一种立磨选型试验系统及方法

摘要

本发明涉及建筑和机械技术领域，具体来说是一种立磨选型试验系统及方法，包括喂料装置，立磨主机，收尘器，风机，电控系统和分析仪器，喂料装置储存料仓的下部通过管道连接斗提机和星型喂料阀，星型喂料阀通过管道连接立磨主机，立磨主机上部通过管道连接收尘器左侧入口位置，收尘器右侧上部设有风机，收尘器包括袋式收尘器、收尘下料器和收尘铰刀，分析设备包括分析天平和负压筛分机。本发明优点在于：对物料进行性能测试，准确分析物料的粉磨特性，包括易磨性和磨蚀性，对电耗、产品细度、磨损量的综合分析，确定工业磨机单位耗电量的保证值，也可有效地计算得出特定物料的磨蚀性，大大提高了工业立磨规格选型和结构设计准确性。

说明书

[技术领域]

本发明涉及建筑和机械技术领域，具体来说是一种立磨选型试验系统及方法。 

[背景技术]

大家都知道，水泥工业是典型的能源和资源依赖型产业，随着国民经济的发展，我国水泥工业的节能环保任务日趋严峻，节能减排已成为我国水泥工业当前的重要课题。 

工业立磨是水泥生产中粉磨系统的优选设备，具有占地少，节能环保等特点，广泛运用于水泥生产线。为了保证立磨在粉磨系统中的粉磨性能及产量达到设计指标，通常要物料进行易磨性和磨蚀性等的性能试验。物料的物性试验，一般是在小型化的试验立磨系统中进行，主要测定各种物料的易磨性和对耐磨材料的磨蚀性等物性参数，原料的立磨易磨性指数是确定立磨规格、进行系统配置和设计的重要依据，磨蚀性指数是判断立磨对具体原料的适应情况，用以判断磨损件的维护周期，是工业立磨的规格选型、结构设计、和耐磨材料的选取等提供基础数据支持和技术保障。 

[发明内容]

本发明的目的是提供一种对大型立磨设计选型的试验系统，通过测定不同物料在试验装置中产生的能耗，确定物料的特性，包括易磨性和磨蚀性，最终确定工业立磨的型号规格的立磨选型试验系统及方法。 

为实现上述目的，设计一种立磨选型试验系统，包括喂料装置1，立磨主机 2，收尘器3，风机4，电控系统和分析仪器，喂料装置储存料仓5的下部通过管道连接斗提机6和星型喂料阀7，所述的星型喂料阀7通过管道连接立磨主机2，所述的立磨主机2上部通过管道连接收尘器8左侧入口位置，所述的收尘器3右侧上部设有风机4，所述的收尘器包括袋式收尘器8、收尘下料器9和收尘铰刀10，所述的分析设备包括分析天平和负压筛分机。 

收尘器的后方设置风机，保证整个试验系统处于负压状态，不向外漏出粉尘，不对环境产生影响。 

一种立磨选型试验系统及方法，该方法包括以下步骤： 

a.试验开始前准备工作：拆下试验立磨中的磨辊，然后拆除其上的四个辊胎，清洁后用天平秤取重量，并记录数据m₁、m₂、m₃、m₄，检查磨机，装回辊胎，装回磨辊，将立磨装配还原；初始设定，磨机风量480m³/h，液压力50bar；细度调节：当选粉机＝650转/分钟时，产品细度为12％R90μm，每调节50转/分钟，产品细度调节1％，调整选粉机转速；并计算和调节喂料量，P＝(2.5kW)/邦德功指数； 

b.启动试验立磨装置：记录试验开始时间t₁，通过电控系统依次启动斗提机，风机，收尘下料器，收尘铰刀，立磨，星型喂料阀、喂料铰刀，合格的产品经袋收尘器收集成粉尘，再通过收尘器下的收尘铰刀和收尘下料器排出，收集得到产品； 

a.测定产品细度：将收集得到的产品每隔5min时间取样，同时记录此时电控控制柜上的所有设定参数，这些参数包括：磨机喂料量M、料层厚度H、磨机振动、出入磨热风温度(T₁，T₂)、磨机内进出口压差(P₁，P₂)、选粉机频率(f)； 

b.细度偏差：调节选粉机频率，进而调节选粉机转速，选粉机转速越大，细度 越高，也可调节系统风量，细度越高，减小风量，细度越低，增大风量，磨机功率偏差，调节喂料量和研磨压力，磨机料层厚度，调节喂料量和研磨压力； 

c.试验结束：记录试验结束后时间t₂和电耗w₂，放空磨机，称重粉磨后产品总重量m₇，拆卸磨机和磨辊辊胎，清洁后用天平秤取重量，并记录数据m₈,、m₉、m₁₀、m₁₁，检查磨机，装回辊胎，装回磨辊，将立磨装配还原； 

d.筛余量的计算：R＝m₆/25×100％； 

e.单位时间产量：m₁₂＝m₇/t₃×60，试验时间为结束时间减去开始时间：t₃＝t₂-t₁； 

f.单位耗电量计算：p＝w₃/t₃×60/m₁₂×1000，将试验前后电表中的电量相减获得试验耗电量，w₃＝w₂-w₁； 

g.损量计算：将四个磨辊在粉磨试验前后的重量差相减，得到粉磨过程中每个磨辊的磨损量，然后合计得出总磨损量m₁₄，并计算得出该物料的磨损率A，A＝m₁₄/m₇； 

h.参数转化公式：细度转换因子为，p_要求＝p_实际×f。 

本发明同现有技术相比，其优点在于：通过电控系统启动喂料装置，立磨，收尘器，风机，在固定间隔时间后取成品样，经过分析仪器确定成品细度，可在试验过程中反复调节运行状态至平衡，试验完成后对物料进行性能测试，准确分析物料的粉磨特性，包括易磨性和磨蚀性，对电耗、产品细度、磨损量的综合分析，可以有效地得出工业立磨的单位耗电量，计算出对应工业磨机的规格型号，确定工业磨机单位耗电量的保证值，也可有效地计算得出特定物料的磨蚀性，计算出工业立磨从运行到耐磨堆焊修复的时间，明确其保证值，大大提高了工业立磨规格选型和结构设计准确性。 

[附图说明]

图1是试验立磨系统流程的示意图； 

图2是试验立磨系统的结构示意正视图； 

图3是试验立磨系统的结构示意侧视图； 

图中：1.喂料装置  2.立磨主机  3.收尘器  4.风机  5.储存料仓  6.斗提机  7.星型喂料阀  8.袋式收尘器  9.收尘下料器  10.收尘铰刀； 

指定图1作为本发明的摘要附图。 

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

参见图1、图2及图3： 

1.喂料装置： 

喂料装置包括储存料仓、喂料铰刀、斗提机和星型喂料阀，储存料仓用于储存试验所需粉磨的物料，一次试验所需物料量大约为500kg；斗提机用于将试验所需的物料提升至储存料仓以及将甩出立磨磨盘外且不能被热风吹起的粗颗粒物料重新提升至储存料仓，形成外部循环系统；喂料铰刀位于储存料仓下方，用于控制喂料量；星型喂料阀位于立磨进口，用于锁风，保证立磨负压运行。 

2.立磨： 

立磨主要分为上下两大区域：下部为粉磨区域，主要由壳体、传动、磨盘、磨辊及液压油站组成，其中壳体包括外壳和底座；传动包括减速电机和与磨盘相连的联轴器，用于带动磨盘转动；磨盘具有20°倾角，物料在磨盘上方被碾压研磨，并由于离心力的作用被甩出磨盘；磨辊数量为四个，均布在磨盘上方；液压油站位于立磨一侧，主要用于加压，提供磨辊向下研磨的压力，上部为选粉区域，主要由选粉机壳体、转子、导向叶片和选粉机减速电机；通过选粉机减速变频电机调节选粉机转子的转速，从而调节产品细度。 

3.收尘器： 

收尘器包括袋式收尘器、收尘下料器和收尘铰刀，袋式收尘器与立磨选粉机出料口通过管道连接起来，用于收集细粉，下方的回转铰刀控制下料速度。 

4.风机： 

风机通过管道与收尘器相连，保证系统负压运行,确保整个系统在运行过程中清洁无污染。 

5.电控系统 

通过传感器、压力表、流量计等元器件记录系统设备中的运行参数包括：磨机喂料量、料层厚度、磨机振动、出入磨热风温度、磨机内进出口压差、选粉机转速等；通过电控柜将上述数据数显出，记录数据后，根据分析仪器的细度参数调节喂料量等。 

6.分析仪器： 

分析仪器主要包括有分析天平、烘箱和负压筛分机。主要用于测定产品细度和水分。 

本发明的具体使用步骤为： 

a.试验开始前准备工作 

拆下试验立磨中的磨辊，然后拆除其上的四个辊胎，清洁后用天平秤取重量，并记录数据m₁、m₂、m₃、m₄，检查磨机，装回辊胎，装回磨辊，将立磨装配还原。将取样到试验室的原料，先经颚式破碎机破碎，控制出破碎机物料粒度小于8mm。如果物料水分超过1％，可添加热风炉在试验过程中进行烘干，如果试验过程中没有加热，那么需要提前烘干并保证喂料水分在1％之内。将破碎后的物料运送到储存料仓中，并记录原料重量m5、初始电耗w₁(控制原料重量在500kg左右)。 

初始设定，磨机风量480m³/h，液压力50bar；细度调节：当选粉机＝650转/分钟时，产品细度为12％R90μm，每调节50转/分钟，产品细度调节1％，根据实际产品细度要求，调整选粉机转速；并计算和调节喂料量，P＝(2.5kW)/邦德功指数(如果未进行邦德功测试则取样200kg/h)。 

b.启动试验立磨装置 

记录试验开始时间t₁，通过电控系统依次启动斗提机，风机，收尘下料器，收尘铰刀，立磨，星型喂料阀、喂料铰刀，然后破碎后的物料运送喂入储存料仓内，经过料仓下的可调节星型喂料阀和喂料铰刀进入磨内碾压粉磨，磨盘被下方减速机带动转动，磨盘上的粉磨物料由于离心力的作用甩出磨盘边缘，并被喷嘴环喷出的热风带到磨辊上方的选粉机中。细粉在选粉机中被筛选，一部分粗粉掉入磨盘中央被进一步研磨，另一部分粗粉经斗提机外循环进入储存料仓循环粉磨，产品细度可通过转子叶片转速调节。合格的产品经袋收尘器收集的粉尘通过收尘器下的收尘铰刀和收尘下料器排出，收集得到产品。 

c.测定产品细度 

将收集得到的产品每隔5min时间取样，同时记录此时电控控制柜上的所有设定参数，这些参数包括：磨机喂料量M、料层厚度H、磨机振动、出入磨热风 温度(T₁，T₂)、磨机内进出口压差(P₁，P₂)、选粉机频率(f)等。将取样得到的产品用分析天平秤取25g；倒入试验所要求细度的的负压筛(一般为90μm)，将负压筛放入负压筛分仪中，盖上玻璃盖，打开负压筛分仪，运行2分钟后，取出称量筛上物，记录数据m6，并计算筛余量的百分比R。 

d.调节运行状态 

细度偏差：根据实验要求细度，如果细度偏高，则调节选粉机频率，进而调节选粉机转速，选粉机转速越大，细度越高；也可调节系统风量，细度越高，减小风量；细度越低，增大风量； 

磨机功率偏差：调节喂料量和研磨压力； 

磨机料层厚度：调节喂料量和研磨压力。 

e.试验结束 

维持产品细度一定的情况，磨完储存料仓中的所有物料后，记录试验结束后时间t₂和电耗w₂，放空磨机，称重粉磨后产品总重量m₇，拆卸磨机和磨辊辊胎，清洁后用天平秤取重量，并记录数据m₈,、m₉、m₁₀、m₁₁，检查磨机，装回辊胎，装回磨辊，将立磨装配还原。 

f.数据计算 

筛余量的计算：R＝m₆/25×100％； 

单位时间产量：m₁₂＝m₇/t₃×60，试验时间为结束时间减去开始时间：t₃＝t₂-t₁

单位耗电量计算：_p＝w₃/t₃*60/m₁₂×1000，将试验前后电表中的电量相减获得试验耗电量，w₃＝w₂-w₁； 

g.磨损量计算 

将四个磨辊在粉磨试验前后的重量差相减，得到粉磨过程中每个磨辊的磨损量，然后合计得出总磨损量m₁₄，并计算得出该物料的磨损率A；A＝m₁₄/m₇，m₁₄＝ (m₈-m₁)+(m₉-m₂)+(m₁₀-m₃)+(m₁₁-m₄)； 

h.参数转化公式 

试验测出细度结果可能与工业立磨指定细度不符，需要对其数据转换，转换得到工业立磨细度要求下的单位耗电量，具体转换公式如下： 

细度转换因子：

p_要求＝p_实际×f 。