矿山超细破碎单传动高压辊磨机2
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产品属性
型号
DG16001000
电动机功率
1250
所有参数


单传动辊压机案例电耗计算





NY公司Φ3.2×13m三仓开流水泥磨,原生产P.C42.5级水泥(比表面积≥360m2/kg)台时产量49t/h,吨水泥粉磨电耗36.19kwh/t;采用120-50单传动辊压机及动态分级设备后,台时产量达80t/h(**时达92t/h),增产31t/h、增幅63.27%,粉磨电耗降至25.71kwh/t,降幅28.96%,节电10.48kwh/t;采用辊压机与动态分级机及管磨机组成联合粉磨系统,年按60万吨水泥计,年节电628.8kwh,按电价0.65/kwh计,节电效益达408.72万元



计算过程:



1.增加辊压机前功率及电耗(台时产量49t/h



系统总功率:磨机主机1600KW+磨机稀油站8KW+入配料库提升机(NE30050KW+库底配料及皮带输送70KW+磨头提升机(NE15030KW+成品风送斜槽(出磨及库顶)20KW+成品提升机(NE15030KW+空气压缩机站50KW+收尘器(磨尾45KW+配料库顶7.5KW×4+磨头仓7.5KW+配料库底7.5KW×2+ 成品库顶7.5KW×2=1970.5KW



实用功率1970.5kwh×0.9=1773.45kwh



粉磨电耗


1773.45kwh/49t/h=36.19kwh/t

1.     
增加辊压机及分级设备后(台时产量80t/h


总功率1970.55 +辊压机250KW+分级机15KW+循环提升机(NE30050KW=2285.55KW


实用功耗:85.55kwh×0.9=2057kwh


   粉磨电耗2057kwh/80t/h=25.71kwh/t


增产:80-49=31t/h


增幅:31/49 ×****=63.27%


节电:36.19-25.71=10.48kwh/t


节电幅度:10.48/36.19=28.96%


年产水泥60万吨,节电600000×10.48=628.8kwh,按电价0.65/kwh计,年节电费408.72万元(增加辊压机后)。




ZH集团已投产的矿渣微粉生产线配置三套由长沙坚韧机械有限责任公司DG120--50单传动辊压机+V+Φ3.5×13m三仓开路管磨机组成的开路矿渣联合粉磨系统,为响应国家节能减排的号召,该集团XY公司矿渣微粉生产线实施技术改造时,选型配置较大规格的DG140-65单传动辊压机(物料通过量240t/h-320t/h、主电机功率630kw)。并对管磨机系统进行一系列技术改造及优化与调整,不但达到了节能降耗的目的,而且取得了较好的经济效益。


1.  工艺流程及设备配置


2.1矿渣、脱硫石膏及少量粉煤灰按照一定比例配料,由皮带输送机、循环提升机经除铁器后进入辊压机称重仓,混合物料由辊压机挤压后,经循环提升机输送至V型选粉机,经过风选后粗大颗粒物料继续返回稳流称重仓,细粉通过旋风筒及布袋收尘器收集后直接喂入管磨机进行粉磨,磨尾成品随气流进入空气输送斜槽、成品提升机输送至矿渣微粉库储存。DG单传动辊压机+V型选粉机+Φ3.5×13m管磨机开路矿渣联合粉磨系统主、辅机设备配置及技术参数见表1


1  开路矿渣联合粉磨系统主、辅机设备配置及技术参数




 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 



 

设备参数及工况


 

 

管磨机


 

 

规格:Ф3.5×13m


 

转速:17.6r/min


 

矿渣产量:40t/h


 

额定装载量:150t


 

生产厂家:江苏鹏飞


 

 

磨机主电机


 

 

电机型号:YR2240-8/1730


 

额定功率2240KW


 

额定电流:166A、电压10KV


 

生产厂家:重庆赛**


 

 

辊压机(/)


 

 

型号: DG140-65


 

通过量:240-320 t/h


 

电机功率:630KW


 

生产厂家:长沙坚韧


 

 

磨机主减速机


 

 

型号:JDX100


 

速比:6.3


 

生产厂家:重庆齿轮箱厂


 

 

循环提升机


 

 

型号:NE300


 

输送能力:325t/h


 

功率:55KW


 

 

循环风机


 

 

型号:M6-52-170 


 

风温:90°-120°


 

风量:128000m3/h


 

主排全压:4000pa


 

功率:200KW


 

 

V型选粉机


 

 

Vx5812


 

处理能力:72-108t/h


 

选粉风量:90000-120000 m3/h


 

生产厂家:长沙坚韧


 

 

磨尾风机


 

 

型号:G4-73


 

功率:55KW


 

风量:56455 m3/h


 

风压;3251pa


 

 

矿渣微粉品种等级


 

 

S95


 

 

比表面积(m2/kg)


 

 

410


 

 

成品细度(45um筛余)(%)


 

 

6±1


 

 

混合料掺量(%)


 

 

13%


 

 

掺合料种类


 

 

粉煤灰、脱硫石膏


 

 

入磨综合水分(%)


 

 

1.5%


 


2.  系统分析


3.1单传动辊压机+V型选粉机系统


3.1.1DG单传动辊压机是长沙坚韧机械有限责任公司研发的一种采用高压弹簧装置的高效率、低能耗专利产品;作为料床预粉磨设备,通过该单传动辊压机挤压后的物料粒度4mm****、<2mm80%、<80μm35%以上,而经V选分级后的入磨物料R80μm筛余在45%以下;与双电机传动液压系统的辊压机+静态分级设备分级后的入磨物料粒度分布基本相同,主电机装机功率比液压系统的辊压机节约45%左右。除上述外,该单传动辊压机尚具有以下技术特点:


3.1.1.1采用润滑脂润滑,无稀油站,润滑无动力,,便于维护;


3.1.1.2既可配置动态分级机,分级后入磨物料切割粒径<3mm;亦可配置静态分级机,分级后入磨物料切割粒径<0.9mm


3.1.1.3两个挤压辊之间采用硬面齿轮传动,辊子线速度1.76m/s,与液压双传动辊压机辊子线速度相当;


3.1.1.4配置压力调节及辊缝调节装置、物料防漏装置(采用特殊设计的侧挡板,边部不漏料),调节方便;运行过程辊缝恒定、不偏辊;


3.1.1.5故障极少,运转率高达95%以上,维护、操作简单、维护费用低;


3.1.1.6辊面采用优质耐磨焊条处理,工作层表面硬度达HRC60-63,使用寿命≥8000h


3.1.1.7辊面两端有耐磨钢板精加工的基准边高线,当辊面磨损到基准边高线以下时,需进行堆焊处理;


3.1.1.8与管磨机组成联合粉磨工艺可获得系统增产50%以上,节电幅度达20%-30%的技术经济效果;


3.1.1.9由于单传动辊压机采用弹簧加压结构,相比液压双传动辊压机对入机铁块的敏感性较差,辊面自保护能力强;尽管如此,还是应该重视除铁。


3.1.2在生产线设计之初,称重仓只有不到20t的容积,再加上土建原因下料管并不是垂直的,而是与水平面成70°夹角,倾斜进料,经常出现断料、冲料,称重仓内挂壁现象也比较严重。前置辊压机工艺参数的合理调整与运行非常重要,辊压机投入的吸收功耗越多,后续管磨机就越省电,整个粉磨系统的电耗就越低。


3.1.3稳流称重仓内挂壁现象也比较严重,由于要避峰生产以及销售情况的制约,所以烘干机和球磨机不能同时开机运行,烘干后的物料可能要存放一段时间才能入磨。冬季南方空气湿度较大,即使烘干后物料综合水分<1.5%,放置2-3天后物料受潮入磨前化验室再测综合水分时能达到3%,甚至更高,不仅造成稳流称重仓内挂壁,同时也会对管磨机运行工况造成很大影响。


3.1.4入辊压机物料水分偏高后,水分偏高的物料被挤压形成的料饼较密实坚硬,风选时也不易分散,大量未经打分散的料饼在通过风力分级区后以粗料的形式被旋风筒收集后返回稳流称重仓,回料明显偏多循环负荷增大,循环提升机电流居高不下、经常冒灰,给清理工作带来了诸多不便。此时取样测得入磨物料细度R80um筛余55%,比表面积在120 m2/kg左右,V选风选效果不太理想。


3.1.5DG140-65单传动辊压机处理能力为240t/h-320t/h,物料循环量较大,经挤压分级后的入磨物料细度R80um筛余在50%左右、比表面积在150
m2/kg
左右。但辊压机电流波动较大并且经常震动,振幅达到保护装置的上限时辊压机自动跳停,跳停后中控人员必须及时止料这也给生产操作带来了不利的影响。DG单传动辊压机+V型选粉机+管磨机开路矿渣联合粉磨系统工艺流程见图一:






 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




 


图一    DG140-65单传动辊压机及矿渣联合粉磨系统工艺流程


3.1.6采用DG140-65单传动辊压机后,由于V型选粉机没有设置补风阀,风路系统为循环风,收尘器选型偏小,导致风管内含尘浓度较高,经常出现积料现象,几乎每次停机都要进行不同程度的清理才能继续投入生产。


3.2管磨机系统


3.2.1Φ3.5×13m磨机分仓及初始研磨体级配方案见表2


2         磨机分仓及初始研磨体级配




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 

一仓


 

 

φ60


 

 

φ50


 

 

φ40


 

 

φ30


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

4.7


 

 

12.7


 

 

12.8


 

 

6.3


 

 

36.5


 

 

44.33


 

 

27.83


 

 

3.25


 

 

26.5


 

 

阶梯衬板


 

 

二仓


 

 

φ18×20


 

 

φ16×18


 

 

φ14×16


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

9.2


 

 

13.7


 

 

10.6


 

 

33.5


 

 

15.92


 

 

29.53


 

 

2.75


 

 

22.4


 

 

小波纹衬板


 

 

三仓


 

 

φ12×14


 

 

φ10×12


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

23.5


 

 

56.5


 

 

80


 

 

10.59


 

 

31.03


 

 

6.25


 

 

51.1


 

 

小波纹衬板


 


前置辊压机+打散分级机组成的联合粉磨系统中,入磨物料切割粒径为2mm—3mm,管磨机一仓不宜太短。而前置辊压机+V型选粉机分级后的入磨物料粒径一般均<1.0mm,后续管磨机一仓不宜太长,否则将影响系统粉磨功效的发挥。从表2可以看出该管磨机一仓、二仓设置偏长,而三仓长度略偏短,由于考虑到磨门所在位置,一仓长度暂时不做调整。


3.2.2现场取样筛析,经V选分级后的入磨粒径基本<1.0mm,所以管磨机级配须做适当调整。当总装载量相同时,多级配球的空隙率比少级配的小,研磨时的有效接触几率比少级配大,因而物料在磨内沿磨机筒体运动的阻力也会变大,若减小研磨体的总比表面积会使研磨体之间摩擦力下降,减少了有效接触几率,降低了细磨作用的效果,便会出现未磨细的物料从磨尾排出,在重新级配时还应该考虑辊压机在不稳定工况时对后续管磨机的影响。需要指出的是:当粉磨易磨性好的矿渣及掺合料,小规格研磨体的大比表面积优势可以充分发挥,但是粉磨易磨性较差的矿渣及掺合料时,其小规格研磨体力度不足的劣势会立即暴露出来,仍需在管磨机一仓保留适量的Φ60mmΦ50mm钢球。


3.2.3管磨机运行半年以来一直未补充研磨体,通过测量球面至磨机顶部衬板之间高度计算出填充率后,发现生产一吨矿渣微粉,研磨体的磨耗**在500g/t左右,充分说明研磨体材质不耐磨,如果按采购价8000/t计算,该企业吨矿渣微粉的磨耗成本就在4元左右,由于矿渣和粉煤灰这类物料本身易磨性就很大,所以选取研磨体时应选用材质较好的高铬合金铸铁(洛氏硬度HRC58-62,冲击韧性αk  3-7J/cm2,理论单仓磨耗应<120g/t),这样既可以节约磨耗成本又可以提高粉磨效率。


3.2.4停机后打开磨门,观察发现物料在隔仓板及出磨篦板的篦孔内结块,篦孔堵塞,钢球、衬板表面也有不同程度的粘附,这种工况对研磨体和衬板做功影响较大,会显著降低系统台时产量,增加粉磨电耗。正常情况下管磨机磨尾用风15HZ,成品R45μm筛余6.5%左右,比表面积也只有400m2/kg左右。在入磨水分偏大时磨尾用风甚至能达到17HZ,根据颗粒流体内摩擦定律可知:管磨机内中心风速远大于边部风速,恰恰细粉留在管磨机内,而粗粉几乎全部从风速最快的篦板中心圆处被拉出,所以成品质量很难控制,必须控制磨内中部风速不宜过快。结块、粘附、堵塞的出磨篦板见图二:





图二  粘附、结块的出磨篦板缝


3.2.5经测量核实管磨机进厂时一仓曲面阶梯衬板带球端厚度只有90mm,此高度的阶梯衬板适用于Φ2.6m左右直径的管磨机,而Φ3.5m的管磨机曲面阶梯衬板带球端高度至少应该有105mm


3.2.6该管磨机主减速机型号为JDX100,一般配置在Φ3.2×13m的管磨机上,而对于主电机功率2000kwΦ3.5×13m管磨机,主减速机应选用JDX110或留有富裕能力的JS130型。显然,主减速器选型偏小。即使管磨机主电机功率有较大富裕,运行电流在富余空间大,也不能增加过多装载量,以免造成主减速机传动齿轮故障,影响正常生产。为此,笔者建议那些还未投产的矿渣微粉或水泥生产线,主机设备选型一定要按笔者配置,进厂前由专业工程技术人员核实验收。否则,待设备安装运转后再发现问题将会麻烦不断。


3.2.7由于冬季环境温度较低,空气湿度相对较大,磨尾收尘器时常会堵,中控操作人员通知现场人员去清理收尘器时会减小磨尾用风,若入磨水分偏高而清理时间较长时,管磨机有可能会出现饱磨现象。


3.3成品控制


为了达到S95级矿渣微粉比表面积控制指标400 m2/kg以上,(R45μm筛余6±1%为企业标准),中控人员往往采取降低产量、减少管磨机磨尾用风、以延长物料的粉磨时间。实际上这种操作是不合理的,不仅电耗高,管磨机内温度过高,过粉磨导致研磨体及衬板工作表面粘附现象也比较严重。该联合粉磨系统产量在36t/h左右、矿渣粉磨电耗在72.2kwh/t



3.  技改措施及效果


4.1原料


4.1.1矿渣微粉是将高炉水渣经过研磨得到的一种超细粉末。其化学成分主要是SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3TiO2MnO2等;含有95% 以上的玻璃体和硅酸二钙、钙黄长石、硅灰石等矿物,与水泥成份接近。矿渣微粉具有较高水化活性,用作水泥和混凝土的优质掺和料,是高强、高性能混凝土不可或缺的第六组份材料。针对原料放置时间久容易受潮的问题,矿渣烘干后进入专用储存库,这样一来还能起到均化作用,为后续生产创造了有利的条件。该企业使用的矿渣来自安阳某钢铁厂,粒化高炉矿渣主要化学成分见表3


3      粒化高炉矿渣化学成份(%)




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 

loss


 

 

SiO2


 

 

Al2O3


 

 

Fe2O3


 

 

CaO


 

 

MgO


 

 


 

 

Mo


 

 

B


 

 

H


 

 

C/S


 

 

0.89


 

 

34.27


 

 

15.25


 

 

2.76


 

 

35.02


 

 

9.73


 

 

97.92


 

 

0.90


 

 

1.55


 

 

0.44


 

 

1.02


 


碱性系数Mo=CaO+MgO/SiO2+Al2O3;水硬性系数B=CaO+MgO+Al2O3/SiO2;活性系数H=Al2O3/SiO2;钙硅比CaO/SiO2;通过化学分析数据得知碱性系数Mo=0.90,该矿渣Mo1.0为酸性矿渣。


4.1.2酸性矿渣因SiO2高、CaO,其易磨性更差。试验研究表明:水硬性胶凝材料的水化反应是一种酸、碱平衡的化学反应。一般来讲,相同比表面积时,碱性、中性矿渣的活性指数比酸性矿渣高。这可能是由于在水化反应进程中液相的PH值影响酸性矿渣的反应活性,即矿渣酸性抵消了液相的部分碱度,导致二次水化反应和强度发挥能力低于碱性、中性矿渣。所以,要提高酸性矿渣的活性指数,最有效的技术手段是提高其磨细程度(比表面积)增加矿渣微细粉(80um)含量。采用三仓高细开流粉磨工艺,对原状矿渣颗粒进行机械力活化,可以较大幅度提高矿渣的磨细程度和水化反应活性。磨机**仓(粉碎粗磨仓)的功能重在对粒状矿渣进行破碎及粗磨,第二仓(过渡仓)功能是对**仓流入的矿渣粗粉实施过渡细磨,第三仓(细磨仓)的功能是对第二仓流入的矿渣粉进行高细粉磨,三个仓的粉磨能力必须达到动态平衡。{1}


4.2DG单传动辊压机+V型选粉机系统


4.2.1由于当初设计的稳流称重仓容量小,存料量少,可利用停机时间对称重仓进行适当增容(扩容)改造,一般仓容应不低于25t。仓容增大、储料量多,对稳定入辊压机料流有利;对现有稳流称重仓增容只需投资12万元耐磨钢板(一般厚度10mm12mm)及少量焊条费用,可彻底解决问题.系统运行时将称重仓料位稳定在总容积的70% 左右,下料管内保持一定的料压,稳定的料流会使辊压机运行更平稳。


4.2.2辊压机称重仓内若有挂壁应及时清理(必要时在仓壁敷贴超高分子量聚乙烯板)。超高分子聚乙烯板(UHMWPE)这种材料的特点是:表面吸附能力非常微弱,抗粘附能力仅次于塑料中不粘性**的PTFE,因而其它材料不易附着其表面,缺点是:高分子量聚乙烯板具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差,一般使用环境温度宜≤100110


4.2.3DG单传动辊压机在挤压矿渣时辊缝不宜太小,我们加大了辊压机流量调节闸板开度、增大了辊压机工作辊缝,使辊压机实现过饱和喂料。将工作辊缝由6mm增加至12mm,闸板开度由30%增加至40%,辊压机运行比较平稳,主电机运行电流在30A左右(额定电流46.6A)。由于单传动辊压机两辊之间的压力来源于弹簧,即使大块铁块进入后,也能及时退辊保护辊面,这无疑也是其优势之一。但是值得注意的是:不能因为单传动辊压机的这一特点而忽视了入机前除铁的重要性。


4.2.4在循环风机入口处增设了一个φ600mm的补风阀,可手动调节给V选补充一部分外部空气,可有效降低管道内的含尘浓度,在成品质量合格的情况下尽量开大补风阀,随着洁净空气的进入管道内积料情况也有所好转。我们在V选进料口处用钢筋做了2排打散棒用于打散经辊压机挤压后较密实坚硬的块状物料。双管齐下提高V选风选效率。在风道内增设一台37kw的收尘风机辅助原75kw收尘风机进行收尘,这样一来也可以有效降低管道内的含尘浓度,收集的细粉直接入磨,循环提升机承受的负荷降低所以电流也有所下降。V选风量由16HZ调整为13.5HZ


4.2.5DG单传动辊压机+V型选粉机系统改造前后入磨物料粒径变化见表4


4   系统改造前后入磨物料粒径变化




 
 
 


 
 
 


 
 
 


 

           


 

 

入磨细度(R80um %


 

 

比表面积(m2/kg


 

 

改 造 前


 

 

55


 

 

120--150


 

 

改 造 后


 

 

25--30


 

 

180--200


 


4.3粉磨系统


4.3.1系统改造前磨机运行电流(配置静止式进相器)在130A左右,而主电机的额定电流在
166A,富余空间很大。笔者前面已经指出管磨机主电机功率大而减速机配置小,故不能较大幅度增加装载量,只能通过适量增加部分研磨体及采取部分小研磨体等量代换较大规格研磨体来局部调整级配,以适合现在的生产工况。调整后研磨体级配见表5


5        调整后的研磨体级配




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 

一仓


 

 

φ60


 

 

φ50


 

 

φ40


 

 

φ30


 

 

φ20


 

 

φ15


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

1


 

 

2.7


 

 

12.8


 

 

6.3


 

 

16


 

 

3


 

 

41.8


 

 

30.18


 

 

31.55


 

 

二仓


 

 

φ18×20


 

 

φ16×18


 

 

φ14×16


 

 

φ12×12


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

9.2


 

 

13.7


 

 

10.6


 

 

4


 

 

37.5


 

 

15.49


 

 

31.96


 

 

三仓


 

 

φ12×14


 

 

φ10×12


 

 

φ8×10


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

23.5


 

 

56.5


 

 

7


 

 

87


 

 

10.8


 

 

31.96


 


经挤压分级后的入磨矿渣粒径均为<1.0mm以下粉体,原管磨机一仓粗研磨功能大部分已由辊压机替代,应缩小一仓平均球径,进行多级配球,适量增加一部分φ20、φ15钢球,减少大球用量。细磨仓应采用微型研磨体,增加研磨面积。相同材质的情况下,小规格研磨体的磨耗量低于大规格研磨体。实际生产中,研磨体及衬板磨耗及磨机噪音均显著下降。{2}


4.3.2为了彻底解决出磨篦板篦孔内结块、堵塞,钢锻、衬板表面也有不同程度粘附等问题,我们从徐州某防堵篦板专业厂家订购了一套“出磨防堵篦板”,有效的解决了篦孔内结块、研磨体堵塞篦孔的问题。当篦孔通畅后,通风效果自然良好,随之而来也会出现另外一个问题,那就是磨尾用风量的控制,磨尾用风不能太大否则成品细度容易跑粗,比表面积也难以合格。磨尾用风太小会造成饱磨,特别是在入磨水份偏大时。调试期间,将磨尾用风从15HZ逐步减小,在降低磨尾用风过程中,随时观察管磨机运行电流和磨音及成品比表面积的变化,最终降至8.4HZ,系统运行比较稳定,R45μm筛余4.5%,比表面积在470 m2/kg


4.3.3使用助磨剂解决糊球、糊锻现象。在调试期间发现,一直使用助磨剂效果并不理想,成品比表面积始终在380 m2/kg左右徘徊,但是R45μm筛余下降较低,只有3.8%左右。究其原因:助磨剂属于表面活性剂、分散物料粘附及结团能力好,可以改善料层透气性并减少物料在固定容积料筒内的透气时间,所以在使用透气法做成品比表面积时往往会偏低,与真实值有一定差距。使用助磨剂也会使物料在管磨机内停留时间缩短、流速加快。为此,投料前从磨头加入,洗磨15min后再开始投料,正常投料后助磨剂就停止使用,经验证该方法对消除磨内粘附非常有效。


4.3.4为消除磨内“滞留带”引起的负面效应、充分激活微型研磨体的粉磨能量、提高研磨体作功能力。可根据细磨仓有效长度方向设置3-6圈“活化装置”,管磨机细磨仓所采用的活化装置有效高度h一般取磨机直径D20%-30%(实际应用中可取**值),因磨机装载量较高,实际运行电流(进相后)已达到150A(额定电流166A),为减少筒体载荷,故采用空心活化装置,理论上每隔1.25m-2.25m有效长度(5-9块单孔小衬板距离)设置一周圈,实际安装应用中一般在细磨仓有效长度范围内间隔1.50m-2.0m之间设置一周圈,空心活化装置高度h=900mm,设置4圈,考虑到三仓有效长度,建议其间隔1.50m安装,故**圈活化环在距离隔仓板处1.50m,安装时注意避开磨门位置即可。


4.3.5针对冬季气温低,布袋收尘器易结露的问题,我们将管磨机胴体喷淋水停掉,尽量提高出磨气体温度,适当缩短收尘器的脉冲振打周期、保持收尘器通畅。


4.3.6通过调整,由DG140--65单传动辊压机+V型选粉机+管磨机开路矿渣联合粉磨系统产量由36t/h稳定提高至56t/h,增产幅度达55.56%;系统粉磨电耗下降幅度20.22%,达到了增产、降耗的目的,经济效益显著。改造前、后粉磨系统参数对比见表6


   
6   矿渣开路联合粉磨系统改造前、后粉磨系统参数对比




 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 



 

           


 

 

系统改造前


 

 

系统改造后


 

 

数据对比


 

 

系统产量(t/h


 

 

36


 

 

56


 

 

增产20t/h、增幅55.56%


 

 

系统粉磨电耗(kwh/t


 

 

72.2


 

 

57.6


 

 

降低14.6 kwh/t、节幅20.22%


 

 

矿渣粉细度(R45  %


 

 

6.5


 

 

4.5


 

 

下降2.0%


 

 

比表面积(m2/kg)


 

 

410


 

 

450


 

 

增加40 m2/kg


 

 

活性指数(%


 

 

7d75%


 

 

28d95%


 

 

7d79%


 

 

28d****


 

 

提高约5%


 


按全年生产40万吨矿渣微粉,按吨微粉节电14.6kwh计算,改造后年节电584kwh,以电费0.6/kwh计算,仅节电一项年收益就达350万元,粉磨系统增产、节电效果显著。


4.  结束语


5.1“系统节能是硬道理”,与相同规格双传动液压辊压机相比,DG单传动辊压机装机功率低45%,单台投资节省1/3,性价比高、节电效果显著、系统运行稳定,仅节电部分的效益累积,一年左右即可收回设备投资。DG单传动辊压机挤压效果较好,在国内矿渣微粉制备生产线已有多条成功案例,应大力推广。


5.2提高磨前辊压机功率(即选用较大型号及处理量)及其挤压做功能力,辊压机投入功耗越多,后续管磨机系统越省电、整个粉磨系统电耗越低。


5.3“出磨防堵篦板”的使用及微型研磨体的等量替代较大研磨体是技术改造的两大核心内容,合理控制磨机出磨篦板截面均匀通风,可以及时将合格细粉拉出磨内,减少过粉磨现象。管磨机的粉磨效率与研磨体总表面积的0.6--0.7次方成正比,通过采取局部调整以及微型研磨体的等量取代措施后,磨内球、锻增加了1800m2左右与物料的接触面积,有效改善了研磨效果,显著提高了粉磨效率。


5.4继续对该粉磨系统进行优化,挖掘其生产潜能、力争将系统产量提高至60t/h以上,进一步降低系统粉磨电耗。





ZH集团已投产的矿渣微粉生产线配置三套由长沙坚韧机械有限责任公司DG120--50单传动辊压机+V+Φ3.5×13m三仓开路管磨机组成的开路矿渣联合粉磨系统,为响应国家节能减排的号召,该集团XY公司矿渣微粉生产线实施技术改造时,选型配置较大规格的DG140-65单传动辊压机(物料通过量240t/h-320t/h、主电机功率630kw)。并对管磨机系统进行一系列技术改造及优化与调整,不但达到了节能降耗的目的,而且取得了较好的经济效益。


1.  工艺流程及设备配置


2.1矿渣、脱硫石膏及少量粉煤灰按照一定比例配料,由皮带输送机、循环提升机经除铁器后进入辊压机称重仓,混合物料由辊压机挤压后,经循环提升机输送至V型选粉机,经过风选后粗大颗粒物料继续返回稳流称重仓,细粉通过旋风筒及布袋收尘器收集后直接喂入管磨机进行粉磨,磨尾成品随气流进入空气输送斜槽、成品提升机输送至矿渣微粉库储存。DG单传动辊压机+V型选粉机+Φ3.5×13m管磨机开路矿渣联合粉磨系统主、辅机设备配置及技术参数见表1


1  开路矿渣联合粉磨系统主、辅机设备配置及技术参数




 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 



 

设备参数及工况


 

 

管磨机


 

 

规格:Ф3.5×13m


 

转速:17.6r/min


 

矿渣产量:40t/h


 

额定装载量:150t


 

生产厂家:江苏鹏飞


 

 

磨机主电机


 

 

电机型号:YR2240-8/1730


 

额定功率2240KW


 

额定电流:166A、电压10KV


 

生产厂家:重庆赛**


 

 

辊压机(/)


 

 

型号: DG140-65


 

通过量:240-320 t/h


 

电机功率:630KW


 

生产厂家:长沙坚韧


 

 

磨机主减速机


 

 

型号:JDX100


 

速比:6.3


 

生产厂家:重庆齿轮箱厂


 

 

循环提升机


 

 

型号:NE300


 

输送能力:325t/h


 

功率:55KW


 

 

循环风机


 

 

型号:M6-52-170 


 

风温:90°-120°


 

风量:128000m3/h


 

主排全压:4000pa


 

功率:200KW


 

 

V型选粉机


 

 

Vx5812


 

处理能力:72-108t/h


 

选粉风量:90000-120000 m3/h


 

生产厂家:长沙坚韧


 

 

磨尾风机


 

 

型号:G4-73


 

功率:55KW


 

风量:56455 m3/h


 

风压;3251pa


 

 

矿渣微粉品种等级


 

 

S95


 

 

比表面积(m2/kg)


 

 

410


 

 

成品细度(45um筛余)(%)


 

 

6±1


 

 

混合料掺量(%)


 

 

13%


 

 

掺合料种类


 

 

粉煤灰、脱硫石膏


 

 

入磨综合水分(%)


 

 

1.5%


 


2.  系统分析


3.1单传动辊压机+V型选粉机系统


3.1.1DG单传动辊压机是长沙坚韧机械有限责任公司研发的一种采用高压弹簧装置的高效率、低能耗专利产品;作为料床预粉磨设备,通过该单传动辊压机挤压后的物料粒度4mm****、<2mm80%、<80μm35%以上,而经V选分级后的入磨物料R80μm筛余在45%以下;与双电机传动液压系统的辊压机+静态分级设备分级后的入磨物料粒度分布基本相同,主电机装机功率比液压系统的辊压机节约45%左右。除上述外,该单传动辊压机尚具有以下技术特点:


3.1.1.1采用润滑脂润滑,无稀油站,润滑无动力,,便于维护;


3.1.1.2既可配置动态分级机,分级后入磨物料切割粒径<3mm;亦可配置静态分级机,分级后入磨物料切割粒径<0.9mm


3.1.1.3两个挤压辊之间采用硬面齿轮传动,辊子线速度1.76m/s,与液压双传动辊压机辊子线速度相当;


3.1.1.4配置压力调节及辊缝调节装置、物料防漏装置(采用特殊设计的侧挡板,边部不漏料),调节方便;运行过程辊缝恒定、不偏辊;


3.1.1.5故障极少,运转率高达95%以上,维护、操作简单、维护费用低;


3.1.1.6辊面采用优质耐磨焊条处理,工作层表面硬度达HRC60-63,使用寿命≥8000h


3.1.1.7辊面两端有耐磨钢板精加工的基准边高线,当辊面磨损到基准边高线以下时,需进行堆焊处理;


3.1.1.8与管磨机组成联合粉磨工艺可获得系统增产50%以上,节电幅度达20%-30%的技术经济效果;


3.1.1.9由于单传动辊压机采用弹簧加压结构,相比液压双传动辊压机对入机铁块的敏感性较差,辊面自保护能力强;尽管如此,还是应该重视除铁。


3.1.2在生产线设计之初,称重仓只有不到20t的容积,再加上土建原因下料管并不是垂直的,而是与水平面成70°夹角,倾斜进料,经常出现断料、冲料,称重仓内挂壁现象也比较严重。前置辊压机工艺参数的合理调整与运行非常重要,辊压机投入的吸收功耗越多,后续管磨机就越省电,整个粉磨系统的电耗就越低。


3.1.3稳流称重仓内挂壁现象也比较严重,由于要避峰生产以及销售情况的制约,所以烘干机和球磨机不能同时开机运行,烘干后的物料可能要存放一段时间才能入磨。冬季南方空气湿度较大,即使烘干后物料综合水分<1.5%,放置2-3天后物料受潮入磨前化验室再测综合水分时能达到3%,甚至更高,不仅造成稳流称重仓内挂壁,同时也会对管磨机运行工况造成很大影响。


3.1.4入辊压机物料水分偏高后,水分偏高的物料被挤压形成的料饼较密实坚硬,风选时也不易分散,大量未经打分散的料饼在通过风力分级区后以粗料的形式被旋风筒收集后返回稳流称重仓,回料明显偏多循环负荷增大,循环提升机电流居高不下、经常冒灰,给清理工作带来了诸多不便。此时取样测得入磨物料细度R80um筛余55%,比表面积在120 m2/kg左右,V选风选效果不太理想。


3.1.5DG140-65单传动辊压机处理能力为240t/h-320t/h,物料循环量较大,经挤压分级后的入磨物料细度R80um筛余在50%左右、比表面积在150
m2/kg
左右。但辊压机电流波动较大并且经常震动,振幅达到保护装置的上限时辊压机自动跳停,跳停后中控人员必须及时止料这也给生产操作带来了不利的影响。DG单传动辊压机+V型选粉机+管磨机开路矿渣联合粉磨系统工艺流程见图一:






 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




 


图一    DG140-65单传动辊压机及矿渣联合粉磨系统工艺流程


3.1.6采用DG140-65单传动辊压机后,由于V型选粉机没有设置补风阀,风路系统为循环风,收尘器选型偏小,导致风管内含尘浓度较高,经常出现积料现象,几乎每次停机都要进行不同程度的清理才能继续投入生产。


3.2管磨机系统


3.2.1Φ3.5×13m磨机分仓及初始研磨体级配方案见表2


2         磨机分仓及初始研磨体级配




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 

一仓


 

 

φ60


 

 

φ50


 

 

φ40


 

 

φ30


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

4.7


 

 

12.7


 

 

12.8


 

 

6.3


 

 

36.5


 

 

44.33


 

 

27.83


 

 

3.25


 

 

26.5


 

 

阶梯衬板


 

 

二仓


 

 

φ18×20


 

 

φ16×18


 

 

φ14×16


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

9.2


 

 

13.7


 

 

10.6


 

 

33.5


 

 

15.92


 

 

29.53


 

 

2.75


 

 

22.4


 

 

小波纹衬板


 

 

三仓


 

 

φ12×14


 

 

φ10×12


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

23.5


 

 

56.5


 

 

80


 

 

10.59


 

 

31.03


 

 

6.25


 

 

51.1


 

 

小波纹衬板


 


前置辊压机+打散分级机组成的联合粉磨系统中,入磨物料切割粒径为2mm—3mm,管磨机一仓不宜太短。而前置辊压机+V型选粉机分级后的入磨物料粒径一般均<1.0mm,后续管磨机一仓不宜太长,否则将影响系统粉磨功效的发挥。从表2可以看出该管磨机一仓、二仓设置偏长,而三仓长度略偏短,由于考虑到磨门所在位置,一仓长度暂时不做调整。


3.2.2现场取样筛析,经V选分级后的入磨粒径基本<1.0mm,所以管磨机级配须做适当调整。当总装载量相同时,多级配球的空隙率比少级配的小,研磨时的有效接触几率比少级配大,因而物料在磨内沿磨机筒体运动的阻力也会变大,若减小研磨体的总比表面积会使研磨体之间摩擦力下降,减少了有效接触几率,降低了细磨作用的效果,便会出现未磨细的物料从磨尾排出,在重新级配时还应该考虑辊压机在不稳定工况时对后续管磨机的影响。需要指出的是:当粉磨易磨性好的矿渣及掺合料,小规格研磨体的大比表面积优势可以充分发挥,但是粉磨易磨性较差的矿渣及掺合料时,其小规格研磨体力度不足的劣势会立即暴露出来,仍需在管磨机一仓保留适量的Φ60mmΦ50mm钢球。


3.2.3管磨机运行半年以来一直未补充研磨体,通过测量球面至磨机顶部衬板之间高度计算出填充率后,发现生产一吨矿渣微粉,研磨体的磨耗**在500g/t左右,充分说明研磨体材质不耐磨,如果按采购价8000/t计算,该企业吨矿渣微粉的磨耗成本就在4元左右,由于矿渣和粉煤灰这类物料本身易磨性就很大,所以选取研磨体时应选用材质较好的高铬合金铸铁(洛氏硬度HRC58-62,冲击韧性αk  3-7J/cm2,理论单仓磨耗应<120g/t),这样既可以节约磨耗成本又可以提高粉磨效率。


3.2.4停机后打开磨门,观察发现物料在隔仓板及出磨篦板的篦孔内结块,篦孔堵塞,钢球、衬板表面也有不同程度的粘附,这种工况对研磨体和衬板做功影响较大,会显著降低系统台时产量,增加粉磨电耗。正常情况下管磨机磨尾用风15HZ,成品R45μm筛余6.5%左右,比表面积也只有400m2/kg左右。在入磨水分偏大时磨尾用风甚至能达到17HZ,根据颗粒流体内摩擦定律可知:管磨机内中心风速远大于边部风速,恰恰细粉留在管磨机内,而粗粉几乎全部从风速最快的篦板中心圆处被拉出,所以成品质量很难控制,必须控制磨内中部风速不宜过快。结块、粘附、堵塞的出磨篦板见图二:





图二  粘附、结块的出磨篦板缝


3.2.5经测量核实管磨机进厂时一仓曲面阶梯衬板带球端厚度只有90mm,此高度的阶梯衬板适用于Φ2.6m左右直径的管磨机,而Φ3.5m的管磨机曲面阶梯衬板带球端高度至少应该有105mm


3.2.6该管磨机主减速机型号为JDX100,一般配置在Φ3.2×13m的管磨机上,而对于主电机功率2000kwΦ3.5×13m管磨机,主减速机应选用JDX110或留有富裕能力的JS130型。显然,主减速器选型偏小。即使管磨机主电机功率有较大富裕,运行电流在富余空间大,也不能增加过多装载量,以免造成主减速机传动齿轮故障,影响正常生产。为此,笔者建议那些还未投产的矿渣微粉或水泥生产线,主机设备选型一定要按笔者配置,进厂前由专业工程技术人员核实验收。否则,待设备安装运转后再发现问题将会麻烦不断。


3.2.7由于冬季环境温度较低,空气湿度相对较大,磨尾收尘器时常会堵,中控操作人员通知现场人员去清理收尘器时会减小磨尾用风,若入磨水分偏高而清理时间较长时,管磨机有可能会出现饱磨现象。


3.3成品控制


为了达到S95级矿渣微粉比表面积控制指标400 m2/kg以上,(R45μm筛余6±1%为企业标准),中控人员往往采取降低产量、减少管磨机磨尾用风、以延长物料的粉磨时间。实际上这种操作是不合理的,不仅电耗高,管磨机内温度过高,过粉磨导致研磨体及衬板工作表面粘附现象也比较严重。该联合粉磨系统产量在36t/h左右、矿渣粉磨电耗在72.2kwh/t



3.  技改措施及效果


4.1原料


4.1.1矿渣微粉是将高炉水渣经过研磨得到的一种超细粉末。其化学成分主要是SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3TiO2MnO2等;含有95% 以上的玻璃体和硅酸二钙、钙黄长石、硅灰石等矿物,与水泥成份接近。矿渣微粉具有较高水化活性,用作水泥和混凝土的优质掺和料,是高强、高性能混凝土不可或缺的第六组份材料。针对原料放置时间久容易受潮的问题,矿渣烘干后进入专用储存库,这样一来还能起到均化作用,为后续生产创造了有利的条件。该企业使用的矿渣来自安阳某钢铁厂,粒化高炉矿渣主要化学成分见表3


3      粒化高炉矿渣化学成份(%)




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 

loss


 

 

SiO2


 

 

Al2O3


 

 

Fe2O3


 

 

CaO


 

 

MgO


 

 


 

 

Mo


 

 

B


 

 

H


 

 

C/S


 

 

0.89


 

 

34.27


 

 

15.25


 

 

2.76


 

 

35.02


 

 

9.73


 

 

97.92


 

 

0.90


 

 

1.55


 

 

0.44


 

 

1.02


 


碱性系数Mo=CaO+MgO/SiO2+Al2O3;水硬性系数B=CaO+MgO+Al2O3/SiO2;活性系数H=Al2O3/SiO2;钙硅比CaO/SiO2;通过化学分析数据得知碱性系数Mo=0.90,该矿渣Mo1.0为酸性矿渣。


4.1.2酸性矿渣因SiO2高、CaO,其易磨性更差。试验研究表明:水硬性胶凝材料的水化反应是一种酸、碱平衡的化学反应。一般来讲,相同比表面积时,碱性、中性矿渣的活性指数比酸性矿渣高。这可能是由于在水化反应进程中液相的PH值影响酸性矿渣的反应活性,即矿渣酸性抵消了液相的部分碱度,导致二次水化反应和强度发挥能力低于碱性、中性矿渣。所以,要提高酸性矿渣的活性指数,最有效的技术手段是提高其磨细程度(比表面积)增加矿渣微细粉(80um)含量。采用三仓高细开流粉磨工艺,对原状矿渣颗粒进行机械力活化,可以较大幅度提高矿渣的磨细程度和水化反应活性。磨机**仓(粉碎粗磨仓)的功能重在对粒状矿渣进行破碎及粗磨,第二仓(过渡仓)功能是对**仓流入的矿渣粗粉实施过渡细磨,第三仓(细磨仓)的功能是对第二仓流入的矿渣粉进行高细粉磨,三个仓的粉磨能力必须达到动态平衡。{1}


4.2DG单传动辊压机+V型选粉机系统


4.2.1由于当初设计的稳流称重仓容量小,存料量少,可利用停机时间对称重仓进行适当增容(扩容)改造,一般仓容应不低于25t。仓容增大、储料量多,对稳定入辊压机料流有利;对现有稳流称重仓增容只需投资12万元耐磨钢板(一般厚度10mm12mm)及少量焊条费用,可彻底解决问题.系统运行时将称重仓料位稳定在总容积的70% 左右,下料管内保持一定的料压,稳定的料流会使辊压机运行更平稳。


4.2.2辊压机称重仓内若有挂壁应及时清理(必要时在仓壁敷贴超高分子量聚乙烯板)。超高分子聚乙烯板(UHMWPE)这种材料的特点是:表面吸附能力非常微弱,抗粘附能力仅次于塑料中不粘性**的PTFE,因而其它材料不易附着其表面,缺点是:高分子量聚乙烯板具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差,一般使用环境温度宜≤100110


4.2.3DG单传动辊压机在挤压矿渣时辊缝不宜太小,我们加大了辊压机流量调节闸板开度、增大了辊压机工作辊缝,使辊压机实现过饱和喂料。将工作辊缝由6mm增加至12mm,闸板开度由30%增加至40%,辊压机运行比较平稳,主电机运行电流在30A左右(额定电流46.6A)。由于单传动辊压机两辊之间的压力来源于弹簧,即使大块铁块进入后,也能及时退辊保护辊面,这无疑也是其优势之一。但是值得注意的是:不能因为单传动辊压机的这一特点而忽视了入机前除铁的重要性。


4.2.4在循环风机入口处增设了一个φ600mm的补风阀,可手动调节给V选补充一部分外部空气,可有效降低管道内的含尘浓度,在成品质量合格的情况下尽量开大补风阀,随着洁净空气的进入管道内积料情况也有所好转。我们在V选进料口处用钢筋做了2排打散棒用于打散经辊压机挤压后较密实坚硬的块状物料。双管齐下提高V选风选效率。在风道内增设一台37kw的收尘风机辅助原75kw收尘风机进行收尘,这样一来也可以有效降低管道内的含尘浓度,收集的细粉直接入磨,循环提升机承受的负荷降低所以电流也有所下降。V选风量由16HZ调整为13.5HZ


4.2.5DG单传动辊压机+V型选粉机系统改造前后入磨物料粒径变化见表4


4   系统改造前后入磨物料粒径变化




 
 
 


 
 
 


 
 
 


 

           


 

 

入磨细度(R80um %


 

 

比表面积(m2/kg


 

 

改 造 前


 

 

55


 

 

120--150


 

 

改 造 后


 

 

25--30


 

 

180--200


 


4.3粉磨系统


4.3.1系统改造前磨机运行电流(配置静止式进相器)在130A左右,而主电机的额定电流在
166A,富余空间很大。笔者前面已经指出管磨机主电机功率大而减速机配置小,故不能较大幅度增加装载量,只能通过适量增加部分研磨体及采取部分小研磨体等量代换较大规格研磨体来局部调整级配,以适合现在的生产工况。调整后研磨体级配见表5


5        调整后的研磨体级配




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 

一仓


 

 

φ60


 

 

φ50


 

 

φ40


 

 

φ30


 

 

φ20


 

 

φ15


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

1


 

 

2.7


 

 

12.8


 

 

6.3


 

 

16


 

 

3


 

 

41.8


 

 

30.18


 

 

31.55


 

 

二仓


 

 

φ18×20


 

 

φ16×18


 

 

φ14×16


 

 

φ12×12


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

9.2


 

 

13.7


 

 

10.6


 

 

4


 

 

37.5


 

 

15.49


 

 

31.96


 

 

三仓


 

 

φ12×14


 

 

φ10×12


 

 

φ8×10


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

23.5


 

 

56.5


 

 

7


 

 

87


 

 

10.8


 

 

31.96


 


经挤压分级后的入磨矿渣粒径均为<1.0mm以下粉体,原管磨机一仓粗研磨功能大部分已由辊压机替代,应缩小一仓平均球径,进行多级配球,适量增加一部分φ20、φ15钢球,减少大球用量。细磨仓应采用微型研磨体,增加研磨面积。相同材质的情况下,小规格研磨体的磨耗量低于大规格研磨体。实际生产中,研磨体及衬板磨耗及磨机噪音均显著下降。{2}


4.3.2为了彻底解决出磨篦板篦孔内结块、堵塞,钢锻、衬板表面也有不同程度粘附等问题,我们从徐州某防堵篦板专业厂家订购了一套“出磨防堵篦板”,有效的解决了篦孔内结块、研磨体堵塞篦孔的问题。当篦孔通畅后,通风效果自然良好,随之而来也会出现另外一个问题,那就是磨尾用风量的控制,磨尾用风不能太大否则成品细度容易跑粗,比表面积也难以合格。磨尾用风太小会造成饱磨,特别是在入磨水份偏大时。调试期间,将磨尾用风从15HZ逐步减小,在降低磨尾用风过程中,随时观察管磨机运行电流和磨音及成品比表面积的变化,最终降至8.4HZ,系统运行比较稳定,R45μm筛余4.5%,比表面积在470 m2/kg


4.3.3使用助磨剂解决糊球、糊锻现象。在调试期间发现,一直使用助磨剂效果并不理想,成品比表面积始终在380 m2/kg左右徘徊,但是R45μm筛余下降较低,只有3.8%左右。究其原因:助磨剂属于表面活性剂、分散物料粘附及结团能力好,可以改善料层透气性并减少物料在固定容积料筒内的透气时间,所以在使用透气法做成品比表面积时往往会偏低,与真实值有一定差距。使用助磨剂也会使物料在管磨机内停留时间缩短、流速加快。为此,投料前从磨头加入,洗磨15min后再开始投料,正常投料后助磨剂就停止使用,经验证该方法对消除磨内粘附非常有效。


4.3.4为消除磨内“滞留带”引起的负面效应、充分激活微型研磨体的粉磨能量、提高研磨体作功能力。可根据细磨仓有效长度方向设置3-6圈“活化装置”,管磨机细磨仓所采用的活化装置有效高度h一般取磨机直径D20%-30%(实际应用中可取**值),因磨机装载量较高,实际运行电流(进相后)已达到150A(额定电流166A),为减少筒体载荷,故采用空心活化装置,理论上每隔1.25m-2.25m有效长度(5-9块单孔小衬板距离)设置一周圈,实际安装应用中一般在细磨仓有效长度范围内间隔1.50m-2.0m之间设置一周圈,空心活化装置高度h=900mm,设置4圈,考虑到三仓有效长度,建议其间隔1.50m安装,故**圈活化环在距离隔仓板处1.50m,安装时注意避开磨门位置即可。


4.3.5针对冬季气温低,布袋收尘器易结露的问题,我们将管磨机胴体喷淋水停掉,尽量提高出磨气体温度,适当缩短收尘器的脉冲振打周期、保持收尘器通畅。


4.3.6通过调整,由DG140--65单传动辊压机+V型选粉机+管磨机开路矿渣联合粉磨系统产量由36t/h稳定提高至56t/h,增产幅度达55.56%;系统粉磨电耗下降幅度20.22%,达到了增产、降耗的目的,经济效益显著。改造前、后粉磨系统参数对比见表6


   
6   矿渣开路联合粉磨系统改造前、后粉磨系统参数对比




 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 



 

           


 

 

系统改造前


 

 

系统改造后


 

 

数据对比


 

 

系统产量(t/h


 

 

36


 

 

56


 

 

增产20t/h、增幅55.56%


 

 

系统粉磨电耗(kwh/t


 

 

72.2


 

 

57.6


 

 

降低14.6 kwh/t、节幅20.22%


 

 

矿渣粉细度(R45  %


 

 

6.5


 

 

4.5


 

 

下降2.0%


 

 

比表面积(m2/kg)


 

 

410


 

 

450


 

 

增加40 m2/kg


 

 

活性指数(%


 

 

7d75%


 

 

28d95%


 

 

7d79%


 

 

28d****


 

 

提高约5%


 


按全年生产40万吨矿渣微粉,按吨微粉节电14.6kwh计算,改造后年节电584kwh,以电费0.6/kwh计算,仅节电一项年收益就达350万元,粉磨系统增产、节电效果显著。


4.  结束语


5.1“系统节能是硬道理”,与相同规格双传动液压辊压机相比,DG单传动辊压机装机功率低45%,单台投资节省1/3,性价比高、节电效果显著、系统运行稳定,仅节电部分的效益累积,一年左右即可收回设备投资。DG单传动辊压机挤压效果较好,在国内矿渣微粉制备生产线已有多条成功案例,应大力推广。


5.2提高磨前辊压机功率(即选用较大型号及处理量)及其挤压做功能力,辊压机投入功耗越多,后续管磨机系统越省电、整个粉磨系统电耗越低。


5.3“出磨防堵篦板”的使用及微型研磨体的等量替代较大研磨体是技术改造的两大核心内容,合理控制磨机出磨篦板截面均匀通风,可以及时将合格细粉拉出磨内,减少过粉磨现象。管磨机的粉磨效率与研磨体总表面积的0.6--0.7次方成正比,通过采取局部调整以及微型研磨体的等量取代措施后,磨内球、锻增加了1800m2左右与物料的接触面积,有效改善了研磨效果,显著提高了粉磨效率。


5.4继续对该粉磨系统进行优化,挖掘其生产潜能、力争将系统产量提高至60t/h以上,进一步降低系统粉磨电耗。




ZH集团已投产的矿渣微粉生产线配置三套由长沙坚韧机械有限责任公司DG120--50单传动辊压机+V+Φ3.5×13m三仓开路管磨机组成的开路矿渣联合粉磨系统,为响应国家节能减排的号召,该集团XY公司矿渣微粉生产线实施技术改造时,选型配置较大规格的DG140-65单传动辊压机(物料通过量240t/h-320t/h、主电机功率630kw)。并对管磨机系统进行一系列技术改造及优化与调整,不但达到了节能降耗的目的,而且取得了较好的经济效益。



1.  工艺流程及设备配置



2.1矿渣、脱硫石膏及少量粉煤灰按照一定比例配料,由皮带输送机、循环提升机经除铁器后进入辊压机称重仓,混合物料由辊压机挤压后,经循环提升机输送至V型选粉机,经过风选后粗大颗粒物料继续返回稳流称重仓,细粉通过旋风筒及布袋收尘器收集后直接喂入管磨机进行粉磨,磨尾成品随气流进入空气输送斜槽、成品提升机输送至矿渣微粉库储存。DG单传动辊压机+V型选粉机+Φ3.5×13m管磨机开路矿渣联合粉磨系统主、辅机设备配置及技术参数见表1



1  开路矿渣联合粉磨系统主、辅机设备配置及技术参数





 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 



 

设备参数及工况


 

 

管磨机


 

 

规格:Ф3.5×13m


 

转速:17.6r/min


 

矿渣产量:40t/h


 

额定装载量:150t


 

生产厂家:江苏鹏飞


 

 

磨机主电机


 

 

电机型号:YR2240-8/1730


 

额定功率2240KW


 

额定电流:166A、电压10KV


 

生产厂家:重庆赛**


 

 

辊压机(/)


 

 

型号: DG140-65


 

通过量:240-320 t/h


 

电机功率:630KW


 

生产厂家:长沙坚韧


 

 

磨机主减速机


 

 

型号:JDX100


 

速比:6.3


 

生产厂家:重庆齿轮箱厂


 

 

循环提升机


 

 

型号:NE300


 

输送能力:325t/h


 

功率:55KW


 

 

循环风机


 

 

型号:M6-52-170 


 

风温:90°-120°


 

风量:128000m3/h


 

主排全压:4000pa


 

功率:200KW


 

 

V型选粉机


 

 

Vx5812


 

处理能力:72-108t/h


 

选粉风量:90000-120000 m3/h


 

生产厂家:长沙坚韧


 

 

磨尾风机


 

 

型号:G4-73


 

功率:55KW


 

风量:56455 m3/h


 

风压;3251pa


 

 

矿渣微粉品种等级


 

 

S95


 

 

比表面积(m2/kg)


 

 

410


 

 

成品细度(45um筛余)(%)


 

 

6±1


 

 

混合料掺量(%)


 

 

13%


 

 

掺合料种类


 

 

粉煤灰、脱硫石膏


 

 

入磨综合水分(%)


 

 

1.5%


 


2.  系统分析



3.1单传动辊压机+V型选粉机系统



3.1.1DG单传动辊压机是长沙坚韧机械有限责任公司研发的一种采用高压弹簧装置的高效率、低能耗专利产品;作为料床预粉磨设备,通过该单传动辊压机挤压后的物料粒度4mm****、<2mm80%、<80μm35%以上,而经V选分级后的入磨物料R80μm筛余在45%以下;与双电机传动液压系统的辊压机+静态分级设备分级后的入磨物料粒度分布基本相同,主电机装机功率比液压系统的辊压机节约45%左右。除上述外,该单传动辊压机尚具有以下技术特点:



3.1.1.1采用润滑脂润滑,无稀油站,润滑无动力,,便于维护;



3.1.1.2既可配置动态分级机,分级后入磨物料切割粒径<3mm;亦可配置静态分级机,分级后入磨物料切割粒径<0.9mm



3.1.1.3两个挤压辊之间采用硬面齿轮传动,辊子线速度1.76m/s,与液压双传动辊压机辊子线速度相当;



3.1.1.4配置压力调节及辊缝调节装置、物料防漏装置(采用特殊设计的侧挡板,边部不漏料),调节方便;运行过程辊缝恒定、不偏辊;



3.1.1.5故障极少,运转率高达95%以上,维护、操作简单、维护费用低;



3.1.1.6辊面采用优质耐磨焊条处理,工作层表面硬度达HRC60-63,使用寿命≥8000h



3.1.1.7辊面两端有耐磨钢板精加工的基准边高线,当辊面磨损到基准边高线以下时,需进行堆焊处理;



3.1.1.8与管磨机组成联合粉磨工艺可获得系统增产50%以上,节电幅度达20%-30%的技术经济效果;



3.1.1.9由于单传动辊压机采用弹簧加压结构,相比液压双传动辊压机对入机铁块的敏感性较差,辊面自保护能力强;尽管如此,还是应该重视除铁。



3.1.2在生产线设计之初,称重仓只有不到20t的容积,再加上土建原因下料管并不是垂直的,而是与水平面成70°夹角,倾斜进料,经常出现断料、冲料,称重仓内挂壁现象也比较严重。前置辊压机工艺参数的合理调整与运行非常重要,辊压机投入的吸收功耗越多,后续管磨机就越省电,整个粉磨系统的电耗就越低。



3.1.3稳流称重仓内挂壁现象也比较严重,由于要避峰生产以及销售情况的制约,所以烘干机和球磨机不能同时开机运行,烘干后的物料可能要存放一段时间才能入磨。冬季南方空气湿度较大,即使烘干后物料综合水分<1.5%,放置2-3天后物料受潮入磨前化验室再测综合水分时能达到3%,甚至更高,不仅造成稳流称重仓内挂壁,同时也会对管磨机运行工况造成很大影响。



3.1.4入辊压机物料水分偏高后,水分偏高的物料被挤压形成的料饼较密实坚硬,风选时也不易分散,大量未经打分散的料饼在通过风力分级区后以粗料的形式被旋风筒收集后返回稳流称重仓,回料明显偏多循环负荷增大,循环提升机电流居高不下、经常冒灰,给清理工作带来了诸多不便。此时取样测得入磨物料细度R80um筛余55%,比表面积在120 m2/kg左右,V选风选效果不太理想。



3.1.5DG140-65单传动辊压机处理能力为240t/h-320t/h,物料循环量较大,经挤压分级后的入磨物料细度R80um筛余在50%左右、比表面积在150
m2/kg
左右。但辊压机电流波动较大并且经常震动,振幅达到保护装置的上限时辊压机自动跳停,跳停后中控人员必须及时止料这也给生产操作带来了不利的影响。DG单传动辊压机+V型选粉机+管磨机开路矿渣联合粉磨系统工艺流程见图一:








 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




 



图一    DG140-65单传动辊压机及矿渣联合粉磨系统工艺流程



3.1.6采用DG140-65单传动辊压机后,由于V型选粉机没有设置补风阀,风路系统为循环风,收尘器选型偏小,导致风管内含尘浓度较高,经常出现积料现象,几乎每次停机都要进行不同程度的清理才能继续投入生产。



3.2管磨机系统



3.2.1Φ3.5×13m磨机分仓及初始研磨体级配方案见表2



2         磨机分仓及初始研磨体级配





 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 

一仓


 

 

φ60


 

 

φ50


 

 

φ40


 

 

φ30


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

4.7


 

 

12.7


 

 

12.8


 

 

6.3


 

 

36.5


 

 

44.33


 

 

27.83


 

 

3.25


 

 

26.5


 

 

阶梯衬板


 

 

二仓


 

 

φ18×20


 

 

φ16×18


 

 

φ14×16


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

9.2


 

 

13.7


 

 

10.6


 

 

33.5


 

 

15.92


 

 

29.53


 

 

2.75


 

 

22.4


 

 

小波纹衬板


 

 

三仓


 

 

φ12×14


 

 

φ10×12


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

仓长(m)


 

 

仓长比例(%)


 

 

衬板形式


 

 

23.5


 

 

56.5


 

 

80


 

 

10.59


 

 

31.03


 

 

6.25


 

 

51.1


 

 

小波纹衬板


 


前置辊压机+打散分级机组成的联合粉磨系统中,入磨物料切割粒径为2mm—3mm,管磨机一仓不宜太短。而前置辊压机+V型选粉机分级后的入磨物料粒径一般均<1.0mm,后续管磨机一仓不宜太长,否则将影响系统粉磨功效的发挥。从表2可以看出该管磨机一仓、二仓设置偏长,而三仓长度略偏短,由于考虑到磨门所在位置,一仓长度暂时不做调整。



3.2.2现场取样筛析,经V选分级后的入磨粒径基本<1.0mm,所以管磨机级配须做适当调整。当总装载量相同时,多级配球的空隙率比少级配的小,研磨时的有效接触几率比少级配大,因而物料在磨内沿磨机筒体运动的阻力也会变大,若减小研磨体的总比表面积会使研磨体之间摩擦力下降,减少了有效接触几率,降低了细磨作用的效果,便会出现未磨细的物料从磨尾排出,在重新级配时还应该考虑辊压机在不稳定工况时对后续管磨机的影响。需要指出的是:当粉磨易磨性好的矿渣及掺合料,小规格研磨体的大比表面积优势可以充分发挥,但是粉磨易磨性较差的矿渣及掺合料时,其小规格研磨体力度不足的劣势会立即暴露出来,仍需在管磨机一仓保留适量的Φ60mmΦ50mm钢球。



3.2.3管磨机运行半年以来一直未补充研磨体,通过测量球面至磨机顶部衬板之间高度计算出填充率后,发现生产一吨矿渣微粉,研磨体的磨耗**在500g/t左右,充分说明研磨体材质不耐磨,如果按采购价8000/t计算,该企业吨矿渣微粉的磨耗成本就在4元左右,由于矿渣和粉煤灰这类物料本身易磨性就很大,所以选取研磨体时应选用材质较好的高铬合金铸铁(洛氏硬度HRC58-62,冲击韧性αk  3-7J/cm2,理论单仓磨耗应<120g/t),这样既可以节约磨耗成本又可以提高粉磨效率。



3.2.4停机后打开磨门,观察发现物料在隔仓板及出磨篦板的篦孔内结块,篦孔堵塞,钢球、衬板表面也有不同程度的粘附,这种工况对研磨体和衬板做功影响较大,会显著降低系统台时产量,增加粉磨电耗。正常情况下管磨机磨尾用风15HZ,成品R45μm筛余6.5%左右,比表面积也只有400m2/kg左右。在入磨水分偏大时磨尾用风甚至能达到17HZ,根据颗粒流体内摩擦定律可知:管磨机内中心风速远大于边部风速,恰恰细粉留在管磨机内,而粗粉几乎全部从风速最快的篦板中心圆处被拉出,所以成品质量很难控制,必须控制磨内中部风速不宜过快。结块、粘附、堵塞的出磨篦板见图二:







图二  粘附、结块的出磨篦板缝



3.2.5经测量核实管磨机进厂时一仓曲面阶梯衬板带球端厚度只有90mm,此高度的阶梯衬板适用于Φ2.6m左右直径的管磨机,而Φ3.5m的管磨机曲面阶梯衬板带球端高度至少应该有105mm



3.2.6该管磨机主减速机型号为JDX100,一般配置在Φ3.2×13m的管磨机上,而对于主电机功率2000kwΦ3.5×13m管磨机,主减速机应选用JDX110或留有富裕能力的JS130型。显然,主减速器选型偏小。即使管磨机主电机功率有较大富裕,运行电流在富余空间大,也不能增加过多装载量,以免造成主减速机传动齿轮故障,影响正常生产。为此,笔者建议那些还未投产的矿渣微粉或水泥生产线,主机设备选型一定要按笔者配置,进厂前由专业工程技术人员核实验收。否则,待设备安装运转后再发现问题将会麻烦不断。



3.2.7由于冬季环境温度较低,空气湿度相对较大,磨尾收尘器时常会堵,中控操作人员通知现场人员去清理收尘器时会减小磨尾用风,若入磨水分偏高而清理时间较长时,管磨机有可能会出现饱磨现象。



3.3成品控制



为了达到S95级矿渣微粉比表面积控制指标400 m2/kg以上,(R45μm筛余6±1%为企业标准),中控人员往往采取降低产量、减少管磨机磨尾用风、以延长物料的粉磨时间。实际上这种操作是不合理的,不仅电耗高,管磨机内温度过高,过粉磨导致研磨体及衬板工作表面粘附现象也比较严重。该联合粉磨系统产量在36t/h左右、矿渣粉磨电耗在72.2kwh/t





3.  技改措施及效果



4.1原料



4.1.1矿渣微粉是将高炉水渣经过研磨得到的一种超细粉末。其化学成分主要是SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3TiO2MnO2等;含有95% 以上的玻璃体和硅酸二钙、钙黄长石、硅灰石等矿物,与水泥成份接近。矿渣微粉具有较高水化活性,用作水泥和混凝土的优质掺和料,是高强、高性能混凝土不可或缺的第六组份材料。针对原料放置时间久容易受潮的问题,矿渣烘干后进入专用储存库,这样一来还能起到均化作用,为后续生产创造了有利的条件。该企业使用的矿渣来自安阳某钢铁厂,粒化高炉矿渣主要化学成分见表3



3      粒化高炉矿渣化学成份(%)





 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 

loss


 

 

SiO2


 

 

Al2O3


 

 

Fe2O3


 

 

CaO


 

 

MgO


 

 


 

 

Mo


 

 

B


 

 

H


 

 

C/S


 

 

0.89


 

 

34.27


 

 

15.25


 

 

2.76


 

 

35.02


 

 

9.73


 

 

97.92


 

 

0.90


 

 

1.55


 

 

0.44


 

 

1.02


 


碱性系数Mo=CaO+MgO/SiO2+Al2O3;水硬性系数B=CaO+MgO+Al2O3/SiO2;活性系数H=Al2O3/SiO2;钙硅比CaO/SiO2;通过化学分析数据得知碱性系数Mo=0.90,该矿渣Mo1.0为酸性矿渣。



4.1.2酸性矿渣因SiO2高、CaO,其易磨性更差。试验研究表明:水硬性胶凝材料的水化反应是一种酸、碱平衡的化学反应。一般来讲,相同比表面积时,碱性、中性矿渣的活性指数比酸性矿渣高。这可能是由于在水化反应进程中液相的PH值影响酸性矿渣的反应活性,即矿渣酸性抵消了液相的部分碱度,导致二次水化反应和强度发挥能力低于碱性、中性矿渣。所以,要提高酸性矿渣的活性指数,最有效的技术手段是提高其磨细程度(比表面积)增加矿渣微细粉(80um)含量。采用三仓高细开流粉磨工艺,对原状矿渣颗粒进行机械力活化,可以较大幅度提高矿渣的磨细程度和水化反应活性。磨机**仓(粉碎粗磨仓)的功能重在对粒状矿渣进行破碎及粗磨,第二仓(过渡仓)功能是对**仓流入的矿渣粗粉实施过渡细磨,第三仓(细磨仓)的功能是对第二仓流入的矿渣粉进行高细粉磨,三个仓的粉磨能力必须达到动态平衡。{1}



4.2DG单传动辊压机+V型选粉机系统



4.2.1由于当初设计的稳流称重仓容量小,存料量少,可利用停机时间对称重仓进行适当增容(扩容)改造,一般仓容应不低于25t。仓容增大、储料量多,对稳定入辊压机料流有利;对现有稳流称重仓增容只需投资12万元耐磨钢板(一般厚度10mm12mm)及少量焊条费用,可彻底解决问题.系统运行时将称重仓料位稳定在总容积的70% 左右,下料管内保持一定的料压,稳定的料流会使辊压机运行更平稳。



4.2.2辊压机称重仓内若有挂壁应及时清理(必要时在仓壁敷贴超高分子量聚乙烯板)。超高分子聚乙烯板(UHMWPE)这种材料的特点是:表面吸附能力非常微弱,抗粘附能力仅次于塑料中不粘性**的PTFE,因而其它材料不易附着其表面,缺点是:高分子量聚乙烯板具有表面硬度和热变形温度低、弯曲强度以及蠕变性能较差,一般使用环境温度宜≤100110



4.2.3DG单传动辊压机在挤压矿渣时辊缝不宜太小,我们加大了辊压机流量调节闸板开度、增大了辊压机工作辊缝,使辊压机实现过饱和喂料。将工作辊缝由6mm增加至12mm,闸板开度由30%增加至40%,辊压机运行比较平稳,主电机运行电流在30A左右(额定电流46.6A)。由于单传动辊压机两辊之间的压力来源于弹簧,即使大块铁块进入后,也能及时退辊保护辊面,这无疑也是其优势之一。但是值得注意的是:不能因为单传动辊压机的这一特点而忽视了入机前除铁的重要性。



4.2.4在循环风机入口处增设了一个φ600mm的补风阀,可手动调节给V选补充一部分外部空气,可有效降低管道内的含尘浓度,在成品质量合格的情况下尽量开大补风阀,随着洁净空气的进入管道内积料情况也有所好转。我们在V选进料口处用钢筋做了2排打散棒用于打散经辊压机挤压后较密实坚硬的块状物料。双管齐下提高V选风选效率。在风道内增设一台37kw的收尘风机辅助原75kw收尘风机进行收尘,这样一来也可以有效降低管道内的含尘浓度,收集的细粉直接入磨,循环提升机承受的负荷降低所以电流也有所下降。V选风量由16HZ调整为13.5HZ



4.2.5DG单传动辊压机+V型选粉机系统改造前后入磨物料粒径变化见表4



4   系统改造前后入磨物料粒径变化





 
 
 


 
 
 


 
 
 


 

           


 

 

入磨细度(R80um %


 

 

比表面积(m2/kg


 

 

改 造 前


 

 

55


 

 

120--150


 

 

改 造 后


 

 

25--30


 

 

180--200


 


4.3粉磨系统



4.3.1系统改造前磨机运行电流(配置静止式进相器)在130A左右,而主电机的额定电流在
166A,富余空间很大。笔者前面已经指出管磨机主电机功率大而减速机配置小,故不能较大幅度增加装载量,只能通过适量增加部分研磨体及采取部分小研磨体等量代换较大规格研磨体来局部调整级配,以适合现在的生产工况。调整后研磨体级配见表5



5        调整后的研磨体级配





 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 

一仓


 

 

φ60


 

 

φ50


 

 

φ40


 

 

φ30


 

 

φ20


 

 

φ15


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

1


 

 

2.7


 

 

12.8


 

 

6.3


 

 

16


 

 

3


 

 

41.8


 

 

30.18


 

 

31.55


 

 

二仓


 

 

φ18×20


 

 

φ16×18


 

 

φ14×16


 

 

φ12×12


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

9.2


 

 

13.7


 

 

10.6


 

 

4


 

 

37.5


 

 

15.49


 

 

31.96


 

 

三仓


 

 

φ12×14


 

 

φ10×12


 

 

φ8×10


 

 

(t)


 

 

Dcp(mm)


 

 

ψ(%)


 

 

23.5


 

 

56.5


 

 

7


 

 

87


 

 

10.8


 

 

31.96


 


经挤压分级后的入磨矿渣粒径均为<1.0mm以下粉体,原管磨机一仓粗研磨功能大部分已由辊压机替代,应缩小一仓平均球径,进行多级配球,适量增加一部分φ20、φ15钢球,减少大球用量。细磨仓应采用微型研磨体,增加研磨面积。相同材质的情况下,小规格研磨体的磨耗量低于大规格研磨体。实际生产中,研磨体及衬板磨耗及磨机噪音均显著下降。{2}



4.3.2为了彻底解决出磨篦板篦孔内结块、堵塞,钢锻、衬板表面也有不同程度粘附等问题,我们从徐州某防堵篦板专业厂家订购了一套“出磨防堵篦板”,有效的解决了篦孔内结块、研磨体堵塞篦孔的问题。当篦孔通畅后,通风效果自然良好,随之而来也会出现另外一个问题,那就是磨尾用风量的控制,磨尾用风不能太大否则成品细度容易跑粗,比表面积也难以合格。磨尾用风太小会造成饱磨,特别是在入磨水份偏大时。调试期间,将磨尾用风从15HZ逐步减小,在降低磨尾用风过程中,随时观察管磨机运行电流和磨音及成品比表面积的变化,最终降至8.4HZ,系统运行比较稳定,R45μm筛余4.5%,比表面积在470 m2/kg



4.3.3使用助磨剂解决糊球、糊锻现象。在调试期间发现,一直使用助磨剂效果并不理想,成品比表面积始终在380 m2/kg左右徘徊,但是R45μm筛余下降较低,只有3.8%左右。究其原因:助磨剂属于表面活性剂、分散物料粘附及结团能力好,可以改善料层透气性并减少物料在固定容积料筒内的透气时间,所以在使用透气法做成品比表面积时往往会偏低,与真实值有一定差距。使用助磨剂也会使物料在管磨机内停留时间缩短、流速加快。为此,投料前从磨头加入,洗磨15min后再开始投料,正常投料后助磨剂就停止使用,经验证该方法对消除磨内粘附非常有效。



4.3.4为消除磨内“滞留带”引起的负面效应、充分激活微型研磨体的粉磨能量、提高研磨体作功能力。可根据细磨仓有效长度方向设置3-6圈“活化装置”,管磨机细磨仓所采用的活化装置有效高度h一般取磨机直径D20%-30%(实际应用中可取**值),因磨机装载量较高,实际运行电流(进相后)已达到150A(额定电流166A),为减少筒体载荷,故采用空心活化装置,理论上每隔1.25m-2.25m有效长度(5-9块单孔小衬板距离)设置一周圈,实际安装应用中一般在细磨仓有效长度范围内间隔1.50m-2.0m之间设置一周圈,空心活化装置高度h=900mm,设置4圈,考虑到三仓有效长度,建议其间隔1.50m安装,故**圈活化环在距离隔仓板处1.50m,安装时注意避开磨门位置即可。



4.3.5针对冬季气温低,布袋收尘器易结露的问题,我们将管磨机胴体喷淋水停掉,尽量提高出磨气体温度,适当缩短收尘器的脉冲振打周期、保持收尘器通畅。



4.3.6通过调整,由DG140--65单传动辊压机+V型选粉机+管磨机开路矿渣联合粉磨系统产量由36t/h稳定提高至56t/h,增产幅度达55.56%;系统粉磨电耗下降幅度20.22%,达到了增产、降耗的目的,经济效益显著。改造前、后粉磨系统参数对比见表6



   
6   矿渣开路联合粉磨系统改造前、后粉磨系统参数对比





 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 


 
 
 
 
 
 



 
 
 
 
 
 



 

           


 

 

系统改造前


 

 

系统改造后


 

 

数据对比


 

 

系统产量(t/h


 

 

36


 

 

56


 

 

增产20t/h、增幅55.56%


 

 

系统粉磨电耗(kwh/t


 

 

72.2


 

 

57.6


 

 

降低14.6 kwh/t、节幅20.22%


 

 

矿渣粉细度(R45  %


 

 

6.5


 

 

4.5


 

 

下降2.0%


 

 

比表面积(m2/kg)


 

 

410


 

 

450


 

 

增加40 m2/kg


 

 

活性指数(%


 

 

7d75%


 

 

28d95%


 

 

7d79%


 

 

28d****


 

 

提高约5%


 


按全年生产40万吨矿渣微粉,按吨微粉节电14.6kwh计算,改造后年节电584kwh,以电费0.6/kwh计算,仅节电一项年收益就达350万元,粉磨系统增产、节电效果显著。



4.  结束语



5.1“系统节能是硬道理”,与相同规格双传动液压辊压机相比,DG单传动辊压机装机功率低45%,单台投资节省1/3,性价比高、节电效果显著、系统运行稳定,仅节电部分的效益累积,一年左右即可收回设备投资。DG单传动辊压机挤压效果较好,在国内矿渣微粉制备生产线已有多条成功案例,应大力推广。



5.2提高磨前辊压机功率(即选用较大型号及处理量)及其挤压做功能力,辊压机投入功耗越多,后续管磨机系统越省电、整个粉磨系统电耗越低。



5.3“出磨防堵篦板”的使用及微型研磨体的等量替代较大研磨体是技术改造的两大核心内容,合理控制磨机出磨篦板截面均匀通风,可以及时将合格细粉拉出磨内,减少过粉磨现象。管磨机的粉磨效率与研磨体总表面积的0.6--0.7次方成正比,通过采取局部调整以及微型研磨体的等量取代措施后,磨内球、锻增加了1800m2左右与物料的接触面积,有效改善了研磨效果,显著提高了粉磨效率。



5.4继续对该粉磨系统进行优化,挖掘其生产潜能、力争将系统产量提高至60t/h以上,进一步降低系统粉磨电耗。








 

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