ATOX-50立磨操作參數控制

孫剛

ATOX-50立磨操作參數控制

Control of Operational Parameters for ATOX-50 Roller Mill

孫剛

ATOX-50立磨是利用料床粉碎原理粉磨物料的一種研磨機械，現已被廣泛應用于水泥、煤炭、電力等行業。ATOX-50立磨是一種全風掃式磨機，入磨物料經過擠壓，在離心力的作用下甩到盤邊并沉落到噴口環處，靠該處的高速風將其吹起、吹散，金屬、重礦石將沉降到噴口環下排出。細粉帶到立磨上部，經分離器分選，成品隨同氣體進入收塵器收集起來，粗粉又循環回來。粗粉、粗顆粒被拋起，隨著風速的降低，失去依托，沉降到盤面上，靠離心力進入壓磨軌道進行新一輪的循環。在多次循環中，顆粒與氣體之間進行了充分熱交換，使水分蒸發。因此，ATOX-50立磨集物料的粉磨、輸送、選粉、烘干以及分離金屬塊和重礦石等諸多優點于一身。正常條件下，只要通過短期的工藝調試，立磨都能平穩運轉。但是，如何優化工藝參數保證質量、確保安全、提高產量、降低能耗、提高運轉率、不斷提高經濟效益是立磨的管理和操作的中心問題。下面針對這些問題，進行簡要的探討。

1 磨內通風及進出口溫度控制

1.1 入磨風的來源及匹配

入磨熱風大多采用回轉窯系統的廢氣，也有的工藝系統采用熱風爐提供熱風，為了調節風溫和節約能源，在入磨前還可兌入冷風和循環風。

采用熱風爐供給熱風的工藝系統，為了節約能源，視物料含水情況可兌入20%～50%的循環風。而采用預分解窯廢氣作熱風源的系統，希望廢氣能全部入磨利用。若有余量則可通過管道將廢氣直接排入收塵器。如果廢氣全部入磨仍不夠，可根據入磨廢氣的溫度情況，確定兌入部分冷風或循環風。

1.2 風量、風速及風溫的控制

（1）風量的選定原則

出磨氣體中含塵（成品）濃度應在 550～750g/m3之間，一般應低于700g/m3；

出磨管道風速一般要＞20m/s，并避免水平布置；

噴口環處的風速標準為50m/s，最大波動范圍為70%～105%；

當物料易磨性不好，磨機產量低，往往需選用大一個型號的立磨。相比條件下，在出口風量合適時，噴口環風速較低，應按需要用鐵板擋上磨輥后噴口環的孔，減少通風面積，增加風速。擋多少個孔，要通過風平衡計算確定；

允許按立磨的具體情況在70%～105%范圍內調整風量，但窯磨串聯的系統應不影響窯的煙氣排放。

（2）風溫的控制原則

生料磨出磨風溫不允許超過100℃。否則軟連接要受損失，旋風筒分格輪可能膨脹卡停；煤磨出磨風溫視煤質情況而定，揮發分高的，則出磨風溫要低些，反之可以高些。一般應控制在80℃以下，以免系統燃燒、爆炸等現象的發生。

在用熱風爐供熱風的系統，只要出磨物料的水分滿足要求，入收塵器風溫高于露點16℃以上，可以適當降低入、出口風溫，以節約能源。

烘磨時入口風溫不能超過200℃，以免使磨輥內潤滑油變質。

1.3 防止系統漏風

系統漏風是指立磨本體及出磨管道、收塵器等處的漏風。在總風量不變的情況下，系統漏風會使噴口環處的風速降低，造成吐渣嚴重。由于出口風速降低，成品的排出量減少，循環負荷增加，壓差升高。由于惡性循環，總風量減少，易造成飽磨，振動停車，還會使磨內輸送能力不足而降低產量。另外，還可降低入收塵器的風溫，易出現結露。

如果為了保持噴口環處的風速而增加通風量，將會加重風機和收塵的負荷，浪費能源。同時也受風機能力和收塵器能力的限制。因此系統漏風百害而無一利，是在必須克服之列。德方要求MPS立磨系統漏風＜4%，根據我們的國情，應按漏風＜10%作風路設計，因此系統漏風量一定不能＞10%。

2 幾種參數的選擇

2.1 關于研磨壓力的選擇

立磨的研磨壓力主要來源于液壓拉緊裝置。通常狀況下，拉緊壓力的選用和物料特性及磨盤料層厚度有關，因為立磨是料床粉碎，擠壓力通過顆粒間互相傳遞，當超過物料的強度時物料就被擠壓破碎，擠壓力越大，破碎程度越高，因此，越堅硬的物料所需拉緊力越高；同理，料層越厚所需的研磨壓力也越大。否則，效果不好。

對于易碎性好的物料，研磨壓力過大是一種浪費，在料層薄的情況下，還往往造成振動；而易碎性差的物料，所需研磨壓力大，料層偏薄會取得更好的粉碎效果。研磨壓力選擇的另一個重要依據為磨機主電機電流。正常工況下不允許超過額定電流，否則應調低研磨壓力。

2.2 關于選粉機轉速的選擇

影響產品細度的主要因素是選粉機的轉速和該處的風速。在選粉機轉速不變時，風速越大，產品細度越粗，而風速不變時，選粉機轉速越快，產品顆粒在該處獲得的離心力越大，能通過的顆粒直徑越小，產品細度越細。通常狀況下，出磨風量是穩定的，該處的風速也變化不大。因此控制選粉機轉速是控制產品細度的主要手段。立磨產品粒度是較均齊的，應控制在合理的范圍內，一般0.08mm篩篩余控制在16%左右可滿足回轉窯對生料、煤粉細度的要求，過細不僅會降低產量，浪費能源，而且會提高磨內的循環負荷，造成壓差不好控制。

2.3 關于料層厚度的選擇

立磨是料床粉碎設備，在設備已定型的條件下，粉碎效果取決于物料的易磨性及所施加的研磨壓力和承受這些擠壓力的物料量。

研磨壓力的調整范圍是有限的，如果物料難磨，新生單位表面積消耗能量較大，此時若料層較厚，吸收這些能量的物料量增多，造成粉碎過程產生的粗粉多而達到細度要求的減少，致使產量低、能耗高、循環負荷大、壓差不易控制，使工況惡化。因此，在物料難磨的情況下，應適當減薄料層厚度，以求增加經過擠壓的物料中合格顆粒的比例。反之，如果物料易磨，在較厚的料層時也能產生大量的合格顆粒，應適當加厚料層，相應地提高產量。否則會產生過粉碎和能源浪費。

3 幾種操作情況的處理

3.1 關于磨機的振動

立磨正常運行時是很平穩的，噪音不超過90dB，但如調整得不好，會引起振動，振幅超標就會自動停車。因此，調試階段主要遇到的問題就是振動。引起立磨振動的主要原因有：

有金屬進入磨盤引起振動。為防金屬進入，可安裝除鐵器和金屬探測器；

磨盤上沒有形成料墊，磨輥和磨盤的襯板直接接觸引起振動。形不成料墊的主要原因有：

（1）喂料量。立磨的喂料量必須適應立磨的能力，每當喂料量低于立磨的產量，料層會逐漸變薄，當料層薄到一定程度時，在拉緊力和本身自重的作用下，會出現間斷的輥盤直接接觸撞擊的機會，引起振動。

（2）物料硬度低，易碎性好。在物料易碎性好、硬度低、拉緊力較高的情況下，即使有一定的料層厚度，在瞬間也有壓空的可能引起振動。

（3）擋料圈低。當物料易磨易碎，擋料環較低，很難保證平穩的料層厚度，因此，物料易磨應適當提高擋料環。

（4）飽磨振動。磨內物料沉降后幾乎把磨輥埋上，稱為飽磨。

產生飽磨的原因有：喂料量過大，使磨內的循環負荷增大；分離器轉速過快，使磨內的循環負荷增加；循環負荷大，使產生的粉料量過多，超過了通過磨內氣體的攜帶能力；磨內通風量不足，系統大量漏風或調整不合適。

3.2 關于吐渣

正常情況下，ATOX-50立磨噴口環的風速為50m/s左右，這個風速即可將物料吹起，又允許夾雜在物料中的金屬和大密度的雜石從噴口環處跌落經刮板清出磨外，所以有少量的雜物排出是正常的，這個過程稱為吐渣。但如果吐渣量明顯增大則需要及時加以調節，穩定工況。造成大量吐渣的原因主要是噴口環處風速過低。而造成噴口環處風速低的主要原因有：

（1）系統通風量失調。由于系統風量低或系統爭風等造成入磨風量降低，導致系統通風大幅度下降。噴口環處風速降低造成大量吐渣。

（2）系統漏風嚴重。雖然風機和氣體流量計處風量沒有減少，但由于磨機和出磨管道、旋風筒、收塵器等大量漏風，造成噴口環處風速降低，使吐渣嚴重。

（3）噴口環通風面積過大。這種現象通常發生在物料易磨性差的磨上，由于易磨性差，保持同樣的臺時能力所選的立磨規格較大，產量沒有增加，通風量不需同步增大，但噴口環面積增大了。如果沒有及時降低通風面積，則會造成噴口環的風速較低而吐渣較多。

（4）磨內密封裝置損壞。磨機的磨盤座與下架體間，三個拉架桿也有上、下兩道密封裝置，如果這些地方密封損壞，漏風嚴重，將會影響噴口環的風速，造成吐渣加重。

（5）磨盤與噴口環處的間隙增大。該處間隙一般為5～8mm，如果用以調整間隙的鐵件磨損或脫落，則會使這個間隙增大，熱風從這個間隙通過，從而降低噴口環處的風速而造成吐渣量增加。

3.3 關于壓差的控制

ATOX-50立磨的壓差是指運行過程中，選粉機下部磨腔與熱煙氣入口靜壓之差，這個壓差主要由兩部分組成：一是熱風入磨的噴口環造成的局部通風阻力，正常工況大約有2000～3000Pa，另一部分是從噴口環上方到取壓點（選粉機下部）之間充滿懸浮物料的流體阻力，這兩個阻力之和構成了磨床壓差。在正常運行的工況下，出磨風量保持在一個合理的范圍內，噴口環的出口風速一般在50m/s左右，因此噴口環的局部阻力變化不大，磨床壓差的變化就取決于磨腔內流體阻力的變化。這個變化的由來，主要是流體內懸浮物料量的變化，而懸浮物料量的大小一是取決于喂料量的大小，二是取決于磨腔內循環物料量的大小，喂料量是受控參數，正常狀況下是較穩定的，因此壓差的變化就直接反映了磨腔內循環物料量（循環負荷）的大小。

正常工況下磨床壓差應是穩定的，這標志著入磨物料量和出磨物料量達到了動態平衡，循環負荷穩定。一旦這個平衡被破壞，循環負荷發生變化，壓差將隨之變化。如果壓差的變化不能及時有效地控制，必然會給運行過程帶來不良后果，主要有以下幾種情況：

（1）壓差降低表明入磨物料量少于出磨物料量，循環負荷降低，料床厚度逐漸變薄，薄到極限時會發生振動而停磨。

（2）壓差不斷增高表明入磨物料量大于出磨物料量，循環負荷不斷增加，最終會導致料床不穩定或吐渣嚴重，造成飽磨而振動停車。

壓差增高的原因是入磨物料量大于出磨物料量，一般不是因為無節制的加料而造成的，而是因為各個工藝環節不合理，造成出磨物料量減少。出磨物料應是細度合格的產品。如果料床粉碎效果差，必然會造成出磨物料量減少，循環量增多；如果粉碎效果很好，但選粉效率低，也同樣會造成出磨物料減少。

影響粉碎效果的因素有以下幾點：

（1）液壓拉緊站的研磨壓力

在其他因素不變的情況下，研磨壓力越大，作用于料床上物料的正壓力越大，粉碎效果就越好。但研磨壓力過高會增加引起振動的幾率，電機電流也會相應增加。因此操作人員要根據物料的易磨性、產量和細度指標，以及料床形成情況和控制厚度及振動情況等統籌考慮研磨壓力的設定值。

（2）料床厚度

在研磨壓力已定的前提下，不同的料床厚度，承受這已定的壓力效果也就不同。尤其是易碎性不同的物料，其要求的破壞應力不一樣，因此料床厚度的最佳值也不一樣。

（3）磨盤和磨輥的擠壓工作面

在生產過程中，伴隨著磨盤、磨輥的磨損，粉碎效果會下降，由于輥皮脫落或堆焊不規則等原因造成盤與輥之間的擠壓工作面凸凹不平時，將會出現局部過粉碎、局部擠壓力不夠的現象，造成粉碎效果差。因此磨盤和磨輥襯板最好一起更換，否則會降低粉碎效果。

（4）物料的易碎性

物料的易碎性對于粉碎效果影響很大，立磨選型設計都是根據所用原料的試驗數據和產量要求而確定規格型號。在這里值得注意的是：同一臺磨使用于不同礦山、不同易碎性的原料時，要注意及時調節有關參數以免造成壓差變動。

分離效果是影響循環負荷的主要因素之一。它是指把已符合細度要求的物料，及時地分離排出磨外這項工作完成的情況。分離效果取決于由分離器轉速和磨內風速所構成的流體流場。通常狀況下，分離器轉速提高，出磨產品變細，而在分離器轉速已定的情況下，磨內風速提高，出磨產品變粗。一般這兩項參數是穩定平衡的。

4 立磨的主要經濟技術指標及影響因素

立磨的主要經濟技術指標有產量、電耗、化學成分合格率、產品細度、水分等。

（1）影響產品細度的主要因素就是分離器轉速和該處風速，一般風速不能任意調整，因此調整分離器轉速為控制產品細度的主要手段，分離器是變頻無級調速，轉速越高，產品細度越細。對于生料一般應控制在10%～16%（0.08mm篩）。產品太細，既不易操作又造成浪費。

（2）影響產品水分的因素一個是入磨風溫，一個是風量。風量基本恒定，不應隨意變化。因此入磨風溫就決定了物料出磨水分。在北方，為防止均化庫在冬季出現問題，一般出磨物料水分應在0.5%以下，不超過0.7%。

（3）影響磨機產量的因素除物料本身的性能外，主要是拉緊壓力、料層厚度的合理配合。拉緊壓力越高，研磨能力越大，料層越薄，粉磨效果越好。但必須要在平穩運行的前提下追求產量，否則事與愿違。當然磨內的通風量應滿足要求。

（4）產品的電耗是和物料的易磨性緊密相關的。另外與合理用風有關，產量較低，用風量很大，勢必增加風機的耗電量，因此通風量要合理調節，在滿足噴口環風速和出磨風量含塵濃度的前提下，不應使用過大的風量。

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