立式磨粉機性能及應用分析

孟世奇

（晉能控股煤業(yè)集團有限公司水泥廠， 山西 大同 037003）

立式磨粉機是我國工業(yè)領域中應用較為廣泛的一種設備， 該種設備具有良好的工作性能。 在實際的運轉過程中， 立式磨粉機相比較其他磨粉機效率較高， 并且故障率低， 對提高相關企業(yè)經濟效益也有著重要的作用。 但立式磨粉機在長時間的運轉過程中， 磨輥、 磨盤等部位會產生較大的磨損， 為了保障磨粉設備的效率， 相關企業(yè)需要加強對磨粉機性能的關注， 定期對磨粉機進行檢查， 及時更換磨損部件， 確保磨粉機發(fā)揮出其應有的效能。

1 立式磨粉機結構與工作原理

從本質上來看， 立式磨粉機屬于一種擠壓式粉磨設備， 該種設備在實際的應用過程中主要利用高壓手段來粉碎物料。 具體而言， 主要是物料在磨輥和磨盤的作用下相互摩擦、 聚集、 擠壓， 進而導致物料破碎的效果。 在立式磨粉機的實際磨粉工作當中， 物料受到磨輥和磨盤的擠壓而進行粉碎， 該階段對整個立式磨粉機的應用效果有著嚴重的影響[1]。

立式磨粉機主要有驅動系統(tǒng)、 傳動系統(tǒng)、 支架結構、 執(zhí)行結構所構成， 其中驅動系統(tǒng)有電動機、主軸等部件， 傳動系統(tǒng)有皮帶、 減速機、 聯(lián)軸器等部件， 支架結構有底座、 支撐門、 磨粉機外殼體等部件， 執(zhí)行系統(tǒng)有磨輥、 磨盤、 鏟刀、 分級機、 液壓系統(tǒng)等部分所構成。 現(xiàn)如今， 在科學技術的不斷發(fā)展過程中， 當前立式磨粉機磨輥數(shù)量為6 個， 布列形式主要是均勻分布在磨盤上方， 并且不同的磨輥所對應的液壓系統(tǒng)也有不同， 液壓系統(tǒng)也可進行單獨控制。 在實際的應用過程中， 立式磨粉機工作原理如下： 在立式磨粉機啟動時， 首先需要啟動分級機， 等到所有通風設備正常運轉后再啟動磨粉機主機， 電機通過皮帶、 減速機、 主軸來驅動磨盤旋轉。 在磨粉機的實際工作當中， 設備進氣口的風機會將氣流通過內壁通道吹入設備內部， 此時磨粉機內部也會形成上旋氣流， 在此氣流的作用下， 物料會進入到楔形磨盤當中， 形成碾磨工作腔， 物料在磨輥和磨盤的摩擦作用下成為細小顆粒。 再由內部上旋氣流帶動進入分級機葉片當中， 符合篩選要求的物料會隨著系統(tǒng)內部的氣流同時傳輸出設備， 而其中被篩選出的大顆粒則不會通過分級機篩選， 進而又會下落到碾磨工作腔當中， 再次受到磨輥和磨盤的碾壓， 直至符合分級機的篩選要求。

2 立式磨粉機磨損材料更換方式

根據立式磨粉機的工作原理可知， 磨粉機在實際工作過程中， 物料的研磨主要依靠磨輥和磨盤所施加的作用力， 在不斷的摩擦、 擠壓過程中來破碎物料顆粒。 在此過程中， 立式磨粉機長時間的工作過程中磨輥和磨盤會產生一定的磨損， 這會對立式磨粉機的應用效果產生不良的影響。 對此， 為了提高磨粉機的應用效率， 降低磨粉機磨輥和磨盤的磨損， 相關工作人員在實際操作過程中可以通過調節(jié)液壓系統(tǒng)壓力， 確保磨輥和磨盤之間的作用力在設備的運行范圍之內， 進而避免磨輥、 磨盤的快速磨損； 在更換磨輥和磨盤時， 需要釋放液壓系統(tǒng)壓力，從而便于磨輥的拆卸； 工作人員在磨損材料更換過程中， 可以將絞點旋轉到磨輥的下方， 之后將磨損部件移出， 從而更換輥皮， 此種方式能夠加快磨損部件的更換速度， 對降低磨粉機保養(yǎng)維修成本有著重要的作用[2]。

3 立式磨粉機性能特點

3.1 磨輥數(shù)量與立式磨粉機性能的關系

現(xiàn)代化立式磨粉機的磨輥數(shù)量共計6 個， 為了更好的實施顆粒破碎， 需要磨輥全部運作， 并且6個磨輥需要均勻的分布在磨盤上， 進而增大磨粉工作區(qū)域， 以此來使物料研磨更加均勻、 充分。 此種方式不僅能夠有效地增加磨粉效率， 對提高產品質量也有著重要的作用。 為了更好的研究出磨輥數(shù)量與產品生產效率和生產粒度之間的關系， 筆者通過改變磨輥數(shù)量來進行磨粉試驗， 其中磨輥數(shù)量分別為2 輥、 4 輥、 6 輥， 試驗結果如表1 所示。

表1 立式磨粉機磨輥數(shù)量與產量與產品粒度的關系

根據分析可知， 想要提高立式磨粉機的生產效率， 需要采用6 輥共磨的方式進行磨粉， 其中具有如下優(yōu)點： 在投料量一致的情況下， 通過增加作業(yè)磨輥的數(shù)量能夠有效的提升磨粉產量， 并且這也能夠進一步提高物料的細度， 對產品合格率的提升有著重要的作用。 除此之外， 在物料過多時， 物料沒有被第一個磨輥所碾壓時， 所遺漏的物料會進入到下一個磨輥碾壓區(qū)域進行磨粉， 進而實現(xiàn)磨粉效率和磨粉質量的提升。

3.2 磨盤與立式磨粉機性能的關系

立式磨粉機在工作過程中， 其中物料、 磨盤等會整體形成錐形工作腔。 此種形式下磨輥、 磨盤等材料磨損較為均勻、 振動較小， 因此磨損量相對較小。 除此之外， 在磨盤邊緣設計有輪胎式的環(huán)形溝槽， 此溝槽與磨輥相配合能夠使物料在磨盤上的分布更加均勻， 并且溝槽也能夠增大料床的厚度， 進而降低立式磨粉機工作過程中的振動， 這對于提高磨粉機的工作效率有著重要的作用。 與此同時， 立式磨粉機磨輥均由液壓系統(tǒng)驅動加載， 在此種情況下， 物料在磨輥與磨盤之間所受到的壓力更大， 這也進一步提高了磨粉機的產量和細度[3]。

3.3 安全保護系統(tǒng)與立式磨粉機性能的關系

在立式磨粉機運轉過程中， 安全保護系統(tǒng)在其中發(fā)揮著重要的作用。 在向磨機內部投料時， 如果沒有進行篩選其中可能會混入難以研磨的物質， 例如鐵塊， 此時常常會出現(xiàn)磨盤卡死的情況， 如果沒有及時進行停機處理， 將會導致電機或減速機損壞。為了更好的應對此種問題， 很多立式磨粉機在其中設計了安全保護系統(tǒng)， 其中保護裝置， 在遇到較硬物料時， 傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)不會降低自身的壓力， 從而導致磨輥對硬物料產生較大的沖擊。 而安全保護系統(tǒng)則是將液壓系統(tǒng)與蓄能器相連接， 如果磨輥遇到硬物料時， 蓄能器會起到一定的緩沖作用， 進而使液壓缸回縮一定的距離， 此時磨輥也會快速抬起，進而將硬物料拋出磨盤， 這也能夠有效地保護立式磨粉機系統(tǒng)。

4 立式磨粉機的實際應用

在我國電力、 水泥、 活性炭、 冶金等行業(yè)當中，粗粉立式磨粉機也被廣泛的應用其中， 并且該種類型的磨粉機技術發(fā)展已經相對成熟。 除此之外， 在重鈣等非金屬礦粉加工產業(yè)當中， 粗粉立式磨粉機并不適用， 而在此行業(yè)磨粉過程中主要采用的是超細立式磨粉機。 由此可見， 不同行業(yè)所采用的磨粉機也有著一定的差別。

4.1 立式磨粉機在礦渣超細粉加工當中的應用

在冶金行業(yè)當中， 高爐礦渣是其中最主要的一種廢料， 但此種物料具有較高的潛在活性， 將其磨成粉后在水泥生產過程中能夠發(fā)揮這重要的作用，并且在后續(xù)混凝土施工時， 礦渣的活性也能得到充分地發(fā)揮。 相比較傳統(tǒng)水泥而言， 摻入礦渣粉的水泥具有良好的耐久性、 保塑性和流動性， 并且后期具有較高的強度。 現(xiàn)如今， 我國在高爐冶鐵過程中所產生的礦渣表面積約為430 ～500m2/kg， 該種物料屬于粗粉立式磨粉機的產品。 但隨著我國鋼材需求量的增加， 高爐礦渣的產量也逐漸增大， 此種情況下， 越來越多的企業(yè)投身到高爐礦渣處理行業(yè)當中， 這也導致市場競爭變得日益激烈。 為了在當前市場中占據一定的優(yōu)勢， 很多企業(yè)在高爐礦渣的處理過程中采用了超細立式磨粉機， 相比較傳統(tǒng)粗粉立式磨粉機而言， 該種磨粉機的占地面積較少， 并且應用過程中產量高、 噪音小， 這也導致超細立式磨粉機現(xiàn)如今已經成為高爐礦渣處理的主要設備[4]。

4.1.1 立式磨粉機的優(yōu)勢

在礦渣超細粉加工過程中應用立式磨粉機能夠提高礦渣處理效率， 并且處理后的礦渣質量能夠滿足GB/T18046—2000 的要求。 除此之外， 立式磨粉機的耗電量相比較傳統(tǒng)磨機減少約50%以上， 并且立式磨粉機的磨損材料損耗情況要遠低于球磨機等設備。 與此同時， 立式磨粉機在應用過程中能夠通過邊磨粉、 邊烘干的工藝， 此種方式不僅能夠有效地減少生產工藝流程， 對降低熱能消耗也有著重要的價值。

4.1.2 礦渣超細粉加工當中立式磨粉機的應用特點

在高爐礦渣的處理過程中， 立式磨粉機不僅具有良好的生產效果， 并且自動化程度相對較高， 控制難度較低。 除此之外， 立式磨粉機在礦渣處理當中具有明顯的節(jié)能特點， 符合當前可持續(xù)社會的發(fā)展戰(zhàn)略。 與此同時， 經過對立式磨粉機的調整， 能夠生產出不同比表面積的礦渣粉產品， 進而符合當前市場的多樣化需求。

4.1.3 在礦渣處理過程中立式磨粉機的應用工藝流程

首先， 高爐礦渣由工作人員投放或機械設備輸送經過喂料閥進入到立式磨粉機內部， 與此同時，鼓風機在鼓風過程中需要經過熱爐， 進而對物料進行干燥處理。 之后通過分級機篩選出符合要求的粉末顆粒， 由氣流輸送到袋式除塵器當中， 之后經過卸料閥將礦渣粉末集中打包， 運輸至成品庫房當中。在整個磨粉系統(tǒng)生產過程中， 經過除塵器的尾氣一部分經過煙囪向外排放， 另一部分經由管道返回到立式磨粉機內部當中， 與熱爐當中的熱風混合一起形成符合干燥要求的熱風。 在此過程中， 未經過分級機篩選的粗粉回落到立式磨粉機磨盤上再次進行磨粉[5]。

4.2 在非金屬礦加工過程中的應用

非金屬礦在我國社會經濟的發(fā)展過程中有著重要的作用， 該種礦物質不僅儲量豐富， 在我國各地都有廣泛的分布， 對推動我國綜合國力也有著重要的價值。 在部分非金屬礦應用之前， 首先需要對其進行磨粉處理， 而且不同的行業(yè)對非金屬礦物質的粒度有著不同的要求。 從目前我國非金屬礦產市場來看， 非金屬礦粉體的價值礦石品質、 成品細度以及是否能夠進行表面化處理有著較大的關系。 當前我國非金屬礦加工企業(yè)在磨粉過程中所采用的磨粉機相對樣式較多， 其中立式磨粉機、 球磨機以及雷蒙磨為主。 雷蒙磨的應用主要是為了加工400 目以下的粉體， 而球磨機的應用主要適用于800 ～1250目的超細粉體加工。 而立式磨粉機主要適用于1250目以下的規(guī)模化非金屬粉體加工， 相比較其他磨機而言， 該種磨粉機節(jié)能效果良好， 并且在長時間、大規(guī)模的應用下具有維護方便、 工藝簡單、 占地面積小、 噪音小、 操作簡單等特點。 因此， 立式磨粉機也是當前非金屬礦粉體加工產業(yè)所需要研究的主要方向之一。

立式磨粉機在非金屬礦加工當中應用的工藝流程如下所示： 原礦石由人工或機械設備投入到一級破碎機當中， 經由破碎機破碎至合格的粒度后儲存?zhèn)溆谩?之后由變頻設備將物料定量投入到立式磨粉機當中， 在離心力的作用下， 物料移動到磨盤邊緣，之后由磨輥進行碾壓， 進而物料在外力的作用下出現(xiàn)破碎、 擠壓、 剪切等情況， 形成粉末狀產品。 與此同時， 熱風從磨盤邊緣向上吹出， 溢出的物料被熱風吹起， 進入到分級機當中進行分選， 符合篩選細度的粉料經過分選機進入到脈沖式除塵器當中，之后經過卸料閥進入包裝機后進行打包。 不符合分選機粒度的物料在分選機葉片的作用下被重新打落到磨盤當中， 經過再次磨粉形成符合粒度要求的顆粒。 所有物料如此循環(huán)， 進而完成磨粉作業(yè)[6]。

4.3 提高立式磨粉機應用效能的有效措施

為了更好的提高立式磨粉機在實際應用過程中的效果， 相關工作人員在設備的應用過程中應當加強對設備的維護和保養(yǎng)。 通常情況下， 在磨粉企業(yè)當中， 立式磨粉機每天需要完成大量的磨粉任務，在長時間的運轉過程中磨粉機的磨損會極為嚴重。如果沒有進行及時處理， 不僅會影響到立式磨粉機的磨粉效率， 還可能影響到磨粉機的使用壽命。 因此， 在設備停機后， 相關工作人員需要對其中的零部件進行認真細致的檢查， 如果發(fā)現(xiàn)其中部分配件出現(xiàn)故障需要及時更換， 避免設備出現(xiàn)較大的故障。并且在設備保養(yǎng)過程中還需要及時清理設備上的灰塵， 做好潤滑和保養(yǎng)， 以此來確保立式磨粉機的高效運轉。 除此之外， 在立式磨粉機的應用過程中，工作人員還需要按照工藝要求規(guī)范操作行為， 嚴格遵守操作規(guī)程。 例如， 在向立式磨粉機投料時， 需要加強對料量的控制， 避免出現(xiàn)投料量大于設備許可量的情況， 進而避免設備出現(xiàn)超負荷運轉。 與此同時， 相關工作人員還需要加強對立式磨粉機的管理， 建立完善的設備管理體系制度， 編制科學的操作和維護規(guī)程， 讓工作人員按照相關要求進行設備的操控。 對于違規(guī)操作人員需要進行處罰， 以此來提高工作人員的責任心。 如此才能夠更好的發(fā)揮出立式磨粉機的效能。

5 結語

綜上所述， 立式磨粉機是我國磨粉行業(yè)中最關鍵的設備， 該種設備對工業(yè)的發(fā)展和社會經濟的增長有著重要的作用。 隨著科技的不斷發(fā)展， 立式磨粉機設備也有了進一步的升級和創(chuàng)新， 為了更好的發(fā)揮該設備的應用作用， 相關工作人員需要了解立式磨粉機的結構和性能， 加強對設備的保養(yǎng)和維護，嚴格按照操作規(guī)范操控設備， 進而實現(xiàn)立式磨粉機應用效能的提升， 為磨粉企業(yè)的發(fā)展提供充足的動力。