一、分類
1.按生產(chǎn)用途分：
（1）主機(jī)設(shè)備（主機(jī)）：主要生產(chǎn)車間的主要生產(chǎn)設(shè)備。
（2）輔助設(shè)備（輔機(jī)）：各生產(chǎn)車間為主機(jī)生產(chǎn)配套服務(wù)的其他設(shè)備。
2.按生產(chǎn)過程分:
破碎機(jī)械設(shè)備、粉磨機(jī)械設(shè)備、燒成機(jī)械設(shè)備、烘干機(jī)械設(shè)備、起重運輸機(jī)械設(shè)備、包裝、散裝機(jī)械設(shè)備、環(huán)保設(shè)備、分級設(shè)備、加料計量設(shè)備等。
二、選擇
選擇設(shè)備的原則是：“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)適用、維護(hù)方便”。在選擇設(shè)備的型號、規(guī)格時應(yīng)注意以下幾點：
1.設(shè)備的型號、規(guī)格
（1）選用設(shè)備要根據(jù)企業(yè)經(jīng)濟(jì)實力確定，一般情況下，其型號、規(guī)格，首先立足國內(nèi)，然后再考慮從國外引進(jìn)；
（2）選擇的型號應(yīng)滿足產(chǎn)品生產(chǎn)能力的要求；
（3）所選的設(shè)備應(yīng)與產(chǎn)品的質(zhì)量要求相符合；
（4）所選設(shè)備要適應(yīng)工藝條件、工作環(huán)境的要求。
2.設(shè)備的效率
設(shè)備的效率是由一系列技術(shù)參數(shù)決定的。在設(shè)備選型時，一定要考慮與本廠生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)。
3.設(shè)備的可靠性
所選設(shè)備不僅能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，而且具備故障率低、運行可靠、能穩(wěn)定地生產(chǎn)合格產(chǎn)品。
4．設(shè)備的能源消耗
在同類機(jī)械設(shè)備中，應(yīng)優(yōu)選耗能低、節(jié)能效果好的產(chǎn)品。
5．設(shè)備的安全性與環(huán)保性
設(shè)備安全可靠，對環(huán)境無污染，有利于實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
6．設(shè)備的成套性
不論設(shè)備是單機(jī)還是機(jī)組配套，均要求配套性完好。
7．設(shè)備的維修性
要求設(shè)備盡可能結(jié)構(gòu)簡單，零部件組合合理，標(biāo)準(zhǔn)化程度高、互換性好、可修性強(qiáng)等。
8．設(shè)備的使用壽命（耐用度）
在確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要求其使用壽命愈長愈好。
9．設(shè)備的投資費用
在購買設(shè)備時支付的第一次投資費用，應(yīng)考慮價格合理、盡量節(jié)約資金。同時應(yīng)注意：相同型號看價格、相同價格看產(chǎn)地、相同產(chǎn)地看名牌，不能單純追求“便宜”。
水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)與裝備的講座(二)——水泥機(jī)械設(shè)備的管理
1．對操作者的培訓(xùn)和考核
（1）新工人進(jìn)廠或在使用新型號設(shè)備前都要進(jìn)行“三級教育”。即：企業(yè)（廠級）教育、車間教育和班組教育。企業(yè)教育的主要內(nèi)容為設(shè)備的安全操作規(guī)程；車間教育與班組教育的主要內(nèi)容是貫徹落實交接班制度和設(shè)備保養(yǎng)負(fù)責(zé)制。通過“三級教育”實現(xiàn)操作者的“三好”“四會”和“四項要求”，明確使用設(shè)備的各項要求和規(guī)定。
（2）“三好”“四會”和“四項要求”的簡要內(nèi)容：
“三好” 即：管理好、使用好和保養(yǎng)好。
“四會” 即：會使用、會保養(yǎng)、會檢查和會排除一般故障。
“四項要求” 即：整齊、清潔、潤滑和安全。
2．健全設(shè)備管理規(guī)章制度
（1）考核與發(fā)證
對操作者經(jīng)過培訓(xùn)后，需進(jìn)行必要的考核，經(jīng)有關(guān)部門鑒定，認(rèn)為合格時即發(fā)給設(shè)備操作證，作為獨立使用某一型號設(shè)備的證明文件。
（2）定人定機(jī)
定人定機(jī)的目的是確保每一臺設(shè)備都有專人操作和保養(yǎng)，以保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，防止出現(xiàn)意外事故。
（3）設(shè)備的日常保養(yǎng)
操作工必須每班按照規(guī)定對設(shè)備進(jìn)行的例行保養(yǎng)。主要目的是減少設(shè)備磨損，延長使用壽命、防止事故、保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，使設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)。這種保養(yǎng)，一般規(guī)定每班占用10～15分鐘定時進(jìn)行。企業(yè)可根據(jù)具體情況，訂出設(shè)備日常保養(yǎng)的檢查評比制度、內(nèi)容和方法。
3.規(guī)范設(shè)備的檔案管理
設(shè)備檔案指設(shè)備從移交正式使用驗收時起，直到報廢為止全過程，各種資料的整理與匯集。
建立設(shè)備檔案的目的是：積累設(shè)備在各種情況下的基本資料，探索設(shè)備技術(shù)狀況變化和零部件的磨損規(guī)律，改善設(shè)備維護(hù)和修理，研究和制定設(shè)備技術(shù)改造和更新?lián)Q代的計劃與措施。
設(shè)備歸檔資料一般包括：
（1）設(shè)備移交驗收的技術(shù)資料和情況記錄；
（2）歷次設(shè)備檢修及其檢驗情況記錄；
（3）設(shè)備改造和創(chuàng)新的技術(shù)資料等。
建立設(shè)備檔案，可以為正確地進(jìn)行設(shè)備管理和維護(hù)、檢修活動提供必要的技術(shù)依據(jù)。
水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)與裝備的講座(三)——水泥原料的性質(zhì)
1.晶體結(jié)構(gòu)
水泥生產(chǎn)使用的物料，大部分是各種礦物晶體或質(zhì)點的結(jié)合體。按理想晶體結(jié)構(gòu)分類，有離子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu)。其中以離子結(jié)構(gòu)的礦物最多，屬中硬性物料。當(dāng)晶體受到外力作用時，如果是壓縮，斥力的增大超過引力的增大，剩余的斥力支撐外力的壓迫；如果是拉伸，引力的減少少于斥力的減少，多余的引力抗御著外力的拆散作用。
質(zhì)點間的平衡力是有限的，當(dāng)外力再增加，晶體終于抵制不住外力的作用，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞、斷裂，產(chǎn)生永久性變形，即：物料被粉碎。
2.強(qiáng)度、硬度和脆性
強(qiáng)度是物料抗破壞的能力，一般用破壞應(yīng)力表示，按破壞時外力的作用方式，可分為：抗壓、抗折、抗彎、抗剪、抗拉強(qiáng)度等。
水泥生產(chǎn)過程使用的物料，抗拉強(qiáng)度都很小，一般為抗壓強(qiáng)度的1/20～1/30；
行業(yè)內(nèi)習(xí)慣用抗壓強(qiáng)度將物料分類：
(1)硬質(zhì)物料（抗壓強(qiáng)度≥160MPa）；
(2)中硬物料（抗壓強(qiáng)度80～160MPa）；
(3)軟質(zhì)物料（抗壓強(qiáng)度≤80MPa）。
硬度是物料抗變形的能力，強(qiáng)度高、硬度大的物料都難以粉碎。
非金屬材料一般用莫氏（Moh）相對硬度表示，分為十個等級，用刻痕法測定。金剛石為10、最硬；滑石為1、最軟。硬度數(shù)值表示法，一般用于金屬材料，如：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、維氏硬度（HV）、肖氏硬度（HS）等。
脆性是表示物料被斷裂的性能，與其相對應(yīng)的性質(zhì)稱為：韌性。韌性是表示物料抗斷裂的能力。脆性高的物料，韌性小，容易斷裂、粉碎；脆性低的物料，韌性大，不易斷裂、難于粉碎。
非金屬材料的莫氏硬度
|
物料 |
滑石 |
石膏 |
方解石 |
螢石 |
磷灰石 |
長石
玻璃 |
石英 |
黃晶 |
剛玉 |
金剛石 |
|
等級 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
3.易碎性與易磨性
(1)易碎性: 物料被破碎的難易程度,稱之為：易碎性。易碎性的好、壞，與物料本身的強(qiáng)度、硬度、密度、晶體結(jié)構(gòu)、裂紋、含水量、脆性等有關(guān)。物料的易碎性常用相對易碎性系數(shù)表示。它是以標(biāo)準(zhǔn)物料單位產(chǎn)量的電耗為基準(zhǔn)，做相對比較而得出來的。計算式如下：
式中:K
m—物料的相對易碎性系數(shù)；
E
b—標(biāo)準(zhǔn)物料的單位產(chǎn)量電耗（kwh/t）；
E
C—被測物料與標(biāo)準(zhǔn)物料破碎條件相同時的單位產(chǎn)量電耗（kwh/t）。
相對易碎性系數(shù)的測定方法，目前國家沒有明確規(guī)定。各企業(yè)可以自行選定標(biāo)準(zhǔn)物料來測定自己需要測定的物料的相對易碎系數(shù)，科學(xué)地進(jìn)行破碎工藝過程的生產(chǎn)控制。
值得注意的是：被測物料與標(biāo)準(zhǔn)物料的破碎條件一定要相同。主要是指，要使用同一臺破碎機(jī)進(jìn)行試驗；入破碎機(jī)的物料粒度和出破碎機(jī)的產(chǎn)品粒度一定要盡量接近。這樣測得的單位產(chǎn)量電耗才有可以代入公式計算。
標(biāo)準(zhǔn)物料的相對易碎性系數(shù)為1，被測物料的相對易碎性系數(shù)如果大于1，說明其易碎性好，比標(biāo)準(zhǔn)物料容易破碎；反之，小于1，則易碎性不好，比標(biāo)準(zhǔn)物料難于破碎。
(2)易磨性
物料被粉磨的難易程度稱之為：易磨性。影響易磨性好壞的因素與易碎性相同，但二者沒有明顯的規(guī)律關(guān)系。一般情況下，易碎性好的物料易磨性也好；但是，在水泥生產(chǎn)中,也經(jīng)常有一些易碎性好的物料，其易磨性并不好。
易磨性的好壞以易磨性系數(shù)表示，其測定方法，已有國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥原料易磨性試驗方法》（GB9964-88）和建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JC/T734-1996）都做出了明確規(guī)定。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：用下式計算物料的粉磨功指數(shù)W
i，以它代表被測試樣物料的易磨性系數(shù)。
粉磨功指數(shù)的物理意義是：被測物料從理論入磨粒度粉磨為成品時，所需要消耗的能量。其數(shù)值越大，物料越難磨。反之，數(shù)值越小，物料越好磨。這恰好與相對易碎性系數(shù)相反，應(yīng)用時要注意。
式中：W
i—粉磨功指數(shù)（被測物料的易磨性系數(shù)），kwh/t；
P—試驗用成品篩的篩孔尺寸，80μm；
G—試驗?zāi)C(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的成品量，g/r
P
80—成品80%通過的篩孔尺寸，μm；
F
80—入磨試樣80%通過的篩孔尺寸，μm。
4.顆粒大小表示方法
在水泥生產(chǎn)過程中，無論是原料、燃料、生料、熟料、水泥等，都是由大小不同的塊狀、粒狀、粉狀顆粒組成。為了表示它們的外形尺寸大小，我們經(jīng)常使用“粒度”或“細(xì)度”這兩個術(shù)語。這兩個名詞沒有明顯區(qū)別，只是大家習(xí)慣對塊狀和粒狀物料稱為“粒度”；而將粉狀物料稱為“細(xì)度”。具體的表示方法常見四種：
(1)平均粒徑法、
(2)篩析法、
(3)比表面積法、
(4)顆粒組成法。
5.粉碎產(chǎn)品粒度特征
在水泥生產(chǎn)過程中，對粉碎產(chǎn)品的顆粒組成也可以用篩析法進(jìn)行測試處理，簡單方便地將顆粒群分成幾個不同的級別，然后作出他們的坐標(biāo)圖形，這種圖形稱為：粉碎產(chǎn)品粒度特征曲線；簡稱為：篩析曲線。利用它可以對粉碎過程進(jìn)行產(chǎn)品分析和生產(chǎn)控制。
用套篩篩析物料時，大孔篩的篩余是小孔篩篩余的一部分，計算小孔篩的篩余時應(yīng)該將其累計在一起，這才是小孔篩的真實篩余，也稱其為篩余累計。它一般用百分?jǐn)?shù)表示，在水泥行業(yè)內(nèi)也常常將其簡稱為：篩余。
例：將50克物料用套篩篩析結(jié)果如下：
|
篩孔尺寸（mm） |
30 |
20 |
10 |
0 |
|
篩 余（g） |
0 |
9 |
16 |
25 |
|
篩余累計（g） |
0 |
9 |
25 |
50 |
|
篩余累計（%） |
0 |
18 |
50 |
100 |
(1)查算某一粒徑范圍顆粒群含量：篩析曲線作好后，從橫坐標(biāo)上任取一點篩孔尺寸，它的篩余求法就是從這一點出發(fā)，向上垂直引線，與曲線相交，從交點，再水平引線與縱坐標(biāo)相交，交點數(shù)值就是該篩孔尺寸的篩余。用此方法，求出兩個篩孔尺寸的篩余，進(jìn)行相減，其差質(zhì)就是這個區(qū)間尺寸范圍顆粒的百分含量。
(2)判斷粉碎設(shè)備的工作性能：一臺粉碎機(jī)粉碎幾種物料，他們的篩析曲線可能出現(xiàn)的是三種形狀（見右圖）：凹形、凸形或直線形。凹形表示粉碎產(chǎn)品中細(xì)顆粒含量較多，粗顆粒含量較少；凸形表示產(chǎn)品中粗顆粒含量較多，細(xì)顆粒含量較少；直線形表示產(chǎn)品中，粗、細(xì)顆粒含量相差無幾。如果是幾臺粉碎機(jī)粉碎一種物料，產(chǎn)品粒度特征曲線也會出現(xiàn)三種情況：凹形、凸形或直線形。出現(xiàn)凹形的粉碎機(jī)，表示其粉碎產(chǎn)品中細(xì)顆粒含量較多，粗顆粒含量較少；出現(xiàn)凸形的粉碎機(jī)，表示其產(chǎn)品中粗顆粒含量較多，細(xì)顆粒含量較少；出現(xiàn)直線形的粉碎機(jī)，表示其產(chǎn)品中，粗、細(xì)顆粒含量接近。
水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)與裝備的講座(四)——粉碎理論
1.強(qiáng)度理論
工業(yè)粉碎用的物料，來自天然礦山、井下的開采或工業(yè)生產(chǎn)的過程，它們內(nèi)部本身都存在著許多的局部薄弱面（如：不均質(zhì)性的解理面、微細(xì)裂紋等）。在外力作用時，由于這些局部薄弱面的作用，使其周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，外力增加，應(yīng)力集中將更大，解理加劇、裂紋擴(kuò)展開始，必然導(dǎo)致物料的破壞。實際上強(qiáng)度值是隨被粉碎物料的形狀、大小變化而變化的，物料粒度越小，強(qiáng)度值顯著增大。因為物料越大，其不均質(zhì)性也越大。
在物料中的各組份對強(qiáng)度的作用不是疊加的，也不是各組份的平均值，而是最小值。極少量的薄弱部位決定了物料整體的物理性質(zhì)。
2.能耗理論
粉碎過程是一個外力做功的過程，物料顆粒粒徑的減小與能量消耗之間存在著一個什么樣的關(guān)系？一直是粉碎理論研究的焦點。一百多年來，許多學(xué)者曾提出過一些推力精辟的理論。雖然這些學(xué)說都是從一些不切合實際的假設(shè)開始，但他們最終研究的結(jié)果，在某一個方面對生產(chǎn)實踐卻具有相當(dāng)大的適用價值。
（1）表面積假說
1867年雷廷智（P.R.Von Rittinger）提出，粉碎過程是物料由大球形變?yōu)樾∏蛐蔚倪^程，粉碎過程的能耗與物料表面積的增加成正比。
實踐證明，該理論用于粉碎過程能耗計算，當(dāng)粉碎產(chǎn)品粒徑范圍在0.01～1mm時，比較適合。
（2）體積假說
1885年基克（F.Kick）提出，物料粉碎過程，是由一個大圓柱體受到擠壓力的作用，在其內(nèi)部引起應(yīng)力和產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)力達(dá)到極限，導(dǎo)致物料破壞，變成形狀相似的小圓柱體，同時每次的粉碎比都相同，粉碎所消耗的能量與物料的體積或質(zhì)量的減小成正比。
實踐證明，當(dāng)粉碎產(chǎn)品粒徑范圍大于10mm時，用于粉碎過程能耗計算比較適合。
（3）裂紋假說
1952年邦德（F.C.Bond）提出，物料粉碎的過程，是一個大正方體在受壓的情況下，積累一定的能量后產(chǎn)生了裂紋，由于裂紋的擴(kuò)展，縱橫交錯，形成一堆大小相同的小正方體，最后才被粉碎。粉碎所消耗的能量與正方體的邊長（顆粒平均粒徑）的平方根成反比。
實踐證明，當(dāng)粉碎產(chǎn)品粒徑范圍在1～10mm之間時，用于粉碎過程能耗計算比較適合。
3.粉碎機(jī)械化學(xué)理論
粉碎機(jī)械化學(xué)，它泛指機(jī)械運動能量與化學(xué)能量的相互轉(zhuǎn)化。它研究固體物料在施加沖擊、剪切、摩檫、壓縮、延伸等機(jī)械力作用后，其內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)會不規(guī)則化和產(chǎn)生多相晶型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致晶格缺陷發(fā)生、比表面積增大、表面能增加等，隨之物料的熱力學(xué)性質(zhì)、結(jié)晶學(xué)性質(zhì)、物理化學(xué)性質(zhì)等都會發(fā)生規(guī)律性變化。
機(jī)械粉碎是采用機(jī)械能使物料由大顆粒變成小顆粒的工藝過程。在粒徑減小的同時，自身的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、物理化學(xué)性質(zhì)等，都會發(fā)生機(jī)械化學(xué)變化。這些變化并非在所有的粉碎作業(yè)中都能顯著存在，它與機(jī)械力的施加方式、粉碎時間、粉碎環(huán)境以及被粉碎物料的種類、粒度、物理化學(xué)性質(zhì)等，都有密切的關(guān)系。
在水泥生產(chǎn)中，粉碎機(jī)械化學(xué)的應(yīng)用研究越來越深入。它是“物理激發(fā)”技術(shù)的理論根據(jù)。如：如何進(jìn)一步提高水泥或活性混合材的比表面積，以增進(jìn)或提高其水化反應(yīng)活性、強(qiáng)度等級、及使用性能等等。[page
4.球磨機(jī)粉磨理論
球磨機(jī)是一種以研磨體（鋼球、鋼段等）在回轉(zhuǎn)的筒體內(nèi)對物料進(jìn)行粉碎的重要粉磨設(shè)備。為了確定其機(jī)械設(shè)計制造的計算依據(jù)和它工作時的主要技術(shù)參數(shù)，必須對動態(tài)研磨體的運動規(guī)律作詳細(xì)地分析。研究者作出了如下假設(shè)，使研究內(nèi)容的復(fù)雜程度得到了簡化。
（1）研磨體與磨機(jī)筒體內(nèi)壁之間的相對滑動忽略不計；
（2）磨機(jī)筒體內(nèi)物料對研磨體運動狀態(tài)的影響忽略不計；
（3）當(dāng)磨機(jī)正常運轉(zhuǎn)時，研磨體在磨機(jī)筒體內(nèi)，按其所在位置一層一層地進(jìn)行連續(xù)循環(huán)運動，且各層研磨體在循環(huán)運動中互不干擾；
（4）研磨體在筒體內(nèi)循環(huán)運動的軌跡是由兩種曲線封閉組成，一種是以筒體斷面中心為圓心向上運動的同心圓?。涣硪环N是向下運動的拋物線。
5.球磨機(jī)粉磨動力學(xué)理論
為了控制物料在球磨機(jī)內(nèi)的粉磨過程、選擇球磨機(jī)最佳工作條件，必須要掌握在整個粉磨過程中，隨時間的增加，磨內(nèi)物料粒度減小的情況。這就是粉磨速度問題，即：粉磨動力學(xué)理論。
某一粗粒級含量的減少速度與該瞬間球磨機(jī)中未磨好的粗粒級含量成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
式中： R—粉磨t時間后，某一粗粒級的含量（以篩余累計百分?jǐn)?shù)表示）；
t —粉磨時間；
K
t—粉磨速度常數(shù)，與粉磨條件有關(guān)；
“－”負(fù)號表示R隨時間增加而減少。
1954年高登（A.M.Gaudin）、巴斯（L.Bass）等人導(dǎo)出了一個新的粉磨動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，也被業(yè)內(nèi)人士稱之為：現(xiàn)代粉磨動力學(xué)數(shù)學(xué)表達(dá)式，并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)工作。
在整個粉磨過程中，粒度i增加的速率必須等于所有大顆粒產(chǎn)生的粒度i的總量，減去粒度i粉碎成較小顆粒的速率。
式中：M
i、M
j—表示粒度I.j在總顆粒質(zhì)量中的重量百分?jǐn)?shù)；
S
i、S
j—表示粒度I.j的單位粉碎速率；
b
ij—表示粒度j粉碎到i的重量百分?jǐn)?shù)；
t—粉碎時間。
6.料床粉碎理論
在破碎機(jī)械中，我們經(jīng)常看到機(jī)械力直接作用于物料將其粉碎；然而在粉磨設(shè)備中，物料被粉碎的現(xiàn)象卻不一樣，它是以一種物料床層（顆粒群）的堆積方式來接受外力，直接受外力作用的顆粒很少，大部分是通過顆粒之間的傳遞、或相互作用受應(yīng)力集中而被粉碎、破壞，這就是“料床粉碎”現(xiàn)象（也稱“料層粉碎”）。
1972年德國學(xué)者舒納德（SchÖnert）從能量需求觀出發(fā)，研究了在不同粉碎方式下單顆粒脆性物料的粉碎，并用高壓擠壓方式進(jìn)行了料床粉碎，得出所需能耗大大低于傳統(tǒng)球磨機(jī)粉磨的方式，1984年制造出世界第一臺輥壓機(jī)。料床粉碎理論的研究也開始了新的一頁。
水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)與裝備的講座(五)——水泥粉磨工藝技術(shù)
破碎與粉磨統(tǒng)稱為粉碎。行業(yè)內(nèi)習(xí)慣將大塊物料加工變?yōu)樾K物料的過程稱之為破碎；將粗顆粒物料變?yōu)榧?xì)粉的過程稱之為粉磨。
水泥生產(chǎn)過程中的粉磨工藝分為：生料制備工藝和水泥制成工藝兩大部分，簡稱為生料粉磨和水泥粉磨。
石灰石、粘土、鐵粉等配合磨細(xì)稱為生料；
熟料、石膏、混合材料配合磨細(xì)稱為水泥。
一、水泥生產(chǎn)物料粉碎的目的
（1）物料經(jīng)過粉碎后，單位質(zhì)量的物料表面積（比表面）增加，因而可以提高物理作用的效果及化學(xué)反應(yīng)的速度；
（2）幾種不同物料在粉體狀態(tài)下，容易達(dá)到混合均勻的效果。
（3）粉狀物料也為烘干、運輸和儲存等提供了方便，并為煅燒熟料和制成水泥，保證出廠水泥的合格率創(chuàng)造了條件。
二、合理控制 生料細(xì)度
當(dāng)粉磨細(xì)度在0.08mm方孔篩篩余10％以下時，隨著篩余量的減少，粉磨單位產(chǎn)品的電耗將顯著增加，產(chǎn)量也相應(yīng)降低；因此，生料粉磨細(xì)度，通?？刂圃?.08mm方孔篩篩余10％左右，0.20mm方孔篩篩余小于1.0%為宜。
用大型球磨生產(chǎn)時，由于產(chǎn)品粒度較均勻，粗大顆粒較少。在易燒性允許的前提下，0.08mm方孔篩余可放寬至12～16％，但應(yīng)控0.20mm方孔篩篩小于1.5%。
三、研磨體及其級配
物料在粉磨過程中，一方面需要沖擊作用，另一方面需要研磨作用。不同規(guī)格的研磨體配合使用，還可以減少相互之間的空隙率，使其與物料的接觸機(jī)會多，有利于提高能量利用率；在研磨體裝載量一定的情況下，小鋼球比大鋼球的總表面積大；要將大塊物料擊碎，就必須鋼球具有較大的能量，因此，鋼球（段）的尺寸應(yīng)該較大；需要將物料磨得細(xì)一些，就應(yīng)選擇小些的鋼球（段）。因此在粉磨作業(yè)時，要正確選擇研磨體且必須進(jìn)行合理的級配。
四、研磨體級配基本原則
（1）入磨物料的平均粒徑大，硬度高，或要求產(chǎn)品粗時，鋼球的平均徑應(yīng)大些，反之應(yīng)小些。磨機(jī)直徑小，鋼球平均球徑也應(yīng)小。一般生料磨比水泥磨的鋼球平均球徑大些。
（2）開路磨機(jī)，前一倉用鋼球，后一倉用鋼段。
（3）研磨體大小必須按一定比例配合使用。鋼球的規(guī)格通常用3～5級。鋼段一般用2～3級，若相鄰兩倉用鋼球時，則前一倉的最小規(guī)格應(yīng)作為后一倉的最大規(guī)格（交叉一級）。
（4）各級鋼球的比例可按“兩頭小、中間大”的原則配合，用兩種鋼段時，各占一半即可。用三種鋼段時，可根據(jù)具體情況適當(dāng)配合。
（5）在滿足物料細(xì)度要求前提下，平均球徑應(yīng)小些，借以增加接觸面積和單位時間的沖擊次數(shù)，提高粉磨效率。
五、預(yù)粉碎技術(shù)及其對于粉磨作業(yè)的作用
以降低入磨物料粒度為主要手段，使球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的技術(shù)稱之為預(yù)粉碎技術(shù)。它把球磨機(jī)第一倉的粉碎工作，部分或全部由其他能量利用率高于球磨機(jī)的粉碎設(shè)備來完成，讓入磨物料粒度降低到5mm以下或更小，可使磨機(jī)臺時產(chǎn)量提高30%以上、單產(chǎn)電耗降低15～20%，產(chǎn)品顆粒組成更加合理。
應(yīng)用預(yù)粉碎技術(shù)要采取的配套措施：
（1）選用振動篩或回轉(zhuǎn)篩，對粉碎后的入磨物料采用檢查篩分閉路流程，合格物料入磨，粒度過大的物料重新預(yù)粉碎；
（2）入磨粒度縮小后，第一倉研磨體平均球徑也要縮小；第一倉長度要縮短，隔倉板前移；
（3）磨內(nèi)風(fēng)速要提高，磨機(jī)通風(fēng)量加大；
（4）閉路粉磨系統(tǒng)輔助設(shè)備的生產(chǎn)能力要加大，系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率要降低，選粉效率要提高。
六、嚴(yán)格控制入磨物料的水份
為了保證磨機(jī)正常操作、配料的準(zhǔn)確和提高磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量。當(dāng)物料含水量大時，容易產(chǎn)生糊磨現(xiàn)象，磨內(nèi)細(xì)粉粘附在研磨體和襯板上，使粉磨效率降低，嚴(yán)重時會使隔倉板篦孔堵塞造成磨機(jī)通風(fēng)不良，物料難以通過，產(chǎn)量急劇下降，質(zhì)量也引起較大的波動。
根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，各種物料的水份可控制在下列范圍內(nèi)：石灰石＜1%，粘土＜2％，鐵粉＜8％，混合材＜2％，石膏＜8％，熟料＜0.5％，煤＜4％，綜合水分控制在1.5％以內(nèi)。
七、粉磨系統(tǒng)
物料一次通過磨機(jī)即為產(chǎn)品的粉磨系統(tǒng)，稱之為開路系統(tǒng)（簡稱：開流）；物料出磨后必須經(jīng)過分級設(shè)備分選，合格細(xì)粉作為成品，不合格的粗粉重新返回磨機(jī)再粉磨的粉磨系統(tǒng)，稱之為閉路系統(tǒng)（簡稱：圈流）。
選粉機(jī)是閉路粉磨系統(tǒng)的分級設(shè)備。它及時對出磨物料進(jìn)行分選，合格細(xì)粉作為成品，不合格的粗粉重新返回磨機(jī)再粉磨；它能調(diào)節(jié)成品顆粒組成，滿足工藝要求，保證粉磨產(chǎn)品質(zhì)量，選粉機(jī)的性能是影響閉路粉磨系統(tǒng)產(chǎn)、質(zhì)量的主要因素之一。
開路系統(tǒng)的優(yōu)點是：流程簡單，操作簡便，基建投資少。其缺點是：容易產(chǎn)生過粉磨現(xiàn)象；即：磨內(nèi)物料必須全部達(dá)到合格細(xì)度后才能出磨；當(dāng)一些容易磨細(xì)的物料提前磨細(xì)后，在磨內(nèi)形成緩沖層，防礙其它物料的粉磨，有時甚至出現(xiàn)細(xì)粉包球現(xiàn)象，從而降低了粉磨效率，使磨機(jī)產(chǎn)量降低、電耗升高。
閉路系統(tǒng)與開路系統(tǒng)正好相反。其優(yōu)點是：可以消除過粉磨現(xiàn)象，可降低磨內(nèi)溫度，因而粉磨效率高、產(chǎn)量高，同規(guī)格的水泥磨機(jī)產(chǎn)量一般可提高10～20％，生料磨可提高30％左右。其缺點是：流程復(fù)雜、設(shè)備多，操作管理技術(shù)要求也高，基建投資大。
八、加強(qiáng)磨機(jī)通風(fēng)
加強(qiáng)磨機(jī)通風(fēng)是提高磨機(jī)生產(chǎn)能力的主要途徑之一，有以下優(yōu)點：
（1）減少球磨機(jī)內(nèi)的過粉磨現(xiàn)象。使磨內(nèi)微細(xì)粉，及時地被氣流帶走，消除了細(xì)粉結(jié)團(tuán)、糊球、糊襯板現(xiàn)象以及對研磨體的緩沖作用。
（2）磨內(nèi)的水蒸汽能及時的排除，使隔倉板篦縫不易堵塞，減少飽磨、糊磨現(xiàn)象。
（3）能降低磨內(nèi)溫度，防止石膏脫水、出磨水泥假凝，有利于磨機(jī)正常運轉(zhuǎn)和保證水泥質(zhì)量。
（4）有利于車間環(huán)保和清潔生產(chǎn)。
九、“飽磨”原因（磨音發(fā)悶，電流表讀數(shù)下降，卸料很少）
（1）喂料量過多或入磨物料粒度變大、變硬，而未及時調(diào)整喂料量。
（2）入磨物料的水份過大，通風(fēng)不良，水汽不能及時排出，造成“糊磨”，使鋼球的沖擊減弱，物料流速減慢。
（3）鋼球級配不當(dāng)，一倉小球過多，平均球徑太低，沖擊力不強(qiáng)，或鋼球加得太少；或鋼球磨損嚴(yán)重，而沒有及時補(bǔ)球或倒球清倉，以及粉磨作用減弱。
（4）隔倉板損壞，研磨體竄倉，鋼球鋼段混合，級配失調(diào)。
（5）閉路磨機(jī)，由于選粉機(jī)的回料量過多，增加了磨機(jī)負(fù)荷。
十、 影響球磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量的因素
（1）入磨物料的粒度。由于立窯水泥廠使用的球磨機(jī)規(guī)格普遍偏小，所以，入磨物料粒度的大小對磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量影響很大，粒度小，則磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量高，電耗低；粒度大，則磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量低，電耗高。
（2）物料的易磨性。物料的易磨性，是指物料被粉磨的難易程度，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用粉碎功指數(shù)Wi（kwh/t）表示。該數(shù)值愈小，說明物料愈好磨，反之愈難磨。水泥廠習(xí)慣使用相對易磨性系數(shù)，來表示物料被粉磨的難易程度。它是利用試驗小磨，將被測物料與標(biāo)準(zhǔn)砂對比，達(dá)到規(guī)定細(xì)度值，計算被粉磨的時間，與標(biāo)準(zhǔn)砂粉磨時間相同的為1，大于1的難磨；小于1的容易磨；比值越大越難磨，越小越好磨。
（3）入磨物料的水份。對于干磨法來說，入磨物料的水份對磨機(jī)的產(chǎn)、質(zhì)量影響很大，入磨物料的水份越高，容易引起飽磨或糊磨，降低粉磨效率，磨機(jī)產(chǎn)量越低。因此，含水份較大的物料，入磨前的烘干是十分必要的。
（4）入磨物料的溫度。入磨物料的溫度過高再加上研磨體的沖擊摩擦，會使磨內(nèi)溫度過度，發(fā)生粘球現(xiàn)象，降低粉磨效率，影響磨機(jī)產(chǎn)量。同時磨機(jī)筒體受熱膨脹影響磨機(jī)長期安全運轉(zhuǎn)。因此，必須嚴(yán)格控制入磨物料溫度。
（5）出磨物料的細(xì)度要求。出磨物料的細(xì)度要求愈細(xì)，產(chǎn)量愈低，反之，產(chǎn)量則愈高。
（6）粉磨工藝流程。同規(guī)格的球磨機(jī)，閉路流程比開路流程產(chǎn)量高15～20%；在閉路操作時，選擇恰當(dāng)?shù)倪x粉效率與循環(huán)負(fù)荷率，是提高磨機(jī)產(chǎn)量的重要因素。
（7）添加助磨劑。常用助磨劑大多是表面活性較強(qiáng)的有機(jī)物質(zhì)，在物料粉磨過程中，能夠吸附在物料表面，加速物料粉碎中的裂紋擴(kuò)展、減少細(xì)粉之間的相互粘結(jié)，提高粉磨效率，有利于球磨機(jī)的節(jié)能高產(chǎn)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在水泥生產(chǎn)過程中允許加入助磨劑，但摻加量不得超過1%。
機(jī)械因素有：
（1）磨機(jī)各倉長度。各倉長度選擇不當(dāng)，使各倉能力不平衡，從而影響粉磨效率。
（2）磨機(jī)通風(fēng)。加強(qiáng)通風(fēng)可排出磨內(nèi)水蒸汽和微細(xì)粉，防止粘球和堵塞，減少磨內(nèi)過粉磨現(xiàn)象，降低磨內(nèi)溫度，改善粉磨條件，提高粉磨效率，以利于磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量提高。
（3）磨機(jī)結(jié)構(gòu)。球磨機(jī)筒體內(nèi)的襯板、隔倉板、進(jìn)、出料裝置、主軸承形式、傳動方式等，對磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量影響很大，目前改進(jìn)方法很多，效果明顯。
（4）研磨體的種類、級配、平均球徑和裝載量。球磨機(jī)粉碎物料的過程，主要是通過研磨體的運動來實現(xiàn)的，合理地選擇和使用研磨體是球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。
（5）高效選粉機(jī)的選用。閉路粉磨系統(tǒng)中，選粉機(jī)是物料細(xì)度控制的重要設(shè)備，也是節(jié)能高產(chǎn)的主要幫手；其結(jié)構(gòu)、性能和系統(tǒng)組成，對磨機(jī)生產(chǎn)過程的影響至關(guān)重要。
（6）磨機(jī)操作自動化。粉磨系統(tǒng)的率值配料在線控制、球磨機(jī)負(fù)荷自動控制、變頻調(diào)速控制等現(xiàn)代高新技術(shù)已經(jīng)成熟，在立窯水泥企業(yè)發(fā)揮了重要作用；它不僅有利于球磨機(jī)的節(jié)能高產(chǎn)，而且有利于立窯水泥企業(yè)生產(chǎn)管理水平與新型干法水泥生產(chǎn)接軌。
十一、研磨體裝載量和級配的檢驗
（1）磨機(jī)產(chǎn)量低，產(chǎn)品細(xì)度較粗：一般是裝載量不足所致，應(yīng)該增加研磨體裝載量；
（2）磨機(jī)產(chǎn)量較高，但產(chǎn)品細(xì)度較粗：是由于磨內(nèi)物料流速太快，沖擊能力過強(qiáng)而研磨能力不足所致。應(yīng)該在裝載量不變的情況下，減大球，加小球，降低平均球徑；
（3）磨機(jī)產(chǎn)量低，產(chǎn)品細(xì)度較細(xì)：一般是大鋼球太少，填充率偏大，導(dǎo)致沖擊破碎作用減弱，應(yīng)該在裝載量不變的情況下，減小球，加大球，提高平均球徑 。
（4）產(chǎn)量高、細(xì)度合格：研磨體裝載量和級配都比較合理。
十二、水泥顆粒的大小對水泥的性能的影響
水泥的水化速率和漿體強(qiáng)度的作用發(fā)揮，與水泥（熟料）顆粒的大小有直接的關(guān)系。
0～10μm的水泥顆粒在7天內(nèi)起主要作用；
10～30μm的在7天～3個月期間其主要作用；
30～60μm的在28天以后起一定的作用；
大于60μm的3個月后可能起一些作用；
因此水泥具有較好耐久性和較高強(qiáng)度的最佳顆粒組成是3～30μm的含量、并占65%以上。
水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)與裝備的講座(六)——粉磨機(jī)械設(shè)備
在水泥生產(chǎn)中，破碎后的原料不僅要按一定的配比進(jìn)行使用，而且必須將其粉磨到一定的細(xì)度，才能混合均勻，成為合格生料，并使煅燒過程中的物理化學(xué)反應(yīng)得以順利進(jìn)行；水泥產(chǎn)品只有粉磨到一定的細(xì)度，才能在混凝土和建筑施工中，發(fā)揮應(yīng)有的強(qiáng)度和作用。
每生產(chǎn)一噸水泥，需要粉磨三噸左右的各種物料，粉磨電耗占生產(chǎn)總電耗的60～70%，為了達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、環(huán)保、節(jié)能，降低水泥生產(chǎn)成本的目的，必須重視、熟悉和研究粉磨工藝過程及其粉磨設(shè)備的性能和特點。
一、球磨機(jī)
（一）工作原理
球磨機(jī)1876年問世，1891年能夠連續(xù)生產(chǎn)的球磨機(jī)投入工業(yè)使用。盡管它歷史久遠(yuǎn)、能量利用率僅有3%左右，但目前仍是我國水泥工業(yè)應(yīng)用比率最高的重要粉磨設(shè)備。球磨機(jī)的筒體由鋼板卷制而成，兩端裝有帶空心軸的軸承座，一端進(jìn)料一端出料，可以連續(xù)生產(chǎn)。水平安裝的筒體內(nèi)裝有不同形式的襯板和不同規(guī)格的研磨體，研磨體以鋼球為最多；傳動裝置帶動筒體旋轉(zhuǎn)時，研磨體將物料磨成細(xì)粉，因此得名為：球磨機(jī)。如果研磨體中有鋼棒，則又稱其為：棒磨機(jī)。在水泥行業(yè)內(nèi)，不論這類粉磨設(shè)備研磨體的種類如何，都習(xí)慣地將“球磨機(jī)”作為它們的統(tǒng)稱。
（二）球磨機(jī)類型
球磨機(jī)的分類方法很多，現(xiàn)部分介紹如下：
1.按生產(chǎn)方法分：干法球磨機(jī)（磨內(nèi)不加水）和濕法球磨機(jī)（磨內(nèi)加水）；
2.按傳動方式分：邊緣傳動磨機(jī)（小型）和中心傳動磨機(jī)（大型）；*
3.按卸料方式分：中卸式磨機(jī)和尾卸式磨機(jī)；
4.按筒體長徑比分：L/D≤3為：普通磨機(jī)或稱短磨機(jī)；L/D≥4為：管磨機(jī)或稱長磨機(jī)；
5.工藝用途分：生料磨、水泥磨、煤磨、烘干磨、試驗?zāi)?、高?xì)磨、超細(xì)磨、開流磨（開路磨）、圈流磨（閉路磨）等。
*（三）規(guī)格與特點
1.規(guī)格表示方法
球磨機(jī)的規(guī)格以磨機(jī)筒體直徑（m）乘以長度（m）表示。舉例如下：
（1）φ2.2×7m球磨機(jī)，含義是：普通球磨機(jī)，筒體直徑為2.2米，筒體長度為7米；
（2）φ5.6×11+4.4中卸烘干球磨機(jī)，含義是：帶烘干倉、中部卸料的球磨機(jī)，磨機(jī)筒體直徑為5.6米，烘干倉長度為4.4米，粉磨倉總長度為11米。
2.球磨機(jī)特點
球磨機(jī)的優(yōu)點是：適應(yīng)各種工藝條件下的連續(xù)生產(chǎn)，目前世界最大的球磨機(jī)生產(chǎn)能力可達(dá)到360～1050t/h，能滿足水泥工業(yè)現(xiàn)代大型化的要求，物料粉碎比可達(dá)到300以上，產(chǎn)品細(xì)度便于控制與調(diào)節(jié)；維護(hù)簡單方便，安全運轉(zhuǎn)率高，可以實現(xiàn)無塵操作。
缺點是：電耗高、噪音大、能量利用率低、金屬消耗量多。磨機(jī)轉(zhuǎn)速慢，須配置大型減速機(jī)，一次性投資大。
(四)機(jī)械構(gòu)造與工作性能
球磨機(jī)主要組成部分有：進(jìn)、出料裝置、筒體（含隔倉板、襯板、研磨體、磨門等）、主軸承、傳動裝置（含潤滑、冷卻系統(tǒng)）等。
球磨機(jī)構(gòu)造
影響球磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量的因素很多，實踐證明：各水泥企業(yè)根據(jù)實際生產(chǎn)條件，經(jīng)過一定的措施進(jìn)行技術(shù)改造后，球磨機(jī)的生產(chǎn)能力比表中數(shù)值要高出許多。
部分國產(chǎn)球磨機(jī)技術(shù)參數(shù)
|
磨機(jī)規(guī)格 |
工藝
流程 |
入料
粒度(mm) |
產(chǎn)品細(xì)度（R0.08%） |
生產(chǎn)能力(t/h) |
電機(jī)功率（kW） |
研磨體裝載量(t) |
設(shè)備重要（t） |
|
生料 |
水泥 |
生料 |
水泥 |
|
Φ2.2×7 |
閉路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
22 |
16 |
380 |
31 |
50 |
|
Φ2.4×8 |
閉路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
28 |
20 |
570 |
41.5 |
67.6 |
|
Φ2.4×13 |
開路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
/ |
26 |
800 |
68 |
118 |
|
Φ2.6×8 |
閉路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
33 |
24 |
630 |
47 |
111 |
|
Φ2.6×13 |
開路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
/ |
30 |
1000 |
78 |
146 |
|
Φ3×9 |
閉路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
45 |
33 |
1000 |
80 |
152 |
|
Φ3×11 |
閉路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
55 |
45 |
1250 |
100 |
168 |
|
Φ3.5×11 |
閉路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
75 |
60 |
2000 |
135 |
212 |
|
Φ3.8×13 |
閉路 |
≤15 |
8～12 |
3～6 |
90 |
75 |
2500 |
174 |
230 |
|
Φ4.2×13 |
閉路 |
≤25 |
8～12 |
3～6 |
/ |
160 |
3550 |
190 |
255 |
|
Φ4.6×14 |
閉路 |
≤15 |
8～12 |
3～6 |
220 |
185 |
4200 |
210 |
310 |
*（五）高細(xì)高產(chǎn)球磨機(jī)
20世紀(jì)70年代末開始，合肥水泥研究院科技工作者，通過對球磨機(jī)過粉磨現(xiàn)象進(jìn)行深入地研究和剖析，在國內(nèi)提出以磨內(nèi)篩分的形式，實現(xiàn)球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的設(shè)想；簡稱為：高細(xì)高產(chǎn)磨技術(shù)。首臺開路高細(xì)水泥磨于1984年研制成功并投入正式運行，1985年9月通過國家科委組織的技術(shù)鑒定和驗收。
高細(xì)高產(chǎn)球磨機(jī)從外表上與普通球磨機(jī)沒有明顯區(qū)別。首先是對隔倉板進(jìn)行了較大改進(jìn)，并在磨內(nèi)設(shè)置了篩分隔倉板的裝置，以攔截較大物料進(jìn)入細(xì)磨倉；另外，根據(jù)磨機(jī)的長徑比和水泥質(zhì)量的要求，合理設(shè)置倉位；三是，依據(jù)物料特征及生產(chǎn)條件，合理分配研磨體的裝載量和級配，并注重使用微型研磨體，使研磨體以最大表面積與物料充分接觸，提高研磨效率，從而強(qiáng)化粉磨效果和降低粉磨電耗，達(dá)到球磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的目的。
一般來說，球磨機(jī)的倉位越多，越有利于研磨體的規(guī)格尺寸對粉磨物料粒度的適應(yīng)性，從而有利于粉磨效率的提高；但倉位過多，實現(xiàn)各倉粉磨能力平衡的難度越大，只有各倉能力相平衡，才能使粉磨過程正常進(jìn)行。對于筒體長徑比為2～4的磨機(jī)，采用兩個倉；長徑比大于4的磨機(jī)，采用3個倉；盡量少采用或不采用4個倉。
三倉開路高細(xì)高產(chǎn)球磨機(jī)
部分國產(chǎn)高細(xì)高產(chǎn)球磨機(jī)技術(shù)性能（開流）
|
型號規(guī)格 |
入料粒度（mm） |
出料粒度
R0.08% |
磨機(jī)轉(zhuǎn)速
(r/min) |
生產(chǎn)能力(t/h) |
電機(jī)功率（kw） |
裝載量
(t) |
設(shè)備重量
(t) |
|
φ3.0×11 |
≤25 |
2～4 |
18.1 |
36～47 |
1250 |
100 |
194 |
|
φ3.0×13 |
≤25 |
2～4 |
19 |
39～45 |
1400 |
106 |
200.7 |
|
φ3.2×9.5 |
≤25 |
2～4 |
17.86 |
40～45 |
1250 |
100 |
186 |
|
φ3.2×13 |
≤25 |
2～4 |
18.7 |
50～55 |
1600 |
125 |
209 |
|
φ3.5×11 |
≤25 |
2～4 |
16.5 |
55～60 |
2000 |
152 |
190 |
|
φ3.5×13 |
≤25 |
2～4 |
17 |
60～65 |
2000 |
156 |
313.6 |
|
φ3.8×12 |
≤25 |
2～4 |
16.3 |
65～70 |
2000 |
143 |
297 |
|
φ4.0×13 |
≤25 |
2～4 |
15.46 |
90～100 |
3200 |
235 |
376 |
(六)滾動軸承球磨機(jī)：
球磨機(jī)多年以來一直采用滑動軸承（巴氏合金瓦），1992年開始研制將滾動軸承應(yīng)用在球磨機(jī)的主軸承上，取得了成功。滾動軸承磨機(jī)在許多水泥廠應(yīng)用后，比同規(guī)格普通球磨機(jī)綜合節(jié)電10%左右，增產(chǎn)25%左右，節(jié)省潤滑油80%，產(chǎn)品細(xì)度穩(wěn)定，運行維修量小，啟動電流小，運轉(zhuǎn)效率高，主要特點是：
1.降低粉磨電耗
單位產(chǎn)量的電耗降低10%以上。
2.節(jié)省潤滑油
每年只需不到一百公斤的潤滑油，節(jié)油量達(dá)80～90%。
3.增大研磨體裝載量
與同規(guī)格球磨機(jī)相比，滾動軸承磨可以增加15%～20%的研磨體裝載量，有利于磨機(jī)臺時產(chǎn)量的提高。
4.磨內(nèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
磨內(nèi)結(jié)構(gòu)形式改進(jìn)，筒體容積增大、襯板形式和出料篦板結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有利于提高粉磨效率和產(chǎn)品細(xì)度的控制。
（七）滑履磨
“滑履磨”是“滑履支承球磨機(jī)”的簡稱。它應(yīng)用于中心傳動的大型球磨機(jī)，目前國產(chǎn)滑履磨中，最小的規(guī)格是φ3.8×13m，最大的規(guī)格是φ5.0×10+2.5中卸烘干磨。
與普通球磨機(jī)相比，去掉了中空軸和主軸承，以在筒體兩端安裝的滑環(huán)代替了中空軸，滑環(huán)與滑履底座內(nèi)采用油膜潤滑，取代了主軸承的功能。筒體支撐點的距離縮短，筒體的彎矩得到了減輕；大型球磨機(jī)采用主軸承支承時，聯(lián)結(jié)中空軸與筒體的螺栓受剪切力的作用，容易產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。改用滑履支承后，不僅消除了安全隱患，而且在剛度值允許的情況下，減薄了筒體鋼板的厚度，相應(yīng)降低了設(shè)備重量（10%左右）和制造成本。
與同規(guī)格球磨機(jī)相比，由于滑履磨沒有主軸承，物料從入磨到出磨的距離和時間相應(yīng)縮短，而粉磨工藝參數(shù)沒有變化，因此，磨機(jī)產(chǎn)量提高10%以上，物料流動耗能減少。一般情況下，當(dāng)研磨體裝載量達(dá)到原裝載量的90%時，就能夠達(dá)到原來的設(shè)計產(chǎn)量，有利于磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)。
* (八)影響球磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量的因素
影響球磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量的因素很多，一般可分為工藝因素、機(jī)械因素和管理因素三大類。球磨機(jī)的節(jié)能高產(chǎn)是一個系統(tǒng)工程，各個環(huán)節(jié)既彼此聯(lián)系，又相互制約，只有通盤考慮，密切配合，才能實現(xiàn)最佳節(jié)能高產(chǎn)效果。
1.工藝因素
（1）物料性質(zhì)：入料粒度、水分、溫度、易磨性、磨蝕性等；
（2）工藝流程：開路、閉路、預(yù)粉碎、混合粉磨、分別粉磨等；
（3）成品細(xì)度要求：篩余、比表面積、顆粒組成；
（4）外加劑使用：助磨劑、激發(fā)劑等；
（5）工藝技術(shù)參數(shù)：循環(huán)負(fù)荷率、選粉效率等。
2.機(jī)械因素
（1）磨機(jī)通風(fēng)量:磨內(nèi)風(fēng)速、磨內(nèi)阻力、磨尾密封；
（2）磨內(nèi)結(jié)構(gòu)：進(jìn)料螺旋、襯板形式、隔倉板構(gòu)造、及功能、倉位分配及活化環(huán)等；
（3）磨機(jī)傳動：傳動方式、支承形式、軸承種類、電機(jī)構(gòu)造、磨機(jī)轉(zhuǎn)速等；
（4）磨內(nèi)研磨體：種類、級配、裝載量、填充率及裝填形式、平均球徑等；
（5）選粉機(jī)性能：結(jié)構(gòu)形式、配套設(shè)備選型布置、系統(tǒng)運行參數(shù)、分級功能等；
（6）粉磨系統(tǒng)配置、計量、自動控制水平：磨機(jī)負(fù)荷控制、率值配料在線控制、變頻調(diào)速控制、DCS集散控制系統(tǒng)等。
3.管理因素
設(shè)備管理是現(xiàn)代企業(yè)管理的重要組成部分。設(shè)備管理的核心內(nèi)容是：以人為本的全員管理和以計劃檢修為主的技術(shù)管理；并采用設(shè)備維護(hù)及其運行指標(biāo)分解承包經(jīng)濟(jì)責(zé)任制、增強(qiáng)員工主人翁意識，充分調(diào)動員工主觀能動性，健全、建立各項規(guī)章制度、管理規(guī)程，使設(shè)備管理科學(xué)化、制度化和正規(guī)化。為實現(xiàn)本系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、安全、清潔生產(chǎn)，提供最基本的保證。具體工作應(yīng)從以下幾方面做起：
（1）強(qiáng)化員工技能培訓(xùn)；
（2）健全設(shè)備技術(shù)檔案；
（3）實施計劃檢修；
（4）完善備品、備件管理；
（5）落實維護(hù)保養(yǎng)責(zé)任制；
（6）考核安全生產(chǎn)與成本分解。
二、立式磨
（一）工作原理與類型
立式磨的機(jī)械術(shù)語名稱（學(xué)名）為：輥式磨。與水平放置工作的球磨機(jī)比較，由于這種磨機(jī)是站立式工作方式，水泥行業(yè)內(nèi)習(xí)慣稱其為：立式磨，又稱：碾磨機(jī)。1790年在英國應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，到1928年德國人才正式將立式磨應(yīng)用于水泥工業(yè)的煤粉制備；我國于1978年引進(jìn)了德國的立式磨，1984年才開始進(jìn)行立式磨機(jī)技術(shù)及裝備的國產(chǎn)化研究，并制成了首臺樣機(jī)投入工業(yè)運行。
立式磨是根據(jù)料床粉碎原理，通過磨輥與磨盤的相對運動將物料粉碎，并靠熱風(fēng)將磨細(xì)的物料烘干、帶起、由分級裝置在磨內(nèi)分級，粗粉落入磨盤重新被粉碎；成品利用氣流送出磨外由袋收塵器收集。
* 立式磨能量利用率高于球磨機(jī)。它集細(xì)碎、烘干、粉磨、選粉、輸送為一體，具有粉磨效率高、電耗低（比球磨機(jī)節(jié)電20～30%）、烘干能力大、產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)方便、工藝流程簡單、占地面積小、噪音低（比球磨機(jī)低20分貝）、金屬消耗少、檢修方便等優(yōu)點。
國外立磨一般以制造公司命名。如：雷蒙磨RP(美)、萊歇磨LM(德)、非凡磨MPS(德)、伯力鳩斯磨RM(德)、史密斯磨Atox(丹)等；富樂(美)、宇部(日)也生產(chǎn)LM磨。其主要區(qū)別在輥盤形狀不同。
國產(chǎn)立磨制造廠有沈重(MPS)。還有天津院(TRM)、合肥院(HRM),主要引進(jìn)非凡公司MPS(德)、伯力鳩斯公司RM技術(shù)（德）。磨機(jī)規(guī)格一般以磨盤直徑表示。TRM立磨規(guī)格單位是：分米；HRM立磨規(guī)格是：毫米。如：TRM32代號含義是：天津水泥設(shè)計研究院研制的立式磨，磨盤直徑為：3.2米；HRM2200代號含義是：合肥水泥研究設(shè)計院研制的立式磨，磨盤直徑為：2.2米。
（二）機(jī)械構(gòu)造與工作性能
立式磨由機(jī)殼與機(jī)座、磨輥與磨盤、加壓裝置、分級裝置、傳動裝置和潤滑系統(tǒng)等六大部分組成。
立式磨機(jī)構(gòu)造
我國已有不少中型水泥廠選用國產(chǎn)立式磨粉磨全黑生料，使用效果良好。近年來，新干法生產(chǎn)線在生料粉磨環(huán)節(jié)上，廣泛應(yīng)用了大型立式磨機(jī)，取代了傳統(tǒng)的球磨機(jī)。
部分國產(chǎn)立式磨（生料）技術(shù)參數(shù)
|
型號規(guī)格 |
磨盤直徑(mm) |
入料粒度(mm) |
產(chǎn)品粒度（R0.08%） |
生產(chǎn)能力(t/h) |
主電機(jī)功率(kW) |
設(shè)備重量(t) |
|
HRM1300 |
1300 |
≤40 |
8～12 |
20～28 |
200 |
40 |
|
HRM1700 |
1700 |
≤50 |
8～12 |
40～48 |
380 |
70 |
|
HRM1900 |
1900 |
≤50 |
8～12 |
50～60 |
450 |
80 |
|
HRM2200 |
2200 |
≤60 |
8～12 |
70～90 |
630 |
150 |
|
TRM17 |
1700 |
≤50 |
8～12 |
23～35 |
250 |
64 |
|
TRM20 |
2000 |
≤60 |
8～12 |
36～55 |
400 |
75 |
|
TRM23 |
2300 |
≤70 |
8～12 |
50～75 |
560 |
162 |
|
TRM25 |
2500 |
≤80 |
8～12 |
65～95 |
710 |
230 |
|
TRM32 |
3200 |
≤60 |
8～12 |
150～220 |
1600 |
450 |
|
MPS2250 |
2250 |
≤60 |
8～12 |
52.5 |
500 |
115 |
|
MPS3150 |
3150 |
≤120 |
8～12 |
150 |
1075 |
266 |
|
MPS3450 |
3450 |
≤130 |
8～12 |
180 |
1300 |
315 |
|
MPS2650 |
2650 |
≤80 |
2～6 |
46(水泥） |
970 |
203 |
|
MPS3450 |
3450 |
≤100 |
2～6 |
91(水泥) |
1800 |
416 |
三、輥壓機(jī)
*（一）工作原理與類型
輥壓機(jī)又稱：擠壓機(jī)，是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的、以料床粉碎原理工作的一種新型粉磨設(shè)備。 1985年12月才正式投入工業(yè)使用。我國在1990年由合肥水泥研究院研制成功第一臺輥壓機(jī)，通過國家技術(shù)鑒定。
輥壓機(jī)是由兩個相向旋轉(zhuǎn)的磨輥組成：固定棍和活動輥。磨輥由兩臺電機(jī)分別驅(qū)動，物料由加料裝置均勻地喂入，在旋轉(zhuǎn)磨輥的作用下，被帶入兩輥之間的粉碎腔，受到擠壓作用，隨物料的下沉，料床間的空隙越來越小，擠壓的強(qiáng)度越來越大，直至達(dá)到最大值，粉碎后的物料，被擠壓成料餅的形狀而卸出。被擠壓過的物料細(xì)粉含量很高，而且在物料顆粒上存在大量微裂紋，其易磨性得以改善，這對下一步的粉磨極為有利?；顒幽ポ伒臄D壓力是通過物料料床傳遞給固定磨輥的，不存在球磨機(jī)那樣的無效碰撞和摩擦，大部分能量都用于物料粉碎上，因而能量利用率很高，這是該設(shè)備節(jié)能、高產(chǎn)的主要原因。
輥壓機(jī)的工作特點是：滿料、高壓、慢速、料床粉碎；與輥式破碎機(jī)的主要區(qū)別：輥式破碎機(jī)在破碎腔內(nèi)的物料可多可少，彈簧壓力較低，輥筒轉(zhuǎn)速較快，以單顆粒破碎為主。
輥壓機(jī)粉碎過程分為三個階段“壓緊—粉碎—結(jié)餅” 沒有嚴(yán)格界限，具有一定的交互性。在我國，輥壓機(jī)應(yīng)用于水泥熟料、生料、礦渣、煤、礦石等粉磨工藝之中，由早期的預(yù)粉碎擴(kuò)展到半終粉磨和終粉磨，以及與球磨機(jī)的聯(lián)合粉磨。
由于國產(chǎn)輥壓機(jī)的品種較少，目前沒有分類，只有規(guī)格大小不同。輥壓機(jī)的規(guī)格一般以磨輥直徑和寬度表示。例如：HFC1000/300代號含義：“HFC”代表合肥水泥研究設(shè)計院，輥壓機(jī)的磨輥直徑為：1000mm，磨輥寬度為：300mm。
（二）機(jī)械構(gòu)造與工作性能
輥壓機(jī)由：加料裝置、磨輥、傳動裝置、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、機(jī)架和安全保護(hù)罩等幾大部分組成。
輥壓機(jī)構(gòu)造
輥壓機(jī)性能可靠、運轉(zhuǎn)率高、維護(hù)方便；工作時，噪音低、粉塵少、有利于環(huán)境保護(hù)，節(jié)能高產(chǎn)效果好，生產(chǎn)全過程可以實現(xiàn)自動控制。
部分國產(chǎn)輥壓機(jī)技術(shù)參數(shù)
|
型號規(guī)格 |
輥縫寬度（mm） |
入料粒度(mm) |
出料粒度（%） |
生產(chǎn)能力(t/h) |
電機(jī)功率(kW) |
設(shè)備重量(t) |
|
≤2mm |
≤90μm |
|
HFC800/200 |
16～21 |
≤40 |
60～70 |
10～25 |
23～28 |
2×75 |
23 |
|
HFCK800/200 |
16～21 |
≤40 |
60～70 |
10～25 |
25～32 |
2×90 |
25 |
|
HFC1000/300 |
16～23 |
≤60 |
60～70 |
10～25 |
40～60 |
2×132 |
35 |
|
HFCK1000/300 |
16～23 |
≤60 |
60～70 |
10～25 |
45～70 |
2×160 |
38 |
|
HFC1200/360 |
20～30 |
≤70 |
60～70 |
10～25 |
60～110 |
2×225 |
54 |
|
HFC1400/500 |
25～30 |
≤80 |
60～70 |
10～25 |
100～160 |
2×355 |
75 |
|
PA1400×1100 |
|
≤60 |
65 |
25 |
460～510 |
2×800 |
140 |
|
PA1800×1700 |
|
≤70 |
65 |
25 |
750～800 |
2×1500 |
248 |
四、筒輥磨
輥筒磨又稱：“HORO磨”，是由法國FCB公司制造的臥式水平輥磨機(jī)。它是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的節(jié)能粉磨設(shè)備，它的工作原理與輥壓機(jī)相似，都是以料床粉碎原理為主，采用中等壓力、靠多次擠壓方式破碎、粉磨物料。只是輥壓機(jī)用兩個輥子的外表面擠壓工作，而HORO磨是用圓筒的內(nèi)表面與輥子的外表面工作，筒體轉(zhuǎn)動帶動磨輥，通過液壓調(diào)整磨輥位置來調(diào)節(jié)磨機(jī)粉磨壓力。輥筒磨的粉磨效率近似于輥壓機(jī)，安全運轉(zhuǎn)的可靠性近似于球磨機(jī)，因此，得到水泥企業(yè)極大的關(guān)注。1992年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，目前世界上已有幾十臺磨投入使用,最大的生料臺時產(chǎn)量為225t/h，水泥臺時產(chǎn)量達(dá)到130t/h。我國目前引進(jìn)兩臺，主要用于水泥粉磨。
輥筒磨構(gòu)造原理圖
（一）輥筒磨構(gòu)造：
主要工作部件由筒體和磨輥組成。磨輥水平置于筒體內(nèi)，液壓系統(tǒng)在磨輥上施加向下的研磨壓力；筒體由雙滑履支承，筒體回轉(zhuǎn)采用大小齒輪邊緣傳動，其速度一般高于球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速。筒體內(nèi)鑲有凹形磨槽，磨輥表面呈凸形，借助筒體外部的液壓裝置，磨輥向下施壓于磨槽。物料由筒體上部一側(cè)的進(jìn)料口喂入，經(jīng)過離心力的作用，緊貼筒體平鋪在其內(nèi)表面，再進(jìn)入磨槽與磨輥的間隙之中，依靠磨輥的壓力和磨槽隨筒體的轉(zhuǎn)動形成的料床粉碎區(qū)，受到類似于輥壓機(jī)一樣的高效率粉碎；在刮料板和導(dǎo)料板的作用下，在粉磨區(qū)被擠壓4～6次后，通過出料區(qū)卸出磨機(jī)。物料在粉磨區(qū)所受的擠壓力一般為輥壓機(jī)的0.15～0.25倍、立式磨的2～3倍。出磨物料不結(jié)餅，無需打散機(jī)，可直接進(jìn)入選粉機(jī)分級。輥筒磨研磨壓力中等、反復(fù)碾壓多次、可以不采用熱風(fēng)烘干。
（二）輥筒磨工作特點
輥筒磨是新一代的水泥粉磨設(shè)備，其特點如下：
1.工藝流程簡單，主機(jī)設(shè)備少，控制操作靈活、方便，占地面積小，土建工程費用低。
2.主機(jī)故障少，運轉(zhuǎn)率高；檢修、維護(hù)方便，勞動強(qiáng)度小。
3.整個系統(tǒng)處于負(fù)壓操作，無粉塵污染；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音較小。
4.系統(tǒng)節(jié)電效果明顯，單位產(chǎn)品的電耗低，相同產(chǎn)量的球磨機(jī)綜合電耗一般在35～45kWh/t，而輥筒磨綜合電耗約26kWh/t，節(jié)電可達(dá)35%～70%。
5.自動化水平高，設(shè)備起動操作方便、快捷，整個系統(tǒng)在中控室集中控制，操作人員少，生產(chǎn)成本較低。
6.磨機(jī)對物料的適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，品種更換容易，細(xì)度易于調(diào)整，顆粒級配合理，水泥強(qiáng)度與球磨機(jī)相比略有提高。
水泥工業(yè)粉磨工藝技術(shù)與裝備的講座(七)——分級設(shè)備
一、分級方法類型
把粉碎產(chǎn)品按顆粒粒徑大小分為兩種或幾種的作業(yè)過程稱之為：分級。常見分級方法有：手選、篩選和流體分選。
1.手選是指：利用人工對粉碎產(chǎn)品進(jìn)行挑選，常用于處理產(chǎn)品中的個別大塊物料，分級效率低；
2.篩選是指：用工藝要求尺寸的篩網(wǎng)，對粉碎產(chǎn)品分批進(jìn)行滑動、振動或回轉(zhuǎn)過篩，分成大、小或粗、細(xì)兩部分或不同粒徑范圍的幾部分；
3.流體分選是指：利用顆粒在氣體或液體中的阻力、慣性力、浮力、離心力等將粉碎產(chǎn)品按要求的粒徑分開的過程。
目前在水泥生產(chǎn)中有干法分級和濕法分級兩種，常見的是干法分級，就是利用流動的空氣對粉磨產(chǎn)品進(jìn)行分級。
二、干法流體分級機(jī)類型
干法流體分級過程分為:靜態(tài)分級、動態(tài)分級和組合式分級三種。分級設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件在工作時靜止不動，它可以利用不同結(jié)構(gòu)形式，來改變含物料氣流的速度、方向、慣性等因素，將部分粗顆粒分離出來；稱之為：靜態(tài)分級；這類設(shè)備一般稱為：分離器或靜態(tài)分級機(jī)；如果分級設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件在工作時作相應(yīng)的配合運動，利用其不同的轉(zhuǎn)速，分離出不同粒徑大小的顆粒物料稱之為：動態(tài)分級機(jī)；把靜態(tài)分級與動態(tài)分級結(jié)合在一起的分級設(shè)備，稱之為：組合式分級機(jī)；動態(tài)分級機(jī)與組合式分級機(jī)統(tǒng)稱為：選粉機(jī)。目前應(yīng)用于生料制備和水泥粉磨系統(tǒng)的分級機(jī)，一般都屬于組合式選粉機(jī)。
三、選粉機(jī)發(fā)展史
選粉機(jī)由英國人1885年發(fā)明，1889年德國人將選粉機(jī)應(yīng)用于水泥工業(yè)生產(chǎn)，至今已經(jīng)一百多年的歷史了。
*選粉機(jī)的核心技術(shù)是：分散、分級和分離（收集）。最開始的選粉機(jī)稱之為：離心式選粉機(jī)。它是利用撒料盤分散物料、機(jī)內(nèi)風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流分級物料、機(jī)內(nèi)物料重力沉降收集細(xì)粉；在行業(yè)內(nèi)稱其為：第一代選粉機(jī)。從20世紀(jì)90年代末期開始，離心式選粉機(jī)在我國已經(jīng)進(jìn)入全面淘汰期。
20世紀(jì)60年代，德國研制了旋風(fēng)式選粉機(jī)，它利用撒料盤分散物料，機(jī)外風(fēng)機(jī)循環(huán)氣流在機(jī)內(nèi)分級物料、細(xì)粉在旋風(fēng)筒內(nèi)沉降被收集。與離心式選粉機(jī)相比較，它分級氣流的動能增加，選粉效率明顯提高、細(xì)粉收集能力增強(qiáng)。70年代我國研制的旋風(fēng)選粉機(jī)在青島水泥廠試驗成功，取得了良好的節(jié)能高產(chǎn)效果，在行業(yè)內(nèi)稱其為：第二代選粉機(jī)。
1979年，日本小野田公司研制的O-Sepa選粉機(jī)成為籠式高效選粉機(jī)的代表，它保留了旋風(fēng)選粉機(jī)物料分散和機(jī)外風(fēng)機(jī)循環(huán)氣流機(jī)內(nèi)分級的優(yōu)點，增加了機(jī)內(nèi)籠型轉(zhuǎn)子分級和機(jī)外以袋收塵器濾袋過濾為主的細(xì)粉收集裝置，從而改變了機(jī)內(nèi)選粉原理，并大幅度的提高了選粉機(jī)的處理能力、選粉效率和細(xì)粉收集能力。它大量地利用機(jī)外冷空氣，降低機(jī)內(nèi)物料溫度，可將出磨高濃度含塵氣體或其它輔助設(shè)備排放的含塵氣體直接引入選粉機(jī)，簡化了粉磨系統(tǒng)，也有利于磨內(nèi)風(fēng)速的提高，降低粉磨電耗，增加磨機(jī)產(chǎn)量。行業(yè)內(nèi)稱此籠式選粉機(jī)為：第三代選粉機(jī)。1987年，我國引進(jìn)了日本小野田公司的選粉機(jī)設(shè)計制造技術(shù)，90年代初，在山東省建材機(jī)械廠成功地制造出國產(chǎn)的O-Sepa選粉機(jī)。
由于當(dāng)年水泥市場疲軟，國內(nèi)中小型水泥廠占絕大多數(shù)，且基本上都采用φ3m以下的球磨機(jī)，生產(chǎn)能力偏低；而O-Sepa選粉機(jī)生產(chǎn)能力較大，選粉機(jī)及配套高濃度袋收塵器一次性投資較大；加上國家標(biāo)準(zhǔn)中對水泥比表面積的要求不高，使O-Sepa選粉機(jī)的普及應(yīng)用工作受到一定影響。但籠式選粉機(jī)先進(jìn)的平面渦旋分級原理卻使大家十分青睞。
1994年，以張少明教授為代表的科研人員，成功地將這一現(xiàn)代分級技術(shù)嫁接到旋風(fēng)選粉機(jī)之中，研制出NHX型高效轉(zhuǎn)子式旋風(fēng)選粉機(jī)。簡稱為：轉(zhuǎn)子式選粉機(jī)。江蘇科行公司等高新技術(shù)企業(yè)在較短的時間內(nèi)，將其完善、更新、升級，并形成高效、節(jié)能的系列化產(chǎn)品，極大地滿足了廣大中、小型水泥廠節(jié)能改造的需要，目前應(yīng)用于φ3m以下球磨機(jī)的閉路系統(tǒng)覆蓋率達(dá)到80%以上，使我國水泥生產(chǎn)粉磨工藝的選粉技術(shù)向前跨進(jìn)了一大步。
四、選粉機(jī)規(guī)格及其選擇
離心式選粉機(jī)和旋風(fēng)式選粉機(jī)的規(guī)格以選粉室筒體直徑（m）表示；O-Sepa選粉機(jī)和國產(chǎn)轉(zhuǎn)子選粉機(jī)的規(guī)格以每分鐘的通風(fēng)量（m
3/min）表示。后兩種選粉機(jī)選型時，應(yīng)根據(jù)磨機(jī)產(chǎn)量和選粉機(jī)的選粉濃度來進(jìn)行。
選粉濃度代表單位風(fēng)量能選出的成品量，是選粉機(jī)工作性能和能量利用率的重要標(biāo)志。該類選粉機(jī)的選粉濃度一般為：0.75～0.85kg/m
3，常?。?.8kg/m
3來計算。
選粉機(jī)規(guī)格(m
3/min)=磨機(jī)生產(chǎn)能力×1000÷選粉濃度×60
1.舉例：某水泥廠φ2.2×7m閉路生料磨生產(chǎn)能力為30t/h，選擇配套轉(zhuǎn)子選粉機(jī)規(guī)格？
30×1000÷（0.8×60）= 625（m
3/min）
答：應(yīng)選擇規(guī)格為700（m
3/min）的轉(zhuǎn)子選粉機(jī)。
2.舉例：某水泥粉磨站φ3.8×13 m球磨機(jī)閉路系統(tǒng)生產(chǎn)能力可望達(dá)到90t/h，試選擇配套O-Sepa選粉機(jī)？
90×1000÷（0.8×60）= 1875（m
3/min）
答：應(yīng)選擇規(guī)格為2000（m
3/min）的O-Sepa選粉機(jī)。
五、O-Sepa選粉機(jī)
(一)構(gòu)造: O-Sepa選粉機(jī)，又稱：水平渦流式選粉機(jī)，是第三代籠型選粉機(jī)的代表。主要由殼體部分、回轉(zhuǎn)部分、傳動部分和潤滑系統(tǒng)組成。
0-Sepa 選項粉機(jī)構(gòu)造
(二)工作原理
物料經(jīng)兩個入口喂入選粉機(jī)、落到撒料盤上，隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的撒料盤，將物料均勻地分散到轉(zhuǎn)子與導(dǎo)向葉片之間形成的選粉區(qū)；來自磨機(jī)的氣流從一次風(fēng)管進(jìn)入選粉機(jī)，來自收塵器的氣流由二次風(fēng)管進(jìn)入選粉機(jī)，一次風(fēng)和二次風(fēng)經(jīng)導(dǎo)向葉片作用后，進(jìn)入選粉區(qū)分級物料；由垂直葉片和水平葉片組成的籠型轉(zhuǎn)子，回轉(zhuǎn)時使內(nèi)外壓差在整個選粉區(qū)高度上下維持一定，確保氣流穩(wěn)定、均勻，為物料分級創(chuàng)造了良好的條件；物料在選粉區(qū)下落的過程中，得到了多次重復(fù)分級的機(jī)會，粗顆粒最后落入集料斗，經(jīng)過環(huán)境進(jìn)入的三次風(fēng)再一次地分選，部分貼附在粗顆粒上的細(xì)粉被三次風(fēng)帶起上升；粗顆粒則從下部的鎖風(fēng)閥卸出，返回磨機(jī)重新粉磨；合格的細(xì)粉隨氣流穿過籠型轉(zhuǎn)子的葉片，進(jìn)入轉(zhuǎn)子中部的通道，由細(xì)粉出口排出機(jī)外，進(jìn)入袋收塵器分離而被收集下來。一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)的比例一般控制在：7∶2∶1的經(jīng)驗范圍。
(三)工作特點:
O-Sepa選粉機(jī)與其它選粉機(jī)不同之處有四點：
1.選粉氣流水平引進(jìn)、兩側(cè)切向進(jìn)入；
2.撒料盤位于選粉室的籠型轉(zhuǎn)子上方，被選物料貫穿空氣選粉全過程；
3.籠型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式根本改變了選粉原理；
4.轉(zhuǎn)子周圍的導(dǎo)向葉片改進(jìn)了氣流分布和物料在氣流中的分散狀態(tài)，對其分級創(chuàng)造了良好條件。
O－Sepa選粉機(jī)選粉效率高，處理能力大，常用于生產(chǎn)能力在100t/h以上的球磨機(jī)閉路粉磨系統(tǒng)，優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、高產(chǎn)效果明顯。
O－Sepa選粉機(jī)有能力使成品水泥中10μm以下的顆粒含量大于10%、而其中3～30μm顆粒含量可達(dá)到65～70%以上。這是傳統(tǒng)的離心式選粉機(jī)或旋風(fēng)式選粉機(jī)很難實現(xiàn)的。
部分國產(chǎn)O－Sepa選粉機(jī)技術(shù)參數(shù)
|
型號規(guī)格 |
處理能力(t/h) |
水泥產(chǎn)量(t/h) |
比表面積(m2/kg) |
主軸轉(zhuǎn)速(r/min) |
通風(fēng)量(m3/h) |
電機(jī)功率(kw) |
|
N-250 |
30 |
8-12 |
300-350 |
250-550 |
15000 |
22 |
|
N-500 |
90 |
18-35 |
300-350 |
265-320 |
30000 |
45 |
|
N-750 |
135 |
27-45 |
300-350 |
180-330 |
45000 |
55 |
|
N-1000 |
180 |
36-60 |
300-350 |
250-285 |
60000 |
75 |
|
N-1500 |
270 |
54-90 |
300-350 |
185-240 |
90000 |
90 |
|
N-2000 |
360 |
72-120 |
300-350 |
165-210 |
120000 |
110 |
|
N-2500 |
450 |
90-150 |
300-350 |
145-190 |
150000 |
132 |
|
N-3000 |
540 |
108-180 |
300-350 |
135-170 |
180000 |
160 |
|
N-3500 |
630 |
126-210 |
300-350 |
80-175 |
210000 |
220 |
|
N-4000 |
720 |
144-240 |
300-350 |
75-165 |
240000 |
250 |
|
N-4500 |
810 |
162-270 |
300-350 |
70-156 |
270000 |
280 |
|
N-5000 |
900 |
180-300 |
300-350 |
65-147 |
300000 |
315 |
六、轉(zhuǎn)子選粉機(jī)
（一）構(gòu)造:轉(zhuǎn)子選粉機(jī)由殼體部分、回轉(zhuǎn)部分、傳動裝置和細(xì)粉收集裝置（旋風(fēng)筒）等部分組成，內(nèi)部分級循環(huán)氣流由機(jī)外主風(fēng)機(jī)提供。
轉(zhuǎn)子選粉機(jī)構(gòu)造
(二)工作原理:
物料由入口喂入，落在撒料盤上；主軸帶動撒料盤回轉(zhuǎn)，將其均勻分散開來；機(jī)外主風(fēng)機(jī)鼓入的循環(huán)風(fēng)由下而上對物料進(jìn)行分級，粗顆粒落入下錐體，從粗粉出口排出；細(xì)粉隨氣流上升，穿越回轉(zhuǎn)的籠型轉(zhuǎn)子，粗顆粒被擊落到粗粉出口；較細(xì)的顆粒隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)筒被收集，經(jīng)集灰斗，從細(xì)粉出口排出。氣流從旋風(fēng)筒上部的出風(fēng)口、總風(fēng)管、循環(huán)風(fēng)出口進(jìn)入主風(fēng)機(jī)的入口，形成循環(huán)氣流。
轉(zhuǎn)子選粉機(jī)針對“分散”、“分級”和“分離”三個關(guān)鍵技術(shù),它在結(jié)構(gòu)上比旋風(fēng)式選粉機(jī)有如下改進(jìn)：
1.采用高拋撒能力的撒料盤，使物料分散均勻、充分。主軸傳動選用了調(diào)速電機(jī)，可改變?nèi)隽媳P轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度更加方便。
2.在撒料盤上方增加了一個籠形轉(zhuǎn)子，其倒錐形的表面旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋流及切向剪力，強(qiáng)化和穩(wěn)定了分級力場，增大了分散能力和提高了分級效率。
3.采用高效低阻的旋風(fēng)筒收集細(xì)粉，增大了進(jìn)風(fēng)渦旋角，延長了含塵氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)的停留時間，從而提高了各級細(xì)粉和超細(xì)粉的收集量。
轉(zhuǎn)子選粉機(jī)適合φ3m以下的球磨機(jī)閉路系統(tǒng)使用，系統(tǒng)緊湊、投資低廉、節(jié)能高產(chǎn)效果明顯、有利于降低生產(chǎn)成本；因旋風(fēng)筒對細(xì)粉的收集能力所限，轉(zhuǎn)子選粉機(jī)的規(guī)格不宜大型化，否則會引起超細(xì)粉流失過多，影響粉磨產(chǎn)品質(zhì)量。
部分國產(chǎn)轉(zhuǎn)子選粉機(jī)的技術(shù)參數(shù)
七、組合式選粉機(jī)：
由傳動裝置、回轉(zhuǎn)部分(主軸、撒料盤、轉(zhuǎn)子等),機(jī)殼(內(nèi)筒、導(dǎo)向葉片、內(nèi)錐體、外筒、外錐體、進(jìn)風(fēng)口、加料口、兩個粗粉出口等),細(xì)粉收集裝置(四個旋風(fēng)筒等)組成。
用于生料制備的組合式選粉機(jī),集中了幾種選粉機(jī)的優(yōu)點，使選粉機(jī)分選后的粗粉中,細(xì)粉含量大為減少。使系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率降低，球磨機(jī)的粉磨效率得到相應(yīng)提高。在選粉過程中，可以通入低于300℃的熱風(fēng)，邊分級、邊烘干。在新型干法水泥生產(chǎn)線得到了廣泛的應(yīng)用。它的主要特點是：
1.分級流暢穩(wěn)定，不受干擾；
2.籠型轉(zhuǎn)子的分級區(qū)較長，物料分級的幾率均等；
3.充分利用機(jī)殼內(nèi)的有效空間對物料進(jìn)行多次分選。
4.撒料盤上的凸臺高度和數(shù)量以及盤下的打散葉片，對物料分散效果有明顯的影響；
5.靜態(tài)分級裝置的導(dǎo)向葉片的固定方式，對設(shè)備使用壽命和故障率有直接的影響；
6.主軸采用高溫氟橡膠骨架密封，解決了主軸潤滑漏油的問題。
組合式選粉機(jī)的主要操作參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速和通風(fēng)量。其它如導(dǎo)向葉片角度等，則為輔助調(diào)節(jié)。改變主軸轉(zhuǎn)速，可以及時調(diào)整產(chǎn)品細(xì)度（比表面積）；通風(fēng)量過小，會增大機(jī)內(nèi)喂料濃度，降低選粉效率；過大，雖對提高選粉效率有利，但增加了系統(tǒng)電耗和設(shè)備磨損；一般調(diào)試好之后，不宜再做過大調(diào)整。
用于水泥粉磨的組合式選粉機(jī)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)還要做一定的調(diào)整、并采用袋收塵器收集細(xì)粉，一般不用旋風(fēng)筒收集細(xì)粉，因旋風(fēng)筒對微細(xì)粉的收集困難，會影響水泥早期強(qiáng)度。
部分組合式選粉機(jī)技術(shù)參數(shù)
|
型號規(guī)格 |
處理能力(t/h) |
生料產(chǎn)量(t/h) |
通風(fēng)量（m3/h） |
電機(jī)功率(kw) |
|
DSM-750 |
120 |
30～45 |
45000 |
55 |
|
DSM-1500 |
270 |
55～90 |
90000 |
90 |
|
DSM-3000 |
540 |
100～180 |
180000 |
160 |
八、打散分級機(jī)
它由殼體部分、回轉(zhuǎn)部分、傳動裝置和熱風(fēng)管等部分組成，內(nèi)部分級循環(huán)氣流由機(jī)外熱風(fēng)系統(tǒng)提供。 ,
打散分級機(jī)構(gòu)造
*打散分級機(jī)是輥壓機(jī)的配套設(shè)備，20世紀(jì)90年代初由合肥水泥研究院研制，1994年獲國家ZL。它集料餅打散與顆粒分級于一體，可以消除輥壓機(jī)邊緣漏料影響，以及開停機(jī)過程中未被充分?jǐn)D壓粉碎的大塊物料，對后續(xù)球磨機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，以獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能的良好效果。
部分打散分級機(jī)技術(shù)參數(shù)
|
型號規(guī)格 |
處理能力(t/h) |
打散功率(kW) |
分級功率(kW) |
設(shè)備重量(t) |
|
SF400/100 |
40～70 |
30 |
22 |
18 |
|
SF450/100 |
50～90 |
37 |
22 |
22 |
|
SF500/100 |
60～110 |
45 |
30 |
25 |
|
SF550/120 |
90～150 |
45 |
30 |
30 |
|
SF600/120 |
120～200 |
55 |
37 |
37 |
|
SF650/140 |
180～280 |
75 |
45 |
45 |
打散分級機(jī)規(guī)格一般以：外錐體圓柱筒體的直徑/打散盤直徑（cm）表示。 “S”和“F”是打散的“散”字和分級的“分”字漢語拼音的開頭字母。如：SF500/100表示打散分級機(jī)外筒體直徑為：5000mm，打散盤的直徑為：1000mm。該打散分級機(jī)的處理能力為：110t/h，打散電機(jī)功率為：45kw，分級電機(jī)功率為：30kw。
打散分級機(jī)的技術(shù)特點如下：
1.打散分級機(jī)集料餅打散與物料分級于一體，結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、打散效果好、分級效率高，單位時間處理能力大；
2.打散裝置與分級裝置采用兩臺電機(jī)分別驅(qū)動，既滿足提高打散能力的需要，又可以調(diào)節(jié)、控制產(chǎn)品細(xì)度；
3.在新型干法生產(chǎn)中，可以充分利用燒成系統(tǒng)余熱，在打散分級的同時，具有懸浮烘干能力，熱交換效率高、出料水分低；
4.常與輥壓機(jī)配套使用，節(jié)能高產(chǎn)效果顯著。
九、V型選粉機(jī)
在輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中，目前國內(nèi)普遍采用的V型選粉機(jī),是德國KHD公司的技術(shù)，該選粉機(jī)是一種完全靜態(tài)的粗選分級機(jī)，本身無活動部件，卻集打散、分級和烘干于一體。性能不亞于國產(chǎn)多功能的打散分級機(jī)，且電耗可降低許多。V型選粉機(jī)外部殼體形狀像一個“V”字，因此而得名V型選粉機(jī)。它在分選的過程中，由于物料在機(jī)內(nèi)不停地撞擊、跳動、下落或懸浮，與氣流有一個時間較長的熱交換過程，因此，既可以冷卻溫度較高的熱物料，又可以烘干有一定水分的濕物料。實踐證明，該選粉機(jī)配套的分級風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量較低，壓差小、風(fēng)量少，其單位產(chǎn)品能耗，僅有同等處理能力其他氣流選粉機(jī)的45%左右，節(jié)能效果明顯。
十、礦渣微粉分級機(jī)
近年來，礦渣高細(xì)粉（俗稱：礦渣微粉）在水泥及商品混凝土中的應(yīng)用越來越廣泛。礦渣無論用作水泥大摻量混合材還是高性能混凝土細(xì)摻料，其基本條件是具備足夠的細(xì)度。
水泥混合材比表面積要求為350～500m
2/kg；混凝土摻合料為420～600m
2/kg，有的甚至高達(dá)800m
2/kg以上。還要求45μm篩的篩余≤2%；3～30μm的顆粒含量要達(dá)到65～70%；5μm以下的顆粒含量要≥20%等等。一般來說，生產(chǎn)礦渣微粉可以采用立式磨粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)，也可以采用球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)，礦渣微粉分級機(jī)就是礦渣球磨機(jī)粉磨系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一。由于礦渣微粉中超細(xì)粉含量較多，容易產(chǎn)生團(tuán)聚、附壁現(xiàn)象，該類分級設(shè)備，除了要具備組合式選粉機(jī)的優(yōu)點之外，還必須具備適應(yīng)超細(xì)粉的分散功能、分級功能和分離功能。
該選粉機(jī)由機(jī)殼部分、回轉(zhuǎn)部分、傳動裝置和出風(fēng)管等組成；細(xì)粉收集系統(tǒng)由機(jī)外高濃度袋收塵器、主風(fēng)機(jī)及其管路組成。選粉機(jī)內(nèi)部循環(huán)風(fēng)的動力源，主要來自細(xì)粉收集系統(tǒng)的主風(fēng)機(jī)。
礦渣微粉分級機(jī)構(gòu)造
礦渣微粉分級機(jī)的工作過程如下：
粉磨后的礦渣，由上部物料入口喂入選粉機(jī)，經(jīng)下料溜管落到撒料盤上；傳動裝置驅(qū)動主軸回轉(zhuǎn)，固定在主軸上的撒料盤和籠型轉(zhuǎn)子隨之旋轉(zhuǎn)，撒料盤上的礦渣粉被加速均勻地撒開；與此同時，上渦殼進(jìn)入的氣流，在導(dǎo)向葉片的作用下，旋轉(zhuǎn)吹向撒料盤，加速物料分散的力度，和下落料幕的均勻性；隨之也提高了選粉機(jī)對礦渣粉的處理能力；下落料幕在下渦殼進(jìn)入旋轉(zhuǎn)氣流的作用下，減緩了下落速度，延長了懸浮分散的時間；在籠型轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的平面渦流的作用下，逐步分級，粗顆粒由于自重或被轉(zhuǎn)子擊落，沉降到下錐體內(nèi)，從底部粗粉出口排出，返回磨機(jī)重新粉磨；細(xì)顆粒隨氣流通過籠型轉(zhuǎn)子邊緣，進(jìn)入中心部位，被出風(fēng)管的負(fù)壓抽力帶入細(xì)粉收集系統(tǒng)過濾、分離、而收集下來。
由于主軸轉(zhuǎn)速可調(diào)，使撒料盤和籠型轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，不僅提高了對礦渣微粉的適應(yīng)性，而且對選粉機(jī)的產(chǎn)量和成品細(xì)度可以實現(xiàn)工藝要求的調(diào)控。
十一、選粉機(jī)應(yīng)用技術(shù)
(一)三代選粉機(jī)的主要結(jié)構(gòu)性能比較
(二)工藝參數(shù)
*閉路粉磨系統(tǒng)常用“循環(huán)負(fù)荷率”和“選粉效率”這兩個技術(shù)參數(shù)來調(diào)控圈流粉磨系統(tǒng)的工作狀況。
1.循環(huán)負(fù)荷率:
閉路粉磨系統(tǒng)中,選粉機(jī)的回料量（粗粉）與成品量（細(xì)粉）之比；
它是一個反映物料在粉磨系統(tǒng)中流動分布情況的物理量。
2.選粉效率:
閉路粉磨系統(tǒng)中,選粉機(jī)選出合格細(xì)粉的成品量與選粉機(jī)喂料中所含有的細(xì)粉量之比；
它是一個反映選粉機(jī)對物料分級能力的物理量。它們都可以用出磨物料細(xì)度、回料細(xì)度、成品細(xì)度的篩余檢測值，計算而得。
式中: K—循環(huán)負(fù)荷率，%
T—選粉機(jī)回料量，t／h
Q—選粉機(jī)成品量，t／h
E—選粉效率，%
A—選粉機(jī)喂料（出磨物料）細(xì)度（篩余R
0.08%）
B—選粉機(jī)回料細(xì)度（篩余R
0.08%）
C—選粉機(jī)成品細(xì)度（篩余R
0.08%）
從以上公式分析可得：
（1）在同一閉路粉磨系統(tǒng)中，當(dāng)出磨物料細(xì)度A和選粉機(jī)成品細(xì)度C基本不變時，循環(huán)負(fù)荷率K越高，則選粉效率E越低；
（2）在同一閉路粉磨系統(tǒng)中，當(dāng)出磨物料細(xì)度A和選粉機(jī)成品細(xì)度C基本不變時，選粉機(jī)回料細(xì)度B越大，則循環(huán)負(fù)荷率K越小，選粉效率E越高。
因此，在閉路粉磨工藝中，維持出磨物料細(xì)度A和選粉機(jī)成品細(xì)度C基本不變，如果回料細(xì)度（篩余）越大，說明選粉機(jī)選粉效率越高，分級性能越好；反之，回料細(xì)度（篩余）越小，則選粉效率越低。
例：某水泥廠生料球磨機(jī)產(chǎn)量為30t/h，出磨物料細(xì)度、回料細(xì)度、成品細(xì)度分別為：R0.08=35%、65%、10%，試計算該系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率、選粉效率以及出磨物料量？
解：1.循環(huán)負(fù)荷率：K=(A-C)/(B-A)
=(35-10)/(65-35)=0.83=83%
2.選粉效率：E=(100-C)/(100-A)(1+K)
=(100-10)/(100-35)(1+0.83)=0.76=76%
3.回料量：T=QK=30×0.83=25(t/h)
4.出磨物料量：F=T+Q=25+30=55(t/h)
答：該粉磨系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率為：83%；選粉效率為：76%；出磨物料量為：55t/h。
（三）工藝流程圖的繪制方法
1.工藝流程中的主要設(shè)備和設(shè)施畫簡易外形輪廓表示；
2.氣力輸送設(shè)備要求畫出，而機(jī)械輸送設(shè)備或設(shè)施及管道一般可以不畫；按其物料輸送方向或氣體流動方向以箭頭表示；以物料輸送為主的流程，以實線加箭頭表示；以氣體流動為主的流程，以虛線加箭頭表示。
3.設(shè)備、設(shè)施構(gòu)筑物名稱，物料或氣體名稱及其進(jìn)、出口位置，都應(yīng)該用簡單、準(zhǔn)確、通俗的文字標(biāo)注清楚。必要時，還可以加注各段流程的主要工藝技術(shù)參數(shù)。
4.工藝流程中關(guān)鍵的管道閥門應(yīng)盡量畫出，按國家標(biāo)準(zhǔn)《液壓及氣動圖形符號》（GB786—76）作為繪制依據(jù)并附加文字標(biāo)注。
5.工藝流程圖力求圖面布置簡潔、明了；不必苛求嚴(yán)格的定位尺寸和比例關(guān)系，重在表現(xiàn)組成系統(tǒng)的主要設(shè)備、設(shè)施以及物流和氣流的來龍去脈。
6.工藝流程圖，應(yīng)盡可能地作出簡單、必要的說明；一般先介紹系統(tǒng)主要設(shè)備的規(guī)格型號，再按先物料流程、后氣體流程，分別闡述工藝過程及技術(shù)特點。
立式磨一級閉路生料制備工藝流程圖
立式磨一級閉路生料制備工藝流程說明：
1.物料流程：水泥原料→計量配料→庫底帶式輸送機(jī)→立式磨→旋風(fēng)收塵器→袋收塵器→生料拉鏈機(jī)→生料庫；
2.氣體流程：熱風(fēng)→立式磨→旋風(fēng)收塵器→1號排風(fēng)機(jī)→袋收塵器→2號排風(fēng)機(jī)→排空。 循環(huán)風(fēng)（余熱利用）
