防水之家讯:1 球破机突破传统破碎理念
球破机是南京旋立重机公司在2004年率先推出的预粉磨设备。开发之初主要针对传统破碎机只是从“细碎”上下功夫,由于水泥熟料材质的特殊性,当时市场上推出了几款新型破碎机,在破碎机理上没有大的突破。破碎机细碎物料磨损大、适应性差;球磨机运转率高,但是功率消耗大。如何把两者的优点有机地结合起来,扬长避短,就是当时开发Q—P型球破机的最初思路。球破机的工作原理和球磨机相类似,实现了高硬度物料的超细破碎。使用球破机后,由于出磨料多为粉状,相当于把整个破碎仓移到磨外,磨机主要用来研磨,通过优化磨内结构,可以大幅度地提高磨机产量和比表面积。
2 FM风选磨对球破机的升级创新
球破机作为一种预粉磨设备,在实际使用中,暴露出很多问题。突出表现在以下几个方面:球破机产量低,机内细粉不能及时排出,影响球破机功耗比;对物料水分要求比较严格,水分大了容易糊球;球破机出机物料绝大部分是细粉,但是还是含有3%-5%的大颗粒,进入磨机一仓后给配球带来难题,球配大了,由于进入一仓的主要是细粉,一仓粉磨效率大幅度降低,而球配小了,少量的大颗粒难以破碎,在磨内越聚越多,最终导致一仓失效。
由南京旋立重机联合南京工业大学、盐城工学院联合研制开发的FM风选磨,保持了球破机结构简单、操作方便、工作稳定可靠、工况适应性强、调整方便、投资和运行费用低等优点。对球破机进行升级改造,通过磨内风选,实现FM风选磨内粗细颗粒的快速分离,提高了产量,降低了功率消耗。同时,在磨内加装了磨内筛分装置,确保出磨物料颗粒在3mm以下,为后道磨的磨内优化创造了有利条件。FM风选预粉磨,不仅适用于水泥厂的水泥预粉磨,也可用于生料预粉磨,同时还可应用于其他行业的预粉磨,如矿渣、钢渣、煤矸石、矿石等。
3 FM风选预粉磨工作原理
FM磨工作原理见图1,采用管式磨结构、大钢球破碎,在破碎过程中采用风选原理,把细小颗粒及时带走,实现边粉磨边风选,减少垫层产生的无功浪费,同时减少了过粉磨。该机出料部分设计独特的粗细筛分分离装置,大颗粒物料一直在工作腔内破碎,直至符合要求才能出料。出料部分设计选粉分级结构,从工作腔出来的物料从筒体上多个排料口抛出,在抛出分散过程中利用风再次分级,细小物料随风往上出风口带走,粗颗粒物料沉降至排料口。该机集破碎、研磨、分级功能为一体不仅破碎效率高,粉磨能力强,而且具有自动粗细分级功能,分级精度高,可不再单独配套分级设备。
4 FM风选预粉磨主要结构
FM磨传动方式和边缘传动,根据工作情况分预粉磨类和半粉磨类两大体系。以中心传动为例,主要结构见图2:
进料装置:进料装置由进料斗及支架组成。进料斗内设有可换的2~3块呈一定角度卸料板,物料通过卸料板溜进回转体端部螺旋筒内,由旋转筒旋转将物料输入筒体。进料斗设计有良好进风通道。
工作腔:工作腔是FM磨体的工作主体,由水平放置的回转筒体(内装螺旋筒)、两端的中空轴、传动轴和轴承座组成。中空轴和传动轴采用滚动轴承传动。筒体内两端装有衬板和出料装置,筒体内壁衬板用于物料破碎介质(钢球)的提升及筒体的保护。经破碎合格的物料通过篦板由筛分装置分级,粗物料返回破碎腔,细的物料由进入风选分级装置。
风选分级装置:在筒体圆周多个排料口,外部设置集料罩,细小物料随风带走,较粗物料由集料罩收集至排料口。
传动装置:传动装置由电动机、减速机和两套联轴器构成,电动机通过减速机驱动回转体旋转工作,物料在钢球的冲击滚动、滑动等各种力的作用下,被破碎多次成为成品。
边缘传动:FM磨边缘传动与磨机边缘传动结构形成一样。也是由电机通过一级联轴器、减速机、二级联轴器带动一组大小齿轮驱动筒体旋转。考虑到排料位置,传动必须放在进料端。
5 FM风选预粉磨的应用
5.1FM风选磨作水泥预粉磨工艺中的应用
FM风选磨作预粉磨工艺见图3,物料经FM风选预粉磨粉磨分级后,细的物料随气流进入KSC除尘器,由除尘器收集后汇同FM磨出来的粗料一同进入后道磨。
FM磨出料粒度95%小于2mm,0.08mm筛余50%~60%,可提高磨机产量40%~50%,吨电耗下降3~5kWh,熟料利用率提高2%~3%。
图3 FM风选磨作预粉磨工艺
5.2 FM风选预粉磨在矿渣粉磨中的应用
FM风选预粉磨矿渣工艺流程图见图4。在矿渣磨前采用FM型风选预粉磨,适应矿渣玻璃晶体结构易碎难磨的特性,利用多破少磨原理,尽可能利用矿渣易碎特性增大矿渣破碎,减少研磨,降低粉磨电耗。FM磨出料粒度0.08mm筛余在50%左右,95%小于1mm,实现风选预粉磨。在FM磨预粉磨过程中,可以把矿渣水分大部排出,不进入后道粉磨,解决矿渣受水分的影响,达到稳定高产,并可放宽烘干水分1%~2%,降低烘干成本。FM风选预粉磨出来的产品含铁量占1%,采用磁选彻底除铁,这样进入后道磨的矿粉就几乎没有铁,提高后道磨粉磨效率。在两段粉磨工艺设计中,增设半成品库,有利于降低进入后道磨矿渣温度,增加矿渣的脆性,提高了易磨性。
FM矿渣风选磨工艺特点:矿渣综合粉磨电耗55kWh/t左右,入磨矿渣水份3%左右,出磨矿粉温度30℃~50℃;投资成本低,适合老工艺线改造;无机械故障,运行可靠,使用成本低。
6 FM风选磨和球破机的比较
名称
FM风选磨
球破机
原理
利用大钢球破碎,利用风选原理,及时排出合格细料,排料由风流和料流结合。
利用大钢球破碎,粗细物料一起运动,排料靠料流。
结构
风量大,带筛分。
风量小,不带筛分。
区
别
工艺问题
严格控制100%小于3mm入磨,便于后道磨钢球级配。
大于3mm占5%-8%,不利于后道磨钢球级配。
能量利用率
无缓冲垫层,减少无功损耗,无料位差,不存在三角区,不存在无功浪费。
有缓冲垫层,存在无功损耗,有料位差,存在三角区,无功浪费大。
钢球、衬板寿命
料球比均匀,钢球破碎率低,衬板寿命长。
料球比不均,钢球破碎率高,出料部分衬板使用寿命短。
增产
效果
水泥磨
40%-50%
20%-30%
矿渣磨
50%-60%
30%-40%
7 球破机和FM风选磨用户实例
球破机在理论上分析只能提高系统产量,不能降低电耗,在安徽巢湖一家粉磨站得到了验证。该粉磨站原有1台φ3.2×13m的开路水泥磨,粉磨42.5级水泥,台时产量52t/h-54t/h。后来上了一台球破机,球破机功率320kw,系统总增加功率360kwh,其余为除尘和输送设备系统功率。球破机实际运行后磨机系统台时产量提高6t/h-8t/h。
广西防城港万鑫建材有限公司原有2台φ2.6×13m矿渣磨,磨机产量一直在13t/h-14t/h左右徘徊,矿渣粉磨电耗很高,在70kwh/t左右,同时,必须严格控制磨机入磨水分,使公司经济效益受到了很大影响。2009年2月采用南京旋立重型机械有限公司生产的FM风选预粉磨对该系统的进行改造,现磨机台时产量21t/h-22t/h,比表面积420m2/kg,矿渣粉磨电耗在60kwh/t以下,同时可以放宽放宽烘干机出机水分1%-2%,降低了烘干成本,增产降耗幅度十分明显。
8 DFM动态选粉磨的最新发展
DFM磨是南京旋立重机最近研发的预粉磨新工艺,DFM动态选粉磨作半终粉磨工艺流程见图5。其核心是物料经DFM磨粉磨分级后,约占50%的细粉物料随气流上升,先通过MSC高效动态选粉机再次分级,符合成品要求的物料,随气流进入KSC高效除尘器收集,收集量在20%左右。由于DFM磨采用钢球破碎研磨,物料颗粒形貌好,除尘器收集的物料完全可作成品用。选粉分级的粗料和DFM磨实现磨前多级选粉,进磨物料颗粒粒径分布窄,后道磨过粉磨现象少,可作开路粉磨。
FM磨在水泥粉磨工艺中作预粉磨工艺,DFM磨作半终粉磨工艺。闭路磨、矿渣磨一般选用FM选磨作预粉磨;开路高细磨一般选用DFM动态选粉磨作半终粉磨。 FM磨工艺与DFM磨工艺相比,由于DFM磨工艺简单,投资少,过粉磨现象小,吨电耗低,水泥颗粒粒径分布宽,熟料利用率高,新建企业优选DFM磨工艺。
使用DFM磨工艺效果:增产60%~70%,吨电耗下降5~8kWh,熟料利用率提高3%~5%。
(注:FM风选预粉磨已经获国家专利,专利号:ZL 2005 2 0074062.3。该产品2007年8月获江苏省科技厅颁发的高薪技术产品认定证书,证书号:070815G0038N。FM风选预粉磨系统2008年12月通过中国建材机械工业协会组织的专家评议。)
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