筛分试验（精选7篇）
筛分试验 篇1
选煤厂为了能够更好地控制煤产品生产的各工序的产品质量并按时检查机械筛分设备的工艺效果, 通常需要选择一些具有物理、化学代表性的煤样品进行查验, 一般要经过煤炭筛分和质量检测两个阶段, 分析所得的试验结果, 并以此作为依据, 控制生产指标并指导生产。
一、影响煤炭筛分试验的因素分析
煤炭筛分试验顾名思义是, 通过不同孔径的筛网把煤样按粒度的大小进行分级的方法。通过筛分能够测定煤炭粒度组成和各粒级质量, 并了解各生产煤层的产块率和不同粒级煤的质量特征, 最终为合理利用煤炭资源, 制定煤炭产品质量标准提供重要依据。理论上, 大于筛孔孔径的煤样全部会留在筛面上;反之, 全部透过, 但实际上, 部分小于筛孔尺寸的颗粒不能透筛, 而一些大于筛孔尺寸的颗粒则穿过筛孔进入筛下的粒级, 影响筛分效果的因素主要有以下几种。
1. 煤样的外在水分、含泥量因素
煤样的外在水分能够在很大程度上影响筛分效果, 一般来说, 细粒煤的含水量比大颗粒含水量高。煤样的外在水分大, 其粘滞性也相对较强, 细小的煤颗粒之间相互粘结或者是细小的煤颗粒粘滞在较大颗粒上, 导致一部分直径小于筛孔孔径的煤颗粒不能透过筛网。除此, 煤样中的含泥量也是影响煤炭筛分的重要因素, 煤样中含有易粘结成团的泥土, 往往将煤粒粘结成较大颗粒或者直接黏在筛网上堵塞筛孔, 降低了筛分效率。如果煤样的外在水分过大或者含泥量较高, 建议采用在筛选前预先干燥煤样, 筛分时减少入料并加强抖动的方法或者如果条件允许直接采用湿式筛分。
2. 煤碳的粒度构成因素
根据煤炭的粒度构成, 可将其分为直径小于3/4筛孔尺寸的“易筛粒”、粒度在0.75到1倍孔径的“难筛粒”、粒度在1到1.25倍孔径的“阻筛粒”和其他“大颗粒”等种类。实际生产中, “易筛粒”很容易透过筛网, “阻筛粒”往往贴在筛网表面, 阻碍“难筛粒”透过筛网, 但是“大颗粒”由于直径大, 对筛分不会产生过大影响。因此, 可以得出结论, 当煤样中的“易筛粒”和其他“大颗粒”的含量较丰富时, 筛分则会速度快、效果好;而当“难筛粒”和“阻筛粒”比重增加时, 则会降低筛分速率, 影响筛分的效果。此时应当少加料, 或者延长筛分时间来达到良好的筛分效果, 达到分级目的。
3. 筛分设备因素影响
筛分设备的工艺、机械性能能够直接影响筛分效果, 主要包括以下几点:一是筛面、筛孔的类型对筛分产生影响, 对筛面、筛孔的选择直接影响筛分的速率、质量和设备的使用寿命, 大媒粒易损害筛面, 选择圆孔筛能够增长筛网使用时间, 小粒煤选择方孔筛不易堵, 能够提高产量;二是筛网的倾斜度影响, 筛网倾斜度主要通过影响煤样的滑动速率来实现对筛分的影响, 一般倾斜度大, 筛分效果好;三是筛网面的尺寸影响, 筛面的长度影响煤样在筛网上的筛分时间, 而其宽度主要对煤样的通过能力和筛分设备的处理能力产生影响;四是振动的幅度和频率影响, 其主要影响筛面上煤样前移的速度, 依据实验数据, 筛箱加速的在70~80m/s2, 振幅2~5mm, 转速800~1500r/min;五是抛射角影响, 抛射角的大小对透筛率和处理量会产生影响, 一般来讲抛射角度大时, 煤样透筛率较高, 而处理量却减小;六初始处理量影响, 初始煤样投放量过多或过少均能使筛分的效率降低。
4. 操作技术熟练程度因素
煤炭筛分过程中的一个起到关键作用的因素是操作者的技术熟练程度, 这取决于实际操作人员的知识水平和经验丰富程度, 以及在不同的生产条件下如何选择最佳的筛分方法和程序, 准确反映各类型煤炭的质量特征。
二、煤炭质量检测、分析方法
煤炭质量检测是确定煤炭质量的关键步骤, 市场上大部分为无烟煤、烟煤和褐煤, 对其进行质量检测, 主要涉及到的指标为煤的全水分的测定、灰分的测定、全硫和固体碳的测定等, 其中在国家标准GB/T 212-2008中, 煤碳的工业分析方法检测要求中, 并没有明确规定根据煤碳的工业分析来计算煤发热量的公式, 但由于光凭全水分、灰分值、全硫和全碳等指标难以完全评价煤的质量, 一般在对煤炭进行检测时, 要根据工业分析检测所得数据, 采用经验公式来计算煤炭发热量, 以供评价煤炭质量时作为参考。煤炭质量测定方法如下所述。
1. 测定煤的全水分
煤样的内在和外在水分的总和叫做煤炭的全水分, 其含量多少, 直接影响到送检煤样的质量, 对其进行测定要根据国家标准GB/T 212-2008中空气干燥法来测定煤中全水分值。
采用空气干燥法主要依据煤样在干燥前后的质量变化来进行检测, 称取一定质量的待检测煤样, 放置于干燥箱中, 其温度要保持在105~110℃, 防止水分凝结。干燥箱中通干燥气流, 直至煤样检测质量达到恒定值, 取原值与此值对比, 求得质量损失所占百分比即为煤炭全水分的百分含量。
2. 测定煤样中全硫
煤样中各种形态的硫的总和即为全硫, 硫成分在煤炭中多是有害的, 它对空气造成大量污染, 危害动物、植物健康, 因此测定煤炭中全硫含量是非常必要的。对其测定主要根据国家标准GB/T 214-2007中, 煤碳中全硫含量的测定方法。
3. 测定煤炭的灰分
煤炭经过充分燃烧之后所剩残留物质即为煤炭的灰分, 它是检测煤炭质量的重要因素, 对其进行测定通常可以采用缓慢灰化法。测定煤炭灰分的设备通常选择马沸炉, 在加热前称取固定质量的煤样原样, 放入马沸炉中, 快速将温度提升至815±10℃, 使煤炭灰化并保持质量恒定不变为止。对比原值和残留值, 计算残留值所占百分比, 即为煤炭的灰分率。
4. 测定煤炭挥发分和焦渣特性
测定煤炭挥发分要在检测全水之后进行, 以保证数值准确。其测定通常有两种情况, 一是直接测定原煤样品, 放入有盖子的瓷坩埚中, 隔绝空气将温度提升至900±10℃, 保持恒定加热7min。待煤样质量不再发生变化, 计算出减少的质量所占百分比, 再减去煤样的全水分含量值, 即为煤炭挥发分率。二是直接采用经过干燥的煤样, 经过相同的操作, 质量减少值所占百分比即为最终煤炭挥发分率。
挥发分测定后, 要检测所得焦渣特性, 按照如下所示规定进行归类:
(1) 粉状, 顾名思义全部呈粉末状, 颗粒之间相互分开, 不呈现粘结状态。
(2) 黏着, 基本呈粉末状, 较粉状稍粘, 但用手指轻轻触碰会粉化, 较大块的颗粒经触碰后也会变成粉末。
(3) 弱粘结, 呈颗粒状较多, 按压时只需轻轻用力即可形成小块, 不会变成粉末。
(4) 不熔融粘结, 基本呈块状, 上表面粗糙无光泽, 下表面稍有银白色光泽, 按压时需要用力压才能使块状粒分裂成小块。
(5) 不膨胀熔融粘结, 大量块状出现, 上下表面均有银白色金属光泽, 手指用力按压不能将其压碎, 焦渣表面出现膨胀钩或较小气泡。
(6) 膨胀和强膨胀熔融粘结, 焦渣呈现明显膨胀状态, 上表面和下表面均出现银白色金属光泽, 焦渣高度较大, 一般膨胀熔融粘结粒度小于15mm, 强膨胀高度大于15mm。
5. 测定煤样的固定碳和热值计算
固定碳值测定一般是煤样规定检测的做后环节, 其计算较为简单。固定碳含量为煤样中除去全水分含量、灰分产率、挥发分产率之后的百分含量值, 以上计算均为原煤煤样的百分含量。
煤的热值计算式辅助手段, 为煤质量检测提供参考。其高位发热量通常用热仪器直接测定, 低位发热量根据以下公式计算。
Q=100K- ( (k+6) ) × (水分%+灰分%) +3×挥发分%)
K=挥发分%/ (100- (水分%+灰分%) )
K值通过煤渣类型 (1~8) 及挥发分数值%, 通过查 (煤炭公式K值与Vdaf和焦渣特征对应值表) 获得。
三、结束语
煤炭质量检测是煤炭资源得以充分利用的基础保障, 必须在充分筛分的基础上, 科学的选取煤样进行检测, 更好地了解煤炭特性, 以便合理利用资源。
参考文献
[1]李玉双:《选煤厂生产检验煤样采样准确度影响因素分析》, 载《选煤技术》, 2009.
[2]邓秀敏:《煤炭化验手册》, 国家煤检中心, 2002.
筛分试验 篇2
目前, 国内外学者对茶叶筛分技术研究相对偏少, 主要有谢俊[6]基于三平移并联机构的茶叶筛分试验, 能实现筛框沿X、Y、Z 3个方向的平移, 使得筛框的运动为复杂的空间曲线, 取代传统筛分机械筛框的单自由度运动;汪晓华[7]的平面圆筛机筛分参数对筛分效率的影响研究, 对最适筛面倾斜面进行了研究, 并得到了平面圆筛机的筛净率在筛面倾角为5.5°时有最佳值。还有朱建一[8]对茶叶抖筛设备筛分数学模型的讨论。茶叶筛分机械是精制茶叶生产过程中必不可少的设备, 随着全国茶叶市场的高速发展, 对茶叶精制过程中的筛分机械与筛分技术也提出了更高的要求。
针对毛茶分级在生产过程中的问题, 课题拟研究开发一种可有效对六堡茶的毛茶进行除杂分级的茶叶筛分生产设施———茶叶联合筛分生产线, 以解决现有生产六堡茶的毛茶分级效率低、品质无法保持一致的问题。研制具有自动控制的、高性能的茶叶筛分生产线, 对六堡茶生产乃至其他类型茶叶生产, 具有重要的意义, 提升了六堡茶生产过程自动化和质量控制技术水平, 推动六堡茶产业标准化生产。
1 研究过程
课题通过在茶叶筛分生产过程中, 设计六堡茶筛分生产线技术原理及工艺过程, 在储茶、输送、抖筛、圆筛、风选、拣梗工艺及设备上进行技术创新, 研发茶叶联合筛分技术。
1.1 技术路线
茶叶筛分生产技术路线流程详见图1。
1.2 技术原理
筛分生产线包括储茶罐、振动输送槽、通过送料管连通的2级分离筒、抖筛机、圆筛机、风选机和茶叶拣梗机。其筛分原理为:A、将毛茶装入储茶罐;B、除粗大颗粒杂质;C、除茶尘;D、分粗细:将完成除尘毛茶通过抖筛机筛分得到细毛茶和粗毛茶;E、分长短:将细毛茶通过圆筛机筛分得到筛面茶、碎茶和末茶;F、分级:将E步骤得到的筛面茶或碎茶通过风选机分级, 得到筛面茶或碎茶的正身茶、副茶和片茶;G、去梗:将在F步骤得到的正身茶通过茶叶拣梗机, 分离出正身茶中的茶梗。至此完成毛茶的筛分。
1.3 筛分机械的技术改进设计
为提升茶叶筛分的效率, 课题组研究设计了六堡茶联合筛分方法, 并完成了对技术难点的攻关, 其具体机械组成详见图2。
1-储茶罐;2-振动输送槽;3-送料装置;4-风送通道;5-第3吸风机;6-茶叶分离装置; (6-1) -第1分离筒; (6-2) -第2分离筒; (6-3) -第1隔风器; (6-4) 第2隔风器;7-储尘室; (7-1) —滤网;8-第1吸风机;9-茶叶抖筛机; (9-1) -筛网; (9-2) -接茶板;10-细茶振动槽;11-茶叶风选机;12-移动输送带;13-茶叶选梗机; (13-1) -筛床; (13-2) 茶梗出口;14-盛茶桶;15-切茶机;16-圆筛机;17-粗茶振动槽。
1.4 茶叶联合筛分机组操作原理
(1) 装茶:将完成初制加工的毛茶装入储茶罐1; (2) 除粗大颗粒杂质:开启储茶罐1出口的闸门, 毛茶进入往复直线振动的振动输送槽2, 让毛茶与大颗粒杂质在振动输送槽2内进行运动分享, 质轻的毛茶振动移至槽体尾端, 在第1吸风机7吸力作用下通过送料管3进入第1分离筒6, 大颗粒杂质振动移至槽体末端, 在其重力和吸力作用下从出杂口3-1排出; (3) 除茶尘:进入第1分离筒6的毛茶, 在身上的吸力旋风的作用下对毛茶进行第1次除茶尘处理, 一部分完成除茶尘的毛茶经第1分离筒6的出料口6-1流出, 一部分带有小颗粒杂质的毛茶经风管进入第2分离筒8进行第2次除茶尘处理, 小颗粒杂质在向上的吸力旋风的作用下经风管排出, 完成2次除茶尘处理的毛茶第2分离筒8的出料口8-1流出; (4) 分粗细:将C步骤中流出的毛茶通过抖筛机9进行粗细筛分, 从筛网9-1的网孔通过的细毛茶被接茶板9-2送至细茶振动槽10中;在筛网9-1的网面上移动的粗毛茶被送至粗茶振动槽16中, 粗茶振动槽16的粗毛茶通过输送带送至切茶机15进行切段后, 通过输送带送至储茶罐1的进口; (5) 分长短:将细茶振动槽10中的细毛茶通过输送带送至圆筛机14进行长短筛分, 将细毛茶筛分得到筛面茶、碎茶和末端茶筛面茶和碎茶继续进行分级处理; (6) 分级:将E步骤得到的碎茶通过输送带送至风选机11进行风选分级, 在第2吸风机11-1的吸力和重力的作用下, 得到碎茶的正身茶、副茶和片茶; (7) 去梗:将在F步骤得到的正身茶通过移动输送带12送至茶叶拣梗机13进行茶和梗分离, 分离出正身茶中的茶梗, 即完成毛茶的筛分。
2 结果与分析
通过课题的研究, 探索六堡茶筛分新方法, 对抖筛机、圆筛机、风选机等筛分设备进行技术改进, 创造发明茶叶筛分过程的储存输送装置, 成功研发茶叶联合筛分技术。
2.1 技术水平
与现有技术相比具有如下有益效果: (1) 将生产六堡茶的原料毛茶的筛分工序中的除杂、分长短、分粗细、分级、拣剔茶梗等工位的设备通过优化与毛茶储存有机结合, 组成茶叶联合筛分生产线, 在储茶罐与抖筛机之间采用设有第1吸风机的送料装置对毛茶进行输送, 实现送料、筛分的自动化, 既提高了生产效率, 又清洁、环保, 大大减少了人工成本;减少了影响六堡茶生产的人为因素, 使每批毛茶分级的品质保持稳定一致; (2) 茶叶筛分生产线中的送料装置是根据制作六堡茶的毛茶的特点设计, 使具有特定结构的进料口、出杂口的送料管和与之相匹配参数的第1吸风机联结, 实现毛茶在输送过程中将大颗粒杂质在进入送料管前就被剔除;细小杂质在进入一、二级分离筒后被排出;输送毛茶的克里特根据不同批次原料毛茶的特点, 通过调节进料口上的挡板控制进料口开口大小达到最佳的去除杂质效果。
2.2 六堡茶联合筛分技术研究获得的专利
目前对六堡茶联合筛分技术与设备的研发, 共申请专利13项, 已获得6项专利授权, 详见表1。
2.3 项目创新点
(1) 自主研发茶叶筛分储存输送装置, 利用振动输送槽输送茶叶、吸风机与送茶管道、茶叶分离装置相连通, 实现茶叶输送过程中对毛茶进行拣剔并去除杂质。
(2) 行业内首次对抖筛分进行技术改进。在筛网的上方设置扫茶装置, 扫茶板通过连接杆连接, 解决抖筛机中筛网网孔易堵塞、毛茶筛分效率低的问题;支脚由吸振性和机械强度好的电木板制成, 经久耐用且能很好的配合抖筛操作, 是对材料的创新应用。
(3) 行业内首次尝试将茶叶风选工序与除尘相结合, 通过将传统风选机的送风式风机改为吸风机设置在风送通过的后部, 并且吸风装置与除尘管道相连通, 这不但提高了风力输送的稳定性, 而且直接去除茶叶中的细小微粒、粉尘等, 节省了除尘装置制造成本。
(4) 自主研发茶叶联合筛分的方法, 将六堡茶生产的筛分工序中的除杂、分长短、分粗细、分级、拣剔茶梗等工艺的设备通过改进并与毛茶储存输送装置结合组成茶叶筛分生产线, 实现了茶叶送料、筛分的自动化, 提高了筛分效率。
3 讨论
课题通过对茶叶筛分设备的技术改进, 研发茶叶联合筛分生产线与筛分方法, 从而提高茶叶筛分效率和质的稳定一致性。但该生产线在输送过程中会出现易掉茶、输送不连贯的问题, 在拣梗工序中, 当需要拣剔更高精度茶叶时, 梗、叶分离不彻底。因此, 对于筛分过程中茶叶的输送、拣梗技术还有待进一步研究。
摘要：针对六堡茶生产过程中筛分效率低、筛选品质无法保持一致的问题, 设计茶叶联合筛分工艺过程, 改进筛分设备, 研发六堡茶联合筛分生产线;自主研发茶叶储存输送装置, 对抖筛机、风选机等筛分设备完成升级改造, 成功开发六堡茶联合筛分方法, 实现了送料、筛分的自动化, 降低了人力成本, 提高了生产效率, 使茶叶筛分品质保持稳定一致, 取得6项专利成果。六堡茶联合筛分生产线及筛分方法可行、可靠, 可推广应用。
关键词：六堡茶,联合筛分,筛分新方法
参考文献
[1]何志强.弘扬六堡茶文化, 做强六堡茶产业[J].中国茶叶, 2007 (4) :32-38.
[2]李颖, 刘小玲.六堡茶的水溶性成分分析与研究进展[J].广西质量监督导报, 2010 (10) :45-47.
[3]陈文品, 陈平韬, 杨洪元, 等.六堡茶感官理化品质及挥发性香气分析研究[A].中国茶叶科技创新与产业发展学术研讨会论文集[C];2009年茶叶科技创新与产业发展学术研讨会论文集.
[4]DB 45/T 581-2009六堡茶[S].
[5]苏悦娟, 孔祥军.六堡茶的地理标志产品保护分析[J].安徽农业科学, 2011, 39 (34) :21388-21390.
[6]谢俊, 张晓庆, 王成军.基于三平移并联机构的茶叶筛分试验木[J].农业机械学报, 2012, 43 (10) :1000-1298.
[7]汪晓华, 李文昊, 等.平面圆筛机筛分参数对筛分效率的影响[J].轻工机械, 2013 (3) :1005-2895.
块煤筛分系统 篇3
块煤是化石能源,煤炭经过地下开采而分拣出来的块状形体。目前,中国很多基建矿井或中小型煤矿还没有建立选煤厂,块煤不能被分选出来,只能混在面煤中销售,这样发热量低,销售价格低,大大降低了效益。大部分矿井是安排工人在运动中的皮带机或刮板机上捡块煤。这样有三大弊端:a)职工的安全无法保证,经常嗤手碰脚,更严重的砸断手脚都是常有的事;b)投入劳动力多了,成本就大了;c)因为皮带运输机或者刮板输送机是运行着的,这样只能捡到很小一部分块煤,对于整体效益来说,只是杯水车薪。鉴于此,要从源头开始,不断探索设计新装备,即在井下第一部转载机处安装一种分煤系统,根据需要筛选各种颗粒度的块煤,即块煤筛分系统,以提高块煤率,提高企业效益。
自制简易钢球筛分装置 篇4
钢球筛分装置的结构见图1, 斜槽是由角钢 (角钢宽度大于最大钢球球径) 制成的刚性直斜槽。由于钢球球径一般为Φ50mm、Φ40mm、Φ30mm、Φ25mm、Φ20mm和Φ17mm, 这样就决定了在斜槽上设定长度为250mm, 宽度从小到大依次为17.5mm、20.5mm、25.5mm、30.5mm、40.5mm和50.5mm的长方形过球孔, 相邻过球孔的孔间距为250mm。在斜槽下面每个过球孔处设袋子。为了防止钢球堵塞过球孔, 在斜槽上安装1~2个小型振打电动机。
将钢球引入斜槽中, 钢球在斜槽滑落的过程中, 不同球径的钢球依次由各长方形过球孔落下, 最大的钢球则由角钢槽的末端滑出。
需说明的是, 斜槽与水平面夹角由钢球的特性来确定, 如果钢球圆形度较低, 可以适当增大该倾角。
一种球磨机钢球筛分装置的设计 篇5
1 钢球筛分机的工作原理
钢球筛分机由受料斗、篦子、棒闸、振打电动机 (激振源) 、台座、减振弹簧和支架组成。钢球进入受料斗后, 启动振打电动机, 其偏心块所产生的激振力作用于篦子上, 不合格的钢球直接从振动筛下掉出, 合格的钢球在激振力和钢球自身重力的合力作用下在篦子上被抛起跳跃式向前运动, 经篦子溜至接料器, 从而筛分钢球。
2 钢球筛分机的安装与调整
钢球筛分机规格为1 570mm×1 430mm×1 800mm, 其中, 受料斗由4mm厚钢板焊制而成。棒闸由Φ15mm钢筋和10号槽钢制成, 用于控制钢球下落速度。篦子由Φ12mm的圆钢制成, 用于筛分。振打电动机功率1.1k W, 激振力12k N。振打电动机台座利用50号角铁制作, 地脚螺栓孔割成长孔, 便于调整。减振弹簧阻止振动传给地面同时支撑篦的全部重量。安装时, 弹簧必须垂直于地面。支架由180号工字钢组成, 支撑筛分机主体, 安装时支柱必须垂直于地面, 两支柱下面的槽钢应相互平行。钢球筛分机的结构示意见图1, 实物图见图2。
钢球筛分机运行过程简介如下:钢球用铲车倒入受料斗 (现场条件允许的话, 可直接从钢球卸料口倒入受料斗) , 受料斗下方有棒闸, 用于调整下料量, 钢球进入受料斗后, 启动振打电动机, 其偏心块所产生的激振力作用于篦子上, 经过减振弹簧缓冲后, 不合格的钢球直接从振动筛下掉出, 合格的钢球经篦子溜至接料器。
3 改造后效果
复合式筛分增产及粉磨技术 篇6
水泥粉磨是高电耗的行业。所以, 想在当前激烈的市场竞争中占据优势, 可以在水泥粉磨技改中做文章, 通过节约能源提高产量来降低成本。
1 水泥 (矿渣) 粉磨工艺
水泥粉磨工艺有开路粉磨和闭路粉磨两种工艺之分。从实践来看, 开路磨生产流程较为简单、操作最方便、工艺设备最少、投资少、节能环保, 而且开流粉磨的水泥颗粒细度成正态分布, 分布广。因此, 水泥水化时水泥的密实度高、稠度高、坍落度小、水泥的早期强度大, 受到混凝土搅拌站的欢迎, 也符合水泥新标准。
2 加强磨内通风, 控制入磨物料水分与温度
加强磨内通风。磨内具有一定的风速, 使粉磨过程中产生的微粉能及时被气流带走, 减少了微粉的缓冲作用, 可以提高粉磨效率, 产品质量不会受到影响。当通风良好时, 磨内水蒸气及时排出, 隔仓板篦孔不致被堵塞, 研磨体的粘附现象也减少, 并能降低磨内温度, 这样有利于磨机操作和提高产品质量。磨内通风速度因粉磨不同物料而不同, 生产高强度等级水泥应选用低速;反之应选用大一点的速度。
物料的水分直接影响着配料的准确性和磨机的产量与电耗。其原因有二:首先, 由于物料水分大而影响喂料的均匀性, 并使喂料时间延长。其次, 由于湿物料喂入过多, 就有可能造成磨内糊球、糊衬板的现象发生, 甚至出现“饱磨”而被迫停磨处理。一般来说, 入磨物料综合水分每增加1%, 磨机产量会降低8%～10%;当水分大于5%时, 干法磨机基本上无法进行粉磨作业了。
需要指出的是, 并不是入磨物料越干越好, 尤其是水泥磨。磨内研磨体对物料的冲击和摩擦过程中产生静电, 使细小的颗粒带有电荷, 水泥粉中的最小颗粒粘附在研磨体和衬板表面, 温度越高、颗粒越小、研磨体越小, 产生的静电量就越大, 吸附作用也就越强。过高的磨内温度, 较大的颗粒物料也会产生静电吸附作用。另一方面, 当入磨物料水分过小时, 粉磨过程中产生的热量无法通过水蒸气带出磨外, 磨内温度升高, 相对湿度降低, 空气的导电性变差, 静电吸附作用加强。正常情况下, 入磨熟料温度≤60℃, 入磨物料综合水分控制在0.8%～1.3%为宜。
3 应用XCM复合式专利技术对磨机系统改造
要把水泥粉磨作为一个系统来看, 就要对磨机进行改造。磨内的隔仓板、出料篦板、活化衬板、研磨体级配如果不进行改造, 就达不到高产的目的, 磨机设备厂方和辊压机设备厂方是做不到这一点的, 因为我们最终需要的是磨机的产量和质量。因此不能把磨机的设备割裂开来看, 一定要作为一个整体统一考虑磨机内部结构的改造。
3.1 仓位长度比例的调整
根据磨机的长径比和入磨物料特性, 确定磨机仓位个数及合理分配各仓长度。对两仓磨要适当增加段仓的长度, 加强研磨的作用;对于中长磨可选用三仓, 而长径比小于3的磨机可直接用二仓即可。
3.2 合理调整研磨体装载量与级配
由于粉磨工艺条件的变化, 传统的填充率设计和配球方法已很难适应目前磨机节能高产的需要。必须根据实际的入磨物料粒度、易磨性系数、衬板及隔仓板的形式、安装位置、磨机功率、转速等计算确定。
(1) 研磨体装载量。
磨机内研磨体 (钢球、钢段) 的装载量一般根据磨机的有效直径、有效长度、填充系数和研磨体的比重等计算确定。我们根据长期的生产实践检验可使用的简易公式:
研磨体装载量G=D2L (t)
式中:D———磨机的有效直径, m;
L———磨机的有效长度, m。
(2) 磨机填充率 (系数) 。
在工艺条件相对稳定的情况下, 每台磨机都存在一个最佳的填充率, 此时产量最高而电耗又最低。在粉磨容积不变的情况下, 适当提高填充率 (研磨体装载量) , 增大研磨体对物料的粉磨概率, 不失为磨机高产、稳产的有效方法。但相同规格的磨机因采用不同的粉磨工艺流程, 其填充率也不同。开流磨要达到和稳定出磨产品的细度指标, Ⅱ仓 (细磨仓) 的填充率应大于Ⅰ仓 (粗磨仓) 1%～4%, 以使物料在磨内流速不致太快。
(3) 研磨体级配。
物料在粉磨过程中, 需要钢球有足够的冲击作用, 同时要有一定的研磨作用。在研磨体装载量不变的情况下, 小钢球比大钢球的总表面积大, 与物料接触的机会多, 故对需要研碎、细磨的细颗粒物料应选择小钢球。但从另一方面看, 要将大块的物料击碎, 才能进行有效的细磨, 因而必须使钢球具有较大的能量。选用钢球的大小与被粉磨物料的粒度有一定关系, 物料粒度越大, 钢球直径也应该越大。由此可见, 磨机中完全使用大直径或完全使用小直径的钢球是不合适的, 必须进行合理的配合。即不仅要考虑研磨体的装载量, 而且还必须确定用哪几种规格的研磨体及它们的用量, 即研磨体的级配。研磨体级配合理调整的依据:
(1) 依据入磨物料的粒度、硬度、易磨性以及对产品的细度要求确定钢球级配。当入磨物料粒度小, 易磨性好, 产品细度要求较细时, 就需要加强对物料的研磨作用, 选用的钢球直径应小些。反之, 若入磨物料粒度较大, 易磨性差时, 就需要加强对物料的冲击粉碎作用, 此时应选用大直径钢球。
(2) 磨内单位容积物料通过量。
(3) 出磨物料的细度要求。对出磨物料的细度要求较细时, 应适当选用小钢球, 反之则大。
(4) 单仓磨一般都用钢球而不用钢段;二仓磨一般前仓用钢球, 后仓用钢段。
(5) 为了控制物料在磨内的流速, 一般采用大小钢球配合使用。适当减少钢球之间的空隙, 能使物料在磨内的流速减慢, 延长物料在磨内的停留时间, 提高粉磨效率。钢球的级配数也不宜过多, 因为钢球在运动过程中, 由于直径不同其线速度不一样, 往往会产生钢球的自然分层, 直径大的处在内层。若级配过多, 分层更严重, 这会影响粉磨效率。研磨体必须大小搭配, 钢球的规格通常用3～5级, 钢段一般用2～5级。
(6) 选用钢球直径的大小, 还与磨内单位容积物料通过量有一定的关系。在闭路粉磨时, 选粉机的回料使磨内单位容积物料通过量增加, 在此情况下, 钢球在冲击时, 会受到一定的“缓冲”作用。因此, 循环回料量高, 钢球的直径要稍为大些;反之则小。
(7) 在满足物料粒度要求的前提下, 平均粒径应尽可能小些, 以增加接触面积和单位时间的冲击次数, 钢段的直径与长度比要小些, 因为径向磨损快, 钢段长度与直径之差以3～5mm为宜。大小直径的钢球及其质量的配合称为钢球级配。钢球级配直接影响磨机的产量、产品质量和金属消耗。钢球级配的合理选择, 主要根据被粉磨物料的物理化学性能、磨机结构以及要求的产品细度等因素确定。
(8) 磨机衬板表面形状也是配球需要考虑的因素之一。若衬板表面形状致使带球能力不足, 则钢球提升。
3.3 XCM技术对一、二仓的改造
在一、二仓采用具有选粉功能的XCM组合式高效选粉装置, 应用“小篦缝、大流量”的原理, 针对入磨情况变化采取恰当的篦孔尺寸及排列形式, 物料随磨机的回转而不断的运动分选, 整个过程不需外加动力而自动有序地完成。充分发挥一仓破碎功能, 实现一仓隔仓预筛分作用, 发挥其粉磨效率。
3.4 用XCM复合式选粉装置及料段分离装置取代原“隔仓板和出料篦板”
老式的隔仓板及出料篦板, 只是为了按功能划分仓室、隔离大小钢球和阻挡研磨体不被排出。XCM复合筛分隔仓板是一种能对通过隔仓板的物料进行粗细分级的新型双层高效筛分选粉组合式隔仓板。其结构是:
(1) 前侧隔仓板, 在其一端设置有固定后侧隔仓板的装置, 篦缝为射线或同心圆状。
(2) 中间为弧形扬料板, 正面装有筛板, 侧面用钢板做成, 它兼有扬料、选粉、筛分的功能, 并设有细粉导入后仓的导料装置。
(3) 后侧隔仓板兼有导料作用, 具有将进入隔仓板间被选出的粗颗粒料返回前仓的功能。
(4) 后侧隔仓板篦缝为射线状, 远小于微段的长径尺寸, 用于隔绝微段进入隔仓板之间, 其内侧用螺栓固定有筛板。物料随磨机转动从前侧隔仓板的篦缝进入两层隔仓板之间, 细小颗粒在风力作用下通过后侧隔仓板上的筛缝进入后仓, 其它物料随磨机转动被选粉室筛板带起, 在重力离心力的作用下从侧筛板进入细粉仓, 另一部分从选粉室的专用通道滑落到细粉仓。由于筛板的通孔面积大, 物料流程长, 作用力多, 隔仓板的进料通孔面积大, 因而通料能力大, 选粉效率高, 料流畅通不易堵塞, 工作稳定。
给磨机增设了料段分离装置, 具有控制物料流速功能, 既能使水泥成品顺利出磨而小钢段不溢出磨外, 同时起控制物料流速, 保持适当存料量的作用。
3.5 新型螺旋活化装置
为充分发挥磨机的粉磨潜力, 磨内还可增设活化装置, 为微介质创造三维的运动条件, 强化研磨能力, 使研磨体的动能得以更充分利用, 从而使粉磨效率大幅度地提高。活化装置的主要结构是在磨机衬板上安装与磨机轴向成一定角度的梯形装置, 其高度约为磨机筒体直径的20%～30%, 厚度为40mm左右, 宽度同衬板宽度。视产品的不同要求, 沿磨机轴向安装2～5道, 纵向与磨机衬板每隔一块安装一块。由于活化装置的作用, 研磨体在磨内除沿着磨机衬板作圆周运动外, 还作轴向运动。与此同时, 离筒体衬板较远的研磨体因磨机衬板不能有效带动而运动程度减弱的滞留区因活化装置的作用可得到消除。
3.6 改善磨内通风
磨内通风对产质量都有明显影响, 通风好, 不仅可将细粉及时排出磨机, 以免形成过粉磨, 而且还可以带走粉磨热量, 降低磨内温度, 减少石膏脱水和尾仓糊球堵篦。开流磨由于磨内温度高, 风速要高于0.8～1.0m/s。可以通过在进料口处开通风口、进料口螺旋的改进、下料溜子作成阶梯形、放大隔仓板和出料篦板的中心孔以及卸料口加强锁风等措施加以改进, 不仅解决了堵料现象, 而且加大了通风面积。
3.7 老式高细筛分磨机不能达产的原因分析
(1) 磨内筛分结构不合理。目前磨内筛分结构尽管原理大同小异, 但结构差别很大, 制造厂家没有专业技术力量对水泥生产厂家采取一对一的磨内筛分结构。开流水泥磨、超细矿渣磨、闭路水泥磨、超细粉煤灰磨、入磨粒度及原材料配比等工艺不一样, 磨内筛分结构不一样。合适的磨内筛分确保前仓的物料高效的选粉作用, 合格的物料顺利进入下一仓, 粗料及时返回前仓。同时做到前后平衡, 如果过快, 出磨细度和比表面积达不到要求;过慢, 产量上不来。
(2) 段仓研磨体的分级作用不明显。磨机段仓内安装了多道活化装置, 可消除段仓内研磨体的反分级现象。但分级效果不十分明显, 不能达到合理分级的目的, 我们在磨机段仓内每0.5mm取一个样, 筛除物料, 钢段实际总量除以钢段个数得出相应的钢段平均质量, 再换算成平均直径, 然后做出钢段的分级曲线。
(3) 研磨体提升过高。在磨机细磨仓中, 不需要将研磨体提升得过高, 相反需要研磨体与衬板之间有一定的滑动存在, 以增强研磨作用。磨机段仓采用波纹衬板、带球圈及微型研磨体 (直径8～14mm微段) 后, 带球圈上的径向长圆孔对研磨体产生牵制作用使研磨体提升较高;而波纹衬板的摩擦系数为0.45～0.52, 比平衬板的摩擦系数大0.1左右, 使研磨体被提升过高, 不利于段仓微型研磨体研磨作用的发挥。
(4) 球仓、段仓的粉磨能力不平衡。对于双仓管磨机来说, 磨机最大的生产能力取决于该磨机最弱一仓的粉磨能力, 只有保持球仓、段仓的粉磨能力平衡, 才能充分发挥磨机的生产能力, 达到最佳的磨机台时产量。
我们应用XCM磨内改造专利技术对多家水泥企业的开流粉磨系统进行了改造, 都取得了显著的效果。江阴绮星水泥有限公司Φ2.6×13m开流水泥磨产量改前仅为30.0t/h, 比表面积在3300～3350cm2/g, 采用XCM技术后, 产量提高到39.5t/h, 吨水泥电耗由42.15kWh下降到26.3kWh, 水泥强度比以前提高了3.1MPa。
滨州青龙山水泥有限公司的Φ3.2×13.0m两台开路水泥磨原台时产量一直不高 (旋窑熟料粒度30mm, 混合材掺35%矿渣及沸腾炉渣) , 细度偏高在4%左右, 比表面积仅有3300cm2/g, 采用XCM技术, 台时产量提高到68～70t/h, 水泥细度下降到2%左右, 吨水泥电耗下降5.6kWh。
凌峰水泥有限责任公司Φ3.2×13m开流水泥磨产量改前仅43.0～46.5t/h, 比表面积在3200～3250cm2/g, 采用XCM技术后, 产量提高到58t/h, 吨水泥电耗由40.0kWh下降到26.7kWh, 水泥强度比以前提高了3.2MPa。3～30μm的含量比技改前提高18%以上。
惠源水泥有限责任公司Φ3.2×13m开流水泥磨产量改前仅43.0～45t/h, 比表面积在3300～3350cm2/g, 采用XCM技术后, 产量提高到60t/h, 吨水泥电耗由41.0kWh下降到27.5kWh, 水泥强度比以前提高了2.3MPa。
福建富贵水泥有限公司的Φ3.2×13m高细磨为开路工艺, 入磨粒度较大, 最大时达25mm, 30～50mm占50%以上, 平均粒度约为20～30mm, 混合材为难磨的矿渣, 总掺量达到30%, 出磨细度只能控制在5%, 采用XCM技术改造后, Φ3.2×13m高细磨台时产量由48t/h提高到58t/h, 细度由5%下降到2%左右。
复合筛分磨技术对传统磨机的改造 篇7
0前言
水泥、超细矿粉、超细粉煤灰及生料粉大多采用球磨机粉磨,由于球磨机磨内结构和风力分布不合理,有18%～36%效能没有充分发挥,电耗惊人,而且出磨水泥(或矿粉)温度偏高,过粉磨严重,严重影响水泥的各项性能指标。在现有的设备和工艺条件下,如何充分发挥球磨机粉磨过程的高效率、低能耗运行,一直是生产企业追求的目标。盐城市兴诚建材环保设备有限公司以科技进步、技术创新为主要动力,一直致力于粉磨系统的研究,经过数年潜心研制,我们开发出XCM水泥磨磨内改造技术及设备(即内选粉复合式筛分水泥磨专利技术,以下简称XCM专利技术)较好地解决了水泥粉磨系统存在的粉磨效率低、台时产量低、电耗高等缺点,受到水泥企业的普遍欢迎。
1 传统开流(闭路)磨机磨内结构弊端分析
传统三仓磨内结构通常为一、二仓双(单)层隔仓,二、三仓带筛分的老式隔仓板,段仓挡料圈及出料装置。
1.1 不合理的磨内筛分结构
传统磨机磨内一、二仓结构为不带筛分的双层隔仓板,靠一仓隔仓为篦板,靠二仓隔仓为盲板;二、三仓结构为带垂直筛分的双层隔仓板,靠二仓隔仓为篦板,靠三仓隔仓为盲板,两隔仓中心设计通风孔。传统磨机结构由于一、二仓不带筛分,一仓物料流速快且进入二仓物料粒度偏粗。为控制一仓流速,一仓平均球径降低,造成一仓粗颗粒物料破碎能力下降,流速降低,容易产生堆料,增加无功损耗;二仓物料粒度偏粗,平均球径增大,钢球数量减少,影响细粉物料粉磨效率;二、三仓垂直筛分筛板篦孔大,进入三仓物料粒径相对偏粗,影响三仓研磨效率。同时由于一、二仓和二、三仓都有肓板,出料篦板篦缝宽,分布窄,势必造成磨内通风不均,中心通风大,中、边部通风差,磨内物料流速不均,产生过粉磨,细度不好控制,严重影响磨机产量。
1.2 不合理的磨内风力分布
传统磨机都是中空轴进料、进风,中空轴出料、出风,中间隔仓装置设置盲板,造成磨内风力分布不合理。中部通风阻力小、中风大;边部通风阻力大、边风小。磨内物料中间流速快、边部慢,边部物料容易发生过粉磨。开路磨以质量为控制指标,用风大,细度跑粗;用风小,边部物料由于流速慢,产生严重过粉磨,影响粉磨效率。
2 XCM复合式筛分磨核心技术
XCM复合式筛分磨理论由三大核心技术组成,即:磨内筛分技术、磨内通风技术和球段级配技术,三者互为关联,缺一不可。复合筛分磨结构示意图见图1。磨内筛分技术是核心:即磨内设置两道筛分装置,一、二仓设置第一道粗筛分,二、三仓设置第二道细筛分,目的是充分发挥各仓间的最大效能;磨内通风技术是关键:传统磨机普遍存在用风量不足,用风大就容易跑粗,主要原因是磨内通风不畅,中部风速快,边部风速慢,中部风速大了就容易跑粗,降低中部风速,边部风就小,产生过粉磨。磨内通风技术主要是改善磨内风力分布,减少中、边部风速差率,提高用风量,即在用风量大的情况下,细度不跑粗,这样减少了边部过粉磨,从而提高粉磨效率;级配技术是前提:没有普遍适用万能的级配方案,合适的级配方案需要综合考虑物料特性、工艺状况、水份等,结合实践经验与理论基础合理确定仓长比例、填充率、各仓级配,以保证三仓效率平衡,充分发挥研磨体功能,从而最大限度发挥各仓效能。
3 XCM复合筛分磨专利技术措施
3.1 合理的筛分装置结构
筛分装置(见图2)是磨内复合筛分技术的核心,该装置性能的好坏是普通球磨机改造能否成功的前提。磨内复合筛分装置性能优劣主要体现在以下几个方面:
(1)筛分动力强。筛分装置不需要额外提供动力,依靠磨机的自身旋转及被筛分物料自身的重力和侧压力这三个方面即可完成磨内筛分。其结构是:①前端隔仓篦板,在其一端设置有固定后侧隔仓板的装置,篦缝为射线或同心圆状。②中间为弧形扬料板,正面装有筛板,侧面用耐磨材料制成,它兼有扬料、选粉、筛分的功能,并设有细粉导入后仓的导料装置。③后侧隔仓板兼有导料作用,具有将进入隔仓板间被选出的粗颗粒料返回前仓的功能。④后侧隔仓板篦缝为射线状,远小于微段的长径尺寸,用于隔绝微段进入隔仓板之间,其内侧用螺栓固定有筛板。物料随磨机转动从前侧隔仓板的篦缝进入两层隔仓板之间,细小颗粒在风力作用下通过后侧隔仓板上的筛缝进入后仓,其他物料随磨机转动被选粉室筛板带起,在重力离心力的作用下从侧筛板进入细粉仓,另一部分从选粉室的专用通道滑落到细粉仓。
(2)两道筛分过料能力大。筛板的通孔面积大,物料流程长,作用力多,隔仓板的进料通孔面积大,因而通料能力大,选粉效率高,料流畅通不易堵塞,工作稳定。
(3)通风能力畅。最大限度改善磨内通风,降低磨内温度,防止磨内不良现象发生;复合筛分磨内筛分装置整个截面处于全贯通状态,通风阻力小,不堵塞,通风面积大,所以通风性能特别优良。
(4)自洁能力佳。能实现物料自由通过篦缝,消除筛分装置的堵塞现象;复合筛分磨内筛分装置的进出料隔仓板采用与最大物料粒径和球段相适应的篦缝,物料可自由通过隔仓板进入筛分小仓进行筛分,而不会发生物料以及球段堵塞篦缝,自洁能力是最好的。
(5)隔仓装置料位调节功能强。使球仓保持最佳的料球比,以充分发挥球仓的粉碎效率;
(6)使用寿命长。在结构设计、耐磨材料的选用及制造质量上要能保证有足够长的使用寿命。复合筛分磨内筛分装置使用寿命特别长。在进、出料隔仓板上采用多元合金钢工艺,筛分板采用耐磨高强板加工。
(7)原出料篦板呈放射状篦缝,易堵塞,采用具有料段分离功能的强溢流型出料装置,自洁能力好的篦板,彻底解决了因篦板缺陷造成过粉磨现象,改善了磨机出料质量,减少了静电现象,提高了产品质量。
3.2 增强磨内通风
磨内通风对产质量都有明显影响,通风好,不仅可将细粉及时排出磨机,以免形成过粉磨,而且还可以带走粉磨热量,降低磨内温度,减少石膏脱水和尾仓糊球堵篦。开流磨由于磨内温度高,风速要高于0.6～1.05m/s。可以通过在进料口处开通风口、进料口螺旋的改进、下料溜子作成阶梯形、放大隔仓板和出料篦板的中心孔以及卸料口加强锁风等措施加以改进,不仅解决了堵料现象,而且加大了通风面积。
4 XCM复合筛分磨技术效果及应用