xx年9月10日在芜湖海螺进行了集团球磨机培训讲座,对这次的培训感受较深,与以往的培训所不同的是本次培训重点引入了节能降耗的观点对球磨机的钢球级配调整采用理论计算的方法进行级配,并讲述了具体的计算方法。
本次主讲教师是东洋铁球公司工艺工程师罗阿福先生,他从世界水泥粉磨能耗开始,讲述了中国是目前世界水泥产能最大的国家,而中国水泥生产的能耗利用率即水泥生产效率排在世界的后四名,因此节能降耗是中国水泥生产的主要调整方向。
水泥磨生产中总的能耗利用只占总能耗的3%,其它能量转化为热量和磨损等消耗损失,粉磨能耗利用率低。
在球磨机内能量损失主要是钢球与衬板间的碰撞和磨擦、钢球与钢球之间的碰撞和磨擦、钢球作用于物料上未将物料粉碎而产生的弹性变形、磨机转行中产生的声音与振动以及磨内出现的包球糊球导致出现的无用功等等都是粉磨过程中的能耗浪费。
其次由于粉磨工艺的不同能耗利用率也不尽相同,通常立磨能耗利用率高于球磨机、带辊压机系统球磨机优于普通球磨机,闭路粉磨能耗利用率优于开路磨。
从磨内物料在轴向上的粒径逐步降低的现象,引入了粒径分布定律,主要有:高定—舒曼定律P(x)=(x/k)、罗生拉姆勒定律、查尔斯定律和邦德定律。
提出球磨机优化产出m的主要方法是:保持磨内合理的填充率、优化最佳的钢球级配、控制调整好磨内衬板与隔仓板的磨损、合理的磨内通风、减少系统的无效风、控制入磨物料水份和粒度等等。
其中合理的磨内填充率与我们平日的检查基本相同,主要从磨机循环负荷率和急停磨后入磨观查磨内料球比以及从磨机电流和磨音的变化上判断。在钢球级配的调整上主要考虑以最小的钢球空隙率来优化钢球级配。由于磨内钢球之间存在一定的空隙,大颗粒物料可以在这些空隙中自由移动,不能有效粉碎,造成前面讲的增加磨内能耗损失(球与衬板、球与球之间的碰撞)而且大颗粒物料进入二仓后还影响二仓研磨,占据二仓空间,严重时使二仓出现反分级现象。因此降低磨内钢球空隙率能有效提高粉磨效率。
磨机一仓钢球级配的调整。一仓钢球即要保持有效的破碎能力,又要有效降低钢球之间的空隙率,在一仓能以一米的高度对入磨平均物料粒径进行粉碎的最大钢球直径即一仓所应用的最大球径。罗阿福先生通过实验认为Φ3.8mm磨机一仓应用的最大球径是Φ95钢球。
因此钢球级配的确定是通过高定舒曼定律来推导的,公式如下:
P(x)=[X/Xmax]
P(x):一仓某种钢球比例;Xmax:一仓应用的最大球径即Φ95,
X:一仓使用的某种钢球型号。
M=1.4 m
例Φ3.8mm磨机一仓应用最大球径为Φ95,各种钢球级配计算如下:
P(x)=[X/Xmax]=(90/95)=0.927
P(x)=[X/Xmax]=(80/95)=0.786
P(x)=[X/Xmax]=(70/95)=0.652
P(x)=[X/Xmax]=(60/95)=0.525
Φ90钢球比例=0.927/(0.927+0.786+0.652+0.525)=32% Φ80钢球比例=0.786/2.=27.2%
Φ70钢球比例=0.652/2.=22.6%
Φ80钢球比例=0.525/2.=18.2%
再以每种球的比例×一仓磨内装载量即得了每种钢球级配。
问题:为何一仓理论计算最大球径是Φ95,而实际使用Φ90钢球?答:主要是考虑降低磨内钢球空隙率。
磨机二仓产量与二仓每吨钢球的表面积有很大关系,因此二仓钢球级配以帕帕达基定律来计算,公式如下:
Lmax:二仓有效长度;L:二仓某种钢球比例在二仓的长度;D:计算二仓某种钢球的直径;K=1.92
D0:二仓的最大球径,由于一仓最小球径为Φ60,因此二仓最大球径为Φ60。
二仓实际使用中可不用Φ60钢球,所以Φ60钢球在二仓长度为零。
计算如下:
L/Lmax = [(D/D0)—1] ×1/k=[(50/60)—1] ×1/1.92=0.1638
L/Lmax =[(40/60)—1] ×1/1.92 =0.436
L/Lmax =[(30/60)—1] ×1/1.92 =0.952
L/Lmax =[(25/60)—1] ×1/1.92 =1.416
L/Lmax =[(20/60)—1] ×1/1.92 =2.185
由于二仓轴向内径相同,所以二仓钢球长度比与体积比相同,因此各种钢球在二仓的比例为:
Φ50钢球=0.1638/(0.1638+0.436+0.952+1.416+2.185)=3.18%
Φ40钢球比例=0.436/5.1528=8.46%
Φ30钢球比例=0.952/5.1528=18.48%
Φ25钢球比例=1.416/5.1528=27.48%
Φ20钢球比例=2.185/5.1528=42.40%
以上是在最小空隙率下计算的钢球级配,结合到前面所说的优化磨机产出的措施中提到的控制调整好磨内衬板与隔仓板的磨损、合理的磨内通风、减少系统的无效风、控制入磨物料水份和粒度等等。
因此在此钢球级配下对磨内隔仓板与出料篦板的间隙要求较严格,要求隔仓板的篦板间隙必须小于出料篦板间隙,否则大颗粒物粒在二仓无法出磨占据二仓空间导致二仓粉磨效率下降,台时影响大,严重时二仓出现反分级现象;其次由于磨内钢球空隙率较小因此保持磨内合理的通风也非常重要,一旦通风不良会引起二仓过粉磨严重,出现包球现象,也会对磨机台时产生较大影响;入磨1.51
物料水份控制不好同样也会造成磨内糊球,粉磨效率下降。
在优化磨机产出时,要综合考虑各种因素造成的粉磨效率下降的原因,有时钢球级配的优化并不能提高磨机台时,这并不是级配不合理,通常是制约磨机产出的瓶颈是多方面的,而磨机产出与瓶颈的大小相关,磨机产出等于制约处瓶颈的大小,因此在对磨机产出的诊断中要仔细分析原因从保持磨内合理的填充率、优化最佳的钢球级配、控制调整好磨内衬板与隔仓板的磨损、合理的磨内通风、减少系统的无效风、控制入磨物料水份和粒度等等方面综合进行治理,使磨机的产出最大化。
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