立式輥磨機的粉磨機理及實驗研究

王佳+高明+黃昊

摘要：本文根據水泥廠使用立式輥磨機的粉磨過程，對立式輥磨機的粉磨機理及實驗進行研究分析。

關鍵詞：立式輥磨機；粉磨機；實驗

目前對立式輥磨機的研究工作主要從兩方面進行： 一是進行粉磨機理的研究，以便在主要結構上作改進，使粉磨能力和細度有所突破； 二是對礦物進行粉磨試驗研究，研究粉磨的最佳工藝參數，得出某種物料最適宜的機型。我國曾在上世紀90年代引進設備，并加以消化吸收。為了系統研究立式輥磨機的原理、各種因素對磨機性能的影響以及不同礦物對磨機的適應性（這種適應性很難用理論分析解釋，只能用磨礦試驗來分析）等問題，作者設計了試驗性立式輥磨機，并作了一些研究。該裝置結構簡單、調整方便，為立式輥磨機的性能研究以及少量細粉的制備提供了有效手段。

一、立式輥磨機的組成與工作機理

（一）立式輥磨機結構組成

立式輥磨機主要由主電機、主減速機、輔助傳動裝置、分離器、架體、磨輥組、磨盤、張緊裝置、扭矩支撐、安裝與檢修裝置、密封空氣管路、測量與密封空氣管路（密封風機）、噴口環、磨輥測溫裝置、張緊液壓管路、基礎等部分組成，見圖1。

（二）立式輥磨機的工作機理

立式輥磨機是按全風掃、部分外循環原理進行烘干兼粉磨作業，碾壓粉碎、風掃烘干和選粉為一體。物料從磨機喂料口喂入到磨盤軌道上，物料借助于磨盤和磨輥之間的相對運動被碾壓粉碎，被粉碎到一定細度的物料，借助磨盤轉動而產生的離心力向外滑動。磨盤外沿處設有噴口環，在這里具有烘干能力的高速熱氣流，將這些物料吹向上方，當物料繼續上升到設在磨機殼體上方的分離器區域時被分離器進行分離，被分離出的合格粒度物料繼續被氣流帶出磨機而不合格的較粗粒度物料經返料斗再回到磨盤實現再次碾壓粉碎。入磨物料一般需要研磨及穿過上升氣流又落下再研磨，這樣循環多次，才能達到出磨物料細度。

二、立式輥磨機實驗研究分析

立式輥磨機的生產能力取決于磨機的粉磨和烘干能力，粉磨能力決定于物料的易磨性、輥壓和磨機規格的大小。在物料相同、輥壓一定的情況下，磨機的產量與物料的受壓面積即磨輥的尺寸有關；而每一磨輥碾壓的物料量正比于磨輥的寬度、料層厚度和磨盤的線速度；立式輥磨機碾磨應力是按630kN/m?設計的。

立式輥磨機的選型必須經過MPS32立磨實驗系統進行立磨選型實驗，根據選型結果為用戶選擇適當的立磨型號，我們在開發立式輥磨機之前，統計了歷年MPS32立磨所做實驗的部分實驗結果，取其實驗產量、單位電耗平均值確定了磨機型號、產量指標、電耗指標（磨機主電機功率）等；并根據單位磨耗指標（平均值）確定磨輥襯板、磨盤襯板的有效重量，以保證此兩種易損件的壽命都大于8000h。同時，依據MLS立磨磨輥與磨盤的比例關系確定了立式輥磨機磨輥的直徑和磨輥寬度；確定單個磨輥碾磨壓力1800kN，液壓缸的工作壓力范圍18MPa。

設計中，我們詳細研究了磨機的粉磨能力和烘干能力，在確保磨機的粉磨能力的前提下確定磨機的烘干能力。其次，在實驗的基礎上確定立磨系統中的風量、磨內壓差、磨機入磨熱風溫度等參數滿足工藝的需求。注意：這些參數應是一個平衡的整體，在正常運轉過程中改變一個參數，其他參數也應做相應的調節。最后確定磨機的結構尺寸，例如筒體直徑、進風口尺寸、出風口尺寸、進料口尺寸、噴口環面積等。最終確定立式輥磨機的主要技術參數見表1。

根據磨輥和磨盤的受力情況，確定磨輥軸承的型號和使用壽命大于8000h。對液壓缸總成結構、磨輥與壓力框架鉸接軸承和磨盤座的結構等進行了優化設計。另為確保磨機主要部件設計合理、使用可靠，對磨盤座及壓力框架等主要承載的大型部件進行了動、靜態載荷下的結構分析與計算，優化確定壓力框架截面尺寸找出磨盤座上應力平均分配的、有利于澆注工藝的最佳形狀，并充分考慮了熱應力的影響。

三、結合語

1.目前，立式輥磨機已經形成系列產品，并可根據用戶要求設計出各種規格的立磨，用于粉磨水泥生料、水泥熟料、礦渣、鋼渣、水泥、煤等。

2.立式輥磨機技術性能優勢明顯，可對我國水泥工業實現節能高產運行起到極大的推動作用。

參考文獻：

[1]料層擠壓粉碎技術及裝備的發展[J].張起民，張顯鐸.中國水泥.2003（03）

[2]超細輥磨[J].劉箴，賈元生.水泥技術.2002（03）

[3]輥式磨技術在粉體工程上的應用（一）[J].李征宇，劉箴，李文武.中國粉體技術.1999（01）

[4]超細粉碎與分級技術進展[J].蓋國勝.中國粉體技術.1999（01）

[5]關于料層粉碎的理論研究[J].王介強，宋守志.中國礦業.1998（05）

[6]關于粉碎、超細粉碎理論的實驗研究新進展[J].孟憲紅，宋守志，徐小荷.中國礦業.1996（01）

[7]建材機械工程手冊[M].武漢工業大學出版社，朱昆泉，許林發主編，2000