CN104582854A - 用于研磨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在研磨机(2)中研磨研磨材料的方法，所述研磨机具有研磨体(3)和至少一个滚子(7)，所述滚子在研磨压力的作用下在所述研磨体(3)上滚动，其中，所述研磨材料加入到在研磨体(3)与滚子(7)之间作为研磨床(9)的研磨材料流中，并且在研磨床(9)中被滚子(7)磨碎，在研磨过程中持续地测量研磨体(3)与滚子(7)之间的研磨床(9)的研磨床高度，并且根据调控变量将研磨机(2)调整到预先规定的规定状态下，其中，调控变量至少包括研磨压力和研磨材料流，并且规定状态包括至少一个用于研磨床高度的额定值。根据本发明规定，在研磨过程中持续地确定滚子(7)的机械状态并由此确定研磨床(9)的强度，并且规定状态包括至少一个用于研磨床(9)的强度的额定值。

Description

用于研磨的方法

本发明涉及一种用于在研磨机中对研磨材料进行研磨的方法，所述研磨机具有研磨体并且具有至少一个受到研磨压力而在研磨体上滚动的滚子，其中，研磨材料进入作为在研磨体与滚子之间的研磨床(Mahlbett)的研磨材料流中，并且在研磨床中被滚子碾碎，在研磨过程中对研磨体与滚子之间的研磨床的研磨床高度进行持续测量，并且根据调控变量将研磨机调整至预定的规定状态，其中，调控变量至少包括研磨压力和研磨材料流量，并且规定状态包括用于研磨床高度的至少一个额定值。

在文献DE 10 2007 062 820 A1中公开了这种方法。另一种上述类型的方法例如由杜塞尔多夫的Loesche GmbH公司的控制软件LMmaster实现。

文献DE 1 507 579 B例如公开了一种通过这种方法可控的垂直式研磨机。这种垂直式研磨机尤其用于在水泥工业和燃煤发电站中对脆性研磨材料的研磨，例如对生料(用于水泥制造的原材料)、水泥砖、成块的石灰石、煤炭、黏土、石膏或高炉矿渣(炉渣)的研磨。

垂直式研磨机通常由一个或多个具有旋转研磨盘的的研磨机构成，所述旋转研磨盘作为共同的研磨体并且每个研磨盘都具有一个在研磨体上滚动的滚子。所述滚子在几何形状上可以是球形的或圆柱滚子、圆锥滚子或球面滚子。研磨体和滚子的摩擦表面可以设有高度耐磨损的覆层、例如由冷硬铸件制成的覆层。

在这种垂直式研磨机的运行过程中，研磨材料通常从上方施放在研磨体的中心上，从该处在其自身重量和离心力的作用下沿径向向外移动，并且被滚子研磨。在此，在研磨体上形成了由部分研磨好的、具有不同粒度的研磨材料构成的层、即所谓的“研磨床”，所述研磨床朝研磨体的边缘并向外持续地移动。根据研磨材料和应用目的的不同，额外地向研磨体上加入水。

在研磨体的边缘上，研磨材料的颗粒向位于下方的垂直式研磨机的研磨盆掉落。根据应用目的的不同，根据颗粒尺寸对来自研磨盆的颗粒进行过筛，其中，特别粗大的颗粒被重新输入研磨体中。此外，通常还借助垂直上升的空气流将微尘状的颗粒从研磨床向上输送到布置在研磨体上方的筛分器中。

研磨床在滚压过程中的机械状态(其强度和在研磨体上的研磨床高度)主要决定了研磨过程的效果。已知的方法监测研磨床高度以及被输出颗粒的精细度和数量，并且在与规定用于测得参数的垂直式研磨机规定状态发生误差时自动调整垂直式研磨机的调控变量。

垂直式研磨机的一般的调控变量(研磨材料流和可依据应用进行调整的在滚子上的研磨压力、施加在研磨体上的水量或空气流量和筛分器转速)仅非常间接地并且高度非线性地与输出颗粒的精细度和数量的测得的调节值形成关联。因此对调控变量的正确调整非常复杂并且还容易出错。

前面所述的文献DE 10 2007 062 820 A1建议，在借助未详细描述的模糊调节器(Fuzzy-Regeln)研磨煤炭时这样调节研磨床高度，从而避免研磨机的“咕隆异响”。被规定为测量值和调控变量的有，筛分器空气流、筛分器温度、筛分器分离粒径和筛分器转速、研磨材料质量流量(所谓“研磨机负载”)、研磨压力、研磨床高度、研磨材料的研磨性质(例如哈德格罗夫可磨性指数)和存储容量以及后接在研磨机上的燃烧器的氮氧化物排放量或火焰形成，以及流经研磨机的热干燥空气(包括被携带的细小的干燥炭灰颗粒和从煤炭中蒸发出来的水)在研磨机进出口之间的压力差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供另一种用于调整调控变量的方法。

技术方案

基于已知的方法，根据本发明规定，在研磨过程中持续地确定滚子的机械状态和研磨床的强度，并且规定状态包括至少一个用于研磨床的强度的额定值。

已知的方法限制了对研磨床高度的测量，因为此外大体上确定研磨过程效果的研磨床的强度不能被直接测量。本发明涉及一种认识，即研磨床在滚子下的强度通过运动方程与滚子的机械状态相关联，并且能由此被计算得出。滚子的机械状态(运动状态、作用力和产生的变形)可通过一般的已知方法测得。

根据本发明的方法为利用研磨床的完整的机械状态来调节研磨过程提供了调节方式，所述调节方式与垂直式研磨机的调控变量形成明显地直接的关联。有此才能实现对调控变量的自动调整。

优选地，在根据本发明的方法中，滚子的机械状态包括由研磨床作用在滚子上的力和滚子绕滚子的旋转轴线的位置和/或旋转角。优选地，在根据本发明的方法中确定了所述力和必要时至少沿滚子的径向上的位置。通过滚子的力和位置的径向分量可以检测研磨床垂直于研磨体的刚度，通过力的切向分量和研磨床在运动方向上的旋转角进行检测。

特别优选地，在根据本发明的方法中确定了滚子的速度、加速度、角速度和角加速度中的至少一个。

在根据本发明的方法的一种优选方案，研磨床的强度至少包括研磨床的阻尼和/或研磨床的刚度。通过确定沿三个空间方向且绕三个空间轴的运动分量和力，测取了用于确定强度的、线性独立分量的所有可能方式。

根据应用情况的不同，所述滚子的机械状态的这些参数中的一些不同分量对于研磨过程来说不那么关键。在根据本发明的方法中，可以省去对那些不很关键的分量的确定。

优选地，在根据本发明的方法中，为了进行校准，首先依据测量值通过多维度非线性回归法测定比例常数，以便通过研磨床的强度确定调控变量。根据测量值来校准比例常数尤其允许在不同的垂直式研磨机中对根据本发明的方法进行调整。

特别优选地，在这种根据本发明的方法中，在研磨过程中持续地测取比例常数。因为比例常数在研磨机的调节运行过程中不应(或仅缓慢地)发生变化，对比例常数的持续监测实现了尤其对滚子的磨损状态的良好观测。比例常数的突跃式变化可能说明运行被干扰，并且被用作自动紧急关闭的指标。

在根据本发明的方法的范畴中，利用研磨材料将水加入研磨体与滚子之间，其中，调控变量包括被加入的水的量。此外，被研磨的研磨材料从大体垂直流动的空气中被输送到筛分器中，并且在该处按照至少由颗粒大小、密度、惯性和悬浮特性或层化特性构成的指标被分类，其中，调控变量包括流动空气的量和筛分器的筛分器转速。

实施例

以下结合实施例对本发明进行更详尽的阐述。在附图中：

图1示出垂直式研磨机，

图2示出垂直式研磨机的细节，并且

图3示出运动方程的原理图。

图1所示的垂直式研磨机1具有四个研磨机2，所述研磨机2带有作为共同的研磨体3的研磨盘。所述四个研磨机2和研磨体3被固定在共同的底板4上。研磨体3的基板5与底板4固定地相连。研磨体3绕垂直轴线6可旋转地支承，并且在垂直式研磨机1的运行时被驱动。图2详细示出了垂直式研磨机1的一个单独的研磨机2。每个研磨机2都具有滚子7，所述滚子绕水平轴线8旋转，并且在研磨体3上滚动。

滚子7的机械状态是通过结构动力学的运动方程F＝cf(x)+kf(x)+mf(a)从数学方面进行描述的，所述运动方程在图3中予以阐述：力F作用在滚子7上，滚子7具有半径R、重量m和在任何时刻相对于(未示出的)原点的距离x、速度v和加速度a。运动方程的常数k和c等于研磨床9的刚度和阻尼。所有量都是矢量。在与研磨床9的(理想化的)接触点上的速度为v和加速度为a的情况下，由角度的导数得到沿正切方向上的分量。

在垂直式研磨机中研磨用于水泥生产的基础材料，所述基础材料的大约90vH(单位总体积)是由石灰石构成的。其他的辅料尤其是泥灰、炭灰和铝，其中，铝已经以细小颗粒的形式加入到垂直式研磨机中。研磨材料在加入之前被加热到约200℃，以便避免过早的粘连。

首先，在研磨机2上安装测量值传感器，以便持续地确定滚子7的机械状态，并且在数周的时间内将运动和力以及调节值、即研磨床高度、驱动功率、压力差、筛分器温度和加热功率和所对应的研磨压力、研磨材料流、筛分器转速和水量和空气量作为调控变量进行接收或记录。根据机械状态通过运动方程持续地计算研磨床9的强度。

为了对调节进行校准，通过多维度非线性回归法确定比例常数，所述比例常数描述了研磨床9的强度与研磨机2的调控变量之间的关系。

为了运行垂直式研磨机1而规定了研磨床9的规定状态，其中，根据之前测量的经验以优化的效率整理研磨方法。如果在运行过程中研磨床9的由测量值所确定的机械状态与规定状态发生偏差，则利用当前已知的数学关系计算对调控变量进行相应的调整，并且作为额定值固定在垂直式研磨机1的传导区(Leitwarte)中，该调整重新形成了规定状态。

在垂直式研磨机1的运行过程中，力F的角度α是所述方法的能效的重要因素。

其他同样适合利用根据本发明的方法进行调节的研磨机类型是Gutbett研磨机(也称为“辊压机”)，其中，滚子在大小相同或者以相同的周向速度旋转的、作为滚动体3的第二滚子上滚动。研磨材料大体上从上施加在这两个滚子之间的拱肩(Zwickel)中，并在该处被磨碎，然后向下落入研磨盆中。

附图标记清单

1  垂直式研磨机

2  研磨机

3  研磨体

4  底板

5  基板

6  轴线

7  滚子

8  轴线

9  研磨床

Claims (9)

1.一种用于在研磨机(2)中研磨研磨材料的方法，所述研磨机具有研磨体(3)和至少一个滚子(7)，所述滚子在研磨压力的作用下在所述研磨体(3)上滚动，其中，

a.所述研磨材料被加入到作为在研磨体(3)与滚子(7)之间的研磨床(9)的研磨材料流中，并且在研磨床(9)中被滚子(7)磨碎，

b.在研磨过程中持续地测量在研磨体(3)与滚子(7)之间的研磨床(9)的研磨床高度，并且

c.根据调控变量将研磨机(2)调整到预先规定的规定状态下，其中，调控变量至少包括研磨压力和研磨材料流，并且规定状态包括至少一个用于研磨床高度的额定值，

其特征在于，

d.在研磨过程中持续地确定滚子(7)的机械状态并由此确定研磨床(9)的强度，和

e.规定状态包括至少一个用于研磨床(9)的强度的额定值。

2.根据上述权利要求所述的方法，其特征在于，滚子(7)的机械状态包括从研磨床(9)作用在滚子(7)上的力(F)和位置(x1、x2)和/或滚子(7)绕滚子(7)的旋转轴线的旋转角

3.根据上述权利要求所述的方法，其特征在于，确定至少在滚子(7)的径向方向上的力(F)和必要时的位置(x1)。

4.根据权利要求2或3中的一项所述的方法，其特征在于，确定滚子(7)的速度、加速度、角速度和角加速度中的至少一个。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，研磨床(9)的强度至少包括研磨床(9)的阻尼(cr、ct)和/或研磨床(9)的刚度(kr、kt)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了进行校准，首先根据测量值通过多维度非线性回归法确定比例常数，以便由研磨床(9)的强度确定调控变量。

7.根据上述权利要求所述的方法，其特征在于，在研磨过程中持续地确定比例常数。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，利用研磨材料将水加入到研磨体(3)与滚子(7)之间，并且调控变量包括所加入的水的量。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，被研磨的研磨材料从大体上垂直流动的空气向筛分器输送，并且在筛分器上被分类，并且调控变量包括流动空气的量和筛分器的筛分器转速。