立磨設(shè)計產(chǎn)生的原因及立磨選型
立式磨粉機(jī)是當(dāng)今世界是型，生產(chǎn)量高，最節(jié)能，最環(huán)保，出粉最細(xì)的磨粉機(jī)。為何會有這種磨粉機(jī)出現(xiàn)？為何要設(shè)計這種磨粉機(jī)？立式磨粉機(jī)有何優(yōu)勢？桂林鴻程生產(chǎn)兩種系列的立磨：HLM立式磨粉機(jī)和HLMX超細(xì)立式磨粉機(jī)可供選擇。
1、立式磨設(shè)計原因
眾所周知，水泥工業(yè)傳統(tǒng)的粉磨設(shè)備—球磨機(jī)對能量的利用率極低，普遍的觀點認(rèn)為只有l(wèi)％～2％，換言之，絕大部分的輸入能量都轉(zhuǎn)變成了熱能和聲能而損失殆盡，所以粉磨領(lǐng)域所消耗的能量占到了水泥行業(yè)整體電耗的60％～70％。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，由于原燃材料價格居高不下、能源供應(yīng)日趨緊張、電力價格逐步攀升導(dǎo)致企業(yè)水泥生產(chǎn)成本逐漸加大，而與此形成鮮明對比的是，我國水泥行業(yè)正逐步向規(guī)?；?、集團(tuán)化方向發(fā)展，加之廣泛存在的中小型水泥企業(yè)，所以水泥銷售市場的競爭日益激烈，銷售價格卻逐步下滑，如何提高水泥產(chǎn)品的質(zhì)量、降低水泥的生產(chǎn)成本，從而在激烈市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，已成為水泥企業(yè)面臨的嚴(yán)峻局面。
作為水泥企業(yè)的決策者，不可能控制原燃材料價格的飚升及能源價格的上漲，但是采用先進(jìn)技術(shù)裝備，從而大幅度降低電力消耗或充分利用低谷電、大幅度降低材料消耗及人工費用、提高全員勞動生產(chǎn)率卻完全取決于企業(yè)自身。因此，立式磨裝備及工藝技術(shù)作為高效節(jié)能的粉磨方式不僅在我國的水泥行業(yè)得到越來越廣地應(yīng)用。而且也越來越多地得到鋼鐵、電力、化工、冶金、非金屬礦行業(yè)的認(rèn)同和采用，這主要是基于以下幾點：
·采用了料床粉磨原理，作用在物料上的力能被物料充分吸收，能量利用率高，單位產(chǎn)品的電耗比球磨機(jī)節(jié)約30％～40％，完全消除了球磨機(jī)內(nèi)研磨體之間以及研磨體與襯板相互之間的隨機(jī)碰撞所產(chǎn)生的無用功消耗；
·根據(jù)粉磨對象物理性質(zhì)的不同，可以靈活方便地控制粉磨力的大小及料床的厚度，而不象球磨機(jī)那樣對物料的粉磨是基于研磨體對被粉磨物料的隨機(jī)作用；
·產(chǎn)品的破碎、烘干、粉磨、分級高度一體化、自動化地完成，適應(yīng)較大的入磨物料粒度、較高的入磨物料水分，在我國南方的多雨季節(jié)里仍能發(fā)揮正常生產(chǎn)能力；
·能限度地利用窯尾廢氣的熱能，并共用窯尾收塵器；
·產(chǎn)品在磨內(nèi)滯留時間短，對產(chǎn)品的質(zhì)量控制具有快速的反應(yīng)時間。這點在高細(xì)粉磨領(lǐng)域尤為重要；
·研磨部件采用耐磨合金材料，使用壽命長，磨損率低，特別適用于那些對產(chǎn)品中含鐵量必須控制在微量的行業(yè)；
·占地面積及空間小，本體可露天布置，大幅度降低廠房的土建費用；
·維護(hù)檢修方便，縮短停產(chǎn)時間。
1 立式磨結(jié)構(gòu)及設(shè)計改進(jìn)
無論何種結(jié)構(gòu)型式的立式磨，按其各部分功能劃分，由以下五個部分組成。
1．1 傳動機(jī)構(gòu)
電機(jī)加立式行星齒輪減速機(jī)的傳動方式已成為立式磨裝備成熟、標(biāo)準(zhǔn)的傳動方式，根據(jù)啟動方式的不同，電機(jī)可選用繞線式或鼠籠式，減速機(jī)除驅(qū)動磨盤轉(zhuǎn)動外，還負(fù)責(zé)將盤座的重量、物料的重量以及運行中所產(chǎn)生的載荷傳至立式磨的基礎(chǔ)。
對于大型立式磨裝備，電機(jī)及減速機(jī)的安全措施應(yīng)引起設(shè)計人員和用戶的高度重視，電機(jī)的工作電流、電機(jī)的軸承及繞組溫度、電機(jī)軸承潤滑的油溫油壓、減速機(jī)的軸瓦溫度及其潤滑的油溫油壓、減速機(jī)箱體的振動均應(yīng)在中控室集中監(jiān)測控制。
有的立式磨會配有輔助傳動，但這并不是設(shè)計人員必須考慮的要素，設(shè)置與否取決于立式磨的啟動方式是重載亦或輕載以及磨輥的檢修是否可以通過獨立的加壓機(jī)構(gòu)翻出磨腔。
1．2粉磨機(jī)構(gòu)
物料粉磨作業(yè)的關(guān)鍵性部件，由磨盤及磨輥組成。為了保護(hù)盤座及輥芯、降低部件的磨損，磨盤上敷設(shè)有分辨的合金襯板、磨輥上安裝有整體輥套或分辨的合金輥皮。
磨盤襯板及磨輥的輥套(皮)的設(shè)計應(yīng)符合使用壽命長、磨損均勻、粉磨效率高及易于更換的原則。
磨盤襯板基本上有平襯板和帶粉磨輥道的凹襯板二種結(jié)構(gòu)型式，這取決于對應(yīng)的磨輥的形狀。
磨輥的輥套(皮)基本上有輪胎(鼓)形、柱形、錐形三種結(jié)構(gòu)型式。錐形輥套(皮)初期粉磨效率較高，但錐角部位易產(chǎn)生磨損，造成整體磨損不均勻，所以后期的粉磨效率會有較大的降低，而輪胎（鼓)形和柱形的輥套(皮)由于結(jié)構(gòu)對稱，在單邊產(chǎn)生一定量的磨損后，可以換面使用，反復(fù)地?fù)Q面可保證磨輥外形磨損均勻，因此可以一直維持較高的粉磨效率，直至輥套報廢為止。
磨盤襯板及磨輥的輥套(皮)在生產(chǎn)一定的時間后會產(chǎn)生磨損，需要檢修維護(hù)或需要更換，磨盤襯板的更換相對來說較簡單，只需拆除壓環(huán)，以撬棍松動各襯板即可更換，而磨輥的檢修維護(hù)相對于來說工作量要大上一些。不同結(jié)構(gòu)的立式磨裝備，其磨輥的檢修有不同的操作方法，基本上可規(guī)納為以下三種：
(1)整體移開法
這種方法要求必須整體吊開立式磨頂部的分離器及立式磨的中殼體，再吊出磨輥進(jìn)行維護(hù)作業(yè)，需要耗費較多的人力、物力及時間。作業(yè)強度及工作量相當(dāng)大。
(2)中心架旋轉(zhuǎn)法
這種方法要求在磨盤上放置中心支架，將磨輥壓力框架支起后吊于中心支架上，再利用立式磨的輔助傳動裝置慢轉(zhuǎn)磨盤，將某一個磨輥副慢轉(zhuǎn)至檢修門處，聯(lián)接磨外設(shè)有的升擺裝置，拆除該磨輥和壓力框架的聯(lián)接，再由液壓系統(tǒng)通過升擺裝置將該磨輥水平旋轉(zhuǎn)l80°從而旋出磨腔，由起吊設(shè)備整體起吊磨輥，維護(hù)完畢后復(fù)原該磨輥，再進(jìn)行下一個磨輥的維護(hù)作業(yè)。
采用這種檢修方法的立式磨有三只磨輥，一次只能維護(hù)一只磨輥，因此比較費時費力，工序也比較復(fù)雜，但相對于整體移開法，應(yīng)該說已有了一定的進(jìn)步。
(3)液壓翻轉(zhuǎn)法
這種方法設(shè)有專門的檢修油缸，只需拆除筒體上的檢修門，退出動臂和搖臂之間的聯(lián)接銷釘，即可在液壓的作用下，將磨輥垂直翻轉(zhuǎn)90°從而翻出磨腔，無論是兩輥磨、三輥磨或是四輥磨，磨輥的翻出可單獨操作也可同時操作，目前來說，這是磨輥維護(hù)作業(yè)中最便捷、最快速、最實用的方法。
輥套及襯板材質(zhì)一般采用高鉻鑄鐵合金或鎳硬Ⅳ合金，鑄件的硬度應(yīng)該達(dá)到一定的要求，但過高硬度的輥套及襯板難以進(jìn)行車削加工，而且在使用中容易產(chǎn)生崩潰，所以控制好鑄造的工藝制度，確保硬度及韌性的合理匹配是非常重要的。鑄件還應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部探傷，鑄造缺陷或內(nèi)部裂紋都有可能影響其使用壽命，僅從鑄件表面是否平整或光滑來判斷其質(zhì)量的優(yōu)劣是不全面的。
輥套的維護(hù)基本上有整體更換和堆焊兩種方法，整體更換的輥套其材質(zhì)一般為高鉻鑄鐵。由于其特殊的脆性，一般不宜采用堆焊方法，如果溫度控制不好，可能會造成輥套的崩裂，所以在輥套磨損到一定量以后，就必須整體報廢。堆焊的好處在于輥套的基材不用報廢，而只需在磨損的表面上直接堆焊，示物料磨蝕性的不同，一般每隔2～3個月需要堆焊一次，對立式磨的運轉(zhuǎn)率有一定的影響。堆焊時必須嚴(yán)格控制適宜的溫度，否則堆焊層容易產(chǎn)生裂紋和剝落，而且焊接的人工及材料成本也很高。堆焊作業(yè)一般采用自動焊機(jī)較好。
通常情況下，輥套及襯板應(yīng)同時更換，才能保證其發(fā)揮較高的粉磨效率。
磨輥軸承的潤滑基本上有浸油潤滑和強制循環(huán)潤滑兩種結(jié)構(gòu)型式，浸油潤滑結(jié)構(gòu)簡單，省去了專門的潤滑裝置，但更換潤滑介質(zhì)不甚方便，而強制循環(huán)潤滑可及時帶出磨輥腔內(nèi)的熱量，無論采用何種潤滑方式，磨輥腔內(nèi)應(yīng)設(shè)計有測溫元件，并將信號送至中控室進(jìn)行監(jiān)控。
磨輥的密封是為了防止磨腔內(nèi)的高濃度粉塵進(jìn)入磨輥腔內(nèi)。保護(hù)磨輥軸承的免遭損傷。磨輥密封基本上有機(jī)械密封和風(fēng)壓密封兩種結(jié)構(gòu)型式。
機(jī)械密封作為常規(guī)的密封結(jié)構(gòu)因其維護(hù)量低、使用安全可靠而在機(jī)械行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。早期的磨輥機(jī)械密封，其密封位置處于磨腔內(nèi)，無法杜絕粉塵的進(jìn)入，因此在設(shè)計時應(yīng)將其密封位置從工況惡劣的磨腔內(nèi)移至處于大氣環(huán)境中的磨腔外，這種設(shè)計理念可保證磨輥腔內(nèi)不會進(jìn)入粉塵，這種密封方式已在某種型號的立式磨上普遍采用并已為實踐所檢驗。
風(fēng)壓密封則必須采用各自獨立的密封風(fēng)機(jī)，向磨輥腔內(nèi)鼓入高壓風(fēng)，以造成磨輥腔內(nèi)呈正壓狀態(tài)，從而達(dá)到阻止粉塵進(jìn)入的目的，但由于磨腔內(nèi)的工況十分復(fù)雜，懸浮狀態(tài)的粉塵的濃度很高、在立式磨生產(chǎn)不正常時磨腔內(nèi)會出現(xiàn)正壓現(xiàn)象、在立式磨剛投料運行或停機(jī)狀態(tài)下由于磨腔內(nèi)和磨輥腔內(nèi)的溫度場不均勻都有可能在磨輥腔內(nèi)產(chǎn)生微負(fù)壓狀態(tài)，再加上工藝管理措施若有不當(dāng)，風(fēng)壓密封不能杜絕粉塵的進(jìn)入，另外，由于增加了密封風(fēng)機(jī)，也就增加了設(shè)備故障點，密封風(fēng)機(jī)及具有動靜接合點的風(fēng)管若出現(xiàn)任何一個小小的故障就必須停機(jī)處理，否則就會造成磨輥腔內(nèi)進(jìn)入粉塵，有可能引發(fā)磨輥軸承的損傷。
1．3選粉機(jī)構(gòu)
物料分級的關(guān)鍵性部件，目前主要有靜態(tài)、動態(tài)、動靜態(tài)組合及高效多轉(zhuǎn)子四種結(jié)構(gòu)型式的分離器。粉磨細(xì)度要求不高的物料時靜態(tài)分離器就可以滿足要求，在水泥行業(yè)原料、原煤或熟料的粉磨工藝中，以動態(tài)或動靜態(tài)組合式的分離器應(yīng)用較多，而在非金屬礦的高細(xì)粉磨領(lǐng)域，則必須應(yīng)用高效多轉(zhuǎn)子分離器(分級機(jī))，以控制出料細(xì)度達(dá)800～1 250目。
分離器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，一般采用變頻器控制，普通電機(jī)變頻驅(qū)動時，在低轉(zhuǎn)速情況下溫升較快，熱量不易散發(fā)，所以分離器電機(jī)應(yīng)選用變頻電機(jī)。
1．4 加壓及潤滑機(jī)構(gòu)
加壓機(jī)構(gòu)由油缸、動臂搖臂或壓力框架、蓄能器、液壓管道以及液壓站組成。潤滑機(jī)構(gòu)由潤滑油站及潤滑油管組成。值得注意的是，在安裝之前，液壓管道及潤滑油管必須進(jìn)行嚴(yán)格的酸洗，以除盡管道內(nèi)壁的鐵銹，殘余銹渣進(jìn)入液壓回路極易造成油缸密封件損壞及各類液壓閥動作失靈。蓄能器的容積必須與液壓系統(tǒng)的流量、壓力相匹配，容積不夠，不能很好地吸收液壓回路中油壓的波動，蓄能器內(nèi)的氮氣壓力也必須維持在合適的范圍，否則不能起到良好地蓄能作用。液壓站應(yīng)該具有良好的保壓功能。
液壓管道與油缸的聯(lián)接一般采用高壓軟管，在滿足油缸擺動幅度的前提下，軟管長度應(yīng)盡可能地短，而直徑要相應(yīng)地加大，細(xì)長的軟管必定產(chǎn)生劇烈地擺動，嚴(yán)重縮短其壽命，盡管固定后情況有所改善，但那也是不得已而為之。設(shè)備設(shè)計應(yīng)該考慮并解決這一并不難以解決的問題而不能安于現(xiàn)狀。
潤滑及液壓系統(tǒng)的所有參數(shù)應(yīng)送至中控室進(jìn)行集中監(jiān)測控制。
1．5殼體及機(jī)架
殼體內(nèi)易磨損部位應(yīng)設(shè)有耐磨的易于更換的保護(hù)襯板，機(jī)架則必須有足夠的剛度和強度，能承受筒體的重量及運行過程中所產(chǎn)生的動載荷。
隨著立式磨裝備向大型化方向的發(fā)展，越來越多的立式磨主機(jī)采用了露天布置，考慮到防雨防塵的特別要求，電機(jī)的防護(hù)等級均提高到IP44以上，可是有一點設(shè)備設(shè)計人員卻忽視了，那就是立式磨機(jī)架的“防護(hù)等級”是多少呢?就這一點來說，似乎國外的立式磨設(shè)備做得比較好，磨機(jī)殼體和機(jī)架上基本上不存在積水的可能，而有些國產(chǎn)的立式磨，在設(shè)備設(shè)計上考慮得就有欠缺，雨水會積聚在機(jī)架的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)不能自由排出。
對于煤磨來說，考慮到煤粉的易燃易爆特性，必須在殼體的適當(dāng)位置設(shè)計2～3只防爆閥門。
2 立式磨的選型
作為業(yè)主來說，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)多方面的的比較以及到業(yè)已使用立式磨設(shè)備的廠家考察后，一旦決定采用立式磨設(shè)備，首先要碰到的問題就是，該選用哪種型號哪種規(guī)格的立式磨?
一般來說，業(yè)主要綜合考慮以下幾種要素：
2．1 物料的易磨性和磨蝕性
物料易磨性是判斷物料是否容易粉磨的重要指標(biāo)，測定物料易磨性有多種方法，包括美國的哈德哥羅夫(Hradgrove)法、美國的邦德(Bond)功指數(shù)法、前蘇聯(lián)的相對易磨性法、前蘇聯(lián)的米塔格(Mittag)法、德國的蔡賽(Zeisel)法，它們都是以粉磨物料獲得一定的成品量或達(dá)到一定的成品量所產(chǎn)生的扭矩來計算或判斷物料的可磨性，但相對于擬用立式磨粉磨的物料來說，主要有以下三種方法測定：
（1）邦德(Bond)功指數(shù)法
邦德功指數(shù)法是國際通行的測定物料易磨性能的重要方法，我國頒布的功指數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)與此類似。該方法采用Ф305×305標(biāo)準(zhǔn)試驗?zāi)ィ?jīng)過一系列的粉磨操作過程，以磨機(jī)每轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的細(xì)粉量Gbp來計算物料所消耗的功Wi(Work Index，kWh／t)，盡管實驗過程相當(dāng)繁雜，但由于重復(fù)性、穩(wěn)定性好，所需物料量只需12kg，測試費用低廉，從而獲得廣泛的認(rèn)同和采用。
(2)哈德哥羅夫(Hradgrove)法
哈德哥羅夫法也是國際通用的測定物料易磨性能的重要方法，我國也頒布了與此類似的國家標(biāo)準(zhǔn)。此法是根據(jù)將物料在研磨碗內(nèi)粉磨60轉(zhuǎn)或粉磨相同時間所產(chǎn)生的小于74μm的細(xì)粉量，計算出表示可磨性的哈氏指數(shù)HGI(Hardgrove Grindability Index)，該指數(shù)不直接反映物料粉磨所消耗的能量，所得結(jié)論也只是一個相對值，為l00，數(shù)值越接近l00，易磨性越好。該方法主要用于原煤易磨性的測定。
(3)立磨法
立磨法采用神箍HRM小型立式磨模擬工業(yè)立式磨的生產(chǎn)狀態(tài)，對物料進(jìn)行粉磨作業(yè)，根據(jù)將物料粉磨到一定細(xì)度時所獲得的產(chǎn)量來判定物料的易磨性是屬于良好還是中等亦或不良，同時可獲得物料的磨蝕性是屬于低還是中等亦或高。但測試所需的物料量超過1000kg，測試費用較高，也不能直接反映物料粉磨所消耗的能量。
物料的磨蝕性測試方法，目前還沒有國際或國內(nèi)通行的測試標(biāo)準(zhǔn)。影響物料的磨蝕性的主要成份為物料中所含有的超過一定顆粒尺寸的、呈游離狀態(tài)的Si02的含量，所以并不是所有采用硅砂配料的物料都具有很高的磨蝕性。通常認(rèn)為，若顆粒尺寸>90μm的f-Si02的含量超過5％～7％時，物料的磨蝕性會較大，選用立式磨要慎重。
需要指出的是，無論采用何種測試方法，送檢樣品一定要有代表性，而且測試的結(jié)論只針對來樣負(fù)責(zé)，也不代表將來生產(chǎn)實踐中實際的能耗，只能作為選擇立式磨的基礎(chǔ)性指標(biāo)。即便如此，因為有了國際或國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，大家在同一個標(biāo)準(zhǔn)條件下獲得的不同的結(jié)論，相互之間便可以進(jìn)行比較了，再結(jié)合設(shè)計院所或工礦企業(yè)的實際應(yīng)用經(jīng)驗，基本上可以滿足立式磨選型的要求。
2．2是否充分利用低谷電
隨著電力供應(yīng)的緊張，在我國的很多地區(qū)均實行了分布電價，某些地區(qū)的低谷電和尖峰電差價達(dá)4倍。立式磨的的特點在于節(jié)能，所以如果考慮要充分利用低谷和平谷電，避開高峰和尖峰電，就必須選用較大規(guī)格的立式磨設(shè)備。
2．3易磨損部件壽命
易磨損部件使用壽命也是選擇立式磨設(shè)備的重要依據(jù)之一。一般來說，應(yīng)達(dá)到8000h左右。過低的使用壽命。不僅會影響立式磨的運轉(zhuǎn)率，而且也會增加易磨損部件的消耗成本。根據(jù)我國鑄造及材料工業(yè)的現(xiàn)狀。相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)將立式磨易磨損部件使用壽命的低限定為7000h，應(yīng)該說是比較符合我國工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀的。目前，國產(chǎn)立式磨的耐磨材料在總體質(zhì)量上還無法和進(jìn)口耐磨材料相媲美，主要問題是，使用壽命不是相對穩(wěn)定，無論是號稱l0000h以上壽命的，還是保守的8000h壽命的，實際應(yīng)用當(dāng)中，均有達(dá)不到的，也有超壽命使用的。雖然耐磨材料的使用壽命與物料磨蝕性的大小息息相關(guān)，可問題是即使我們已知被粉磨物料的種類，我們?nèi)圆荒芟蟊ＷC立式磨產(chǎn)量那樣，胸有成竹、底氣十足地對用戶說，針對這種物料，耐磨材料的使用壽命可以達(dá)到幾千或幾萬小時并落實到實踐中去，期待這樣的場景早日出現(xiàn)，不僅僅是用戶，也是材料研究開發(fā)人員的亟盼。
2．4檢修方式
磨輥及襯板的檢修方式在立式磨選型前可能不會引起用戶太多的重視。筆者接觸的很多用戶，當(dāng)他們真正要對立式磨的磨輥和襯板進(jìn)行維護(hù)檢修時，那些大動干戈、牽一發(fā)而動全身的檢修作業(yè)往往讓業(yè)主叫苦不迭，悔不當(dāng)初，他們要花費72h甚至更長的時間才能完成那些繁雜的步驟和繁重的工作，可是便捷的檢修方法卻只需6～8h就輕松完成了。
2．5調(diào)試服務(wù)
調(diào)試服務(wù)是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。立式磨選型正確、工藝設(shè)計完善。還得有一個多方位的調(diào)試服務(wù)。要充分發(fā)揮立式磨主機(jī)的生產(chǎn)效率，就必須對整個立式磨系統(tǒng)的各項參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)試，而不僅僅是立式磨主機(jī)設(shè)備這一部分。調(diào)試服務(wù)的范疇涵蓋了工藝、設(shè)備、電氣及自動化各類專業(yè)，將有助于立式磨系統(tǒng)早日達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)。
2．6售價
不容置疑，設(shè)備的售價是用戶考慮的重要因素，但不是僅有的因素，片面地、一味地追求低價格是不理性的，應(yīng)該著重于立式磨的性能價格比來進(jìn)行取舍。
一般來說，進(jìn)口立式磨的售價是國產(chǎn)的2～3倍，筆者想提醒的是，即使是國外的立式磨設(shè)備，也不乏結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能平平者。
3 立式磨系統(tǒng)工程設(shè)計
業(yè)主通常都非常重視立式磨主機(jī)的選型，但是有一個問題卻往往被忽視或根本未予以重視，那就是立式磨粉磨系統(tǒng)的工程設(shè)計工作。殊不知，立式磨粉磨系統(tǒng)的工程設(shè)計是否科學(xué)合理，是決定立式磨能否發(fā)揮生產(chǎn)效能的一個相當(dāng)關(guān)鍵的因素。
我們知道，立式磨系統(tǒng)的粉磨過程實際上是風(fēng)、料、熱的平衡過程，若工程設(shè)計存在欠缺，必然會影響風(fēng)、料、熱的良性循環(huán)，猶如人之因陰陽不調(diào)而罹病一樣，再好的主機(jī)設(shè)備陷入一個蹩腳的工程設(shè)計當(dāng)中，那肯定是虎落平陽，無法正常發(fā)揮其生產(chǎn)能力。
在立式磨粉磨系統(tǒng)的工程設(shè)計中，設(shè)計人員常會碰到許多問題。
3．1 配料問題
在配料方式上，立式磨的要求與球磨機(jī)的不同，球磨可采用造價低廉的、間歇式下料的失重稱或恒速稱系統(tǒng)，而立式磨要求喂料必需連續(xù)、均勻、穩(wěn)定、可調(diào)，斷料或料流時大時小是立式磨的大忌，故以采用電子皮帶稱為好。
3．2 除鐵問題
眾所周知，立式磨對進(jìn)入磨內(nèi)的金屬件較為敏感，所以必須對喂入立式磨的物料進(jìn)行除鐵。
通常在入磨皮帶上設(shè)計有電磁或永磁除鐵器，但是在皮帶上料層較厚時，料層下部的鐵件可能難以去除，所以若皮帶的頭輪再選擇為磁性滾筒，效果會更佳。
問題是，原料中不僅含有鐵件，有些非鐵質(zhì)材料也會混入物料中，如高錳材料或其它合金材料的錘頭、篦板的碎塊。除鐵器對這些非磁性材料無能為力，所以設(shè)計人員要在入磨皮帶上設(shè)置金屬探測儀并在物料進(jìn)入立式磨前設(shè)計相應(yīng)的分料或旁路系統(tǒng)。
理論上來說，這種設(shè)計是很合理的，但是也有很多用戶的金屬探測儀棄之不用形同虛設(shè)。究其原因，主要是因為金屬探測儀的靈敏度難以控制。靈敏度太低，難以檢測到金屬件的存在，靈敏度太高，物料中尺寸微小的金屬件也會誘發(fā)金屬探測儀發(fā)出信號，從而頻繁地引發(fā)分料或旁路系統(tǒng)的動作，影響立式磨的穩(wěn)定運行。所以，加強設(shè)備管理措施，防止非磁性材料的金屬件混入物料中，以許比金屬探測儀的效果更好。
3．3鎖風(fēng)問題
立式磨屬風(fēng)掃類磨機(jī)，所以鎖風(fēng)是重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。進(jìn)磨環(huán)節(jié)的漏風(fēng)，會降低立式磨的產(chǎn)量。
立式磨的鎖風(fēng)方式基本上有以下三種：
(1)回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)
采用回轉(zhuǎn)鎖風(fēng)喂料機(jī)，具有鎖風(fēng)和喂料的雙重功能，所占高度小，便于設(shè)備的工藝布置，但選型要合適，規(guī)格過小或喂入物料的粒度過大，會造成回轉(zhuǎn)葉輪的過早磨損，從而產(chǎn)生漏風(fēng)。
（2）料倉鎖風(fēng)
采用全密封的喂料稱或喂料機(jī)，與立式磨組成連通的整體，利用其上設(shè)置的料倉中的料柱達(dá)到鎖風(fēng)的目的。由于采用料柱鎖風(fēng)，所以料倉應(yīng)設(shè)計成稱重倉或采取料位在線測定，確保不空倉，這種鎖風(fēng)方式的效果，已在鋼鐵、電力和非金屬礦行業(yè)廣為采用。
(3)三道閘門鎖風(fēng)
由液壓裝置控制三道閘門的順序動作，從而達(dá)到鎖風(fēng)的目的。由于涉及液壓系統(tǒng)，對設(shè)備的維護(hù)要求較高，維護(hù)保養(yǎng)跟不上，三道閘門往往就變成了二道，甚至單道閘門，鎖風(fēng)效果大打折扣。此外，三道閘門有一定的高度。需要占用較大的工藝空間。
3．4供熱問題
立式磨由于烘干能力強，所以對喂入物料的水分的要求可相應(yīng)放寬至8％～l5％，只要相應(yīng)的前段工序的儲存、配料、輸送環(huán)節(jié)不產(chǎn)生堵塞。在正常生產(chǎn)時，其烘干熱源由窯尾提供300℃～350℃的廢氣，但在窯未投產(chǎn)或停產(chǎn)的情況下，無熱風(fēng)提供。所以，立式磨粉磨工藝系統(tǒng)一般都設(shè)有手操熱風(fēng)爐或沸騰爐以備不時之需，但這并不是一成不變的設(shè)計原則。如果所粉磨物料常年的綜合水分不超過3％～4％，譬如方解石、高嶺土的粉磨，也未必要設(shè)計備用熱風(fēng)爐。立式磨在冷態(tài)條件下也能發(fā)揮良好的生產(chǎn)能力。
3．5外循環(huán)問題
筆者曾被業(yè)內(nèi)人士問到，立式磨到底要不要設(shè)計外循環(huán)系統(tǒng)?澄清這個問題，首先要明白設(shè)計外循環(huán)的目的是什么?立式磨技術(shù)發(fā)展初期，是沒有外循環(huán)這一概念的．難磨的或粗的物料全部排出磨腔，靠人力清除，為減輕勞動強度，開始有了外循環(huán)的設(shè)計。在生產(chǎn)實踐中，科研人員發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的能耗明顯降低了，這是因為磨內(nèi)物料循環(huán)的方式由風(fēng)力提升變成了機(jī)械提升，而機(jī)械提升所消耗的動力比風(fēng)力提升的低得多。所以有意識地讓磨內(nèi)的粗物料排出磨腔進(jìn)行體外循環(huán)，進(jìn)一步節(jié)約能量消耗，是設(shè)計外循環(huán)系統(tǒng)的核心目的。
但是這個問題也不能一概而論。如果粉磨的是水泥原料或熟料，一定要設(shè)計外循環(huán)系統(tǒng)。如果粉磨的是原煤，考慮到漏風(fēng)會帶入更多的氧氣，從安全角度出發(fā)，一般不設(shè)計外循環(huán)系統(tǒng)。
接下來的問題是，外循環(huán)提升機(jī)的輸送能力到底要選用多大合適呢?這也是筆者常被問及的問題。理論上來說，達(dá)到立式磨產(chǎn)量的30％～40％也就夠了。但是在生產(chǎn)實踐中，立式磨因某種原因不正常時往往會排出大量的物料，令提升機(jī)來不及提升而堵死，清理大量物料的勞動強度相當(dāng)大，作業(yè)環(huán)境也比較惡劣。所以外循環(huán)提升機(jī)的輸送能力建議按立式磨產(chǎn)量的60～80％匹配比較合理，這一設(shè)計經(jīng)驗是相當(dāng)重要的。
在我國的水泥行業(yè)，對提升機(jī)這類小型電機(jī)的電流一般不進(jìn)行監(jiān)測，但是立式磨外循環(huán)提升機(jī)可能是制約立式磨連續(xù)運行的重要環(huán)節(jié)，所以電氣自動化設(shè)計人員應(yīng)該將其電流信號送至中控室進(jìn)行集中監(jiān)控。
3．6風(fēng)機(jī)問題
立式磨出口的含塵濃度高達(dá)500～550g／m3，對于二級收塵系統(tǒng)而言，經(jīng)過一級旋風(fēng)收塵器處理后的氣流中的含塵濃度仍然高達(dá)50～55 g／m3，所以風(fēng)機(jī)的葉輪應(yīng)具備抗磨的特性。對于單級收塵系統(tǒng)而言，由于風(fēng)機(jī)處理的氣流的含塵濃度只有～50mg／m3，所以風(fēng)機(jī)的使用壽命可長達(dá)兩年之久。
風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓及功率校核也是非常重要的，尤其要注意根據(jù)所處理氣流的工況溫度及風(fēng)機(jī)使用地的海拔高度對風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行計算修正。風(fēng)機(jī)廠標(biāo)配的電機(jī)功率往往偏大，可按其軸功率適當(dāng)調(diào)小裝機(jī)功率。風(fēng)壓的選擇一定要考慮到實際應(yīng)用的工況條件。某企業(yè)自配立式磨主風(fēng)機(jī)，認(rèn)為7800Pa的風(fēng)壓綽綽有余，結(jié)果導(dǎo)致立式磨不能達(dá)到生產(chǎn)能力，后經(jīng)更換為9500Pa風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)，立式磨生產(chǎn)能力超過了設(shè)計指標(biāo)。
3、7收塵問題
在獨立的立式磨粉磨系統(tǒng)中，單級收塵的工藝流程已成為立式磨粉磨系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的工藝流程。由于我國收塵技術(shù)的發(fā)展，高濃度的氣箱脈沖袋式收塵器已完全能夠處理入口含塵濃度達(dá)1000g／m3的含塵氣流。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)注意風(fēng)溫不能超過100℃，否則容易引起布袋變形或燒毀。另外，由于立式磨系統(tǒng)屬負(fù)壓操作，所以收塵器的殼體應(yīng)具有足夠的剛度。
大部分的原料立式磨粉磨系統(tǒng)都是與窯尾共用電收器或袋式收塵器的，一級收塵則采用高效旋風(fēng)收塵器。共用電收塵時，由于其對粉塵的比電阻有一定的要求，所以要控制增濕塔適宜的噴水量，噴水量太少，可能造成粉塵比電阻高，影響電收塵器的收塵效率，噴水量太大，可能會造成入立式磨的烘干氣體的溫度過低，不利于濕物料的烘干。
隨著我國環(huán)境保護(hù)要求的逐步提高，高效穩(wěn)定的袋式收塵技術(shù)的應(yīng)用越來越得到普及。
3．8基礎(chǔ)問題
立式磨的混凝土基礎(chǔ)屬重荷載設(shè)備基礎(chǔ)?；A(chǔ)設(shè)計前，在擬放地點應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)勘探并提供詳細(xì)的勘探報告?；A(chǔ)的荷載要考慮到設(shè)備自身和物料的重量、液壓系統(tǒng)所施加的粉磨力以及可能產(chǎn)生的共振問題。立式磨的動荷載系數(shù)取值應(yīng)不低于2.5?；A(chǔ)應(yīng)落在持力層上，確保不會產(chǎn)生沉陷，并遠(yuǎn)離廠房基礎(chǔ)以避免立式磨可能產(chǎn)生的振動的影響，防雨棚、人行過道及檢修平臺均不宜直接落在立式磨的基礎(chǔ)上，以免因振動而產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象?；A(chǔ)的設(shè)計還應(yīng)避免可能產(chǎn)生的積水積油問題?；A(chǔ)的底面積應(yīng)滿足地耐力的要求?；A(chǔ)的質(zhì)量應(yīng)大于所承載的立式磨的質(zhì)量。基礎(chǔ)混凝土的標(biāo)號不低于C25，一、二次澆灌細(xì)石混凝土的標(biāo)號不低于C30。某廠二次澆灌的標(biāo)號過低，設(shè)備投入運行不久，澆灌層即產(chǎn)生大量裂縫，不得不敲掉重澆。
二次澆灌層的高度也應(yīng)引起工藝設(shè)計人員的注意。設(shè)計人員對設(shè)備基礎(chǔ)二次澆灌層高度的取值通常為50～lOOmm，而對于立式磨這樣的大型重載設(shè)備，在安裝時一般要在底座下面敷設(shè)由平形墊鐵和楔形墊鐵所組成的墊鐵組，在加上堆漿的高度，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了50～lOOmm的范圍。所以根據(jù)立式磨規(guī)格大小的不同，立式磨基礎(chǔ)二次澆灌層高度的取值以l50～200mm為宜。高度過小，安裝人員勢必就要抬高立式磨的設(shè)備標(biāo)高，就會引發(fā)工藝線上設(shè)備相對位置或非標(biāo)管道的一系列的連鎖變化。
4 結(jié)語
近期，國家發(fā)改委高技術(shù)司組織編制的“十一五”全國重大技術(shù)裝備發(fā)展規(guī)化已通過了專家審議，其中萬噸級大型水泥生產(chǎn)成套技術(shù)裝備項目已納入該規(guī)化，相信隨著立式磨裝備及技術(shù)應(yīng)用研究的不斷深入、裝備設(shè)計水平的逐步提高、大型設(shè)備加工能力的持續(xù)提升和我國耐磨材料科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，立式磨技術(shù)及裝備在相當(dāng)長的時期內(nèi)，在我國仍將得到長足的發(fā)展，并將繼續(xù)發(fā)揮出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
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