TW201501800A - 用於硏磨需研磨之材料的方法與直立式硏磨機 - Google Patents

Abstract

本發明主張一種用於研磨需研磨之材料之直立式研磨機及用於此目的之方法，其中該直立式研磨機具有一研磨台及一或多個研磨滾子。本發明提供一具有葉片環之環形管道，其用於在該研磨台周圍上升之輸送氣流。一環形間隙距離存在於一向下突出的超大材料錐與該等研磨滾子之上部區域之間，經由該環形間隙距離，精細顆粒之一部分亦以再循環方式饋送回至該研磨台。 為了克服此缺點，在該間隙距離之區域中提供自內向外流動的一障壁氣流，藉此可防止特定大小的研磨顆粒之再循環。

Description

用於研磨需研磨之材料的方法與直立式研磨機

本發明係關於根據申請專利範圍第8項之序言的一種用於在直立式研磨機中研磨需研磨之材料的方法以及根據申請專利範圍第1項之序言的一種直立式研磨機。

根據申請專利範圍第1項之序言的直立式研磨機例如已自EP 1 675 683 B1獲知，且圖3中示意性地展示其重要構件。

此種直立式研磨機具有一旋轉研磨台3，在該研磨台上提供有研磨滾子4或研磨輥，用來搗碎及研磨需研磨之材料，該材料係例如作為水泥熟料或原煤被饋送至研磨盤3之中心區域。

取決於饋送至研磨盤3之需研磨之材料類型，存在自底部向上通過直立式研磨機30的主氣流14，該主氣流通常為研磨-乾燥製程中之熱氣流。自底部吹入的充當輸送及乾燥氣體之熱氣體在圍繞具有葉片環之研磨盤3成圓形佈置的環形管道中饋送通過研磨機外殼11之限制範圍，向上廣泛進入用於已研磨顆粒之垂直輸送流中。

向上饋送之顆粒在上部區域中藉助於分類器9加以分類，該分類器有效地設計成動態的旋轉分類器。該分類器所拒絕的需研磨之材料之較大顆粒係由佈置於下方的超大材料錐6饋送回至研磨台3上以便進一 步研磨。

由於超大材料錐6之形式以及研磨滾子4或研磨輥之佈置，自由環形間隙21形成於超大材料錐之下部區域中，位於超大材料錐之下部區域與研磨滾子4之上部區域之間。

另一方面，在直立式研磨機之此設計中，研磨滾子4與直立式研磨機30之外殼11之間的空間中之空間體積有所加寬。超大材料錐之形式亦造成此情形，以使得因氣流32經由具有葉片環之環形管道離開而在此加寬的空間中產生壓降。由於該壓降，經由氣流32上升之精細顆粒在再循環流33中傳遞至環形間隙21中，且經由滾子再次饋送回至研磨台及研磨製程。

研磨滾子周圍之此再循環及回流效應隨著研磨機大小增加而增加，且尤其隨著研磨盤3之直徑增加而增加。

然而，此流動模式引起直立式研磨機的操作輸出之明顯減少，因為小的精細顆粒(由於其較低質量)首先隨著壓降或分別隨著氣體吸入進入環形間隙21。以此方式吸入至環形間隙21中的需研磨之材料的小顆粒不僅構成直立式研磨機之研磨材料迴路上不必要的負擔且因而增加所產生之壓力損失，而且亦損害研磨台上研磨床的合併性質及負載性質，從而導致發生振動的趨勢有所增加。

因為此問題及相關聯的缺點隨著直立式研磨機之大小增加而不斷增長(展示為以下形式：直立式研磨機內之高壓力損失、研磨滾子之高操作振動，以及直立式研磨機之操作效率的因此減少)，所以必須克服此等問題。

本發明之目標為設計一種通用直立式研磨機，以使得尤其藉由避免精細顆粒之再循環而達成操作效率之改良，藉此亦可在對應方法中實行此改良。

根據本發明，此目標係藉助於申請專利範圍第1項之特徵部分的特徵在一種通用直立式研磨機中解決，以及藉助於申請專利範圍第8項之特徵使用一種方法解決。

本發明之核心概念可被視為在超大材料錐之下部區域中提供一用於障壁氣流之饋送單元，該障壁氣流之流動方向係自內向外且使精細顆粒遠離介於超大材料錐之出口與研磨滾子之上部區域之間的環形間隙，且因而避免此等精細顆粒的再循環。

本發明之補充核心概念在於，使直立式研磨機中的研磨-乾燥操作總共所需要的輸送及乾燥氣流的一部分在進入具有葉片環之環形管道之前分叉，該分叉係在研磨盤下方，且改為將此部分氣流引入至研磨滾子上方，位於超大材料錐之出口的高度，作為自直立式研磨機內至直立式研磨機外的部分氣流或障壁氣流。

有效地實現此障壁氣流，使其均勻分佈於環形間隙距離之區域中，因而覆蓋360°區域。就結構而言，此可藉助於在超大材料錐之下部區域的外側之環形管道或環形線路來達成。

亦可有效地吹入該障壁氣流，使其就體積而言分佈於數個扇區中，因而覆蓋360°區域，其方式使得在精細顆粒的出現有所增加之區域中提供更強之障壁氣流。

根據本發明之直立式研磨機的有利的進一步發展係在申請專利範圍附屬項第2至7項中指示，且就方法而言，係在申請專利範圍第9至12項中結合描述加以指示。

用於障壁氣流之饋送單元在超大材料錐之下部區域上就流動而言有利地設計為圍繞該超大材料錐之氣體管道，其方式使得流動方向向外的障壁氣流產生饋送至環形間隙距離的精細顆粒之分道，並且使此等精細顆粒偏轉至上升的輸送及乾燥氣流中。

因而在超大材料錐與研磨滾子之間的環形間隙距離上實現氣動障壁。

直立式研磨機之操作效率因此在正確輸出精細顆粒與為此所需要的直立式研磨機的總能量之間的關係方面獲改良。

在另一替代方案中，該氣體管道係由複數個周圍環形管道區段在超大材料錐之下部區域中實現。

此促進障壁氣體在超大材料錐之圓周周圍以大致相同之壓力流入。另一方面，就流動而言，促進輸送及乾燥氣體在超大材料錐之外部錐體表面上更好地上升至個別環形管道區段之間的保持自由之距離中。

亦藉由一用於障壁氣流之旁通線路達成進一步改良，該旁通線路係自直立式研磨機之用於輸送及乾燥氣體的主供應線路分叉出來。經由具有葉片環之環形管道所饋送之氣體體積因此減小。此隨後在研磨滾子之外部區域與直立式研磨機之外殼之間的加寬之流動空間中引起較低壓力且相應地引起較低壓力損失。

在直立式研磨機中不需要熱氣作為乾燥氣體之情況下，障壁 氣流亦可作為單獨氣流，尤其作為環境空氣或新鮮空氣，引入至對應的饋送單元中。

因此亦可能減小經由研磨台周圍之環形管道上升的輸送氣體體積。

在研磨滾子上方經由噴嘴或經由直立式研磨機之外殼的內側上所提供之環形管道的逐點式冷卻氣體單獨供應確實係已知的。冷卻氣體之流動方向因此係自外向內定向，且僅用於冷卻及降低已研磨顆粒之溫度，例如水泥熟料之研磨中的上升精細顆粒之溫度。

根據本發明，自內向外定向的障壁氣流有利地具備一垂直流動分量。以此方式，產生就流動而言有利的過渡以及垂直上升之輸送氣流。

在研磨滾子位置及超大材料錐之外部輪廓的另一替代方案中，超大材料錐亦可具有圓柱形式，尤其在下部區域中，該圓柱形式延伸至相對置的、廣泛垂直定向的研磨滾子之自由空間中。在此構型中，圍繞超大材料錐及研磨滾子的向外朝向直立式研磨機之外殼的內壁之空間體積得以廣泛均等化。因此，可減少此區域中之壓力損失以及精細顆粒至環形間隙距離中的再循環。

就方法而言，本發明之目標係由申請專利範圍第8項之特徵達成。因此在超大材料錐之下部區域中產生流動方向係自內向外進入及/或越過環形間隙距離的障壁氣流，以防止精細顆粒流入及再循環至該間隙距離中。

因此有利地經由一旁通線路使障壁氣流分叉出來，而作為針對直立式研磨機產生的用於輸送及乾燥氣體的主氣流之一部分，藉此尤其 在研磨台下方實現此情形。

當引入具有垂直流動分量之障壁氣流時，上升之輸送及/或乾燥氣流因此就體積而言增加，藉此改良已研磨顆粒之氣動運送。

當可調節障壁氣流之體積及/或溫度且尤其根據所需精細顆粒來實現此調節時，達成又一優勢。

整體來看，經由本發明達成若干改良之效果。

在再循環之範疇內，精細顆粒不再饋送回至研磨台且因此不再饋送回至研磨床，而是改為抵達分類器。研磨床之組成物因此受到正面地影響且振動趨勢減小。

直立式研磨機內材料迴路中之成品材料或精細顆粒的比例減小，從而在直立式研磨機中引起氣動輸送的整體解除負擔，且因此增加產量並減少壓力損失。

具有葉片環之環形管道中的氣體速度依照在旁路中分叉的障壁氣流之比例減小，藉此大大減少壓力損失。

葉片環中降低的氣體速度促進具有受控不良品產出的直立式研磨機之操作。此又減少直立式研磨機中的壓力損失，因為超大研磨顆粒隨後不再需要氣動再循環，而是改為可在例如鬥式運送機之外部機械迴路中再循環。

因此，整體而言達成操作輸出及操作效率的改良。

本發明可因此在所有構造類型之直立式研磨機中使用，其中滾子上方存在用於輸送及乾燥氣流的橫截面加寬，因為精細顆粒之再循環問題尤其存在於此區域中。

將藉由參看示意性實例更為詳細地解釋本發明。在圖式中：圖1以高度示意性表示來展示穿過根據本發明之具有旁通線路及向外的障壁氣流的直立式研磨機的垂直截面；圖2展示根據圖1之具有障壁氣流的直立式研磨機，該障壁氣流具有垂直分量；以及圖3以示意性垂直截面展示根據先前技術之直立式研磨機，其中重要構件對應於圖1，但其中用於精細顆粒之再循環流係在研磨滾子與超大材料錐之間的環形間隙中，該再循環流有問題且需避免。

圖1至圖3用相同參考符號來展示直立式研磨機1及30之重合的構件。此亦適用於氣流，只要該等氣流係重合的。

圖1、圖2及圖3中所示的直立式研磨機就重要構件而言具有相同結構，該等重要構件諸如研磨台3、研磨滾子4、佈置在上方的超大材料錐6及分類器9，以及周圍的研磨機外殼11。

向上導向之精細顆粒的有問題的再循環流33(圖3)及其向內偏轉進入環形間隙21(亦由研磨機外殼11與超大材料錐6之外部輪廓之間的流動區域中的壓降引起)係經由根據圖1及圖2的解決方案以某種方式克服，該方式就構造及方法而言係簡單的。

在根據圖1之直立式研磨機1的實例中，經由旁通線路17使部分流自主氣流14分叉。

在直立式研磨機中所執行的研磨製程為例如用於潮濕原煤 之研磨-乾燥製程的情況下，在熱氣體產生器中產生熱氣體且將其作為主氣流14在研磨台3下方饋送至直立式研磨機1。部分氣流經由旁通線路17之分叉因此在研磨台3下方或研磨機外殼11之外發生。此係經由箭頭15示意性地表示為經過具有葉片環之環形管道5的氣流。

此氣流15輸送已在研磨滾子4與研磨台3之間研磨的研磨顆粒且將其廣泛地垂直向上地向外饋送至環形管道5之區域中。此氣動輸送功能特別依賴於輸送及乾燥氣體的流速及流量。

同樣在根據圖1及圖2的實例中，超大材料錐6之下部區域與研磨滾子4之上部區域之間存在環形間隙21，經由該環形間隙21，已經過度研磨之材料可落回至研磨台3上或被再循環。

然而，就氣流15中上升的精細顆粒而言，此受到超大材料錐6之下部區域中產生的自內向外的障壁氣流22阻止，從而保護環形間隙21以防精細顆粒進入此區域中。

此障壁氣流22已作為旁通流16自主氣流14分叉，且經由旁通線路17及饋送單元18引入至圍繞超大材料錐6的環形管道19中，且在環形管道19之整個周邊周圍作為障壁氣流22吹入，其中流動方向係自內向外進入用於輸送流24的自由空間中。

旁通線路17因此在研磨滾子4上方在短路徑上大致水平地穿過研磨機外殼11導向至超大材料錐6之外部表面，且在所示實例中，經由在超大材料錐6上之短的伸展向下導向至環形管道19。

旁通流16可在圍繞該環形管道19的方向上流過環形管道19。

為了在四周為流出之障壁氣流22創造大致相同之壓力條件，環形管道19亦可具有例如兩個180°區段，經由該兩個區段在相反方向上產氣流。

亦可能提供複數個旁通線路，該等旁通線路彼此之間具有相同的角距離。例如，分別偏移120°的三個旁通線路17可在流動方面連接至三個環形管道區段19中之一相應區段。

圖1中之障壁氣流22封鎖位於上部、內部區域中之環形間隙21以防精細顆粒之滲透。障壁氣流進一步向外向上偏轉至垂直輸送流24中，以使得具有更大體積之向上流可用於已研磨之顆粒。

可取決於來自環形管道19的輸出體積、輸出速度及輸出角來以某種方式控制障壁氣流22，以使得特定粒度的精細顆粒之再循環受到阻止且與垂直輸送流24一起向上饋送至分類器9。

因此，應設置障壁氣流22，以使得已過度研磨但較粗的研磨材料顆粒經由環形間隙21再循環回至研磨台3。將旁通流分叉作為障壁氣流來防止經由環形間隙21的特定顆粒大小之再循環與所需之精細顆粒輸出相比最終引起直立式研磨機中的能量平衡之改良。

除障壁氣流25以外，根據圖2之實例對應於根據圖1之示範性實施例。

在圖2中，除了向外定向之流動分量之外，經由環形管道19離開之障壁氣流25在環形間隙21上方亦具有垂直流動分量。

此情形一方面允許阻止特定粒度之精細顆粒進入環形間隙21中，且另一方面允許就流動而言有利的與上升輸送流24之聯合流，以使 得達成輸送流24之體積的均化但亦達成輸送流24之體積的加強。向上離開分類器之流體流26為精細顆粒/氣體混合物，在上游氣旋及/或過濾器中自該混合物中分離出精細顆粒。

根據本發明之裝置以及根據本發明之方法可因此產生相對簡單之可能性，即能夠藉由阻止特定顆粒大小之再循環來達成此種直立式研磨機的更為有效的操作。

Claims (12)

1. 一種用於研磨需研磨之材料之直立式研磨機(1)，其具有一研磨台(3)以及經佈置以便在該研磨台(3)上旋轉之複數個研磨輥(4)或研磨滾子(4)，圍繞該研磨台(3)之一環形管道(5)，其用來引入一上升的輸送及/或乾燥氣流(15)，一超大材料錐(6)，其大致在該等研磨輥或研磨滾子(4)上方相對於該研磨台(3)佈置在中央且向下漸縮，以便粗的超大顆粒再循環至該研磨台(3)上，以及一大致環形的間隙距離(21)，其介於該超大材料錐(6)之下部出口區域與該等研磨輥或研磨滾子(4)之上部區域之間，尤其用來執行根據申請專利範圍第8項之方法，其特徵在於用於流動方向向外的一氣流(22)的一饋送單元(18)係提供在該超大材料錐(6)之該下部區域中，用來使饋送至該環形間隙距離(21)的精細顆粒偏轉至該上升的輸送及/或乾燥氣流(15、24)中。
2. 根據申請專利範圍第1項之直立式研磨機，其特徵在於該饋送單元(18)係設計為圍繞該超大材料錐(6)之該下部區域的一氣體管道(19)。
3. 根據申請專利範圍第2項之直立式研磨機，其特徵在於 該氣體管道作為一環形管道(19)圍繞該超大材料錐之該下部區域或使用複數個環形管道區段圍繞該超大材料錐之該下部區域。
4. 根據申請專利範圍第1至3項中之一項之直立式研磨機，其特徵在於該饋送單元(18)之該氣體管道(19)係提供用於尤其用作一障壁氣流(22)的氣流，來作為該直立式研磨機(1)之該主供應線路(14)的一旁通線路(17)，該主供應線路(14)係用於輸送及/或乾燥氣體(15、24)。
5. 根據申請專利範圍第1至3項中之一項之直立式研磨機，其特徵在於該障壁氣流(22)係單獨饋送至該輸送及/或乾燥氣流(15、24)，尤其作為一環境空氣或新鮮空氣。
6. 根據申請專利範圍第1至5項中之一項之直立式研磨機，其特徵在於該障壁氣流(22)具有自內向外定向的一垂直流動分量(25)。
7. 根據申請專利範圍第1至6項中之一項之直立式研磨機，其特徵在於該直立式研磨機(1)中的空間體積(27)經均等化用於在該等研磨輥之區域中上升的該輸送及/或乾燥氣流(15、25)，分別為研磨滾子(4)及該超大材料錐(6)。
8. 一種用於在一直立式研磨機(1)中研磨需研磨之材料之方法，該研磨機具有一研磨台(3)以及經佈置成可在該研磨台(3)上旋轉的至少一個研磨輥或研磨滾子(4)， 其中經由圍繞該研磨台(3)之一環形管道(5)引入一上升之輸送及/或乾燥氣流(15)，該環形管道尤其係具有葉片環之一環形管道，其中經由一超大材料錐(6)將粗的超大材料饋送回至該研磨台，該超大材料錐(6)大致在該等研磨輥或研磨滾子(4)上方相對於該研磨台(3)佈置在中央且向下漸縮，其中在該超大材料錐(6)之下部出口區域與該等研磨輥或研磨滾子(4)之上部區域之間形成一大致環形的間隙距離(21)，其特徵在於在該超大材料錐(6)之下部區域中饋送一障壁氣流(22)，其中流動方向係自內向外進入及/或經由該環形間隙距離(21)，尤其以防精細顆粒流入及再循環至該間隙距離(21)中。
9. 根據申請專利範圍第8項之方法，其特徵在於該障壁氣流(22)經分叉作為針對該直立式研磨機(1)產生的用於輸送及/或乾燥氣體(15、24)的主氣流(14)之一部分，尤其係在該研磨台(3)下方。
10. 根據申請專利範圍第8項之方法，其特徵在於該障壁氣流(22)係作為一外部氣流饋送，尤其係作為環境空氣或新鮮空氣。
11. 根據申請專利範圍第8或9項中之一項之方法，其特徵在於 作為一部分氣流(16)饋送之該障壁氣流(25)係與一垂直流動分量一起吹入以及因此該上升之輸送及/或乾燥氣流(15、24)就體積而言加強。
12. 根據申請專利範圍第8至11項中之一項之方法，其特徵在於該障壁氣流(22、25)之體積及/或溫度獲調節，尤其根據所需精細顆粒(26)而調節。