CN115888908B - 低磨损防堵外循环立式辊磨系统及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低磨损防堵外循环立式辊磨系统及其应用。立式辊磨机，包括从上到下顺次设置的喂料单元、静态选粉单元、动态选粉单元、选粉机返料锥斗单元、研磨单元。本发明提供的立式辊磨机各单元独特的结构设计，有效解决了现有技术中原料粉磨设备喂料单元易堵塞、为获得低含水率的干粉的能耗高、以及辊磨风环、壳体、叶片等磨损严重、将含铁耐磨材料带入陶瓷原料内、以及辊磨机运行不稳定等问题。使用该设备能够得到陶瓷原料高细粉磨、得到低含水率干粉、低能耗和连续化生产的要求。

Description

低磨损防堵外循环立式辊磨系统及其应用

技术领域

本发明属于陶瓷生产设备领域，具体涉及一种低磨损防堵外循环立式辊磨 系统及其应用。

背景技术

干法制粉为建筑陶瓷行业主推的干压成型陶瓷砖粉料的先进制造工艺。其 中，原料粉磨工序经常使用水泥行业使用的常规的立式辊磨机作为原料粉磨设 备，然而由于原料差异，在陶瓷干粉原料的生产过程中发现这样的立式辊磨机 存在如下问题：

(1)喂料易堵塞：在南方地区的陶瓷原料中塑性原料水分大且粘性大，极 易造成立式辊磨机喂料装置频繁堵料，频繁拆开设备清理堵料，严重影响生产 环境及生产效率。

(2)入磨综合水分大，立式辊磨机内需高较多的热源才能保证出磨的干粉 水分<2％，造成原料粉磨工序热耗偏高，削弱了干法制粉工艺的降低热耗的效 果。

(3)立式辊磨磨损严重：传统陶瓷原料的立式辊磨的粉磨原理为：磨盘内 的粉料提升采用气力提升，风环处提升风速为30m/s～40m/s，磨机磨盘提升风速为7～9m/s，动态选粉机静叶片处风速为5～10m/s；由于陶瓷原料中硅质为66％左 右(而水泥原料中硅含量仅为14％左右)，其磨蚀性很强且易磨性差，需要在 磨机内多次循环粉磨，在多次循环过程中，高固含量的含尘高速气流的反复冲 蚀风环导风叶片以及磨机壳体内部各个部位，造成常规原料立式辊磨风环、壳体、动态选粉机静叶片等位置磨损严重，不仅把含铁的耐磨材料带入到陶瓷原 料内，也造成了原料磨检修频次增加，严重影响后续瓷砖的品质和生产线的连 续性，造成生产线运转率下降，产品品质下降，产品耗能能加，对生产的效益 有较大的影响。

(4)立式辊磨机运行不稳定：实际生产中立式辊磨机在产品细度要求较细 时，出现料床稳定性变差，磨机频繁振动，磨辊加压压力需减小，大幅小于设 计压力，造成磨机产量大幅小于设计产量，单位产品耗能能加。

因此，提供一种新型立式辊磨机以改善上述问题成为本领域亟待解决的技 术问题。

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供一种立式辊磨机，包括从上到下顺次 设置的喂料单元、静态选粉单元、动态选粉单元、选粉机返料锥斗单元、研磨 单元。

其中，所述“从上到下”指以地面为基准面，喂料单元设置在立式辊磨机的 上部，依次向下为静态选粉单元、动态选粉单元、选粉机返料锥斗单元和研磨 单元；也就是说，该方向另外也对应于重力方向的“从上到下”。

根据本发明的实施方案，所述喂料单元包括进料口和锁风阀，所述进料口 设置在立式辊磨机的顶部，所述锁风阀设置在所述进料口的上方。

优选地，所述锁风阀由分格轮和刮刀组成，所述刮刀设置在分格轮下方， 刮刀的旋转直径与分格轮的弧形面紧密配合，随动的刮刀可刮除黏附在分格轮 弧形隔仓内的物料，避免了喂料单元频繁堵塞的问题。

进一步地，所述锁风阀的侧壁开设第一热风进口，所述第一热风进口通过 管道与静态选粉单元的第二热风进口连接。该设置可以干燥粘湿物料，消除物 料在锁风阀内部的粘结。

根据本发明的实施方案，所述静态选粉单元包括进风部和静态选粉机；

所述进风部向立式辊磨机内输送气流用于选粉和烘干物料；所述进风部包 括进风管道，所述进风管道呈蜗壳结构，在所述蜗壳结构内设置导风叶片，所 述导风叶片的表面设置微晶氧化铝陶瓷板。

进一步地，所述导风叶片呈圆环形布置。导风叶片可保证进入静态选粉机 的热风在圆锥体的圆锥形截面均匀分布。

根据本发明的实施方案，所述静态选粉机包括外锥体、内锥体、打散布料 叶片、第一传动部(例如为传动轴)、外侧环形静态叶片、内侧环形静态叶片；

所述打散布料叶片设置在所述第一传动部上，所述外侧环形静态叶片设置 于外锥体的内表面，所述内侧环形静态叶片设置于所述内锥体的外表面。

进一步地，所述外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片交错布置形成静态 选粉区域，使物料在所述静态选粉区域内做折线运动。

根据本发明的实施方案，所述打散布料叶片由从上到下分布在所述第一传 动部表面的多个梯形叶片组成。打散布料叶片可随第一传动部转动同时也在上 部物料的压力下晃动，避免物料在热风烘干过程中粘附在打散布料叶片，同时 对进入静态选粉单元的物料打散分散，使其在圆形截面内均匀分布，扩大其与 热风的接触面积，提高静态选粉的烘干和选粉效果。

进一步地，所述导风叶片、外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片分别具 有夹心结构，夹心结构的中心为碳钢或不锈钢骨架，夹心结构的上表面和下表 面均为微晶氧化铝陶瓷板。进一步地，所述微晶陶瓷板通过螺栓或粘结方式固 定于所述碳钢或不锈钢骨架上。

以微晶氧化铝陶瓷板作为磨损面，其耐磨性更好，可保证设备维修周期更 长，同时氧化铝为陶瓷原料的成分之一，即使磨损后也不会对物料(即陶瓷原 料)造成污染。

根据本发明的实施方案，所述外侧环形静态叶片的剖面与水平线的夹角以 及内侧环形静态叶片的剖面与水平线的夹角分别为55±10°。此夹角设置是为实 现进入静态选粉机的物料可沿外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片实现流 动，避免物料静止在叶片上，从而影响静态选粉单元的烘干和选粉的效果。

根据本发明的实施方案，所述第一传动轴位于静止的内锥体的壳体内的上 部。

根据本发明的实施方案，所述第一传动轴、外锥体和内锥体具有同一轴线。

根据本发明的实施方案，所述动态选粉单元包括动态选粉机，所述动态选 粉机包括静态圆柱笼形结构部、动态圆柱笼形结构部、中心轴、第二传动部；

所述静态圆柱笼形结构部设置在所述动态圆柱笼形结构部的外围，所述动 态圆柱笼形结构部与中心轴连接，由第二传动部带动所述中心轴转动进而带动 所述动态圆柱笼形结构部的转动。

进一步地，所述静态圆柱笼形结构部由多个静叶片呈环形间隔分布围绕形 成，所述动态圆柱笼形结构部由多个动叶片呈环形间隔分布围绕形成。

优选地，所述静叶片的形状为菱柱形。

优选地，所述动叶片的形状为平板形。

根据本发明的实施方案，所述第二传动部设置在内锥体内的壳体内的下部。 进一步地，所述动态圆柱笼形结构部的转子的顶部通过动静密封与内锥体连接。

进一步地，所述静叶片的表面设置微晶陶瓷板；例如，微晶陶瓷板通过螺 栓或粘结方式固定于静叶片的骨架(例如菱形骨架)上。微晶陶瓷板的设置能 够减缓静叶片围成的第一级分选区和动叶片围成的第二级分选区内物料颗粒对 菱形截面的静叶片的冲刷磨损。

根据本发明的实施方案，所述动态选粉单元还包括粗颗粒下坠通道，由位 于所述静态圆柱笼形结构部外侧的双层壳体构成。

根据本发明的实施方案，所述动态选粉单元还包括出风口，所述出风口设 置在动态选粉单元的下部，可大幅降低后续收尘系统进风口的高度。

进一步地，所述出风口通过出风管道与动态圆柱笼形结构部的转子的底部 连接。优选地，所述连接为动静密封连接。

优选地，所述出风管道的内表面设置有耐磨陶瓷涂料层。

根据本发明的实施方案，所述选粉机返料锥斗单元包括粗颗粒返料锥斗、 以及内嵌套在所述粗颗粒返料锥斗内的中颗粒返料锥斗。

根据本发明的实施方案，所述静态圆柱笼形结构部的外侧设置第一外壳体， 所述第一外壳体与中颗粒返料锥斗连接。进一步地，所述第一外壳体具有倒圆 台侧面形状。

根据本发明的实施方案，所述第一外壳体之外设置有第二外壳体，所述第 二外壳体与粗颗粒返料锥斗连接。进一步地，所述第二外壳体具有圆柱形侧面 形状。

根据本发明的实施方案，所述粗颗粒返料锥斗的下部安装有回转式锁风阀， 所述回转式锁风阀传动为变频调速，可通过调节转速来调节进入研磨单元的喂 料量。

优选地，所述粗颗粒返料锥斗和中颗粒返料锥斗的内壁均设置耐磨陶瓷涂 料层。

根据本发明的实施方案，研磨单元的研磨结构为斜盘-双弧形凸起圆柱形辊 结构，磨辊为双弧形凸面磨辊，磨盘上落辊位置的形状为双弧形凹槽。

斜盘-双弧形凸起圆柱形辊结构能够使立式辊磨机研磨时具有两个压力峰值 点，可有效减少因单压力峰值点出现的料层压溃造成的磨机振动问题。

进一步地，所述磨辊在置于研磨位置时磨辊滚轴与水平面夹角为10°±3°。

进一步地，磨盘凹槽弧度大于或等于磨辊的弧度，凹槽顶点深度为 30mm～60mm。优选磨盘双弧形凹槽顶面的倾斜角度与置于研磨位置时磨辊滚轴 与水平面夹角相同，此种结构使从磨盘中心喂入的物料在磨盘转动做离心运动 时处于爬坡状态，可有效降低陶瓷原料磨盘上细砂状料层快速甩出磨盘的问题， 同时使细砂状料在磨盘双弧形凹槽内有一定的料层厚度，避免薄料层操作出现的料床压溃造成的振动问题。

优选地，所述双弧形凸面磨辊的弧形顶面和/或磨盘双弧形凹槽底部具有耐 磨层。进一步地，所述耐磨层包含陶瓷材料与高铬高碳合金，更优选由陶瓷材 料与高铬高碳合金联合浇注形成。例如，所述陶瓷材料为碳化硅、氮化硅等中 的至少一种。又如，所述陶瓷材料可以为陶瓷颗粒或陶瓷块体。加入陶瓷材料 的耐磨层能够有效减少高铬高碳合金为耐磨层时磨辊研磨区域出现的快速磨损 问题。

根据本发明的实施方案，在所述研磨单元的侧面设置排料口。所述排料口 排出的物料经输送设备输送至所述喂料单元，优选输送至所述进料口上方设置 的锁风阀。例如，所述输送设备包括振动给料机、密闭式胶带输送机、提升机、 密闭式胶带输送机。从研磨部分排料口排出的粉磨后物料全部通过外部提升机 提升到位于喂料单元，不通过气力提升，避免了高含尘气体冲刷造成的磨损。

本发明还提供一种立式辊磨系统，所述系统包括所述立式辊磨机。

进一步地，所述系统还包括PLC控制器，所述PLC控制器与所述立式辊磨 机阀门、进料口、出料口、传动部、转子等控制点连接。

本发明还提供上述立式辊磨机在陶瓷类制品生产中的应用；优选用于陶瓷 类制品生产过程中的原料的烘干与干法粉磨。

例如，所述陶瓷类制品可以为陶瓷砖，优选为抛釉砖，还优选为低吸水率 (吸水率<0.1％)瓷质抛釉砖。

本发明的有益效果

本发明提供的立式辊磨机各单元独特的结构设计，有效解决了现有技术中 原料粉磨喂料单元易堵塞、为获得低含水率的干粉的能耗高、以及辊磨风环、 壳体、叶片等磨损严重、将含铁耐磨材料带入陶瓷原料内、以及辊磨机运行不 稳定等问题。使用该设备能够得到陶瓷原料高细粉磨(58μm筛余<2％)、得到 低含水率干粉以及达到低能耗和连续化生产的要求。

附图说明

图1为立式辊磨机的不同角度的平面结构示意图。

图2为图1立式辊磨机的喂料单元与进料部的俯视图。

图3为图1立式辊磨机的静态选粉单元和动态选粉单元的俯视图。

图4为图1立式辊磨机的动态选粉单元的C-C剖面图。

图5为图1立式辊磨机的磨辊的平面结构示意图。

图6为立式辊磨机内部的气固流动示意图。

图7为动态选粉单元工作原理示意图。

图8为不同粒度颗粒受力示意图。

图9为磨盘上物料流动轨迹示意图。

图10为磨辊加压及料床反作用力分布图。

图11为图10中磨辊的结构层的结构示意图。

图12为图11中D-D剖面示意图。

附图标记：

1-喂料单元，11-进料口，12-锁风阀，13-第一热风进口；

2-静态选粉单元，21-蜗壳，22-导风叶片，23-第二进风口，24-外锥体，25- 内椎体，26-梯形叶片，27-第一传动部，28-外侧环形静态叶片，29-内侧环形静 态叶片，30-钢板；

3-动态选粉单元，31-静叶片，32-动叶片，33-第二传动部，34-第一级分选 区，35-第二级分选区；

4-选粉机返料锥斗单元，41-第一外壳体，42-第二外壳体，43-粗颗粒返料锥 斗，44-中颗粒返料锥斗，45-回转式锁风阀，46-出风口；

5-研磨单元，51-双弧形凸面磨辊，52-外侧环形凹槽，53-内侧环形凹槽，54- 双弧形凹槽磨盘，55-耐磨层，56-球磨铸铁部，57-高碳高铬合金部，58-研磨区，59-排料口，591-刮料板；

6-微晶氧化铝陶瓷板，7-细颗粒，8-中颗粒，9-粗颗粒；

A-细颗粒运动轨迹线，B-中颗粒运动轨迹线，C-通过研磨区的物料，D-研 磨区。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当 理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明 保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保 护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以 通过已知方法制备。

如前所述的一种立式辊磨机，包括从上到下顺次设置的喂料单元、静态选 粉单元、动态选粉单元、选粉机返料锥斗单元、研磨单元；

其中，所述“从上到下”指以地面为基准面，喂料单元设置在立式辊磨机的 上部，依次向下为静态选粉单元、动态选粉单元、选粉机返料锥斗单元和研磨 单元。

所述喂料单元包括进料口和锁风阀，所述进料口设置在立式辊磨机的顶部， 所述锁风阀设置在所述进料口的上方。所述锁风阀由分格轮和刮刀组成，所述 刮刀设置在分格轮下方，刮刀的旋转直径与分格轮的弧形面紧密配合，随动的 刮刀可刮除黏附在分格轮弧形隔仓内的物料，避免了喂料单元频繁堵塞的问题。

所述锁风阀的侧壁开设第一热风进口，所述第一热风进口通过管道与静态 选粉单元的第二热风进口连接，以干燥粘湿物料，消除物料在锁风阀内部的粘 结。

所述静态选粉单元包括进风部和静态选粉机；所述进风部向立式辊磨机内 输送气流用于选粉和烘干物料；所述进风部包括进风管道，所述进风管道呈蜗 壳结构，在所述蜗壳结构内设置导风叶片，所述导风叶片的表面设置微晶氧化 铝陶瓷板。

所述导风叶片呈圆形布置。导风叶片可保证进入静态选粉机的热风在圆锥 体的圆锥形截面均匀分布。

所述静态选粉机包括外锥体、内锥体、打散布料叶片、第一传动部(例如 为传动轴)、外侧环形静态叶片、内侧环形静态叶片；

所述打散布料叶片设置在所述第一传动部上，所述外侧环形静态叶片设置 于外锥体的内表面，所述内侧环形静态叶片设置于所述内锥体的外表面。

所述外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片交错布置形成静态选粉区域， 使物料在所述静态选粉区域内做折线运动。

所述打散布料叶片由从上到下分布在所述第一传动部表面的多个梯形叶片 组成。打散布料叶片可随第一传动部转动同时也在上部物料的压力下晃动，避 免物料在热风烘干过程中粘附在打散布料叶片，同时对进入静态选粉单元的物 料打散分散，使其在圆形截面内均匀分布，扩大其与热风的接触面积，提高静 态选粉的烘干和选粉效果。

所述导风叶片、外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片分别具有夹心结构， 夹心结构的中心为碳钢或不锈钢骨架，夹心结构的上表面和下表面均为微晶氧 化铝陶瓷板。进一步地，所述微晶陶瓷板通过螺栓或粘结方式固定于所述碳钢 或不锈钢骨架上。

以微晶氧化铝陶瓷板作为磨损面，其耐磨性更好，可保证设备维修周期更 长，同时氧化铝为陶瓷原料的成分之一，即使磨损后也不会对物料(即陶瓷原 料)造成污染。

所述外侧环形静态叶片的剖面与水平线的夹角以及内侧环形静态叶片的剖 面与水平线的夹角分别为55±10°。此夹角设置是为实现进入静态选粉机的物料 可沿外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片实现流动，避免物料静止在叶片上， 从而影响静态选粉单元的烘干和选粉的效果。

所述第一传动轴位于静止的内锥体的壳体内的上部。

所述第一传动轴、外锥体和内锥体具有同一轴线。

所述动态选粉单元包括动态选粉机，所述动态选粉机包括静态圆柱笼形结 构部、动态圆柱笼形结构部、中心轴、第二传动部；

所述静态圆柱笼形结构部设置在所述动态圆柱笼形结构部的外围，所述动 态圆柱笼形结构部与中心轴连接，由第二传动部带动所述中心轴转动进而带动 所述动态圆柱笼形结构部的转动。

所述静态圆柱笼形结构部由多个静叶片呈环形间隔分布围绕形成，所述动 态圆柱笼形结构部由多个动叶片呈环形间隔分布围绕形成。

所述静叶片的形状为菱柱形，所述动叶片的形状为平板形。

所述第二传动部设置在内锥体内的壳体内的下部，所述动态圆柱笼形结构 部的转子的顶部通过动静密封与内锥体连接。

所述静叶片的表面设置微晶氧化铝陶瓷板；微晶氧化铝陶瓷板通过螺栓或 粘结方式固定于静叶片的骨架(例如菱形骨架)上。微晶陶瓷板的设置能够减 缓静叶片围成的第一级分选区和动叶片围成的第二级分选区内物料颗粒对菱形 截面的静叶片的冲刷磨损。

所述动态选粉单元还包括粗颗粒下坠通道，由位于所述静态圆柱笼形结构 部外侧的双层壳体构成。

所述动态选粉单元还包括出风口，所述出风口设置在动态选粉单元的下部， 可大幅降低后续收尘系统进风口的高度。

所述出风口通过出风管道与动态圆柱笼形结构部的转子的底部动静密封连 接。所述出风管道的内表面设置有耐磨陶瓷涂料层。

所述选粉机返料锥斗单元包括粗颗粒返料锥斗、以及内嵌套在所述粗颗粒 返料锥斗内的中颗粒返料锥斗。

所述静态圆柱笼形结构部的外侧设置第一外壳体，所述第一外壳体与中颗 粒返料锥斗连接；所述第一外壳体具有倒圆台侧面形状。

所述第一外壳体之外设置有第二外壳体，所述第二外壳体与粗颗粒返料锥 斗连接；所述第二外壳体具有圆柱形侧面形状。

所述粗颗粒返料锥斗的下部安装有回转式锁风阀，所述回转式锁风阀传动 为变频调速，可通过调节转速来调节进入研磨单元的喂料量。

所述粗颗粒返料锥斗和中颗粒返料锥斗的内壁均设置耐磨陶瓷涂料层。

研磨单元的研磨结构为斜盘-双弧形凸起圆柱形辊结构，磨辊为双弧形凸面 磨辊，磨盘上落辊位置的形状为双弧形凹槽。

斜盘-双弧形凸起圆柱形辊结构能够使立式辊磨机研磨时具有两个压力峰值 点，可有效减少因单压力峰值点出现的料层压溃造成的磨机振动问题。

所述磨辊在置于研磨位置时磨辊滚轴与水平面夹角为10°±3°。

磨盘凹槽弧度大于或等于磨辊的弧度，凹槽顶点深度为30mm～60mm。磨盘 双弧形凹槽顶面的倾斜角度与置于研磨位置时磨辊滚轴与水平面夹角相同，此 种结构使从磨盘中心喂入的物料在磨盘转动做离心运动时处于爬坡状态，可有 效降低陶瓷原料磨盘上细砂状料层快速甩出磨盘的问题，同时使细砂状料在磨 盘双弧形凹槽内有一定的料层厚度，避免薄料层操作出现的料床压溃造成的振 动问题。

所述双弧形凸面磨辊的弧形顶面和/或磨盘双弧形凹槽底部具有耐磨层。进 一步地，所述耐磨层为陶瓷材料与高铬高碳合金联合浇注形成。所述陶瓷材料 为碳化硅、氮化硅等中的至少一种。所述陶瓷材料可以为陶瓷颗粒或陶瓷块体。 加入陶瓷材料的耐磨层能够有效减少高铬高碳合金为耐磨层时磨辊研磨区域出现的快速磨损问题。

在所述研磨单元的侧面设置排料口。所述排料口排出的物料经输送设备输 送至所述进料口上方设置的锁风阀。例如，所述输送设备包括振动给料机、密 闭式胶带输送机、提升机、密闭式胶带输送机。从研磨部分排料口排出的粉磨 后物料全部通过外部提升机提升到位于喂料单元，不通过气力提升，避免了高 含尘气体冲刷造成的磨损。

实施例1

如图1-5所示，低磨损防堵外循环立式辊磨机从上到下由：喂料单元1、静态 选粉单元2、动态选粉单元3、选粉机返料锥斗单元4、研磨单元5组成。

(1)喂料单元

进料口11置于立式辊磨机的顶部，进料口11的上方设置有锁风阀12，喂料 单元采用锁风阀12锁风，锁风阀12由上部分格轮和下部的随动刮刀组成，分格 轮下面有随动的刮刀，刮刀旋转直径与分格轮弧形面紧密配合，可刮除黏附在 分格轮弧形隔仓内的物料，避免了喂料锁风装置频繁堵塞的问题；锁风阀侧壁 有第一热风进口13，从静态选粉单元的第二进风口23通过热风管道与锁风阀侧 壁的第一热风进口连接，以干燥粘湿物料，消除其在锁风阀内部的粘结。

图6为立式辊磨机内部的气固流动示意图。

(2)静态选粉单元

i.第二进风口23置于立式辊磨机的静态选粉单元2的上部，进入静态选粉单 元的物料第一时间与进入静态选粉机的热风接触，实现其烘干；进入静态选粉 单元的物料在顶部快速转动的打散布料叶片的作用下实现其在圆形截面的均匀 分散，分散后的物料沿由外侧环形静态叶片28和内侧环形静态叶片29之间组成 的静态选粉区域做“折线”运动过程，在此过程中从外侧环形静态叶片28之间间 流入的热风会把细颗粒和中颗粒沿内侧内侧环形静态叶片29之间通道带入到内侧环形静态叶片和静态选粉部分的锥体之间的气流通道，然后进入动态选粉单 元3；粗颗粒由于重力太大无法被气流吹起后通过内侧环形静态叶片之间的通 道，进而沿动态选粉单元最外侧壳体组成的通道坠落至动态选粉部分下部的粗 颗粒返料锥斗内，从而实现粗颗粒与其他颗粒(中颗粒、细颗粒)的的分离；

ii.静态选粉单元的进风部采用单进风形式，进风管道为蜗壳形式，在蜗壳 21内布置有圆型布置的导风叶片22，导风叶片22可保证进入静态选粉机热风在 圆锥形的截面均匀分布，导风叶片22为夹心结构的复合叶片，中心为钢板30， 上表面和下表面为微晶氧化铝陶瓷板6，微晶氧化铝陶瓷板通过螺栓或粘结方式固定于钢板30上；夹心复合叶片的磨损面为微晶氧化铝陶瓷板，其耐磨性更好， 可保证设备维修周期更长，同时氧化铝为陶瓷原料的成分之一，即使磨损后也 不会对陶瓷原料造成污染；

iii.静态选粉单元在顶部的打散布料叶片形式为悬挂于第一传动部27(即 第一传动轴)上的耐磨合金材料制作的梯形叶片26组成，可随第一传动轴转动 同时也在上部物料的压力下晃动，避免原料在热风烘干过程中粘附在打散布料 叶片，同时对进入静态选粉单元的物料打散分散，使其在圆形截面内均匀分布， 扩大其与热风的接触面积，提高静态选粉的烘干和选粉效果；

iv.静态选粉单元打散布料叶片的传动位于静态选粉单元的内锥体25内的静 止的圆锥形的壳体内；

v.静态选粉单元选粉区域由为固定于外锥体24之上的外侧环形静态叶片28 和固定于内锥体之上的内侧环形静态叶片29组成；此外侧环形静态叶片和内侧 环形静态叶片的叶片为夹心结构的复合叶片，中心为碳钢或不锈钢骨架，上表 面和下表面为微晶氧化铝陶瓷板6，微晶氧化铝陶瓷板通过螺栓或粘结方式固定 于碳钢或不锈钢骨架；夹心复合叶片的磨损面为微晶氧化铝陶瓷板，其耐磨性 更好，可保证设备维修周期更长，同时氧化铝为陶瓷原料的成分之一，即使磨 损后也不会对陶瓷原料造成污染；

vi.静态选粉单元的外侧环形静态叶片28和内侧环形静态叶片29为交错布 置，被打散布料叶片分散后的陶瓷原料沿倾斜的外侧环形静态叶片流动至下一 级内侧环形静态叶片，然后再流动至下一级外侧环形静态叶片，物料沿外侧环 形静态叶片和内侧环形静态叶片为交错布置区域依靠重力做“折线”运动；这种“折线”运动过程可起到延长陶瓷原料在静态选粉的停留时间以及促进陶瓷原料 的分散和烘干效果，可提高静态选粉单元的单位容积的烘干效率；

vii.静态选粉单元的外侧环形静态叶片28和内侧环形静态叶片29的剖面 与水平线的夹角均为55±10°，此布置形式是为实现进入静态选粉机的原料可沿 外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片实现流动，避免原料静止在叶片上，从 而影响静态选粉单元的烘干和选粉的效果；

(3)动态选粉单元

i.动态选粉单元3置于静态选粉单元2的下方，由静止的静叶片31和由传动 带动的动叶片32组成，静叶片外侧有双层壳体构成的粗颗粒下坠通道。

动态选粉单元的工作原理(如图7和8所示)为：来自静态选粉单元的细颗 粒7和中颗粒8被气流带至动态选粉单元的静叶片围成的圆柱体的外侧，在系统风机的抽吸产生的拉曳力作用下，细颗粒和中颗粒随气流通过静叶片之间的通 道，气流随后穿过由传动带动的动叶片之间的通道，然后进入出风管道后经收 尘后部分循环回用，部分排入大气；细颗粒由于其重力较小，易在拉曳力的作 用下和由动叶片转动产生的离心力下随气流通过转动的动叶片之间的间隙，而 中颗粒由于其重力较大，不易在拉曳力的作用下和由动叶片转动产生的离心力 下随气流通过转动的动叶片之间的间隙，进而坠入选粉机返料锥斗4，从而实现 细颗粒和中颗粒的分离；

ii.静叶片垂直固定在静态选粉部分的锥体的下侧和返料锥斗的上侧，多片 静叶片环形布置围成静态圆柱笼形结构菱形截面的静叶片是动态选粉机的第一 级分选区34，动态选粉部分的单个静叶片的截面形式为菱形，由菱形截面静叶片围成的第一级分选区的优势在于：从静态选粉机进入动态选粉机的含尘气流 在菱形截面静叶片组成的缩口处加速后再减速进入由直叶片组成的转子区域， 中颗粒由于其重力较大，在穿越菱形截面的静叶片组成选粉区域时，因其惯性 较大，无法全部随气流绕过静叶片部分会撞击到菱形截面结构的静叶片的表面 后减速，然后沿静叶片下坠后进入到中颗粒返料锥斗，而细颗粒由于其重力较 小，在穿越菱形截面结构的静叶片组成选粉区域时，因其惯性较小，可随气流绕过静叶片部分进入到由转动动叶片完成的第二级分选区35，从而实现中颗粒 与细颗粒的第一级分离；

iii.多片动叶片环形布置围成动态圆柱笼形结构是动态选粉机的第二级 分选区，动态圆柱笼形结构由中心轴带动下转动，中心轴与第二传动部33连接， 动态选粉单元第二传动部33位于静态选粉单元的锥体内的静止的圆锥形的壳体 内；动态圆柱笼形结构的动态选粉机转子的顶部通过动静密封与静态选粉部分 的锥体连接；

iv.在第二级分选区内，部分粗颗粒9在转动的动叶片构成转子产生的离心力 和转动的动叶片的阻挡下减速或反弹至静叶片后减速，然后沿静叶片内侧区域 下坠后进入到返料锥斗，从而实现中颗粒与细颗粒的第二级分离；

v.在菱形截面的静叶片的四个表面安装有微晶氧化铝陶瓷板，其设计是为 减缓第一级分选区和第二选粉区原料颗粒对菱形截面的静叶片的冲刷磨损；

vi.微晶氧化铝陶瓷板通过螺栓或粘结方式固定于菱形的骨架上；微晶氧化 铝陶瓷板的耐磨性更好，可保证设备维修周期更长，同时氧化铝为陶瓷原料的 成分之一，即使磨损后也不会对陶瓷原料造成污染；

vii.出风口46位于动态选粉单元的下部，可大幅降低后续收尘系统进风口 的高度；

viii.出风管道内表面衬有耐磨陶瓷涂料层。

ix.出风管道通过动静密封与动态圆柱笼形结构转子的底部连接；

x.动态圆柱笼形结构静叶片外侧有倒圆台侧面形状的第一外壳体，第一外 壳体与中颗粒返料锥斗44连接；

xi.第一外壳体41外有圆柱形侧面形状的第二外壳体42，第二外壳体与粗颗 粒返料锥斗43连接；

(4)选粉机返料锥斗单元

i.中颗粒返料锥斗44嵌套在粗颗粒返料锥斗43内；

ii.粗颗粒返料锥斗43和中颗粒返料锥斗44和分别与动态选粉机最外侧壳体 和内侧壳体连接；

iii.粗颗粒返料锥斗43下部安装有回转式锁风阀45；

iv.回转式锁风阀传动为变频调速，可通过调节转速来调节进入研磨单元5的 喂料量；

v.粗颗粒和中颗粒返料锥斗内壁均衬有耐磨陶瓷涂料；

(5)研磨单元

i.排料口59位于研磨单元5的侧面，出排料口的物料经输送设备(振动给料 机、密闭式胶带输送机、提升机、密闭式胶带输送机)输送至进料口上方设置 的锁风阀12；从研磨单元排料口排出的粉磨后物料全部通过外部提升机提升到 位于磨机顶部的喂料部分，不通过气力提升，避免了高含尘气体冲刷造成的磨损；

iii.研磨单元的研磨结构为斜盘-双弧形凸起圆柱形辊结构，此结构使立式 辊磨机研磨时有两个压力峰值点(如图10所示)，可有效减少因单压力峰值点 出现的料层压溃造成的磨机振动问题；

iv.研磨单元的磨辊形状为双弧形凸面磨辊51(如图10所示)；磨辊在至于 研磨位置时磨辊滚轴与水平面夹角为10°±3°；

v.研磨部分的磨盘为双弧形凹槽磨盘54(包括内侧环形凹槽53和外侧环形 凹槽54)；磨盘凹槽弧度大于等于磨辊的弧度，凹槽顶点深度为30mm～60mm； 磨盘双弧形凹槽顶面的倾斜角度与至于研磨位置时磨辊滚轴与水平面夹角相 同，此种设计使从磨盘中心喂入的物料在磨盘转动做离心运动(见图9)时处于 爬坡状态，可有效降低陶瓷原料磨盘上细砂状料层快速甩出磨盘的问题，同时 使细砂状料在磨盘双弧形凹槽内有一定的料层厚度，避免薄料层操作出现的料 床压溃造成的振动问题；

vi.双弧形凸面磨辊包括球磨铸铁部56(主体)，磨辊的弧形顶面采用陶瓷 颗粒或块与高碳高铬合金联合浇注的耐磨层55(如图11-12所示)，陶瓷材料包 括：碳化硅、氮化硅，以有效减少高铬高碳合金为耐磨层时磨辊研磨区域出现 的快速磨损问题；

vii.磨盘双弧形凹槽底部包括高碳高铬合金部57和采用采用陶瓷颗粒或 块与高碳高铬合金联合浇注的耐磨层55，陶瓷材料包括：碳化硅、氮化硅，以 有效减少高铬高碳合金为耐磨层时磨盘研磨区域出现的快速磨损问题。

研磨后，由刮料板591将研磨区58处的物料送至排料口59。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施 方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (31)

1.一种立式辊磨机，包括从上到下顺次设置的喂料单元、静态选粉单元、动态选粉单元、选粉机返料锥斗单元、研磨单元；

所述喂料单元包括进料口和锁风阀，所述进料口设置在立式辊磨机的顶部，所述锁风阀设置在所述进料口的上方，所述锁风阀由分格轮和刮刀组成，所述刮刀设置在分格轮下方，刮刀的旋转直径与分格轮的弧形面紧密配合；所述锁风阀的侧壁开设第一热风进口，所述第一热风进口通过管道与静态选粉单元的第二热风进口连接；

所述静态选粉单元包括进风部和静态选粉机；所述进风部包括进风管道，所述进风管道呈蜗壳结构，在所述蜗壳结构内设置导风叶片，所述导风叶片的表面设置微晶氧化铝陶瓷板，所述导风叶片呈圆环形布置；

所述静态选粉机包括外锥体、内锥体、打散布料叶片、第一传动部、外侧环形静态叶片、内侧环形静态叶片；

所述打散布料叶片设置在所述第一传动部上，所述第一传动轴位于静止的内锥体的壳体内的上部，所述外侧环形静态叶片设置于外锥体的内表面，所述内侧环形静态叶片设置于所述内锥体的外表面；

所述外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片交错布置形成静态选粉区域，使物料在所述静态选粉区域内做折线运动；

所述打散布料叶片由从上到下分布在所述第一传动部表面的多个梯形叶片组成，打散布料叶片能够随第一传动部转动同时也在上部物料的压力下晃动；

所述动态选粉单元包括动态选粉机，所述动态选粉机包括静态圆柱笼形结构部、动态圆柱笼形结构部、中心轴、第二传动部；所述静态圆柱笼形结构部设置在所述动态圆柱笼形结构部的外围，所述动态圆柱笼形结构部与中心轴连接，由第二传动部带动所述中心轴转动进而带动所述动态圆柱笼形结构部的转动；

所述研磨单元的研磨结构为斜盘-双弧形凸起圆柱形辊结构，磨辊为双弧形凸面磨辊，磨盘上落辊位置的形状为双弧形凹槽；所述磨辊在置于研磨位置时磨辊滚轴与水平面夹角为10°±3°，磨盘双弧形凹槽顶面的倾斜角度与置于研磨位置时磨辊滚轴与水平面夹角相同；

所述双弧形凸面磨辊的弧形顶面和/或磨盘双弧形凹槽底部具有耐磨层，所述耐磨层包含陶瓷材料与高铬高碳合金。

2.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述导风叶片、外侧环形静态叶片和内侧环形静态叶片分别具有夹心结构，夹心结构的中心为碳钢或不锈钢骨架，夹心结构的上表面和下表面均为微晶氧化铝陶瓷板。

3.根据权利要求2所述的立式辊磨机，其特征在于，所述微晶氧化铝陶瓷板通过螺栓或粘结方式固定于所述碳钢或不锈钢骨架上。

4.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述外侧环形静态叶片的剖面与水平线的夹角以及内侧环形静态叶片的剖面与水平线的夹角分别为55±10°。

5.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述第一传动轴、外锥体和内锥体具有同一轴线。

6.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述静态圆柱笼形结构部由多个静叶片呈环形间隔分布围绕形成，所述动态圆柱笼形结构部由多个动叶片呈环形间隔分布围绕形成。

7.根据权利要求6所述的立式辊磨机，其特征在于，所述静叶片的形状为菱柱形，所述动叶片的形状为平板形。

8.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述第二传动部设置在内锥体内的壳体内的下部。

9.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述动态圆柱笼形结构部的转子的顶部通过动静密封与内锥体连接。

10.根据权利要求6所述的立式辊磨机，其特征在于，所述静叶片的表面设置微晶陶瓷板。

11.根据权利要求10所述的立式辊磨机，其特征在于，所述微晶陶瓷板通过螺栓或粘结方式固定于静叶片的骨架上。

12.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述动态选粉单元还包括粗颗粒下坠通道，由位于所述静态圆柱笼形结构部外侧的双层壳体构成。

13.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述动态选粉单元还包括出风口，所述出风口设置在动态选粉单元的下部，所述出风口通过出风管道与动态圆柱笼形结构部的转子的底部连接。

14.根据权利要求13所述的立式辊磨机，其特征在于，所述出风管道的内表面设置有耐磨陶瓷涂料层。

15.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述选粉机返料锥斗单元包括粗颗粒返料锥斗、以及内嵌套在所述粗颗粒返料锥斗内的中颗粒返料锥斗。

16.根据权利要求15所述的立式辊磨机，其特征在于，所述静态圆柱笼形结构部的外侧设置第一外壳体，所述第一外壳体与中颗粒返料锥斗连接。

17.根据权利要求16所述的立式辊磨机，其特征在于，所述第一外壳体具有倒圆台侧面形状。

18.根据权利要求16所述的立式辊磨机，其特征在于，所述第一外壳体之外设置有第二外壳体，所述第二外壳体与粗颗粒返料锥斗连接。

19.根据权利要求18所述的立式辊磨机，其特征在于，所述第二外壳体具有圆柱形侧面形状。

20.根据权利要求15所述的立式辊磨机，其特征在于，所述粗颗粒返料锥斗的下部安装有回转式锁风阀，所述回转式锁风阀传动为变频调速。

21.根据权利要求15所述的立式辊磨机，其特征在于，所述粗颗粒返料锥斗和中颗粒返料锥斗的内壁均设置耐磨陶瓷涂料层。

22.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，磨盘凹槽弧度大于或等于磨辊的弧度，凹槽顶点深度为30mm～60mm。

23.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，所述耐磨层由陶瓷材料与高铬高碳合金联合浇注形成。

24.根据权利要求23所述的立式辊磨机，其特征在于，所述陶瓷材料为碳化硅、氮化硅中的至少一种或为陶瓷颗粒或陶瓷块体。

25.根据权利要求1所述的立式辊磨机，其特征在于，在所述研磨单元的侧面设置排料口，所述排料口排出的物料经输送设备输送至所述喂料单元。

26.一种立式辊磨系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1-25任一项所述立式辊磨机。

27.根据权利要求26所述的立式辊磨系统，其特征在于，所述系统还包括PLC控制器，所述PLC控制器与所述立式辊磨机的阀门、进料口、出料口、传动部、转子电连接。

28.根据权利要求1至25任一项所述的立式辊磨机在陶瓷类制品生产中的应用，其特征在于，用于陶瓷类制品生产过程中原料的干法粉磨。

29.根据权利要求28所述的应用，其特征在于，所述陶瓷类制品为陶瓷砖。

30.根据权利要求28或29所述的应用，其特征在于，所述陶瓷类制品为瓷质抛釉砖。

31.根据权利要求30所述的应用，其特征在于，所述陶瓷类制品为吸水率<0.1％的瓷质抛釉砖。