鋁用炭素行業(yè)磨粉工藝大多選用了風(fēng)掃磨磨粉系統(tǒng)，采用球磨機(jī)作為磨粉設(shè)備，山東某公司原有生產(chǎn)線也一直沿用風(fēng)掃磨磨粉系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)方案。此設(shè)備存在能耗大，控制不方便，投資大、占地面積大、細(xì)粉顆粒性能差等缺點(diǎn)。為進(jìn)一步提高裝備性能，公司在炭素生產(chǎn)中首次采用了梯形磨磨粉系統(tǒng)，即MTM160型T型磨（以下稱6R梯形磨）磨粉，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品電耗。由于國內(nèi)炭素行業(yè)磨粉未有使用過6R梯形磨的先例，所以對我們來說也是一個挑戰(zhàn)。
1 生產(chǎn)工藝流程
6R梯形磨系統(tǒng)整套設(shè)備，主要由主機(jī)、減速機(jī)、選粉機(jī)、風(fēng)機(jī)、變頻螺旋給料機(jī)、儲料倉、布袋除塵器、管道裝置、旋風(fēng)集粉器、放料星形卸料閥及螺旋、電控柜、電機(jī)等組成（如圖1）。主要用電設(shè)備為主機(jī)(132 kW)、風(fēng)機(jī)(132 kW)、選粉機(jī)(7.5 kW)、變頻螺旋給料機(jī)(5.5 kW)、布袋除塵器(7.5 kW)，合計(jì)裝機(jī)容量約為295.5 kW，與同產(chǎn)量風(fēng)掃磨系統(tǒng)相比，功率要小得多。
該磨粉系統(tǒng)為閉環(huán)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)出口正壓進(jìn)入磨機(jī)，經(jīng)選粉機(jī)、旋風(fēng)集粉器回到風(fēng)機(jī)進(jìn)口，完成風(fēng)路閉環(huán)循環(huán)。在磨機(jī)上部至風(fēng)機(jī)進(jìn)口為負(fù)壓氣氛。待磨物料由變頻螺旋精確控制給料加入量，進(jìn)入梯形磨，經(jīng)磨軛與磨環(huán)碾壓破碎后，在主風(fēng)機(jī)的風(fēng)力帶動下向上運(yùn)行；在通過選粉機(jī)葉輪時，由于葉輪轉(zhuǎn)速不同可通過的顆粒大小不同，從而控制了粉料的粒度，不合格的物料被擋回磨機(jī)重新進(jìn)行磨碎處理，合格粉料由風(fēng)機(jī)負(fù)壓帶動進(jìn)入旋風(fēng)集粉器，經(jīng)旋風(fēng)集粉器粉料收集，旋風(fēng)集粉器具有很高的收集效率。含有少量料塵的循環(huán)風(fēng)再次進(jìn)入風(fēng)機(jī)并鼓入磨機(jī)，為了避免循環(huán)風(fēng)的溫度升高，而且還要形成輕微的負(fù)壓氣氛，從主風(fēng)機(jī)出口處分出支管，引出少量的多余氣體，送入除塵器處理后，潔凈空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)排人大氣中。旋風(fēng)集粉器中合格粉料由星形閥及螺旋送入儲料倉，供生產(chǎn)使用。
2 系統(tǒng)投入及改造
由于該系統(tǒng)多使用于礦山行業(yè)，所加工的物料不同，使用環(huán)境不同。根據(jù)我們的具體使用條件，如工藝的平面布局、風(fēng)機(jī)與磨機(jī)的功率配合、物料的密度及提升的高度，以及對物料的加入量需要進(jìn)行精確控制等，也多次與生產(chǎn)廠家進(jìn)行了溝通，并確定技術(shù)設(shè)計(jì)方案。
實(shí)際投入運(yùn)行過程中，原使用物料密度與現(xiàn)在的炭質(zhì)物料密度相差太大，由于風(fēng)量風(fēng)壓計(jì)算難度大，生產(chǎn)中風(fēng)機(jī)風(fēng)葉與功率出現(xiàn)匹配問題，我們通過與廠家密切合作，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的收集，對風(fēng)葉進(jìn)行改造，滿足了使用要求，攻克了這一難題。在風(fēng)機(jī)出口段，管道內(nèi)為正壓力，原來方案是采用帆布進(jìn)行軟連接不易密封，粉塵很容易從壓接處冒出，造成環(huán)境極差。我們改為采用薄鋼板焊成比風(fēng)管大很多的具有一定彈性昀方盒，用原有軟連接方案，經(jīng)使用完全能達(dá)到緩沖要求，粉塵再無漏出的機(jī)會。原設(shè)備為手動控制運(yùn)行，現(xiàn)根據(jù)使用要求改造為自動化控制，設(shè)備按預(yù)定的程序啟停，前后互相聯(lián)鎖，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，并淘汰了原有加料方式，采用變頻螺旋進(jìn)行控制，達(dá)到控制容易及節(jié)能效果。在旋風(fēng)集粉器底部加裝料位計(jì)，由料位計(jì)自動控制卸料螺旋的啟停，提高了旋風(fēng)集粉器底部密封性能，提高了產(chǎn)能。多項(xiàng)的實(shí)用性技術(shù)改進(jìn)使該系統(tǒng)性能優(yōu)越，提升了整體性能。
3 系統(tǒng)特點(diǎn)
3.1 梯形磨系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
系統(tǒng)采用了目前國內(nèi)最先進(jìn)的梯形磨設(shè)備，具有以下特點(diǎn)：
1)磨輥與磨環(huán)將磨輥與磨環(huán)設(shè)計(jì)成上大下小的幾段不同直徑的階梯形狀，降低了進(jìn)入磨輥與磨環(huán)之間物料的下滑速度，延長了對物料的碾壓時間，因而提高了粉碎效果。
2)彈簧將對稱的磨輥總成用水平放置的彈簧通過拉桿聯(lián)結(jié)在一起，當(dāng)大塊物料頂擺一個磨輥總成時，其徑向力可以通過彈簧拉桿傳給對稱面的磨輥總成來平衡。而原高壓懸輥磨產(chǎn)生的徑向力完全傳給主軸，影響了主軸及軸承的壽命。
3)能起到平穩(wěn)減震作用的彈性聯(lián)結(jié)將選粉機(jī)通過幾個減振彈簧與主機(jī)聯(lián)結(jié)，再用柔性帶密封，因而減輕了振動和噪音，也避免了共振。
4)能提高選粉精度及產(chǎn)量的高密度選粉機(jī)葉輪。實(shí)踐表明，在轉(zhuǎn)速不變的情況下，提高葉片的密度可提高成品的細(xì)度，換言之，當(dāng)成品細(xì)度不需要改變的情況下，高密度葉輪可比低密度葉輪轉(zhuǎn)速低，因而減少了氣流阻力增加了產(chǎn)量。
5)高效節(jié)能離心引風(fēng)機(jī)原系統(tǒng)上配用的直葉片老式風(fēng)機(jī)的效率僅為62%，而葉輪與葉片均為模具沖壓成型的節(jié)能引風(fēng)機(jī)的效率為83%。
6）方便快捷的葉輪調(diào)整裝置選粉機(jī)葉片端部與殼體的間隙大小也影響成品細(xì)度，利用專利技術(shù)使得調(diào)整該間隙大小方便快捷。
3.2 粉料微觀顆粒更符合使用要求
由于梯形磨破碎原理為磨輥與磨環(huán)之間的擠壓破碎，微觀顆粒為不規(guī)則菱形的形狀，而球磨機(jī)破碎原理為球與球之間的碰撞與研磨，故微觀顆粒為球形，在炭素成型工藝中，不規(guī)則菱形顆粒性能好，同球形顆粒比，振動成型時所需要的比壓要小，而顆粒間的咬合力好，成型制品內(nèi)在質(zhì)量高，在焙燒過程中不易產(chǎn)生裂紋，有利于提高產(chǎn)品合格率。
3.3投資省、控制方便
該磨粉系統(tǒng)設(shè)備僅53萬元，國內(nèi)其它廠家選用的相同產(chǎn)量性能的風(fēng)掃磨系統(tǒng)，造價(jià)則在300萬元以上，從投資上可節(jié)約投入240萬元以上。
根據(jù)對加料量精確控制的需要，選用了變頻螺旋作為加料設(shè)備，可連續(xù)均勻的進(jìn)衍加料控制，通過生產(chǎn)運(yùn)行摸索，相對固定于一定頻率工作，磨機(jī)也工作予一個穩(wěn)定的負(fù)荷，系統(tǒng)的阻力穩(wěn)定，風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流變化不大，經(jīng)生產(chǎn)證明，開車能根據(jù)原有操作數(shù)據(jù)，很短時間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)，產(chǎn)出合格粉料，且調(diào)節(jié)次數(shù)很少，運(yùn)行十分穩(wěn)定。本系統(tǒng)引出一部分空氣以產(chǎn)生負(fù)壓氛圍，整個磨粉過程為封閉運(yùn)行。
3.4 噪聲小、節(jié)能
由于其工作特點(diǎn)決定，磨輥與磨環(huán)之間總有物料填充，設(shè)備噪聲小，在不加隔音罩的情況下就已達(dá)到了球磨機(jī)加上隔音罩后的效果，如加裝隔音罩后該設(shè)備在車間聽不到多大的聲音。
炭素生產(chǎn)中多采用風(fēng)掃磨作為磨粉設(shè)備，達(dá)到同等產(chǎn)量其系統(tǒng)配置為：風(fēng)機(jī)130 kW，球磨機(jī)245kW，給料機(jī)2.5 kW，螺旋輸送機(jī)7.5 kW兩臺，分級機(jī)11 kW，除塵風(fēng)機(jī)15 kW，裝機(jī)容量在418.5 kW左右，比6R梯形磨系統(tǒng)容量要多123 kW。采用梯形磨系統(tǒng)，每小時可節(jié)約用電100 kW．h左右，如果每班運(yùn)行6h，每天運(yùn)行時間為18 h，每年運(yùn)行340天，則每年可節(jié)電約61.2萬kW“，以0.6元／kW．h計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)36. 72萬元。
4 運(yùn)行效果
通過運(yùn)行實(shí)踐證明，本磨粉系統(tǒng)完全達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)要求，生產(chǎn)能力在7 t/h以上，達(dá)到設(shè)計(jì)要求．每小時節(jié)電220 kW“以上，節(jié)能效果良好，運(yùn)行環(huán)境優(yōu)良，設(shè)備裝備處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，在國內(nèi)炭素生產(chǎn)中起到推動發(fā)展的帶動作用。
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