选粉机的发展与高效选粉机的诞生(一)

　　选粉机是随干法圈流粉磨技术的进步而发展起来的。 

　　建筑技术的发展对水泥品种和质量提出了更高的要求。20年代中期，美国就开始生产超细的早强水泥和普通水泥。30年代初，普通水泥粉磨到95%左右通过200目(74μm)已很普遍。为了满足细度要求而不降低已有的生产能力，美国首先采用空气选粉机与磨机组成的圈流粉磨系统。这种选粉机是由英国芒福得(Mumford)和穆迪(Moodie)于1885年首先研制成功的，在德国获得了专利权，至今已有105年的历史。它一出现就崭露锋芒，在粉磨细度细的物料时，效率提高、节能显著、细度调节容易、粒度均匀，使水泥质量改善。但是，由于当时要求的水泥颗粒较粗，开流粉磨基本能够满足要求；另外，当时工业不像今天这样发达，能源不及现今紧张，对节能没有现在这样严格，圈流粉磨系统复杂，操作相对复杂，再加上一次投资也大些，所以并没有引起足够的重视。对此，欧洲有过长时期的争论，直到50年代末，欧洲和原苏联的新建水泥厂多数还仍然采用开流粉磨。 

　　我国50年代的半开放时期，从东欧引进的水泥成套设备也都是开流粉磨，如耀县、永登、大同、江油、光化、柳州(老线)，巢湖水泥厂等等。对水泥粒度组成与质量的关系方面，当时认为水泥的粒度分布较宽为好，既应有>90μm的粗颗粒，也应有<5μm的细颗粒，这样便于与混凝土中作为细集料的砂子粒度相衔接。从这个观点出发，反而错误地认为圈流粉磨产品的粒度分布过窄，不符合上述要求。因此，圈流粉磨在欧洲长时期没有得到推广，尽管德国首先采用了这种粉磨系统。 

　　在50年代，对这两种粉磨系统进行了大量的研究工作，结果表明，当粉磨细度在3300cm2/g比表面积以下时，两种系统的粉磨节能效果差别不大，可是细度超过此值时，开流系统的粉磨效率却显著下降。 

　　水泥颗粒的大小、组成和形状对水泥性能具有明显的影响。水泥的不同颗粒级配与抗压强度的关系。粒级配及时间的关系对水泥的要求不仅是硬化强度高，而且施工性能要好，即容积变化小，表面龟裂少。细度越细，比表面积越大，则水化反应越快。例如8μm的颗粒完全水化需要一年时间，而20μm的颗粒完全水化则需10年。通过大量的试验研究表明，在水泥颗粒级配中，3～30μm的颗粒对水泥强度影响较大，因而在各种水泥中必须占有一定的比例:一般水泥为40%～50%；高级水泥为55%～65%；特高级水泥为70%以上。 

　　第二次世界大战以后，对水泥提出了更高的要求，即细度细，强度高。所以，圈流粉磨才得以迅速发展。近30年来新建的水泥厂，绝大多数都采用圈流粉磨系统。加设普通选粉机的圈流粉磨系统，产量能提高10%～15%，单位电耗下降约10%。尤其是系统大型化以后，带来的经济效益更加显著。 圈流粉磨的广泛应用，促进了选粉机的发展。从选粉机的性能方面看，可将其分为三代产品。 

　　1、第一代——普通撒料式空气选粉机 

　　这种选粉机是以给柯(Gayco)型和斯特蒂文特(sturtevant)型为代表。它们均为空气在机内循环，利用物料颗粒的离心力和重力不同进行分级的，所以有人把它们称为内部循环式的离心选粉机。世界上第一台斯特蒂文特选粉机是德国普费弗(pfeiffer)公司于1888年研制成功的，后来美国斯特蒂文特公司以生产该型选粉机著称于世。现在全世界有30000台这样的选粉机在工作，最大直径已达11m。我国应用也十分普遍，最大直径为&oslash；7.3m。因为使用特别广泛，所以把斯特蒂文特选粉机称为第一代选粉机。为提高这种选粉机的使用范围和效能，国内外都进行了许多改进。为适应烘干和冷却物料的需要，机内可以通入热风或冷风。前者用于生料，后者用于水泥。我国冀东水泥厂&oslash；7.3m空气选粉机，由于采用尾卸生料磨的烘干能力较差，便采取选粉机内通入热风来补偿，保证出磨生料的水分要求。我国在这种众多的选粉机上将平撒料盘改为螺旋桨式的，取得了良好效果。相同粉磨系统，产量可提高10%～15%，电耗也可下降10%～15%。 尽管如此这种内部循环式的空气选粉机其选粉效率仍然偏低，单位电耗偏高，选粉精度不够理想。主要原因是: 

　　1.1撒料时颗粒分散较差； 

　　1.2机内物料颗粒浓度高，相当一部分颗粒互相干扰，形成弱胶结体，短路混入粗粒回粉之中，分离困难； 

　　1.3选粉过程中的各种力，在机内很不稳定，随处可变，使分选过程中的临界尺寸在机内位置不同而有较大变异。选粉机规格越大越严重，影响选粉效果； 

　　1.4由于大风叶的直径大，平衡困难，振动加剧； 

　　1.5靠调节小风叶的数量或流量控制插板(挡风板)来调节成品细度，这些都只能在停机时由人工进行。即使采用变速传动，由于撒料盘与小风叶之间对转速要求互相矛盾，调节往往不够灵活，细度变化范围很小，限制了生产多品种水泥的适应性。为此，后来有的改为双传动方式，大风叶转速固定，小风叶和撒料盘的速度可调，以满足细度调节的要求。但是虽有改善，却不十分理想。于是出现了第二代选粉机。 

　　2、第二代一旋风式选粉机 

　　60年代初，西德维达格(wedag)公司为解决第一代空气在内部循环的空气选粉机存在的上述问题，首先发明了带多个小旋风筒的空气动态选粉机，其典型代表就是普通的旋风式选粉机。这种选粉机的特点是空气在机内外循环，因为它是由维达格公司发明的，所以把第二代选粉机称为维达格选粉机(图3)。它有如下特征: 

　　2.1 .1外部设有独立的循环风机； 

　　2.1 .2取消了第一代选粉机的大风叶； 

　　2.1 .3机体四周安装6～8个旋风筒，提高了捕集细粉的效率。旋风筒也可分开安装，远离机体，所以布置灵活； 

　　2.1 .4小风叶及撒料盘转速可调； 

　　2.1.5调整循环风机的风叶或进、出口阀和改变小风叶及撒料盘的转速就能大幅度地改变产品的细度，因此细度调节方便灵活，而且范围较大； 

　　2.1 .6选粉效率高，单位电耗低。 内筒的单位面积处理物料量比第一代选粉机高2～2.5倍。因此，曾有人把这种选粉机也称为高效选粉机； 

　　2.1 .7风叶磨损小； 

　　2.1 .8整机振动小； 

　　由于这种选粉机比第一代选粉机优越，所以，从60年代开始便得到很快的发展。现在许多水泥机械制造公司都生产这种选粉机，目前最大能力可达500t/h。基本上有以下几种型式: 

　　2.2.1维达格型选粉机的旋风筒卸料是卸在下部内外锥体之间的空间内，省掉了密封阀和输送装置。 

　　2.2.2洪堡一一维达格型旋风式选粉机 这种选粉机(图3)的旋风筒卸料是卸在一个多边形的斜槽中，因此必须设有锁风装置，这样旋风筒布置方便。 

　　2.2.3川崎一一维达格型旋风式选粉机，日本川崎重工业公司与西德维达格公司通过技术合作制造的旋风式选粉机，称为川崎一维达格型旋风式选粉机。 

　　2.2.4  SKET/ZAB型旋风式选粉机，东德德骚(Dessau)公司在旋风式选粉机的基础上开发了SKET/ZAB型旋风式选粉机， 又称外通风式选粉机，除旋风筒采用下部带扩散锥以外，其它与维达格型选粉机没有多大区别。它是把可调空气选粉机选粉与细粉沉降过程分开进行的原理结合在一个机组中，其性能与旋风式选粉机基本相同。 

　　为了提高选粉效率和精度，改善选粉机的性能，降低高度、方便布置、在这期间又出现了许多新型选粉机，例如丹麦史密斯公司研制的CV、REC、RTE(原用于珠江水泥厂，现已改造)、RT和OHT等型式的选粉机，其中CV型在我国淮海水泥厂已有应用；西德伯力鸡斯(Polysius)公司为适应大型化的需要，开发了Tsu(Tur bo si chter uote rlag erung)型涡旋式选粉机；日本三菱(MHI)公司开发了三菱型空气选粉机和三菱型双重选粉机；带换向叶片的T型选粉机，空气喷射式选粉机，风动式选粉机，也称新型旋风式选粉机等等。 

　　最近出现了超细水泥，比表面积为11000～16000cm2/g，要求1000；0通过16～32μm为筛孔。混凝土的标号达到1400～1600号。这就要求高性能的选粉机来完成选粉工作，于是出现了各种型式的高效选粉机和超细选粉机。这就是当代习称的高效选粉机。