粉磨系统增加预破碎工艺需注意的问题

1 采用闭路工艺

　　预破碎系统应采取闭路生产工艺,即采取预破碎机+分级筛(回转筛或振动筛)工艺。

　　预破碎机以我厂所用的立式破碎机为例,其锤头、衬板的磨损程度决定着该类破碎机的破碎效果。在锤头、衬板使用更换周期中(一般1.5～2个月),出破碎机物料粒度变化范围较大,磨机频繁清仓级配是不可能的,因此很难找出一个恰当的级配方案与之相适应,影响着磨机的产量。解决的措施就是预破碎系统选择闭路工艺。闭路工艺的分级设备即筛网的孔径一旦选定,就能保证入磨物料的粒度相对的稳定,从而能够寻找出一个较为理想的研磨体级配方案。以我厂为例,2台Φ2.2m×6.5m水泥磨增设Φ1.0m立式破碎机后所采用的工艺流程分别如图1、2所示。实际生产中,相同的工艺条件下,即:熟料粒度、温度基本一致,混合材种类、配料方案相同时,我们作了较为详细的比较分析,见表1。

图1 开路破碎工艺

图2 闭路破碎工艺

表1 两种粉磨工艺入磨物料粒径分布对比

　　注:所用回转筛筛孔规格为10mm。

　　从表1可以看出,新更换锤头、衬板阶段,两种工艺的入磨物料粒度相差不大,因而磨机产量基本相同;运转中期阶段,两种工艺的入磨物料粒度差别已相当明显,磨机台时产量相差0.8～1.0t/h;运转末期阶段,虽然闭路粉磨工艺的入磨物料粒度较初始阶段发生变化,但其最大粒径仍不会超过前两个阶段,由于磨机到这个阶段已运行了较长时间,研磨体有了一定的消耗,因此,只要适当补充些大球,基本上就可解决入磨物料粒度的变化引起磨机产量降低的问题。而开路粉磨工艺,入磨物料粒度增大引起磨机产量的降低,已不是靠补充研磨体所能解决的问题。

　　总之,闭路粉磨工艺能够控制入磨物料粒度,不但能够稳定地提高磨机产量,而且还能够相对延长锤头、衬板的使用寿命。

2 改变磨机的仓长比

　　增加预破碎工艺后,物料的破碎已主要在磨外完成,虽然破碎仓的级配重新调整,平均球径缩小,但显然存在破碎仓能力的浪费,应适当缩小破碎仓的长度,相应增加二仓长度,两仓的研磨体装载量和二仓的原衬板都应做相应的调整,具体做法可通过筛析曲线的分析加以确定。

3 改变一仓衬板的几何尺寸

　　磨机一仓衬板常见的型式有凸棱形衬板、阶梯形衬板、环沟衬板。无论哪一种型式衬板,该仓所用钢球的球径及物料的性质是决定该仓衬板几何尺寸的关键参数。以我厂一仓所用环沟衬板为例,环沟衬板的主要几何参数有环沟间距A和沟槽深度h,见图3。

图3 环沟衬板结构示意

　　沟槽深度h按下式计算:
　　式中:d———最大钢球球径,mm;

　　α———沟槽圆弧所对应的圆心角,一般情况下取90°或120°。

　　实际生产中这两个参数还需根据具体情况修定。

　　增加预破碎工艺后,我厂对于Φ90mm的钢球一般不用或用的很少,原先以此作依据计算出来的环沟衬板的几何尺寸在新的工艺条件下已不适应,从而导致破碎粉磨效率的下降,影响磨机产量。因此,增加预破碎工艺后,如果条件允许,所采用一仓衬板的几何尺寸,最好联系衬板设计、生产厂家重新确定。

4 选粉机的调整

　　粉磨系统采用预破碎工艺后,出磨细度会相应降低,磨机产量相应提高,选粉机的喂料情况发生变化,原有状态被打破,原有的选粉机内部结构不一定适应新的工艺条件,这也是影响磨机增产幅度的一个重要因素。表2是我厂增加预破碎工艺前后选粉系统各项参数的对比情况。

表2 增加预破碎工艺前后选粉系统各项参数的对比

　　从表2对比可以看出,增加预破碎工艺后,虽然磨机产量平均增加1.6t/h,成品细度下降,但出磨细度、回粉细度均较以前降低,特别是回粉细度始终低于50%,循环负荷率增加幅度较大,显然选粉效率有待提高。针对这种情况,参照有关资料,我们对Φ4.0m离心式选粉机作了如下调整:

　　1)在原来基础上减少了3片小风叶,并把小风叶向外加长了50mm,小风叶的安装由原来的向前倾斜一定角度改为垂直;

　　2)把大风叶向外调整出50mm。

　　调整目的:

　　1)增加循环风量,使由撒料盘撒出的物料能够被充分地分散。

　　2)小风叶改为垂直,避免其旋转带动风速产生一个向下的分量,同时减少了与飞扬向上的物料接触碰撞的机会。

　　3)从经验公式可知,临界粒径与小风叶的长短有关,小风叶的回转半径与内筒体之间的距离越小,临界粒径就越小,在循环风量增大后,可避免成品跑粗。

5 磨机转速的调整

　　在一定条件下提高磨机转速,能够增加磨机对研磨体的提升高度,加大研磨体对物料的冲击破碎能力及单位时间内冲击破碎的次数,从而达到提高磨机产量的目的。许多厂家在这方面作了有益的探索并取得成效。我厂在增加预破碎工艺的同时,相应提高了磨机转速,由原来设计的21.4r/min,提高到23.2r/min,从生产实践来看,是不成功的。由于磨机转速提高,其拖动电机电流在相同装载量的情况下增大了。结合研磨体在磨机筒体内的运行轨迹,分析认为:

　　1)磨机提速后,研磨体提升高度增大,虽然能够增加研磨体的冲击破碎能力,增加冲击次数,但对于增加了预破碎工艺的粉磨系统来说,磨内破碎能力与研磨能力相比,处于次要地位;研磨体在从高处向下降落的过程需要一个时间,研磨体的高度越高,这个时间就越长,而在这个过程中,既无破碎能力又无粉磨能力;在相同的填充系数下,研磨体提升的高度增加,沿筒体旋转方向研磨体铺开的面积增大,厚度变薄,影响了相互之间的接触摩擦与碰撞,也在一定程度上降低了研磨能力。

　　2)研磨体最佳的研磨运行轨迹是泻落状态,而此状态是要求磨机的转速制度在一定范围内的低转速趋势。

　　通过以上分析看出,粉磨系统在增加预破碎工艺的情况下,磨机转速的选择宜向低转速方向,再提速的效果自然是得不偿失。于是,我们把转速又恢复到原来的水平,由此产生的变化见表3。

表3 磨机提速前后工艺参数

　　综上所述,增加预破碎工艺是一个系统工程,只有综合考虑,全面分析,措施并举,磨机增产节能潜力才能充分地挖掘发挥出来,取得事半功倍的成效。