CN2787304Y - 一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，属于磨矿技术领域。该磨机由等效单隔仓、双向双隔仓、出口控流隔仓以及装有阶梯衬板的粗磨仓、装阶梯沟槽衬板的细磨仓、装圆角方形螺旋分级衬板的研磨仓和微型研磨体组成。可控制粗磨、细磨、研磨每一阶段的粉磨速度，使水泥中3～32μ的颗粒大幅度提高，显著提高磨机产量和水泥强度、大幅度降低电耗，可用于生产高性能、高标号水泥。在新老磨机、开流、圈流磨机均可应用。

Description

一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机

所属技术领域：本实用新型涉及一种粉磨机械。属于磨矿技术领域，主要是用在粉体制备过程中，对产品控制颗粒组成及级配的场合。可用在冶金、化工、电力、建材、涂料等工业领域，特别适用于水泥工业，在水泥制备过程中，控制水泥中参加水化反应3～32μ的颗粒在最佳范围内。

背景技术：采用传统磨机生产水泥，若要把水泥中3～32μ颗粒大幅度提高，磨机只有大幅度降低产量，大幅度提高磨机生产水泥的单产电耗，以牺牲产量和增加电耗来实现，有时还不一定会达到目的，甚至会出现“糊磨”的事故。

传统磨机的磨内装置是按粗放型生产方式，既控制水泥细度而配置的。用传统磨机制备的水泥特征颗粒偏大(水泥粗)，且颗粒组成也不合理，与国外先进水平相比距离很大，与高性能水泥的要求更是相差甚远。

发明内容：为克服传统磨机生产的水泥中3～32μ的颗粒数量少，产量低，电耗高的不足。本发明的目的是制造一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，特别是3～32μ的颗粒要占绝大多数，同时要比传统磨机大幅度节约电能的粉磨设备。在粉体的制备过程中，严格控制粉体制备阶段的粉磨速度，既粉体的断裂次数和颗粒尺寸，充分发挥磨内每一种装置的功能，使产品的颗粒组成严格控制在要求的范围内。

附图说明：下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，图1a是本实用新型一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机总图。

被粉磨的物料进入粗磨仓a，装在其中的阶梯衬板I，将大球抛起进行粗磨，粗磨后的物料经等效单隔仓II筛分后，进入细磨仓b，装在细磨仓内的阶梯沟槽衬板III，带起小球对物料进行冲击粉磨和研磨，细磨仓生成的细粉经双向双隔仓IV进一步筛分，双向双隔仓将合格的物料筛出后进入研磨仓进行研磨，不合格的物料返回细磨仓继续粉磨，物料进入装有圆角方形螺旋分级衬板V的研磨仓c，利用微型球或微型锻进行最后的研磨，生产出的成品由出口控流隔仓VI卸出。

图1.b表示一仓阶梯衬板和等效单隔仓

图1.c表示二仓阶梯沟槽衬板和双向双隔仓

图1.d表示三仓圆角方形螺旋分级衬板和出口控流隔仓

附图2阶梯衬板结构示意图

附图3是等效单隔仓结构示意图，等效单隔仓是由篦板1、联接环2、中心筛板3、螺栓4构成，篦板1用螺栓4固定在筒体d上，中间用联接环2联成一体，在联接环2中间装有中心筛板3。

附图4是阶梯沟槽衬板结构示意图

附图5是双向双隔仓结构示意图

双向双隔仓是由背面装有扬料叶的篦板1、盲板2、筛板3、中心筛板4、进口骨架5、骨架6、扬料板7、卸料锥8、中心回料器9、联接架10、衬环11、螺栓12、螺栓13组成。

双向双隔仓的结构是：联接架10与磨机筒体d用螺栓固定，进口骨架5、骨架6分别用螺栓13固定于联接架(10)两侧形成排料室n，其中间固定有数块扬料板7、筛板3固定在进口骨架5上，篦板1装在筛板3前端与之形成筛分室m，通过螺栓12与进口骨架5、骨架6和盲板2联接在一起，中心筛板4装在进口骨架5的中部，前部装有中心回料器9，背面装有卸料锥8。在筛分室的下部装有衬环11以保护磨机筒体不受磨损。

附图6是圆角方形螺旋分级衬板结构示意图

附图7出口控流隔仓结构示意图

出口控流隔仓是由出口卸料扬料板1、出口卸料锥2、出口骨架3、出口筛板4、中心筛板5、压板6、联接螺栓7、衬环8、联接环9、螺栓10、螺栓11组成。

出口控流隔仓是用螺栓7把出口骨架3固定在出口端盖e上，在出口骨架3后面，出口端盖之间装出口卸料扬料板1、中部安装出口卸料锥2、靠研磨仓一面安装出口筛板4和中心筛板5，中心筛板5依靠联接环9和螺栓10把出口卸料锥2组装在一起，在每块筛板之间安装压板6使之固定，衬环8是填充衬板与出口控流隔仓中间缝隙的，以防止筒体磨损，螺栓11把压板6与出口骨架3固定，并压住出口筛板4。

物料经出口筛板4筛分后经出口扬料板1、卸料锥2卸出。

实施方案：一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，在磨机筒体中是由装有阶梯衬板的入口粗磨仓，装有阶梯沟槽衬板的细磨仓，装有圆角方形螺旋分级衬板的研磨仓及等效单隔仓，双向双隔仓，出口控流隔仓，大球、小球、微型球、微型锻组成。在入口粗磨仓装有阶梯衬板，在细磨仓装有阶梯沟槽衬板，在出口研磨仓装有圆角方形螺旋分级衬板，在粗磨仓和细磨仓之间装有等效单隔仓，在细磨和研磨仓之间装有双向双隔仓，在出口装有出口控流隔仓，粗磨仓装大球，细磨仓装小球，研磨仓装微型球或微型锻。

本实用新型在粉体制备过程中改变传统的粗放式粉磨方式是严格遵守粗磨、细磨、研磨各个粉磨阶段按顺序完成，严格控制上一粉磨阶段没有完成的粉磨过程进入到下一粉磨阶段去完成，为此本实用新型采用的技术方案，磨机设有粗磨仓a、细磨仓b、研磨仓c。见附图1

粗磨仓用阶梯衬板的表面为螺线，对研磨体群的提升能力系数f，应控制在如下范围内： $f=\frac{h_2-h_1}{L}>0.1$

f—阶梯衬板的提升能力系数

h₂—阶梯衬板高端尺寸见图2a mm

h₁—阶梯衬板低端尺寸   见图2.a  mm

L—阶梯衬板从高端到低端的直线长度 见图2.a  mm

磨机的转动方向是由衬板的低端转向高端。

本实用新型在入口粗磨仓选用对研磨体提升力强，粗磨能力强、对粉磨物料自筛析作用强的阶梯衬板I，以完成对大颗粒物料的粗磨。

等效单隔仓：其上篦孔的宽度和直径都保持同一尺寸，见图3c，图3d，以控制进入细磨仓的颗粒，其篦孔宽度：

b＝(0.1～60)d₈₀

b—篦孔宽度(直径)           mm。

d₈₀—进入细磨仓80％物料通过的筛孔尺寸      mm。

本实用新型在细磨仓采用的是表面为螺线阶梯沟槽衬板见图4。该种衬板的提升能力系数： $f=\frac{h_2-h_1}{L}>0.05$

f—提升能力系数

h₂—衬板高端尺寸 见图4.a  mm。

h₁—衬板低端尺寸 见图4.a  mm。

L—衬板从高端到低端的直线长度 见图4.a  mm。

衬板上沟槽的尺寸：d＝d_平均

d—衬板横断面沟槽上圆的直径 见图4.c  mm。

d_平均—细磨仓的平均球径  mm.

沟槽深度： $\mathrm{\δ}=\frac{d}{4}$ 见图4.c

δ—沟槽深度        mm。

d—衬板横断面沟槽上圆的直径         mm。

进入细磨仓的物料已含有大量的细粉，同时还有少量的大颗粒，因此在细磨仓粉磨物料时研磨体即要保持一定的冲击力，又要加速对该仓物料的研磨。

因此在细磨仓必须采用对研磨体有较强的提升能力，使研磨体产生一定的冲击力，同时对物料有一定的研磨效果的衬板。本实用新型在细磨仓采用的是表面为螺线的阶梯沟槽衬板，该种衬板在满足以上要求的同时，由于研磨体群产生的很强自筛析作用，可使进入细磨仓的物料，在研磨体群的自筛析作用下，细粉很快地向衬板表面运动，而大颗粒物料留在钢球之间接受冲击和研磨，而流向衬板表面的物料，承受钢球在沟槽中滑动所产生的辗压作用来完成粉磨。由于钢球与沟槽衬板是线接触，产生滑动后即成为面接触，其接触面积远远大于钢球之间的点接触，可以大幅度提高研磨效率。可有效地将细粉中残留的大颗粒磨细。

严格控制进入研磨仓物料的颗粒尺寸和均齐度是本发明的关键，在细磨和研磨仓之间必须采用双向双隔仓IV这一核心装置控制进入研磨仓的颗粒尺寸及级配，以控制物料的粉磨速度。

双向双隔仓篦板上篦板尺寸和筛板上的筛孔尺寸，有关参数如下：

b₁＝(0.1～0.9)d           见图5.d

b₁—篦板上的篦孔直径(宽度)         mm。

d—细磨仓最小研磨体最小断面尺寸       mm。

筛板上筛孔的尺寸：

b₂＝(0.01～30)d₈₀ 见图5.c  mm。

b₂—筛孔直径(宽度)         mm。

d₈₀—进入研磨仓物料80％通过的筛孔尺寸        mm。

筛孔可加工成长孔也可加工成圆孔，圆孔直径与筛孔宽度相同。

传统的双隔仓由于结构和制造工艺上的限制，隔仓板上筛分细料的篦孔要加工到很小的尺寸是很难做到的，这样篦板只能控制物料的流量，而不能控制物料的粒度，这是传统磨机粉磨效率不能提高的主要原因。而本实用新型既要控制物料的流量，又要控制进入下一粉磨阶段物料的粒度，只有双向双隔仓才能有效地控制进入下一粉磨阶段物料的极限尺寸，控制物料的流速和流量。

细磨仓粉磨后的物料经双向双隔仓篦板1上的篦孔进入篦板1和筛板3之间形成的筛分室m，合格的物料经筛板3筛出后进入由筛板3和进口骨架5、骨架6间形成的排料室n，经扬料板7和卸料锥8将物料送入研磨仓。不合格的物料由篦板1后边的小扬料叶提升，经中心卸料器将不合格的物料送回细磨仓继续粉磨。

篦板1是用耐磨钢加工而成的，是保护筛板3不受钢球磨损，其上的篦孔是让物料顺利地进入筛分室，其背后的小扬料叶的作用是将筛分室不合格的物料及时送回细磨仓。

经双向双隔仓分离后的物料颗粒均齐，其颗粒尺寸与组成符合研磨仓工艺设计的要求。

为把进入研磨仓的细粉粉磨成要求的颗粒尺寸，必须严格选择研磨仓所用的研磨体规格尺寸和级配，以及出口装置。

研磨仓研磨体的尺寸按邦德公式进行选择。

本实用新型主要是控制水泥中3～32μ的颗粒所占比例，研磨体所用的尺寸为φ4～φ16的球，或φ4×4～φ16×16的锻，全部属于微型研磨体的范畴。

在研磨仓采用圆角方形螺旋分级衬板。该种衬板是由数块衬板组成，组装后在磨机横断面是四角为圆角的正方形，正方形的边长与圆角半径之比L/R＝3～6，L—正方形边长，R—圆角半径，圆角方形螺旋分级衬板见图6a。

相邻两圈衬板安装时互相错开一个角度使在圆角处形成一个断续的螺旋线，其螺旋角为β＝0～30。，见图6b，衬板展开图见图6d，衬板的螺旋方向，根据水泥要求的颗粒尺寸及级配，可安装与磨机的转向相同，也可以相反。

在衬板表面设计有可使研磨体分级的锥角，其锥角方向是向着进料方向，锥角角度α≤15。见图6c。

由于微型研磨体群的内磨擦阻力小，运动过程中流动性好，因此在研磨仓衬板的选择不仅要选择对研磨体提升能力要强，对物料研磨能力要好，研磨体要有一定的冲击力，还要考虑这种衬板能控制物料的流速及在研磨仓的停留时间。本实用新型为降低磨机负荷和水泥生产的电耗，提高研磨仓的粉磨效率，在研磨仓采用圆角方形螺旋分级衬板，工作断面为断续的螺旋线，可以使研磨体分级，也可以加快、减缓物料的流速，以调正水泥的颗粒组成，磨机衬板组成这样的工作断面以后，磨机有效半径缩小，由于磨机提升研磨体的提升半径减少，磨机的主电机负荷也随之降低。工业使用表明：磨机使用该种衬板可使磨机主电机负荷降低15～25％。在这样圆角方形的断面内，研磨体的运动轨迹与传统圆断面磨机研磨体的运动轨迹有了根本性的改变。

磨机转动时，每层研磨体的回转半径不断地发生变化，使同一层研磨体的降落高度，降落点跟着发生变化，研磨体呈脉冲式抛出、堆垛式降落，冲击和研磨交替进行，磨机每转一周，研磨体抛出四次，特别有利于脆性材料的粉磨。在磨机转动的过程中，球料的下降速度不同，球料的穿透和翻滚作用远高于普通衬板，有利于水泥的混合与分散。实际应用表明：在各种工况条件相同的情况下，磨机应用该种衬板生产的水泥中＜10μ的颗粒比其他磨机可以提高10％以上。为进一步提高粉磨效率保证大球磨大料，小球磨小料，在衬板表面设有可使研磨体分级锥角。

物料出口的流速是靠出口筛板上的筛孔尺寸和通料面积来控制的。

出口控流隔仓其有关参数如下：筛孔尺寸：

b＝(0.1～0.8)d 见图7.c  mm

b—出口筛板上的筛孔直径(宽度)       mm

d—研磨仓最小研磨体，最小断面尺寸   mm

出口筛板的通料面积：

F_T＝(1～80％)·F

F_T—出口筛板的有效通料面积       m²

F—研磨仓出口的有效断面积        m²

出口控流隔仓的作用：1、控制物料的排出速度(即控制物料在磨内的停留时间)；2、防止微型研磨体从磨机出口逸出；3、通风；4、卸料。

本实用新型有如下特点：

1、用本实用新型是一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，生产的水泥中参加水化反应形成强度的3～32μ的颗粒可以大幅度提高。生产实践表明：与相同规格的传统磨机相比，生产的水泥3～32μ的颗粒可以提高15～30％，且可以控制其比例，可用于生产高性能水泥和特种水泥，也可以用于生产超细矿渣粉和其他粉体材料。本实用新型生产的水泥颗粒组成趋于合理，用这种水泥制备的混凝土，其合易性、水灰比、流动性、抗渗性、耐久性都有显著提高。

2、本实用新型与同规格的传统磨机相比，在生产的水泥中3～32μ的颗粒大幅度提高的情况下，产量可以提高10～15％，如果要保持原来的颗粒组成，磨机产量最高可以提高33％。水泥各个期龄的强度可提高4～10个Mpa，特别是早期强度。

3、本实用新型生产的水泥中3～32μ的颗粒大幅度增加以后水泥熟料的强度得到充分发挥，可以大幅度利用工业废渣，生产实践表明：与相同规格的传统磨机相比，可以多利用5～25％的工业废渣。

4、本实用新型可大幅度降低主电机负荷，降低生产电耗。生产实践表明：与传统同规格磨机相比主电机负荷降低15～25％，单产电耗可节约20％以上。

5、用本实用新型制备粉体和水泥可以大幅度降低成本。

6、比传统磨机噪声(A)降低6～10分贝。

7、便于推广应用。本实用新型适用于各类管(球)磨机，既可用于旧磨改造，也可用于新磨设计，既可用于开流磨，也可用于圈流磨。

8、用本实用新型生产的水泥单位能耗生产的水泥强度处于领先水平，是一种可持续发展绿色环保设备。

Claims (7)

1、一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，在磨机筒体中是由装有阶梯衬板的入口粗磨仓，装有阶梯沟槽衬板的细磨仓，装有圆角方形螺旋分级衬板的研磨仓及等效单隔仓，双向双隔仓，出口控流隔仓，大球、小球、微型球或微型锻组成，其特征是：在入口粗磨仓装有阶梯衬板，在细磨仓装有阶梯沟槽衬板，在出口研磨仓装有圆角方形螺旋分级衬板，在粗磨仓和细磨仓之间装有等效单隔仓，在细磨仓和研磨仓之间装有双向双隔仓，在磨机出口装有出口控流隔仓，粗磨仓装大球，细磨仓装小球，研磨仓装微型球或微型锻。

2、根据权利要求1所述之一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，其特征是：粗磨仓的阶梯衬板，表面为螺线，提升能力系数

$f=\frac{h_2-h_1}{L}>0.1$ f-阶梯衬板的提升能力系数

h₂-阶梯衬板高端尺寸    mm      h₁-阶梯衬板低端尺寸    mm

L-阶梯衬板从高端到低端的直线长度    mm。

3、根据权利要求1所述之一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，其特征是：等效单隔仓是由篦板、联接环、中心筛板、螺栓构成，篦板与磨机筒体用螺栓相联连，篦板和联接环用螺栓联成一个整体，在联接环的中空部分装有中心筛板，其篦板上篦孔宽度应保持同一尺寸。

篦孔的尺寸：

b＝(0.1～60)d₈₀      b-蓖孔的直径(宽度)      mm

d₈₀-进入细磨仓80％的物料通过的筛孔尺寸       mm。

4、根据权利要求1所述之一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，其特征是：细磨仓的阶梯沟槽衬板，表面为螺线，提升能力系数

$f=\frac{h_2-h_1}{L}>0.05$ f-阶梯沟槽衬板的提升能力系数

h₂-衬板高端尺寸    mm      h₁-衬板低端尺寸    mm

L-衬板从高端到低端的直线长度         mm

衬板上的沟槽尺寸：

d＝d_平均

d-衬板横断面沟槽上圆的直径        mm

d_平均-细磨仓的平均球径            mm

沟槽深度：

$\mathrm{\δ}=\frac{d}{4}$      δ-沟槽深度          mm

d-衬板横断面沟槽上圆的直径     mm。

5、根据权利要求1所述之一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，其特征是：双向双隔仓是由背面带扬料叶的篦板、筛板、中心筛板、进口骨架、骨架、扬料板、联接架、盲板、卸料锥、中心卸料器、衬环、螺栓组成，联接架与磨机筒体d用螺栓固定，进口骨架与骨架分别用螺栓固定在联接架两侧，形成排料室，中部固定有数块扬料板，筛板固定在进口骨架上，篦板装在筛板前部形成筛分室，通过螺栓与进口骨架、骨架和盲板联接在一起，中心筛板装在进口骨架的中部，前部装有中心回料器，背面装有卸料锥，在筛分室的下部装有衬环，篦板上的篦孔尺寸应符合如下尺寸：

b₁＝(0.1～0.9)d         mm

b₁-篦板上的篦孔直径(宽度)           mm

d-细磨仓研磨体最小断面尺寸           mm

筛板筛孔的尺寸应符合如下尺寸：

b₂＝(0.01～30)d₈₀    mm      b₂-筛孔直径(宽度)      mm

d₈₀-进入研磨仓物料80％通过的筛孔尺寸          mm。

6、根据权利要求1所述之一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，其特征是：在研磨仓所用的圆角方形螺旋分级衬板，是由数块衬板组成，组装后在磨机的横断面是四角为圆角的正方形，其正方形的边长L与圆角半径R之比L/R＝3～6，相邻衬板错开一个角度，形成一个断续的螺旋线其螺旋角为0～30°，螺旋的方向可与磨机相反，也可相同，衬板表面设有对研磨体分级的锥角，其方向向着入料端，锥角α≤15°。

7、根据权利要求1所述之一种高效节能可以控制水泥颗粒组成的磨机，其特征是：出口控流隔仓是由出口卸料扬料板、出口卸料锥、出口骨架、出口筛板、中心筛板、联接环、压板、联接螺栓、衬环组成，出口控流隔仓是用螺栓把出口骨架固定在出口端盖e上，在出口骨架后面出口端盖之间装有出口卸料扬料板，中部装有出口卸料锥，出口骨架靠研磨体一面装有出口筛板和中心筛板，中心筛板靠联接环和螺栓与出口卸料锥联接在一起，在每块筛板之间安装有压板，用螺栓将其固定在出口骨架上，压住出口筛板，衬环装在衬板与出口控流隔仓之缝隙中，其有关参数控制在如下范围：

筛孔尺寸：

b＝(0.1～0.8)·d                        mm

b-出口筛板上的筛孔直径(宽度)            mm

d-研磨仓最小研磨体最小断面尺寸          mm

出口筛板的通料面积：

F_T＝(1～80)％·F

F_T-出口筛板的有效通料面积               m²

F-研磨仓出口的有效断面积                 m²。

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