粉磨设备及其选型

粉磨设备及其选型

建平

摘要：简述立式磨优点和一般工艺流程；以某水泥厂选择LM38.4立式磨作为生料磨为例，对生料磨的选型进行了计算。

关键词：立磨；选型计算

1 立式磨

辊压机、立磨、筒辊磨、环辊磨等粉磨系统，它们虽然是粉磨速度、粉磨强度以物料粒度分布范围等工艺参数不同形式的粉磨系统(见表1-1)，但共同的宗旨在于节能、降耗、环保。

表1-1 几种料层挤压粉碎设备的主要工艺参数比较

比较项目辊压机立磨筒辊磨

粉磨强度(Mpa) 150~250 20 80

物料被粉磨次数(次/min) 1 2~3 4~8

磨辊线速度(m/s) 1~2 10~12 5~6

最大物料粒度(mm) 25 60 60

物料切入角(°) 6 12 18

粉磨料层厚度(mm) 20~30 25~40 50~70

物料循环负荷(%) 500~600 100~200 700~900

单机最大产量(t/h) 160 220 300

系统单位电耗(KWh/t) 27 28 25

相对电耗(%) 75 75 70

相对投资(%) 120 125 115

其中立式磨作为生料粉磨系统的优选设备，同时具有细碎、烘干、粉磨、选粉、输送等多种功能。因此，在现今大多数是新型干法的生产线上采用的都是立磨。

立式辊磨机的主要优点为:通风烘干能力强、节约破碎机电耗、操作运转中的噪音很小、对各种性能原料的适应性强、适应水泥装备大型化配套、集中碎、粉磨、烘干、选粉与气力输送等五项单元操作于一体等等。从以上优点可以看出，立式辊磨能有效地解决当前粉磨工艺存在的主要问题。

图1-1 LM38.4立式辊磨系统工艺流程图

立磨可以单独操作运行，也可以作为预粉磨设备使后续磨机大幅度增产节能。那么综合考虑粉磨能力、烘干能力、能耗、喂料粒度等，根据水泥厂实际情况进行选型就显得异常重要。

本文以某日产4000吨熟料的水泥厂选择LM38.4立式磨作为生料磨为例进行相关选型计算。

2 磨机选型相关计算

2.1 磨机生产能力

2.1.1粉磨能力

生料辊磨是烘干兼粉磨的磨机，其能力由粉磨能力和烘干能力中较低的能力确定。其中粉磨能力决定于物料的易磨性、辊压和磨机规格的大小。在物料相同、辊压一定的情况下，磨机的产量和物料的受压面积与磨辊的尺寸有关，每一次辊碾压的物料量正比于磨辊的宽度B、料层厚度h和磨盘的线速度V。磨辊的宽度B和料层厚度h在一定的范围内均与磨盘直径D成正比，线速度V与D0.5成正比，因此可以得出辊磨的粉磨能力公式：

G=K1D2.5

式中：G为辊磨的粉磨能力，t/h；

D为磨盘直径，m。

K 1为系数，与辊磨形式、选用压力、被研磨物料的性能有关。各种磨机的工艺参数不同，其K 1也不同。一般LM 型辊磨K 1取9.6，D 取磨盘碾磨区外径；而MPS 型辊磨K 1取6.6，D 取磨盘碾磨区中径。

根据所要求的小时产量，选择磨盘的直径为3.8m 。

此时：G=9.6×3.82.5=270.2 t/h ，可以满足所要求的小时产量，为留有余地，磨机标定生产能力为265t/h 是安全的。 2.1.2烘干能力

G d =K d D 2.5

式中 ：G d 为辊磨的烘干能力，t/h ； D 为磨盘公称直径，m ；

K d 为系数，与物料水分热风量与热风温度有关。参考TRM 辊磨取K d

＝10。

所以G d =10×3.82.5=281.5t/h 。 2.2 磨盘转速

辊式磨的磨盘转速决定了物料在磨盘上运动速度和停留时间，它必须与物料的粉磨速度相平衡。粉磨速度决定于辊压、辊子数量、规格、盘径、转速、料床厚度、风速等因素。不同形式的辊磨因其磨务和磨辊的结构形式不同，其他工艺参数不同，物料在磨盘上的运行轨迹也不相同，要求的磨盘转速也就不尽相同。但是对于同一形式，不同规格的辊磨，要求质量为m 物料颗粒受到的离心力是相同的，经过一系列换算可得下式：

n=K 2×D -0.5

式中：n 为磨盘转速，r/min;

K 2为系数; D 为磨盘直径，m 。

不同磨机的K 2值大约为：LM 莱歇型辊磨K 2=58.5，MPS 型辊磨K 2=45.8，Atox 型辊磨K 2=56，这里LM 莱歇型辊磨取58.5。

所以 n=58.5×3.8-0.5 = 30 r/min 。 2.3磨机功率与辊压

(1)辊压

K T =

R F

D B

式中：K T —单位磨辊投影面积的辊压

R D 、B —分别为磨辊平均直径和宽度，D R =1.80m ，B=0.710m

F —单辊压力，KN 与液压有对应关系，L=0.08m

液压系统：P 最大MPa S=BL=0.71×0.08=0.057m 2 F=PS=12000×0.057=681.6 KN

K T =R F

D B =681.61.80.71

⨯=533.33 KN/m 2

满足生料磨的K T < 800KN/m 2 (2)功率

N 0=mFu πD m n/60

式中：m —辊子个数； F —单辊压力；

u —钢与物料摩擦系数，该值与磨盘、磨辊形状以及物料性能有关，u=0.25；

D m —磨盘回转轨迹直径， D m =3.8×0.6=2.3m 。

N 0=mFu πD m n/60=3.8×681.6×0.25×3.14×2.3×30/60=2338.20kw 。 配有电机功率选用：2400kw 。 2.4 辊磨通风

辊式磨的通风量一是为生料烘干需要，二是输送成品物料所需。取两者中用风量大的来选型风机。按照辊磨系统物料外循环量的大小，可以将辊磨分为风扫式、半风扫式和机械提升式。风扫式辊磨无外循环装置，即外循环量等于零，物料靠通过磨机的气体被提升到辊磨上部的选粉机进行选粉，用风量大，内循环量也大；半风扫式有一定的粗料进行外循环即通过外部的机械输送装置送回到磨内，用风量要小一些；机械提升式主要指用作预粉磨的辊磨，因其内部不带选粉机，出磨物料全靠机械装置送到外部选项粉机或下一级粉磨设备中，仅有少量的机械密封用风和收尘用风。对前两种辊磨的通风量可通过出磨废气含尘尝试来计算。

(1)烘干用风:

Qa=

G

C

K f 式中：Qa ——风扫式及半风扫式辊磨系统通风量，m 3/h ；

C ———料气比，kg/m 3，C 值根据供热方式、选粉装置型式、原料、

水分不同而有差别。一般生料取0.5～0.70 g/m 3；这里取为0.7；

G ——磨机产量，265t/h ；