CN102369060A - 辊磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辊磨机，该辊磨机包括围绕研磨轴(2)转动的磨盘(3)，静止设置的研磨辊(5)在研磨磨道(4)上滚动，从而在研磨磨道上的圆周面(6)限定具有内直径(DWi)和外直径(DWa)的运行路线，还包括用于待被研磨的研磨物料的研磨物料分配器(7)，该研磨物料分配器(7)与研磨轴同轴地在磨盘中心设置为突起并与磨盘一并旋转。为了改进研磨物料至研磨辊的流入量并增加辊磨机的处理量性能，将分配板(10)提供为研磨物料分配器，该研磨物料分配器设置为与研磨辊相隔一定距离，并且以使研磨环的内直径和分配板上与研磨磨道水平的直径(DST)之间有确定比率的方式设置研磨物料分配器及其尺寸。

Description

辊磨机
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序所述的辊磨机(roller mill)。
背景技术
DE10224009B4，DE3100341A1以及DE3134601C2公开了具有磨盘或磨机衬板以及两个、三个、四个或六个研磨辊的辊磨机，该磨盘或磨机衬板包括在外边缘上具有或没有保持边的平面研磨磨道(grinding track)，该研磨辊在研磨磨道上或在通过提供的研磨物料而形成的研磨床上滚动。研磨辊为锥形并设置成在研磨辊的辊壳和研磨磨道之间形成可预设的、平行的研磨槽。
通常经由倾斜滑槽从侧面提供待研磨物料，这样设置使得研磨物料到达转动磨盘的中心区。然后，研磨物料在离心力的作用下在平的研磨磨道上成螺旋状地朝向研磨辊移动并被研磨成一定尺寸。
如果是溢流磨，细粒和粗粒物料穿过研磨盘边缘下落至研磨物料出口中。
如果是风扫(air swept)式辊磨机，将细粒和粗粒物料部分传送至设置在研磨区之上的分类器中。然后排出细粒物料并且粗粒物料经由一个粗颗粒锥体返回研磨盘的中心区和研磨辊之下。
LOESCHE型的风扫辊式研磨机在其研磨盘上或磨机衬板周围具有保持边，其高度决定于研磨机尺寸、研磨辊数量、待研磨物料以及要得到的研磨制品细度。对于水泥原料的研磨，保持边高度范围大约在50至130mm之间，以及对于水泥渣块、颗粒状砂及类似物的研磨，保持边的高度通常在大约150至400mm之间。
具有球形研磨辊和互补形成的研磨磨道的辊磨机包括凸起的排放边(DE19851103A1)或者同样地提供有保持边(DD-PS 106953，DE19723100A1)。
已知的是，分别为了使待研磨物料规律地供应给研磨辊并从而使每个研磨辊近乎均匀的研磨、辊磨机平稳的运行、总体上尽可能高的研磨输出量、以及研磨制品的期望细度，可以将用于研磨物料分配的装置设置在研磨区的供应区或在磨盘的中心区。
从专利文件DE3100341A1和DE3134601C2可知，磨机衬板具有凸起的中心部分。该中心部分形成为非常平坦的相对较宽的截锥并且与磨机衬板一体形成。该中心部分的高度与平面磨机衬板的保持边高度相同。
DD-PS 136799和DD-PS 136800中描述的风扫式辊磨机包括平的平面磨机衬板和中心两部制(two-part)供应锥体，该锥体包括相对较宽的下截锥和较平坦的上锥体。该两部制供应锥体的高度是磨机衬板周围保持边高度的两至三倍。在供应锥体上方以分散的方式设置供应倾斜滑槽，并且供应物料不规则地经过研磨辊下方，该研磨辊设置成与研磨轴和供应锥体间隔不同的距离。
AT-PS 189039公开了一种具有磨盘的辊磨机，其中的中心截锥形区设置有叶片，该叶片用于将供应物料传送至研磨辊之间的中间空间。同时，将供应至磨盘的空气分开，从而使空气也到达尤其是这些中间空间。这些附加装置用于确保避免研磨机生产速率的波动，并确保取得较低的能量需求。放射状向上的导向叶片在截锥向下逐渐减小的圆周表面上形成，并且形成与该圆周表面连接的研磨磨道以向上并向外升高。磨盘外边缘保持边的高度大于磨盘中心截锥形区的高度。
DE3834965A1公开了一种立式的辊磨机，其具有平面磨盘，该研磨盘没有保持边并具有凸起的环形的圆柱形中心区。在研磨盘的中心区之上，是设置有传感元件的附加供应装置，该供应装置的高度对于没有空转的的连续物料供应是可调节的。在辊磨机上布置有固定的或可调节的刮刀，其设置在中心区之上并且用于确保研磨辊下方从中心区向外的研磨物料的均匀分布。
DE19723100A1公开了一种辊磨机，其中研磨物料延伸至磨盘的中心物料分配板。所述物料分配板形成为盖状并且可将其设置成与磨盘一起转动或静止。研磨机壳体上的内部和外部物料导向叶片和气体偏置装置以及中心物料分配板用于确保研磨物料的均匀分布。
DE19651103A1描述了一种辊磨机，其可转动磨机衬板设置有中心圆板。附加分离装置设置在该圆板上或上方，借助于该附加分离装置，形成了主要包括细粒物料的下研磨床层(bed layer)和上面主要是粗粒物料的第二研磨床层。从而得到充分通风的研磨床，尤其是细粒物料供应量相对较大的情况下。附加分离装置是成圆锥形地向上并向外扩展的环形分离梳元件，并且其同心地固定在磨机衬板上。在一个可选实施例中，物料分配装置设置为代替该分离装置。该中心圆板包括用于返回的粗粒物料的中心分配器锥体，这些粗粒物料形成下研磨床层，并且大颗粒供应物料经由多个进料器进行供应，这些进料器从稍微凸起的中心圆板经由过渡部分延伸至槽形研磨磨道。
已知的在磨盘或磨机衬板中心的截锥形的、循环圆柱研磨物料分配器不能满足确保传送至研磨辊的供应物料均匀分布并不能确保研磨磨道上实际上一致的研磨床。附加装置，比如叶片、刮刀、导向叶片、分离梳元件、以及与附加气体传送元件有关的和/或用于供应物料的多个同轴设置的进料器，都相对较昂贵，并易于磨损，且对研磨区的压力状态有负面影响并因此影响研磨过程的能量平衡和辊磨机的生产率。
发明内容
本发明的目的在于构造一种用于辊磨机的结构简单、成本划算的研磨物料分配器，利用其可以避免所述的已知缺陷并可以使辊磨机取得较好的生产率。
根据本发明，该目的是通过权利要求1的特征实现的。从属权利要求和对附图的描述中包括了实用并有利的实施例。
在将分配板用作研磨物料分配器时可以明白本发明的基本构思，该分配器的形状和尺寸与研磨辊和保持边或分别与研磨盘的排放边有关，并且该分配器还具有一种结构或形状，其可以改进至研磨磨道和研磨辊下的研磨物料的分布和供应，该分配器还促使辊磨机的生产性能提高并显著减少研磨能量。
已经发现的是，在在研磨盘中心设置为突起(elevation)的分配板形成为分配板侧边区域或壳面至研磨辊端面的距离能够显著改善研磨物料分布。从而，研磨辊的端面是沿研磨轴方向定向的面，并且作为研磨辊滚动表面的圆周面在研磨盘的研磨磨道上界定运行线路或环形圆，该运行线路或圆环形圆具有内直径DWi和外直径DWa。
实验表明，为了得到最适宜的研磨物料分布，对于小型辊磨机，从分配板壳面至研磨辊端面的距离可以在80mm范围内，对于大型辊磨机，该距离最大可以达到400mm。
根据本发明，分配板具有用于研磨物料的实际上水平设置的供应区，并且其具有直径DST，该直径DST满足方程              80mm≤1/2[DWi-DST]≤400mm。从而分配板的直径DST就是与研磨磨道水平的直径或者是在从分配板向研磨磨道过渡处的直径，并且设置该直径使其与研磨磨道上研磨辊运行线路的内直径DWi有关。
就此而言可以理解的是，小型辊磨机就是磨盘直径大约在1.2m至2.0m之间的辊磨机(并且尤其具有两个研磨辊)。大型辊磨机装配有两个、三个、四个和更多(例如六个)个辊并且磨盘的直径大约在2.1至6m以上。
提供LOESCHE型辊磨机尤其有利，该研磨机具有磨盘或分别具有研磨台和分配板，该研磨台具有水平研磨磨道和在磨道上滚动的锥形研磨辊，该分配板形成为截锥形并且取决于研磨盘边缘保持环的高度HSR使它们形成高度HST(分配板的高度)。
原则上，磨盘保持环高度的选择取决于待研磨的供应物料和研磨制品的期望细度。在为具有锥形研磨辊和平面研磨磨道的LOESCHE型辊磨机情况下，如果研磨水泥原料，保持环的高度大约在50至130mm，并且如果研磨水泥溶渣或颗粒状沙粒，保持环的高度大约在150至400mm。通过实验发现，分配板能够对供应的物料分布产生显著益处，其高度大于或至少等于保持环的高度。不过，对于确定的研磨机尺寸和选择的研磨工艺来说，有利的是，使形成的分配板低于保持环。原则上，分配板高度HST可以处于保持环高度HSR的60％至250％之间，以符合方程0.6HSR≤HST≤2.5HSR。
实验表明，也可以使分配板形成为圆柱形突起，以确保流至研磨磨道和研磨辊下的研磨物料的有效分布和供应。
原则上，该发明的分配板的水平供应区可以具有大于研磨磨道宽度的直径。
假设是截锥形分配板，如果截锥角α(也就是截锥的壳面相对于其底部区域之间的倾斜度)的范围在大约45°至接近90°之间，则是很有利地。例如截锥角α可以是45、50、55、60、65、70、75、80、85或89°，由此在截锥形分配板高度大于保持环高度的情况下，截锥角范围选择为大约在45°至75°之间是比较有益的，而高度低于保持环高度的截锥形分配板可以具有范围在65°至85°之间的截锥角。已经发现，具有大约70°截锥角的分配板具有特别有益的效果，尤其是能使研磨机平稳运行并且节能。假设沿研磨磨道方向的倾斜滑动或滚动表面与较大截锥角有效结合，除其他因素之外，垂直分力能够很好的解释这一现象。
分配板的上供应区的形状可以是平面。取决于待研磨的喂给物料，已经证明有利的是，使供应区沿着研磨轴的方向向上或向下倾斜或球形地弯曲(也就是说下凹或上凸地弯曲)，由此使倾斜角β最大为10°，从而该角可以是1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、9°、10°。
实验表明，截锥形或圆柱形分配板壳面的下凹或上凸结构也有利于研磨物料的分布。有利地，向内或向外弯曲的壳面的倾斜角γ最大为5°，也就是说该角可以是1°、2°、3°、4°或5°。
对过渡区域进行倒圆角也是非常有利的，该过渡区域形成在供应区和分配板壳面之间，以及在分配板壳面和相邻研磨磨道之间，并且该过渡区域能够增加从供应区和分配板壳面流走的供应物料。
如果辊磨机的磨盘具有倾斜或槽形研磨磨道以及形状互补的锥形或球形研磨辊，那么在研磨盘或分别在研磨磨道外边缘上的排放边等同于保持环。因而排放边高度HAK就对应于保持环高度。原则上，有利的是，分配板高度HST和排放边高度HAK的比值为1.2至2.2∶1，也就是说，设置分配板使其高度是排放边的1.2至2.2倍，由此可以从研磨磨道的最深点测量排放边的高度。
由于离心力和重力对研磨物料的影响，具有根据本发明形成的分配板的研磨机显示了对流到研磨辊和研磨辊之下的研磨物料流动的改进。实验表明辊磨机的吞吐率可以增加10％并且研磨能量可以降低10％。基于分配板的创新性设置和结构，尤其是其尺寸和以研磨辊运行线路内直径和与研磨磨道水平的分配板直径的形式与研磨辊之间的距离，已经确定的进一步的特殊效果为，沿研磨轴的方向从研磨辊端面返回的研磨物料由分配板(也就是通过分配板壳面)保持在研磨磨道上并高效地传送至研磨辊之下。
附图说明
下面参照附图详细描述本发明，其中：
图1表示具有磨盘和分配板的本发明研磨机的局部视图；
图2表示具有磨盘和分配板的本发明可选辊磨机的局部视图；
图3表示截锥形分配板；以及
图4表示圆柱形分配板。
具体实施方式
图1示出了辊磨机的局部视图，其具有研磨轴2、转动的磨盘3以及在其上滚动的研磨辊5，在该局部视图中只示出了磨盘的左侧部分和一个研磨辊。
磨盘3包括平面研磨磨道4，高度为HSR的保持边15将该磨道限定在外边缘。
在磨盘3的中心区设置有研磨物料分配器7，在本实施例中，该分配器与磨盘一体成型。原则上，研磨物料分配器也可以是独立元件，并且该分配器形成为可以随后被供应或被更换。
使研磨物料分配器7形成为分配板10，并且具有高度为HST，底部区域(也就是与研磨磨道4水平)直径为DST的截锥形结构。
在研磨磨道4上或分别在该轨道上形成的研磨床(未示出)上滚动的研磨辊5界定出运行线路，该运行线路为圆环形并且内直径为DWi，外直径为DWa。研磨辊的运行线路的外直径与内直径之差的一半基本上对应于研磨辊5圆周面6的宽度，该研磨辊为圆锥形并且其端面8朝向研磨轴2的方向。在本示例中，磨盘3的直径DMS大约为5.6m并且保持边的高度HSR约为0.35m。研磨辊运行线路的内直径DWi约为3.95m且其外直径DWa约为5.5m。因此研磨磨道宽度为：
形成为截锥的居中设置的分配板10形成有平面供应区11且设置在中心研磨物料进料口(未示出)下面，以便研磨物料从供应区11上流走并随后在重力作用下经由分配板10的壳面12流至研磨磨道4上并到达研磨辊5的混合区。
分配板10和研磨辊5之间的距离由分配板10上与研磨磨道4水平的直径DST和研磨辊5运行线路的内直径DWi限定，并且，在本实施例中，该距离为350mm。因此，该距离对应关系为：80mm≤1/2[DWi-DST]≤400mm。
在图1所示实施例中，分配板10的供应区11和壳面12均为平面。截锥角(frustum angle)α约为65°。
图2示出了一个可选实施例磨盘3的左半部分，该磨盘具有：倾斜的研磨磨道4，该磨道和与其相关联的研磨辊5同样以实线示出，图中仅示出一个该研磨辊；以及一个可选槽形研磨磨道4′，该磨道与在其上滚动的研磨辊5′以相同的点划线示出；以及排放边17，其位于磨盘3的外边缘。排放边17的高度HAK为300mm，同时位于磨盘3中心的分配板10高度HST为335mm。本示例中，磨盘直径DMS为4500mm，研磨辊5运行线路的内直径DWi为2700mm，研磨辊5运行线路的外直径DWa为4200mm，并且测量出分配板的直径DST为1980mm，同时供应区11的直径为1800mm。
根据图3使用分配板示例，示出了在供应区11和壳面12之间或者分别在壳面12和研磨磨道4之间形成为曲线的上过渡区13和下过渡区14。图3还以虚线示出了供应区11可以朝向研磨轴2向上或向下倾斜并且可以是最大倾斜角为10°的下凹或上凸形状，从而形成供应区11′、11″。除了平面之外，还可以将分配板10的壳面12形成为凹形或凸形曲线，从而在本示例中角γ最大可以为5°。参考标号12和12′指明了这些壳面。
图4示出了圆柱形分配盘10，其具有平面供应区11和垂直定向的壳面12。在这里，供应区11直径和与研磨磨道4水平的直径DST相同。仍然使过渡区13，14形成为圆形，并且通过虚线示出供应区11除了可以是平面结构之外，还可以是沿研磨轴2的方向向上或向下倾斜的结构或凹入或凸出结构。以模拟方式将这些应用于壳面12，这表明圆柱形分配盘10可以由示出的支承面11、11′、11″和/或壳面12、12′、12″以及倾斜角β和角γ形成，角β的度数为1°至10°，角γ的度数为1°至5°，在涉及到水平供应区11或垂直壳面12的每个示例中角β和γ为0°。
原则上，分配板可以与磨盘一体形成并一起制造。如果改变供应的物料，使用可拆卸及可更换设置的单独制作的分配板是比较有利的，以便可以再装配。

Claims (11)

1.一种辊磨机，其包括：围绕研磨轴(2)转动的磨盘(3)，静止设置的研磨辊(5)在所述磨盘(3)的研磨磨道(4)上滚动并从而通过位于所述研磨磨道(4)上的圆周面(6)限定运行线路，所述运行线路包括内直径DWi和外直径DWa，以及
还包括用于待被研磨的研磨物料的研磨物料分配器(7)，所述研磨物料分配器(7)与所述研磨轴(2)同轴地在所述磨盘(3)的中心设置为突起，
其特征在于，
将分配板(10)形成为所述研磨物料分配器(7)，所述研磨物料分配器(7)具有水平设置的用于研磨物料的供应区(11)，并且具有根据以下方程与研磨磨道(4)水平的直径DST：
80mm≤1/2[DWi-DST]≤400mm。
2.根据权利要求1所述的辊磨机，其特征在于，
设置成截锥形或圆柱形突起的所述分配板(10)的高度HST与所述磨盘(3)外圆周上的保持环(15)的高度HSR之间的关系满足方程：
0.6HSR≤HST≤2.5HSR。
3.根据权利要求1所述的辊磨机，其特征在于，所述分配板(10)的高度HST大于所述保持环(15)的高度，并且其中所述分配板(10)的高度HST是所述保持环(15)高度HSR的1.1至2.5倍。
4.根据前述任一权利要求所述的辊磨机，其特征在于，所述分配板(10)包括具有平面结构的供应区(11)。
5.根据权利要求1至3之一所述的辊磨机，其特征在于，所述分配板(10)包括供应区(11)，并且所述供应区(11)被设置成沿着研磨轴(2)向上或向下倾斜，或者被设置成以凹入或凸起的形式弯曲。
6.根据权利要求5所述的辊磨机，其特征在于，具有倾斜或弯曲结构的所述供应区(11)具有最大值为10°的倾斜角β。
7.根据权利要求2至6之一所述的辊磨机，其特征在于，形成为截锥形的所述分配板(10)具有范围从45°至最大值为89°的截锥角α。
8.根据权利要求2至7之一所述的辊磨机，其特征在于，所述分配板(10)包括壳面(12)，所述壳面(12)形成为上凹或下凸形状，并且包括相对于形成所述壳面(12)的直线的最大值为5°的角γ。
9.根据前述任一权利要求所述的辊磨机，其特征在于，所述分配板(10)包括上、下过渡区(13，14)，所述上、下过渡区(13，14)位于所述供应区(11)和所述壳面(12)之间或分别位于所述壳面(12)和研磨磨道(4)之间，并由此所述上、下过渡区(13，14)被倒圆角。
10.根据前述任一权利要求所述的研磨机，其特征在于，所述磨盘(3)包括平面研磨磨道(4)并且所述研磨辊(5)为圆锥形，并且其中，所述分配板(10)具有直径DST，根据方程
Figure FPA00001303898500021
所述直径DST等于或大于所述研磨辊(5)的研磨磨道宽度。
11.根据权利要求1至9之一所述的辊磨机，其特征在于，所述磨盘(3)包括倾斜的研磨磨道(4)或槽形研磨磨道(4′)并且互补形成的圆锥形研磨辊(5)或球形研磨辊(5′)在其上滚动，以及所述分配板(10)具有高度HST，所述高度HST与所述磨盘(3)外边缘排放边(17)的高度HAK的关系满足方程：HST∶HAK＝1.2～2.2∶1。
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