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鵬飛球磨機(jī):管磨機(jī)粉磨物料適宜水份含量及相關(guān)因素
2011-11-3 8:00:49
目前管磨機(jī)粉磨系統(tǒng)基本上都是干法磨,磨內(nèi)物料水份含量對(duì)粉內(nèi)工況和粉磨效率都有很大影響。如何正確處理入磨物料的水份問題,是各粉體制造公司經(jīng)常碰到的難題。我們?cè)趯?shí)際工作中積累的一些經(jīng)驗(yàn),或許對(duì)解決該問題有所裨益。

  1 水份含量與糊磨的關(guān)系

  津巴布韋Pacstar水泥公司有一臺(tái)Φ2.2×7.0m開流水泥磨,它第一倉經(jīng)常飽磨,打開磨門觀察,我們發(fā)現(xiàn)物料在隔倉板篦孔內(nèi)結(jié)塊,篦孔堵塞,鋼球、襯板表面包裹嚴(yán)重。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn),入磨物料平均水份含量高達(dá)5~6%,我們它是磨機(jī)糊磨的主要原因。為了探求物料水份含量與糊磨的關(guān)系,該公司一起用Φ500×500mm球磨機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)用研磨體級(jí)配為: 球: Φ50 30kg; Φ40 25kg; Φ30 16.5kg 段: Φ20 15kg; Φ16 13kg; Φ12 10.5kg 試驗(yàn)物料及其配比與實(shí)際生產(chǎn)相同,熟料為津巴布韋華津水泥廠濕法窯熟料,礦渣取自津巴布韋鋼鐵公司,物料配比為:熟料:礦渣:石膏=61.7 : 36.2 : 2.1。粉磨30分鐘后,得到如下結(jié)果:

綜合水份
結(jié)果
1.0%
球、段、襯板皆不糊,磨內(nèi)光潔如洗
2.0%
球、襯板輕度糊、段不糊
2.5%
球、襯板嚴(yán)重糊、段輕度糊
3.0%
球、襯板、段嚴(yán)重糊
5.0%
球、襯板、段嚴(yán)重糊,結(jié)塊嚴(yán)重可見
  隨著物料水份含量提高,糊磨現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,同時(shí)可見鋼段較之于球與襯板,有較好的抗糊性。 Pacstar公司在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn),如果物料水份超過2.8%,會(huì)發(fā)生糊球、糊襯板和隔倉板篦孔堵塞現(xiàn)象。但水份在2.5%時(shí),磨機(jī)并未發(fā)生這些糊磨現(xiàn)象。這與上述小磨試驗(yàn)結(jié)果有所不同,可能是因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)時(shí)磨機(jī)有良好的通風(fēng),并且物料在磨內(nèi)停留時(shí)間較短,使得糊磨難以發(fā)生。

  2  水份含量過低的影響

  Pacstar公司在生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn),入磨水份小于1.5%時(shí),產(chǎn)品比表面積由350㎡/㎏降至310㎡/㎏,其7天、28天齡期的抗壓、抗折強(qiáng)度也有所下降。我們?cè)趪鴥?nèi)的一些粉體公司,也經(jīng)常碰到類似的情況。如天津環(huán)津建材公司,有一臺(tái)Φ3.0×13m開流管磨機(jī),粉磨100%礦渣粉,入磨礦渣水份一般控制在1.5~1.8%,臺(tái)時(shí)產(chǎn)量達(dá)到21t/h,比表面積420㎡/㎏,但當(dāng)入磨物料水份降到1.0%以下時(shí),比表面積會(huì)降到380㎡/㎏以下。還有江蘇某礦粉公司,有時(shí)因?yàn)榈V渣烘得太干,產(chǎn)品比表面積難以達(dá)到400㎡/㎏以上的要求,但此時(shí)只要在入磨物料上噴灑適量水份,問題就迎刃而解。總之,水可以提高管磨機(jī)粉磨效率,這是什么緣故呢?原來,一般SiO2或其它硅酸鹽材料,其表面斷裂的Si-O-Si鍵和未斷裂的Si-O-Si鍵都可以和水蒸氣實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸附,形成帶OH-基團(tuán)的表面吸附層,隨后再通過OH-層上的氫鍵吸附水分子。吸附膜的形成降低了粉體的表面自由焓,使之較難結(jié)團(tuán)成球,較難粘附于襯板和研磨體上。其次吸附膜還顯著降低材料的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)Griffith的玻璃斷裂理論,材料實(shí)際斷裂強(qiáng)度R與表面自由焓α的關(guān)系:

  式中E為彈性模量,C為微裂紋長(zhǎng)度。
  由于吸附膜使固體表面微裂紋內(nèi)壁的表面能降低,其斷裂強(qiáng)度大隔下降。例如普通鈉鈣硅酸鹽玻璃在真空中的強(qiáng)度為25000磅/英寸2,而在飽和水蒸氣中僅為12000磅/英寸2。所以水可以提高粉磨效率。

  3 影響最佳水分含量的相關(guān)因素

  入磨物料水份無論過高或偏低,都會(huì)對(duì)管磨機(jī)的生產(chǎn)帶來不良影響,即存在一個(gè)最佳的水份含量。它的范圍與具體的磨機(jī)、物料、粉磨工藝等密切相關(guān),在長(zhǎng)期的工作中,我們總結(jié)了如下一些規(guī)律:

 、 物料流動(dòng)性越好,越不易糊磨。例如在礦渣中摻5%的粉煤灰,物料流動(dòng)性大大提高,其入磨物料適宜水份也可相對(duì)提高;

  ⑵ 存放時(shí)間過長(zhǎng)的物料特別易于糊磨。我們?cè)诮虬筒柬f遇到一種礦渣,存放時(shí)間達(dá)10年之久,即使物料經(jīng)強(qiáng)力烘干,達(dá)到0.8%以下,也容易糊磨;

 、 隔倉板篦孔越小,越易堵塞,從而導(dǎo)致糊磨。擴(kuò)大篦孔可以提高入磨物料適宜水份含量; ⑷ 磨內(nèi)風(fēng)量越大,風(fēng)速越高,入磨物料適宜水份可越高;

 、 磨內(nèi)溫度越高,入磨物料水份含量也可越高;

 、射摱屋^之于鋼球、細(xì)磨倉較之于粗磨倉,難以糊磨。

   總之,入磨物料的適宜水份含量并非一成不變的,可以通過對(duì)以上各項(xiàng)的優(yōu)化而加以提高,從而提高烘干設(shè)備和粉磨設(shè)備的效率。

  4 結(jié)論

  水份含量過高,會(huì)導(dǎo)致磨機(jī)糊磨,水份含量過低,不但降低烘干機(jī)產(chǎn)量,增加煤耗,而且降低管磨機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量。水份含量存在一個(gè)最佳的范圍,這個(gè)范圍與管磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工藝條件,與實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的外部環(huán)境密切相關(guān)。各個(gè)工廠應(yīng)根據(jù)具體條件,尋找最佳值,并在磨機(jī)工藝設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮物料流動(dòng)、通風(fēng)、研磨體等對(duì)水份要求的影響。

R=(2Eα/πC)0.5

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