輥壓機,立磨,筒輥磨,環(huán)輥磨等粉磨系統(tǒng),它們雖然是粉磨速度,粉磨強度以物料粒度分布范圍等工藝參數不同形式的粉磨系統(tǒng) ,但共同的宗旨在于節(jié)能,降耗,環(huán)保.其中立式磨作為生料粉磨系統(tǒng)的優(yōu)選設備,同時具有細碎,烘干,粉磨,選粉,輸送等多種功能.因此,在現今大多數是新型干法的生產線上采用的都是立磨.
    立式輥磨機的主要優(yōu)點為:通風烘干能力強,節(jié)約破碎機電耗,操作運轉中的噪音很小 ,對各種性能原料的適應性強,適應水泥裝備大型化配套,集中碎,粉磨,烘干,選粉與氣力輸送等五項單元操作于一體等等.從以上優(yōu)點可以看出 ,立式輥磨能有效地解決當前粉磨工藝存在的主要問題.
立磨可以單獨操作運行,也可以作為預粉磨設備使后續(xù)磨機大幅度增產節(jié)能.那么綜合考慮粉磨能力,烘干能力,能耗,喂料粒度等,根據水泥廠實際情況進行選型就顯得異常重要.
本文以某日產4000噸熟料的水泥廠選擇LM38.4立式磨作為生料磨為例進行相關選型計算.
2 磨機選型相關計算
2.1 磨機生產能力
2.1.1粉磨能力
    生料輥磨是烘干兼粉磨的磨機,其能力由粉磨能力和烘干能力中較低的能力確定.其中粉磨能力決定于物料的易磨性,輥壓和磨機規(guī)格的大小.在物料相同,輥壓一定的情況下,磨機的產量和物料的受壓面積與磨輥的尺寸有關,每一次輥碾壓的物料量正比于磨輥的寬度B,料層厚度h和磨盤的線速度V.磨輥的寬度B和料層厚度h在一定的范圍內均與磨盤直徑D成正比,線速度V與D0.5成正比,因此可以得出輥磨的粉磨能力公式:
G=K1D2.5
式中:G為輥磨的粉磨能力,t/h;
D為磨盤直徑,m.
K1為系數,與輥磨形式,選用壓力,被研磨物料的性能有關.各種磨機的工藝參數不同,其K1也不同.一般LM型輥磨K1取9.6,D取磨盤碾磨區(qū)外徑;而MPS型輥磨K1取6.6,D取磨盤碾磨區(qū)中徑.
根據所要求的小時產量,選擇磨盤的直徑為3.8m.
此時:G=9.6×3.82.5=270.2 t/h,可以滿足所要求的小時產量,為留有余地,磨機標定生產能力為265t/h是安全的.
2.1.2烘干能力
Gd=KdD2.5
式中 :Gd為輥磨的烘干能力,t/h;
D為磨盤公稱直徑,m;
Kd為系數,與物料水分熱風量與熱風溫度有關.參考TRM輥磨取Kd=10.
所以Gd=10×3.82.5=281.5t/h.
2.2 磨盤轉速
    輥式磨的磨盤轉速決定了物料在磨盤上運動速度和停留時間,它必須與物料的粉磨速度相平衡.粉磨速度決定于輥壓,輥子數量,規(guī)格,盤徑,轉速,料床厚度,風速等因素.不同形式的輥磨因其磨務和磨輥的結構形式不同,其他工藝參數不同,物料在磨盤上的運行軌跡也不相同,要求的磨盤轉速也就不盡相同.但是對于同一形式,不同規(guī)格的輥磨,要求質量為m物料顆粒受到的離心力是相同的,經過一系列換算可得下式:
n=K2×D-0.5
式中:n為磨盤轉速,r/min;
K2為系數;
D為磨盤直徑,m.
不同磨機的K2值大約為:LM萊歇型輥磨K2=58.5,MPS型輥磨K2=45.8,Atox型輥磨K2=56,這里LM萊歇型輥磨取58.5.
所以 n=58.5×3.8-0.5 = 30 r/min.
2.3磨機功率與輥壓
(1)輥壓
KT=
式中:KT—單位磨輥投影面積的輥壓
,B—分別為磨輥平均直徑和寬度,DR=1.80m,B=0.710m
F—單輥壓力,KN與液壓有對應關系,L=0.08m
液壓系統(tǒng):P最大MPa S=BL=0.71×0.08=0.057m2
F=PS=12000×0.057=681.6 KN
KT ===533.33 KN/m2
滿足生料磨的KT < 800KN/m2
(2)功率
N0=mFuDmn/60
式中:m—輥子個數;
F—單輥壓力;
u—鋼與物料摩擦系數,該值與磨盤,磨輥形狀以及物料性能有關,u=0.25;
Dm—磨盤回轉軌跡直徑, Dm=3.8×0.6=2.3m.
N0=mFuDmn/60=3.8×681.6×0.25×3.14×2.3×30/60=2338.20kw.
配有電機功率選用:2400kw.
2.4 輥磨通風
    輥式磨的通風量一是為生料烘干需要,二是輸送成品物料所需.取兩者中用風量大的來選型風機.按照輥磨系統(tǒng)物料外循環(huán)量的大小,可以將輥磨分為風掃式,半風掃式和機械提升式.風掃式輥磨無外循環(huán)裝置,即外循環(huán)量等于零,物料靠通過磨機的氣體被提升到輥磨上部的選粉機進行選粉,用風量大,內循環(huán)量也大;半風掃式有一定的粗料進行外循環(huán)即通過外部的機械輸送裝置送回到磨內,用風量要小一些;機械提升式主要指用作預粉磨的輥磨,因其內部不帶選粉機,出磨物料全靠機械裝置送到外部選項粉機或下一級粉磨設備中,僅有少量的機械密封用風和收塵用風.對前兩種輥磨的通風量可通過出磨廢氣含塵嘗試來計算.
(1)烘干用風:
Qa=Kf
式中:Qa——風掃式及半風掃式輥磨系統(tǒng)通風量,m3/h;
C———料氣比,kg/m3,C值根據供熱方式,選粉裝置型式,原料,水分不同而有差別.一般生料取0.5～0.70 g/m3;這里取為0.7;
G——磨機產量,265t/h;
Kf——循環(huán)風降低率,用小數表示.風掃式Kf=1.0,半風掃式KJ=0.8-0.9.這里取為1.0.
據此得到: Qa= 265/(0.7×0.001)×1 =378571.4 m3/h.
(2)截面風速
Q=3600wS
式中: w—盤面風速 6～12m/s;
S—磨盤面積m2 S=R2=3.14×()2=12.56㎡.
W = ==9.48 m/s,在6～12m/s 范圍內,是符合要求的.
取w=8m/s則Q=3600wS=3600×8×12.56=361728m3/h為輸送物料所需.
根據選型原則,所選取的風量應為兩者中較大的一個.
2.5 料層厚度
保持適當料層厚度是輥式磨穩(wěn)定運行的必要條件,料層太薄,降低粉磨效率甚至因磨機強振而停;料層過厚,會降低研磨效率,并易造成"飽磨".
料層厚度與輥徑關系:
由h=0.02D20=0.02×1.8×10320=16—56mm(D-磨輥直徑mm)
3 磨機性能匯總
由以上計算就可以選擇所需要的型號了

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