CN113457792B - 一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，包括灰斗以及喂料溜子；所述灰斗内磨盘的上方安装有导料锥；所述导料锥和灰斗之间形成了用以收集选粉机回料环形料区；所述导料锥与灰斗之间的沿圆周方向设有数个分料锥，所述分料锥将环形料区均分为几个斗形料区；每个斗形料区设有出料孔；灰斗的外侧所述出料孔上安装有下料管接口；所述下料管接口的下端连接回料溜管，所述回料溜管的下端延伸至磨辊的进料侧。本发明还公开上述回料控制装置设计方法，采用本发明技术方案在给料时，将相对较细的选粉机回料与相对较粗的新喂料分别送至适宜的研磨区域进行处理，提升了研磨效率；将选粉机回料与新喂料分离，便于后续对选粉机回料进行针对性处理。

Description

一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法

技术领域

本发明属于粉磨技术领域，尤其涉及一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法。

背景技术

立式辊磨机简称立磨，是一种用于粉磨水泥生料、水泥熟料、矿渣、煤渣等原料的磨机，其主要由机体、传动装置、磨盘、磨辊构成，同时在磨机上方集成了选粉机。工作时，电动机通过减速机带动磨盘转动，物料经锁风喂料器从进料口落在磨盘中央，同时热风从进风口进入磨内。随着磨盘转动，物料在离心力作用下，向磨盘边缘移动，经过磨辊底部的研磨区时受到磨辊碾压而粉碎，粉碎后的物料继续向磨盘边缘运动，越过磨盘边缘的挡料圈被风环高速气流带起，粗颗粒回落到磨盘上重新粉磨，细颗粒随气流向上进入选粉机，经选粉机分选后，粗粉落到磨盘重新粉磨，合格细粉随气流一起出磨成为产品。

目前，进入选粉机的物料经过选粉机分选后，合格细粉随气流一起出磨成为产品，而粗粉经选粉机下方的灰斗直接返回至磨盘中央，与喂至磨盘中央的新喂料一起进行再次研磨。现有的选粉机回料方式在研磨物料时存在如下缺陷：(1)和新喂料相比，选粉机回料粒度较细，而使粗细颗粒发生破碎的作用力形式存在差异，粗细物料混合在一起研磨导致研磨效率低；(2)选粉机回料和新喂料在水份、粒度、颗粒形貌等物理性质上均存在差异，其中选粉机回料性质较为均一，易于处理，两种物料混合在一起，难以对选粉机回料进行后续针对性处理。

为此，申请人设计开发解决上述问题的立式辊磨选粉机回料控制装置及设计方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法。

本发明是这样实现的，一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方案，其中，立式辊磨选粉机回料控制装置包括灰斗以及喂料溜子；所述灰斗内磨盘的上方安装有导料锥；所述导料锥和灰斗之间形成了用以收集选粉机回料环形料区；所述导料锥与灰斗之间的沿圆周方向设有数个分料锥，所述分料锥将环形料区均分为几个斗形料区；每个斗形料区设有出料孔；灰斗的外侧所述出料孔上安装有下料管接口；所述下料管接口的下端连接回料溜管，所述回料溜管的下端延伸至磨辊的进料侧；

上述立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，包括如下步骤：

首先，依据磨机和选粉机设备结构规格，确定如下参数：

1)选粉机灰斗高度H(mm)

选粉机灰斗高度H由选粉机设备规格确定；

2)磨辊数量n

磨辊数量n由磨机设备规格确定；

然后，计算如下参数：

1)回料下溜管的数量n₅

回料下溜管数量n₅＝磨辊数量n；

2)回料上溜管数量n₄

回料上溜管数量n₄＝m·n₅(m值由n值决定，n≤2时，m＝2，每两个上溜管汇于1个下溜管；n＞2时，m＝1，1个上溜管对应1个下溜管)；

3)下料管接口数量n₃

下料管接口数量n₃＝回料上溜管数量n₄；

4)出料孔数量n₂

出料孔数量n₂＝下料管接口数量n₃；

5)分料锥数量n₁

分料锥数量n₁＝出料孔数量n₂；

6)导料锥高度H₁

导料锥高度H₁＝0.15H～0.85H；

7)导料锥下端距灰斗下端高度H₂

导料锥下端距灰斗下端高度H₂＝0.15H～0.5H；

8)出料孔截面积S₁

出料孔截面积S₁＝Q/(3600ρvn₂),其中v＝1±0.5m/s,ρ＝1.5±0.5t/m³；

9)回料上溜管变径上端截面积S₂

回料上溜管变径上端截面积S₂＝S₁；

10)回料上溜管变径下端及溜管截面积S₃

回料上溜管变径下端截面积S₃＝(0.9～1.0)S₂；

11)回料下溜管截面积S₄

回料下溜管截面积S₄＝(0.7～1.0)S₃；

最后，设计如下参数：

1)导料锥角度α

导料锥角度：35°≤α≤90°；

2)分料锥角度β

分料锥角度：35°≤β≤90°；

3)下料管接口角度γ

下料管接口角度：35°≤γ≤90°；

4)回料上溜管角度δ

回料上溜管角度：δ＝γ；

5)回料下溜管角度ε

回料下溜管角度：40°≤ε≤55°；

6)导料锥上缘同选粉机灰斗上缘径向连线同水平夹角：35°≤θ≤45°

7)喂料嘴最下端距磨盘衬板高度H₃＝250±50mm；

8)喂料嘴距离喷水管水平距离S₁＝150±50mm；

9)喷水管距离挡料圈高度H₄＝250±50mm；

10)喷水管距离磨辊水平距离S₂＝200±50mm；

上述参数中，选粉机回料量为Q(t/h)、选粉机回料容重为ρ(t/m³)、选粉机回料流速为v(m/s)、磨辊数量为n、选粉机灰斗高度为H(mm)、导料锥角度为α(°)、导料锥高度为H₁(mm)、导料锥下端距灰斗下端高度为H₂(mm)、导料锥上缘同选粉机灰斗上缘径向连线同水平夹角θ(°)、分料锥数量为n₁、分料锥角度为β(°)、出料孔数量为n₂、出料孔截面积S₁为(m²)、下料管接口数量为n₃、下料管接口角度为γ(°)、回料上溜管数量为n₄、回料上溜管变径上端截面积为S₂(m²)、回料上溜管变径下端及溜管截面积为S₃(m²)、回料上溜管角度为δ(°)、回料下溜管数量为n₅、回料下溜管截面积为S₄(m²)、回料下溜管角度为ε(°)、喂料嘴最下端距磨盘衬板高度H₃(mm)、喂料嘴距离喷水管水平距离S₁、喷水管距离挡料圈高度H₄、喷水管距离磨辊水平距离S₂。

上述技术方案中优选的，所述导料锥上设置卸料口。

上述技术方案中优选的，在回料溜管下端设置防冲料装置。

上述技术方案中优选的，防冲料装置包括安装溜管上壁的缓冲挡板以及安装回料溜管下壁的挡板构成。

上述技术方案中优选的，在回料溜管末端设置喂料嘴。

上述技术方案中优选的，所述喂料嘴和磨辊之间设有喷水装置。

上述技术方案中优选的，所述喷水装置包括沿磨盘径向固定安装的水管，所述水管上设有喷水孔。

上述技术方案中优选的，所述回料溜管上安装有阀门。

上述技术方案中优选的，所述回料溜管上安装有除铁器。

上述技术方案中优选的，所述回料溜管采用分体结构，回料上溜管、回料下溜管以及连接改变回料上溜管和回料溜管出口方向的弯管接头、防冲料装置、磨辊和回料下溜管之间的喂料嘴。

本发明的有益效果为：

(1)在给料时，将相对较细的选粉机回料与相对较粗的新喂料分别送至适宜的研磨区域进行处理，提升了研磨效率；

(2)将选粉机回料与新喂料分离，便于后续对选粉机回料进行集中研磨，提高研磨效率。

附图说明

图1是立式辊磨选粉机回料控制技术原理图；

图2是立式辊磨选粉机回料磨外控制装置结构图；

图3是立式辊磨选粉机回料控制装置工艺结构参数图；

图4是分料锥结构参数图；

图5是分料口示意图；

图6是防冲料装置示意图；

图7是喷水装置示意图；

图8是溜管阀门示意图。

图中，1、选粉机灰斗；2、导料锥；3、分料锥；4、出料孔；5、下料管接口；6、回料上溜管；7、回料下溜管；8、磨辊；9、喂料溜子；10、磨机壳体；11、分料口；12、喂料嘴；13、喷水装置；14、阀门；15、除铁器；16、防冲料装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体参见请参阅图1至图8，一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方案，其中，立式辊磨选粉机回料控制装置包括灰斗1以及喂料溜子9；所述灰斗内磨盘的上方安装有导料锥2；所述导料锥和灰斗之间形成了用以收集选粉机回料环形料区；所述导料锥与灰斗之间的沿圆周方向设有数个分料锥3，请参阅图4，所述分料锥将环形料区均分为几个斗形料区；每个斗形料区设有出料孔4；灰斗的外侧所述出料孔上安装有下料管接口5；所述下料管接口的下端连接回料溜管，所述回料溜管的下端延伸至磨辊8的进料侧，请参阅图1至图3。

本发明还公开基于上述立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

首先，依据磨机和选粉机设备结构规格，确定如下参数：

1)选粉机灰斗高度H(mm)

选粉机灰斗高度H由选粉机设备规格确定；

2)磨辊数量n

磨辊数量n由磨机设备规格确定；

然后，计算如下参数：

1)回料下溜管的数量n₅

回料下溜管数量n₅＝磨辊数量n；

2)回料上溜管数量n₄

回料上溜管数量n₄＝m·n₅

回料上溜管数量由磨辊数量决定，目的在于当磨辊数量较少时也保持一定数量的出料口，保证下料的均匀与顺畅；m值由n值决定，n≤2时，m＝2，每两个上溜管汇于1个下溜管；n＞2时，m＝1，1个上溜管对应1个下溜管；

3)下料管接口数量n₃

下料管接口数量n₃＝回料上溜管数量n₄；

4)出料孔数量n₂

出料孔数量n₂＝下料管接口数量n₃；

5)分料锥数量n₁

分料锥数量n₁＝出料孔数量n₂；

6)导料锥高度H₁

导料锥高度H₁＝0.15H～0.85H；

7)导料锥下端距灰斗下端高度H₂

导料锥下端距灰斗下端高度H₂＝0.15H～0.5H；

8)出料孔截面积S₁

出料孔截面积S₁＝Q/(3600ρvn₂),其中v＝1±0.5m/s,ρ＝1.5±0.5t/m³；

9)回料上溜管变径上端截面积S₂

回料上溜管变径上端截面积S₂＝S₁；

10)回料上溜管变径下端及溜管截面积S₃

回料上溜管变径下端截面积S₃＝(0.9～1.0)S₂；

11)回料下溜管截面积S₄

回料下溜管截面积S₄＝(0.7～1.0)S₃；

最后，设计如下参数：

1)导料锥角度α

导料锥角度：35°≤α≤90°；

2)分料锥角度β

分料锥角度：35°≤β≤90°；

3)下料管接口角度γ

下料管接口角度：35°≤γ≤90°；

4)回料上溜管角度δ

回料上溜管角度：δ＝γ；

5)回料下溜管角度ε

回料下溜管角度：40°≤ε≤55°；

6)导料锥上缘同选粉机灰斗上缘径向连线同水平夹角：35°≤θ≤45°

7)喂料嘴最下端距磨盘衬板高度H₃＝250±50mm；

8)喂料嘴距离喷水管水平距离S₁＝150±50mm；

9)喷水管距离挡料圈高度H₄＝250±50mm；

10)喷水管距离磨辊水平距离S₂＝200±50mm；

上述参数中，选粉机回料量为Q(t/h)、选粉机回料容重为ρ(t/m³)、选粉机回料流速为v(m/s)、磨辊数量为n、选粉机灰斗高度为H(mm)、导料锥角度为α(°)、导料锥高度为H₁(mm)、导料锥下端距灰斗下端高度为H₂(mm)、导料锥上缘同选粉机灰斗上缘径向连线同水平夹角θ(°)、分料锥数量为n₁、分料锥角度为β(°)、出料孔数量为n₂、出料孔截面积S₁为(m²)、下料管接口数量为n₃、下料管接口角度为γ(°)、回料上溜管数量为n₄、回料上溜管变径上端截面积为S₂(m²)、回料上溜管变径下端及溜管截面积为S₃(m²)、回料上溜管角度为δ(°)、回料下溜管数量为n₅、回料下溜管截面积为S₄(m²)、回料下溜管角度为ε(°)、喂料嘴最下端距磨盘衬板高度H₃(mm)、喂料嘴距离喷水管水平距离S₁、喷水管距离挡料圈高度H₄、喷水管距离磨辊水平距离S₂。

上述技术方案中优选的，所述导料锥上设置分料口11，用以解决选粉机回料的内外分配比例，如图5所示。

上述技术方案中优选的，在回料溜管下端设置防冲料装置16，如图6所示。防冲料装置包括安装溜管上壁的缓冲挡板以及安装回料溜管下壁的挡板构成。防止物料从回料下溜管下端出料时由于惯性作用流速过快，冲击磨盘；能够延缓物料的流速，防止冲料，同时可控制出料方向。

上述技术方案中优选的，所述回料溜管的下端部邻近处设有喷水装置13。如图7所示。使选粉机回料在进入磨辊8下方前形成稳定料层，喷水装置为沿磨盘径向的水管，上设有喷水孔，根据需要调节喷水量、喷孔数量、喷孔直径，喷水速度为1m/s～6m/s。上述技术方案中优选的，所述喷水装置包括沿磨盘径向固定安装的水管，所述水管上设有喷水孔。

上述技术方案中优选的，为控制物料流量，在所述回料溜管上安装有阀门14；一是通过调节阀门开度灵活调整下料量，二是关闭阀门方便磨内检修工作，如图8所示

上述技术方案中优选的，所述回料溜管上安装有除铁器15。

上述技术方案中优选的，所述回料溜管采用分体结构，包括回料上溜管6、回料下溜管7以及连接改变回料上溜管和回料溜管出口方向的弯管接头、防冲料装置、磨辊和回料下溜管之间的喂料嘴。

本发明的有益效果为：

(1)在给料时，将相对较细的选粉机回料与相对较粗的新喂料分别送至适宜的研磨区域进行处理，提升了研磨效率；

(2)将选粉机回料与新喂料分离，便于后续对选粉机回料进行集中研磨，提高研磨效率。

(3)选粉机回料管导出磨外方案，并设置除铁器，轻易实现立式辊磨磨内在线除铁，延长辊套衬板的使用寿命，提高研磨效率，特别适用矿渣、钢渣等工业固废综合利用行业的立磨粉磨系统。

本发明设计于某水泥有限责任公司TRM53.4生料磨进行了工业实验应用，表1为实验前后的生产运行情况对比。

表1实验前后的生产运行情况对比

由表1可知，采用本发明技术方案后，产品质量略有改善，产量由522.8t/h提升至583.2t/h，台时增加11.6％，同时各设备电耗均有所降低，系统电耗由16.08kWh/t降至13.8kWh/t，电耗降幅14.1％，说明本发明的应用有效提升了研磨效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于，立式辊磨选粉机回料控制装置包括选粉机灰斗以及喂料溜子；所述选粉机灰斗内磨盘的上方安装有导料锥；所述导料锥和选粉机灰斗之间形成了用以收集选粉机回料环形料区；所述导料锥与选粉机灰斗之间的沿圆周方向设有数个分料锥，所述分料锥将环形料区均分为几个斗形料区；每个斗形料区设有出料孔；选粉机灰斗的外侧所述出料孔上安装有下料管接口；所述下料管接口的下端连接回料溜管，所述回料溜管的下端安装有喂料嘴，并通过喂料嘴延伸至磨辊的进料侧；

上述立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，包括如下步骤：

首先，依据磨机和选粉机设备结构规格，确定如下参数：

1）选粉机灰斗高度H（mm）

选粉机灰斗高度H由选粉机设备规格确定；

2）磨辊数量n

磨辊数量n由磨机设备规格确定；

然后，计算如下参数：

1）回料下溜管的数量n₅

回料下溜管数量n₅=磨辊数量n；

2）回料上溜管数量n₄

回料上溜管数量n₄=m·n₅；m值由n值决定，n≤2时，m=2，每两个回料上溜管汇于1个回料下溜管；n＞2时，m=1，1个回料上溜管对应1个回料下溜管；

3）下料管接口数量n₃

下料管接口数量n₃=回料上溜管数量n₄；

4）出料孔数量n₂

出料孔数量n₂=下料管接口数量n₃；

5）分料锥数量n₁

分料锥数量n₁=出料孔数量n₂；

6）导料锥高度H₁

导料锥高度H₁=0.15H~0.85H；

7）导料锥下端距选粉机灰斗下端高度H₂

导料锥下端距选粉机灰斗下端高度H₂=0.15H~0.5H；

8）出料孔截面积S₁

出料孔截面积S₁=Q/（3600ρvn₂）,其中v=1±0.5m/s, ρ=1.5±0.5t/m³；

9）回料上溜管变径上端截面积S₂

回料上溜管变径上端截面积S₂=S₁；

10）回料上溜管变径下端截面积S3

回料上溜管变径下端截面积S₃=（0.9~1.0）S₂；

11）回料下溜管截面积S₄

回料下溜管截面积S₄=（0.7~1.0）S₃；

最后，设计如下参数：

1）导料锥角度α

导料锥角度：35°≤α≤90°；

2）分料锥角度β

分料锥角度：35°≤β≤90°；

3）下料管接口角度γ

下料管接口角度：35°≤γ≤90°；

4）回料上溜管角度δ

回料上溜管角度：δ =γ；

5）回料下溜管角度ε

回料下溜管角度：40°≤ε≤55°；

6）导料锥上缘同选粉机灰斗上缘径向连线同水平夹角：35°≤θ≤45°

7）喂料嘴最下端距磨盘衬板高度H₃=250±50mm；

8）喂料嘴距离喷水管水平距离S₁=150±50mm；

9）喷水管距离挡料圈高度H₄ = 250±50mm；

10）喷水管距离磨辊水平距离S₂=200±50mm；

上述参数中，选粉机回料量为Q（t/h）、选粉机回料容重为ρ（t/m³）、选粉机回料流速为v（m/s）、磨辊数量为n、选粉机灰斗高度为H（mm）、导料锥角度为α（°）、导料锥高度为H₁（mm）、导料锥下端距选粉机灰斗下端高度为H₂（mm）、导料锥上缘同选粉机灰斗上缘径向连线同水平夹角θ（°）、分料锥数量为n₁、分料锥角度为β（°）、出料孔数量为n₂、出料孔截面积S₁为（m²）、下料管接口数量为n₃、下料管接口角度为γ（°）、回料上溜管数量为n₄、回料上溜管变径上端截面积为S₂（m²）、回料上溜管变径下端截面积为S₃（m²）、回料上溜管角度为δ（°）、回料下溜管数量为n₅、回料下溜管截面积为S₄（m²）、回料下溜管角度为ε（°）、喂料嘴最下端距磨盘衬板高度H₃（mm）、喂料嘴距离喷水管水平距离S₁、喷水管距离挡料圈高度H₄ 、喷水管距离磨辊水平距离S₂。

2.根据权利要求1所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：所述导料锥上设置卸料口。

3.根据权利要求1所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：在回料溜管下端设置防冲料装置。

4.根据权利要求3所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：防冲料装置包括安装回料溜管上壁的缓冲挡板以及安装回料溜管下壁的挡板构成。

5.根据权利要求1所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：所述回料溜管的下端的喂料嘴和磨辊之间安装有喷水装置。

6.根据权利要求5所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：所述喷水装置包括沿磨盘径向固定安装的水管，所述水管上设有喷水孔。

7.根据权利要求1所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：所述回料溜管上安装有阀门。

8.根据权利要求1所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：所述回料溜管上安装有除铁器。

9.根据权利要求1至8任一所述的立式辊磨选粉机回料控制装置设计方法，其特征在于：所述回料溜管采用分体结构，包括回料上溜管、回料下溜管以及连接回料上溜管和回料下溜管且改变回料溜管出口方向的弯管接头。

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