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球磨機(jī)系統(tǒng)廣泛用于各種無機(jī)非金屬礦的深加工。它用于氧化鐵的超細(xì)粉磨，具有臺(tái)時(shí)產(chǎn)量高，生產(chǎn)綜合成本低，易于操作和管理，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制等優(yōu)點(diǎn)，但也存在電機(jī)功率大，電耗高，對(duì)超細(xì)粉磨產(chǎn)品質(zhì)量還難以達(dá)到要求等缺點(diǎn)。提高管磨機(jī)效率、降低電耗，是管磨機(jī)研究的最重要的課題。 1　普通開流磨存在的問題 　　象粉磨任何物料一樣，普通的開流管磨機(jī)粉磨氧化鐵也存在臺(tái)時(shí)產(chǎn)量低、電耗高等問題。在平均粒徑為4.5μ時(shí)，平均電耗高達(dá)134kwh/噸。主要的原因是：現(xiàn)在用于粉磨氧化鐵的開流管磨機(jī)技術(shù)都是套用粉磨水泥的開流管磨機(jī)，其襯板、隔倉板型式?jīng)]有大的改變，更不用說考慮各技術(shù)參數(shù)與氧化鐵的粉磨特性相適應(yīng)的問題。其倉位長(zhǎng)度分布、研磨體級(jí)配、隔倉板流通率等重要技術(shù)存在不合理的因素，因而導(dǎo)致了粉磨效率低，電耗高等問題。 　　根據(jù)我們對(duì)粉磨氧化鐵的管磨機(jī)所作的調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)它存在以下幾個(gè)問題：⑴球、段倉間隔倉板篦孔尺寸較大（12mm），物料從球倉到段倉的流動(dòng)幾乎是暢通無阻，大量的粗物料（5mm以上）進(jìn)入段倉，糊磨現(xiàn)象嚴(yán)重；⑵磨內(nèi)物料流速太快，從而導(dǎo)致料球比過低。如Ф1.5×5.7m磨機(jī)正常停磨時(shí)，球倉內(nèi)幾乎沒有存料。這樣，生產(chǎn)時(shí)球砸球，不但效率低，而且磨音特別大，球耗及襯板消耗高；⑶磨內(nèi)物料溫度高達(dá)200～240。C，粉磨工況惡化。圖1是南京磁材廠普通Ф1.5×5.7m氧化鐵開流管磨機(jī)內(nèi)物料篩余曲線。它表明：球倉的后半部分各個(gè)粒徑的篩析曲線是一條接近于水平的線段，說明球倉后半部分的粉磨效率很低，倉位布置不合理。在段倉內(nèi)2mm～5mm的物料篩余下降緩慢，說明鋼段對(duì)這些物料的粉磨效果不佳。 　　　　　　　　　　圖1 　普通開流管磨氧化鐵篩余曲線 　　總之，普通氧化鐵開流管磨機(jī)存在較嚴(yán)重的粉磨工況紊亂和效率低的問題，“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”只有解決這些問題，才能大幅提高磨機(jī)產(chǎn)量，達(dá)到增產(chǎn)降耗的目的。 2　氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)的原理 　　“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”的核心是磨內(nèi)篩分裝置，它能有效擋截對(duì)于鋼段來說難于研磨的粗顆粒，從而優(yōu)化了球倉與段倉的粉磨過程，大幅提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，降低電耗。 2.1　球、段倉間增設(shè)高效物料篩分裝置 　　實(shí)行磨內(nèi)選粉，較粗的顆粒返回球倉繼續(xù)粉磨，滿足要求的細(xì)粉（0.5mm以下）進(jìn)入段倉。管磨機(jī)粉磨效率不高。世界很多學(xué)者研究證明，管磨機(jī)實(shí)際的粉磨功率的利用，僅為總能耗的百分之三到百分之八。粉磨效率之所以不高，其原因是多方面的，而過粉磨是其中一個(gè)重要的原因。從粉磨工藝來考察，在粉磨過程中，物料在磨內(nèi)沿著磨機(jī)從磨頭到磨尾的縱長(zhǎng)方向上的細(xì)度發(fā)展，由粗到細(xì)，直至出磨細(xì)度為合格料，似乎形成一個(gè)合理的細(xì)度梯度。若進(jìn)一步深入分析，從縱向的每一點(diǎn)的橫截面上來看，物料顆粒粗細(xì)懸殊，細(xì)度極不均勻。在段倉內(nèi)，0.5mm以上的顆粒，有的大到5mm～10mm，這些大顆粒在段倉內(nèi)，粉磨效率低，很難磨細(xì)，我們把它稱之為鋼段的“難磨物料”。為了達(dá)到出磨細(xì)度的要求，只好用過長(zhǎng)的粉磨時(shí)間來完成。另一方面，在磨內(nèi)沿著磨機(jī)縱向的粉磨物料，在細(xì)度發(fā)展過程中，由磨頭到磨尾合格料的百分含量越集越大，但必須要等待全部物料達(dá)到細(xì)度指標(biāo)合格后，方可排出磨外。這里的第一個(gè)問題是少量粗料過早地與細(xì)粉料一起混入下一個(gè)倉室 ，耗費(fèi)過多的粉磨時(shí)間；第二個(gè)問題是磨內(nèi)不能及時(shí)排出合格料，而浪費(fèi)大量的能量，一般把它稱為過粉磨。這兩個(gè)問題之間存在一定的因果關(guān)系，并且從兩個(gè)方面共同影響著“過粉磨”這一矛盾過程的發(fā)生與發(fā)展。入磨物料粒度越小，影響過粉磨性能也小，反之，入磨物料粒度越大，影響過粉磨性能也大。出磨產(chǎn)品細(xì)度越細(xì)，影響過粉磨越惡劣，出磨產(chǎn)品越粗，影響過粉磨性能得以緩和。這是因?yàn)槿肽ノ锪狭６却笮。鹉?nèi)粉料顆粒組成中的級(jí)別的粗細(xì)，以此影響著過粉磨，而使粉磨效率難以提高?？傊M(jìn)入段倉物料較粗和出磨物料細(xì)度要求高，是氧化鐵超細(xì)粉磨產(chǎn)生過粉磨和粉磨效率低下的兩大常見原因。后者不可改變，而前者可通過一定的技術(shù)手段加以改造?！把趸F超細(xì)粉磨技術(shù)”的設(shè)計(jì)原理，就是在球段倉間增設(shè)磨內(nèi)篩分裝置，實(shí)行磨內(nèi)選粉，使進(jìn)入段倉的物料不含粗顆粒。以此為中心，對(duì)各隔倉裝置、各技術(shù)參數(shù)作相應(yīng)的設(shè)計(jì)與調(diào)整，從而大幅提高粉磨效率，達(dá)到增產(chǎn)降耗的目的。磨內(nèi)篩分也改變了球倉的物料分布，粗物料含量提高，便于集中破碎，提高了球倉的粉磨能力。在球、段倉間增設(shè)物料篩分裝置后，它有效擋截粗物料，進(jìn)入段倉的物料只有易于研磨的微粉（小于0.5mm），出磨細(xì)度易于控制，粉磨效率高。 2.2 料位調(diào)節(jié) 　　磨內(nèi)料位調(diào)節(jié)是針對(duì)磨內(nèi)物料流速過快或過慢而設(shè)計(jì)的一項(xiàng)技術(shù)。對(duì)氧化鐵的超細(xì)粉磨，因其易磨性差，質(zhì)量要求高，因而產(chǎn)量較低。如果控制不好，磨內(nèi)料球比就會(huì)嚴(yán)重偏低，往往不及正常狀態(tài)時(shí)的三分之一。因此，強(qiáng)化料位調(diào)節(jié)尤其必要?！把趸F超細(xì)粉磨技術(shù)”根據(jù)對(duì)產(chǎn)、質(zhì)量要求和粉磨物料的特性，使用溢流隔倉板、溢流出口篦板和擋料圈，有效控制磨內(nèi)料球比在一個(gè)合理的范圍以內(nèi)，大幅提高粉磨效率，降低磨音，并降低研磨體和襯板的消耗。 2.3　使用微型鋼段 　　對(duì)于氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)，由于產(chǎn)品質(zhì)量要求高，一般成品細(xì)度控制在20μm以下，平均粒徑4μm～8μm，使用普通的鋼段難以達(dá)到質(zhì)量要求。但在普通的開流管磨機(jī)內(nèi)，因?yàn)槎蝹}內(nèi)存在大量的粗顆粒，完全使用微型鋼段效果也不好。而“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”，通過物料篩分裝置分選后進(jìn)入段倉內(nèi)的微粉，顆粒的均齊性比較好，使用微型鋼段粉磨效率明顯提高。由于有針對(duì)性地采用了上述多項(xiàng)技術(shù)措施，從根本上消除了惡性粉磨現(xiàn)象，系統(tǒng)的粉磨效率提高30%～50%。 3.“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”對(duì)氧化鐵管磨機(jī)的改造 　　寶鋼集團(tuán)梅山鋼鐵集團(tuán)公司（南京磁材廠），利用自身的鐵鱗生產(chǎn)氧化鐵磁鐵粉，產(chǎn)品供不應(yīng)求，效益良好。但該公司由于管磨機(jī)產(chǎn)量偏低，整體上沒有達(dá)到應(yīng)有的生產(chǎn)規(guī)模。為此，該公司做了多次試驗(yàn)，花費(fèi)數(shù)十萬元，效果始終不明顯。最后，他們來到合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，尋求解決技術(shù)難題。 　　針對(duì)以上問題，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院把氧化鐵的超細(xì)粉磨作為一項(xiàng)課題，組織技術(shù)攻關(guān)。根據(jù)對(duì)氧化鐵粉磨特性的分析及其質(zhì)量的要求，研制和開發(fā)了“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”。2004年對(duì)寶鋼集團(tuán)梅山鋼鐵集團(tuán)公司四臺(tái)氧化鐵管磨機(jī)進(jìn)行了“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”改造，經(jīng)過2005年全年的生產(chǎn)總結(jié)，證明這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到了預(yù)期的效果，本技術(shù)的研制是成功的。下表是其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較。 　　　　　　　　　　　　改造前后技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較 序號(hào) 磨機(jī)規(guī)格m 臺(tái)時(shí)產(chǎn)量t/h 電耗 kWh/t 研磨體消耗g/t 改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后 1 Ф1.5×5.7 0.9 1.15 132 108 1100 708 2 Ф1.5×5.7 0.9 1.2 132 104 1100 705 3 Ф1.2×5.2 0.37 0.48 137 105 1105 690 4 Ф1.2×5.2 0.37 0.48 137 105 1105 690 　　可見，應(yīng)用“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”后，平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高30%，電耗下降22%，噸研磨體消耗下降37%。該技術(shù)的主要特點(diǎn)是：⑴在磨內(nèi)球、段倉之間增設(shè)物料篩分裝置，嚴(yán)格控制進(jìn)入段倉物料的粒徑。圖2是氧化鐵管磨機(jī)技改后的磨內(nèi)篩余曲線，可見，進(jìn)入段倉內(nèi)的物料1mm以上的基本為零。 　　　　　　　　　　　圖2 　開流超細(xì)管磨氧化鐵篩余曲線 　　 ⑵調(diào)整各倉倉長(zhǎng)和研磨體的級(jí)配，使其與氧化鐵的粉磨特性相適應(yīng)。⑶控制好磨內(nèi)物料流速，使正常生產(chǎn)條件下，料球比達(dá)到正常的狀態(tài)。⑷加強(qiáng)磨內(nèi)通風(fēng)，降低磨內(nèi)物料的溫度。技改后磨機(jī)出口溫度從2400C降到1900C。 4　氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析 4.1.增產(chǎn)效益（規(guī)模效益） 　　南京磁材廠在使用“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”后，平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高了30%，解決了長(zhǎng)期困擾企業(yè)發(fā)展的窯磨能力不平衡問題，使公司年生產(chǎn)規(guī)模相應(yīng)提高了30%，公司年產(chǎn)量從1.8萬t提高到2.33萬t，年增產(chǎn)0.53萬噸。以t利潤(rùn)300元計(jì)算，年增利潤(rùn)159萬元。 4.2.節(jié)電效益 　　技改前平均粉磨電耗134kWh/t，技改后平均105kWh/t，省電22%。以每t省電29度、每度電0.5元計(jì)算，該公司可年省電費(fèi)23300t×29kWh/t×0.5元/度=33.785萬元。 4.3.節(jié)省鋼材效益 　　由于臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高，并改善了磨內(nèi)的粉磨工況，大幅提高了料球比，降低了磨音，因而研磨體及襯板消耗大為降低。 ⑴研磨體消耗。技術(shù)改造前研磨體消耗1100g/t，改造后消耗700g/t，節(jié)省37%。該公司年省研磨體9.3t，按每噸0.55萬元計(jì)，年省5.1萬元。 ⑵襯板消耗：技改后不再發(fā)生空磨和球砸球、球砸襯板等現(xiàn)象，延長(zhǎng)了襯板的使用壽命。到目前為止，技改時(shí)換上的襯板還光潔如新，其使用壽命暫時(shí)無法統(tǒng)計(jì)。即使按同等壽命計(jì)算，由于產(chǎn)量提高30%，每噸氧化鐵所消耗的襯板降低23%。 4.4.節(jié)省投資效益 　　由于“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量30%，對(duì)新建磁鐵粉生產(chǎn)線可以大大節(jié)省投資費(fèi)用。一是可以少買少用管磨機(jī)而達(dá)到同等的生產(chǎn)規(guī)模，二是可用較小規(guī)格的“氧化鐵超細(xì)磨”取代較大規(guī)格的普通磨，達(dá)到同樣的生產(chǎn)能力。這兩種選擇都可以大幅降低管磨機(jī)及其附屬設(shè)備、磨房的基建投資。僅計(jì)算節(jié)電和節(jié)省鋼材兩項(xiàng)，保守的估計(jì)，用于“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)技術(shù)”的投資只需半年時(shí)間即可全部收回。 5　 結(jié)語 　　由于“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”全面優(yōu)化了粉磨過程，克服了普通管磨機(jī)內(nèi)諸多不良的粉磨過程和現(xiàn)象，并針對(duì)具體礦物的粉磨特性、產(chǎn)、質(zhì)量要求而設(shè)計(jì)多項(xiàng)合理的技術(shù)參數(shù)，因而大大提高粉磨效率，生產(chǎn)高質(zhì)量要求的產(chǎn)品。通過生產(chǎn)實(shí)踐的證明，“氧化鐵超細(xì)粉磨技術(shù)”可比普通管磨機(jī)提高臺(tái)產(chǎn)30%～50%，節(jié)電30%～40%左右，降低金屬消耗40%～50%。