优化、提升磨内结构实现节能粉磨

  球磨机在粉磨系统中如何做到高产、优质、低耗，磨内结构不失为其中的一个主要因素，各仓仓长的合理划分，衬板的结构形式，隔仓板的过料能力，磨头进料装置，研磨体的活化能力、出料篦板排料能力，磨内通风和物料流速的均衡等相关工艺参数至关重要。首先磨机内部结构必须适应满足工艺的实际要求，要从粉磨物料的特性、水泥品种、控制指标综合考虑，而多数水泥厂家在使用和订购球磨机装备时，通常直接采用由设备厂家提供的传统式统一配置，忽略对球磨机内部结构形式个性化设计，没有结合自身工艺特点做针对性的设计，其应用实效自然很难达到预期目标效果，本人多年从事粉磨系统提产调试工作，磨机的内部结构在实际应用过程中对粉磨系统产、质量的影响深有感足，下面仅就粉磨系统球磨机内部结构谈一点个人的浅显看法。

  一、球磨机磨头进料的冲料现象

  大型球磨机的进料结构形式一般都是由倾斜料筒直接深入随磨机旋转的进料筒内贴近磨头起始端边缘，因此物料在自上而下的惯性冲击和磨机通风的双重作用下，使得入磨部分物料形成料流冲击现象，不能从磨机一仓的起始端充分得到研磨体的冲击、研磨，无形之中削减了磨机一仓有效长度，从磨机内部前端物料的存料量观察来看，冲击距离约为1~1.75米，由此现象造成了磨机粉磨效率的下降和研磨体相对物料的捕捉能力下降。采用回转式缓冲料装置可有效解决磨头进料时的料冲现象，该装置的原理就是运用径向阻流切割方式改变物料的直冲现象，使得入磨物料从磨头的起始端就可以充分得到研磨体有效的冲击和研磨，并充分发挥了磨机一仓的有效长度尺寸。

  二、全区域活化(提升、搅拌、激活、均风）

  （球径<磨机直径1/80锻径<磨机直径1/200规格的研磨体在磨内均会存在滞流、蠕动。抱团积聚现象）有经验的工艺技术人员从研磨体的不规则磨损就可以看出这种现象的现实存在，特别是材质不好的研磨体，根据国内外相关资料和实际应用表明，直径3米以上管磨机微型研磨体在磨内均存在积聚、滞流和蠕动现象，由于此现象的存在研磨体相对物料的冲击研磨作用不能得到完全有效发挥，近几年以来多数大型磨机在细磨仓增加了径向活化装置，改善并提高了细磨仓研磨体对物料的冲击研磨作用，收到了一定效果。但由于其目前活化装置的结构形式和安装距离，使其活化区域范围太窄，不能完全改变大型磨机微型研磨体滞流、蠕动、积聚现象的存在，限制和阻碍了研磨仓细磨效率的发挥，众所周知，磨内物料是在磨机转动时运用研磨体的运动和风的作用将磨细物料及时排出磨外，那么由于部分研磨体的滞流、蠕动、其作用甚微，使得磨细而应排出的物料不能及时排出，故出现吸附、粘贴，及过粉磨现象，降低了粉磨效率，为进一步提高研磨体对物料的冲击、研磨作用，激活缩小研磨体的滞流死区比例，在磨内采用无盲区大区域活化技术，可进一步缓解微型研磨体的不作为现象，全区域活化是在原活化原理的基础上，根据磨机直径，运用轴向和径向优化组合，使其活化区域范围趋于更大化，同时该新型活化装置具有三大优点，一大亮点。优点1：提升研磨体的运动距离，2：激活微型研磨体的集聚现象3：搅拌了微细粉的沉积，减少过粉磨现象。亮点即均风，所谓均风就是在磨内原通风的基础上削弱中风，使磨内通风和物料流速尽可能实现均衡、稳流、可控，达到平衡粉磨，提高效率。据相关资料表明，磨内中心风速是边缘风速的8~10倍。

  三、自清式防堵塞出料篦板

  磨机出料篦板的主要作用是排料、通风和阻止研磨体外漏。目前篦板的设计形式多为铸钢件，厚度约为50????~60mm，开缝形式为放射型和同心圆型两种，随着磨机大型化研磨体小型化的工艺粉磨形式的应用，该结构形式的出料篦板95％以上的厂家在实际生产过程中均出现不同程度的篦板堵塞、排料、通风不畅和中心风速过快，细度跑粗等不良现象。清---磨内温度高，工人劳动强度大，且维系时间不长，不清---磨内工况恶化，粉磨效率下降，单位电耗上升。采用自清式防堵塞新型出料篦板可彻底解决篦缝堵塞现象，同时该新型出料篦板中心处配有料风分离装置，使磨内通风和物料流速均衡可控，并改善了磨尾1.5~2米范围细度平衡变化不大的状况。（通过筛余曲线可以判断）

  四、多级式筛分双层隔仓板

  1.隔仓板的作用和工艺要求

  （1）   隔仓装置的首要任务是满足分仓的要求。使磨内不同直径的钢球分开以适应物料粉磨过程中粗粒级用大球、细粒级用小球的合理原则。同时卡住粗颗粒，防止它从前仓窜向后仓。一但过粗颗粒跑到后仓，因后仓没有大球，无法粉粹而将跑粗，影响产、质量。

  （2）   控制物料流速。使各仓料位相互适应，球料比适当，以满足不同的粉磨过程和操作制度的变动。

  隔仓板的合适的排料结构和篦孔宽度。篦孔形状的联合应用，保证不阻塞和合理流速，使物料在磨内有一个合适的停留时间。

  （3）   有利磨内通风。对水泥磨而言需要通风来散去热量以冷却水泥，同时可及时快速的移出粉磨细粒粉料，减少过粉磨。隔仓装置必须尽量消除对通风不匀的影响，有足够的通风过料面积，较小的压力损失。

  2.常见的不合适隔仓板的弊端

  （1）   单层隔仓板。单隔仓基本上是溢流式排料，料面层以下的细料通过时阻力较大，料流速度慢，前仓的填充率要高于后仓。这种结构不利于各仓粉磨能力平衡的调整，现已基本不用。

  （2）   无筛分的双层隔仓板。这种隔仓板通常由篦板和盲板组成，中间设有提升扬料装置。系强制排料，流速较快，不受隔仓前后填充率的影响，即使前仓料位低亦能顺利排料。其弊端一是由于篦板铸造工艺限制，篦缝宽度通常最小只能在6mm，隔仓板处的小于5mm的颗粒物料及容易通过篦缝进入下一仓。而后仓通常为小规格的球锻，无法粉碎这些颗粒物料而将跑粗。二是由于后层为盲板结构，不利于磨内的均匀通风。此种结构在隔仓板前后一段距离范围段通风几乎全部由中心处通风，中心处风速过快，通风阻力大。由于风全部由中心处通过，篦缝处几乎无风，负压也小，如果物料水分稍大或篦缝小，篦缝处易糊堵，过料能力将达不到工艺要求。从而影响磨机的产、质量。

  （3）   后道为盲板的筛分双层隔仓板。这种隔仓板，篦板后有一层薄钢板冲压成型的立面筛板，可控制大颗粒物料进入下一仓。但由于其后道为盲板结构，同上类型隔仓板一样，中心处风速大，筛板处负压小，筛分能力差，细粉料易在筛缝处糊堵，过料能力差，料通常会被中心处的高速风由中心圆处排入下一仓，失去了筛分作用。由于过料能力差，特别不适合闭路磨的使用。过料能力差时，会造成前仓饱磨，后仓空磨的后果，严重影响磨机的产、质量。

  (4)   弧形筛板的双层隔仓板。这种隔仓板，在径向上设有扬料板式的弧形筛，物料在进入弧形筛面上时，在随磨机运转过程中主要靠重力筛分，细料进入下一仓，粗料返回。这种结构，筛分效率较高，但由于弧形筛面宽度仅为一百多毫米，长度仅相当于磨机半径，数量也只有8~10块，总的筛分面积小，不能用于闭路磨。

  3.理想的隔仓板结构（均风、可调多级筛分双层隔仓）

  针对上述隔仓板的结构缺陷，我们设计了一种类似于非凡公司的均风、可调、多级筛分式不堵塞隔仓板。其主要特点有以下几点。（1）隔仓板两面均为有篦孔的篦板，篦缝采用自清式结构，篦缝不易糊堵，保证了通风和过料的要求，通风阻力小，无中心风洞效应。（2）采用立面多级筛分，人为改善闭路磨水泥颗粒分布较窄的现象，选用优质板材，筛孔分布合理，筛分面积大，过料能力强。（3）篦板和筛板之间增设粗料扬料板，有利于粗粒料及时返回。（4）料流可调。物料通过细粉扬料板的提升由卸料孔进入下一仓，这些孔的出口面积很容易用操作滑板调节。根据后仓球料比的情况，通过调节滑板上的固定螺杆，调节出口面积，从而保证各仓合适的球料比，达到各仓粉磨能力的平衡。在生产不同品种产品时，也可根据其特点进行调节出口面积，适应不同过料能力的要求。

  4.均风不堵塞隔仓板的应用

  江苏淮安楚城水泥有限公司Φ3.8m×13m圈流水泥粉磨生产线，主要生产PC32.5水泥和P042.5水泥。磨机为南京某磨机厂生产，投入生产后，磨机产量较低，经常出现一仓饱磨和隔仓板易堵塞问题。原因分析：据文献[2]介绍，隔仓板过料能力主要与物料流速及篦板或筛板通孔面积有关系，隔仓篦板一仓面篦孔宽度为10mm，经测量计算通孔率约10％，按经验通孔率大小基本合适。但隔仓板筛板实心部分面积较多，导致通孔率较小。隔仓板架结构不合理，过料空间过小，也影响筛板的有效通孔率。

  5.改进措施

  1.隔仓板筛板筛孔的改进

  我们决定调整筛孔结构尺寸，加大其过料能力。

  2.隔仓板篦板的改进

  针对由于部分Φ12mm的小段磨损后易从二仓漏出，同粗粉一起禁入一仓，易堵塞篦板篦缝的情况，我们在回料空气斜槽中增加一台气化除渣装置，彻底消除钢锻返回一仓的现象。同时将隔仓板中的篦板一仓面篦孔宽度改为12mm，使其通孔率达12％左右。根据二仓面篦板易被段堵塞的情况，将原二仓面篦板篦孔排列方式由同心圆改为放射状排列，并将篦缝宽度由10mm改为6mm的方堵塞篦板。

  3.隔仓板架的改进

  筛板更换后，产量上升到86~88t/h，但循环负荷率仍偏低，只有45％左右。经分析，只有彻底改变隔仓板结构，加大其过料能力才能发挥出选粉机的功效，提高产量。在隔仓板架结构上，我们改用多级筛分防堵型隔仓板结构，板架宽度由150mm改为100mm，同时取消了原有的中间筋板，使筛板的有效通孔率上升到14％。

  6.改进后效果

  隔仓板改进后，生产P042.5水泥时产量上升到96~98t/h，接近同类型的江苏如东万豪公司水泥粉磨系统台时产量100t/h以上的水平。循环负荷率上升至100％左右。磨尾除尘器风机运行频率改为42Hz,也能满足使用。改进后相关设备运行情况见表。正确运行一段时间后，进磨内检查发现磨内两仓料球比都基本合适，隔仓板中的两面篦板篦孔没有被段堵塞情况。由于循环负荷率加大，减少了过粉磨现象，由于水泥颗粒组成中<1um含量减少，改进后水泥物理性能中标准稠度用水量减小，从之前的27.2％~27.9％降为26.1％~26.6％。水泥颗粒分布更加趋于合理，其他性能无明显变化。