ATOX-50立磨操作参数控制

孙刚

ATOX-50立磨操作参数控制

Control of Operational Parameters for ATOX-50 Roller Mill

孙刚

ATOX-50立磨是利用料床粉碎原理粉磨物料的一种研磨机械，现已被广泛应用于水泥、煤炭、电力等行业。ATOX-50立磨是一种全风扫式磨机，入磨物料经过挤压，在离心力的作用下甩到盘边并沉落到喷口环处，靠该处的高速风将其吹起、吹散，金属、重矿石将沉降到喷口环下排出。细粉带到立磨上部，经分离器分选，成品随同气体进入收尘器收集起来，粗粉又循环回来。粗粉、粗颗粒被抛起，随着风速的降低，失去依托，沉降到盘面上，靠离心力进入压磨轨道进行新一轮的循环。在多次循环中，颗粒与气体之间进行了充分热交换，使水分蒸发。因此，ATOX-50立磨集物料的粉磨、输送、选粉、烘干以及分离金属块和重矿石等诸多优点于一身。正常条件下，只要通过短期的工艺调试，立磨都能平稳运转。但是，如何优化工艺参数保证质量、确保安全、提高产量、降低能耗、提高运转率、不断提高经济效益是立磨的管理和操作的中心问题。下面针对这些问题，进行简要的探讨。

1 磨内通风及进出口温度控制

1.1 入磨风的来源及匹配

入磨热风大多采用回转窑系统的废气，也有的工艺系统采用热风炉提供热风，为了调节风温和节约能源，在入磨前还可兑入冷风和循环风。

采用热风炉供给热风的工艺系统，为了节约能源，视物料含水情况可兑入20%～50%的循环风。而采用预分解窑废气作热风源的系统，希望废气能全部入磨利用。若有余量则可通过管道将废气直接排入收尘器。如果废气全部入磨仍不够，可根据入磨废气的温度情况，确定兑入部分冷风或循环风。

1.2 风量、风速及风温的控制

（1）风量的选定原则

出磨气体中含尘（成品）浓度应在 550～750g/m3之间，一般应低于700g/m3；

出磨管道风速一般要＞20m/s，并避免水平布置；

喷口环处的风速标准为50m/s，最大波动范围为70%～105%；

当物料易磨性不好，磨机产量低，往往需选用大一个型号的立磨。相比条件下，在出口风量合适时，喷口环风速较低，应按需要用铁板挡上磨辊后喷口环的孔，减少通风面积，增加风速。挡多少个孔，要通过风平衡计算确定；

允许按立磨的具体情况在70%～105%范围内调整风量，但窑磨串联的系统应不影响窑的烟气排放。

（2）风温的控制原则

生料磨出磨风温不允许超过100℃。否则软连接要受损失，旋风筒分格轮可能膨胀卡停；煤磨出磨风温视煤质情况而定，挥发分高的，则出磨风温要低些，反之可以高些。一般应控制在80℃以下，以免系统燃烧、爆炸等现象的发生。

在用热风炉供热风的系统，只要出磨物料的水分满足要求，入收尘器风温高于露点16℃以上，可以适当降低入、出口风温，以节约能源。

烘磨时入口风温不能超过200℃，以免使磨辊内润滑油变质。

1.3 防止系统漏风

系统漏风是指立磨本体及出磨管道、收尘器等处的漏风。在总风量不变的情况下，系统漏风会使喷口环处的风速降低，造成吐渣严重。由于出口风速降低，成品的排出量减少，循环负荷增加，压差升高。由于恶性循环，总风量减少，易造成饱磨，振动停车，还会使磨内输送能力不足而降低产量。另外，还可降低入收尘器的风温，易出现结露。

如果为了保持喷口环处的风速而增加通风量，将会加重风机和收尘的负荷，浪费能源。同时也受风机能力和收尘器能力的限制。因此系统漏风百害而无一利，是在必须克服之列。德方要求MPS立磨系统漏风＜4%，根据我们的国情，应按漏风＜10%作风路设计，因此系统漏风量一定不能＞10%。

2 几种参数的选择

2.1 关于研磨压力的选择

立磨的研磨压力主要来源于液压拉紧装置。通常状况下，拉紧压力的选用和物料特性及磨盘料层厚度有关，因为立磨是料床粉碎，挤压力通过颗粒间互相传递，当超过物料的强度时物料就被挤压破碎，挤压力越大，破碎程度越高，因此，越坚硬的物料所需拉紧力越高；同理，料层越厚所需的研磨压力也越大。否则，效果不好。

对于易碎性好的物料，研磨压力过大是一种浪费，在料层薄的情况下，还往往造成振动；而易碎性差的物料，所需研磨压力大，料层偏薄会取得更好的粉碎效果。研磨压力选择的另一个重要依据为磨机主电机电流。正常工况下不允许超过额定电流，否则应调低研磨压力。

2.2 关于选粉机转速的选择

影响产品细度的主要因素是选粉机的转速和该处的风速。在选粉机转速不变时，风速越大，产品细度越粗，而风速不变时，选粉机转速越快，产品颗粒在该处获得的离心力越大，能通过的颗粒直径越小，产品细度越细。通常状况下，出磨风量是稳定的，该处的风速也变化不大。因此控制选粉机转速是控制产品细度的主要手段。立磨产品粒度是较均齐的，应控制在合理的范围内，一般0.08mm筛筛余控制在16%左右可满足回转窑对生料、煤粉细度的要求，过细不仅会降低产量，浪费能源，而且会提高磨内的循环负荷，造成压差不好控制。

2.3 关于料层厚度的选择

立磨是料床粉碎设备，在设备已定型的条件下，粉碎效果取决于物料的易磨性及所施加的研磨压力和承受这些挤压力的物料量。

研磨压力的调整范围是有限的，如果物料难磨，新生单位表面积消耗能量较大，此时若料层较厚，吸收这些能量的物料量增多，造成粉碎过程产生的粗粉多而达到细度要求的减少，致使产量低、能耗高、循环负荷大、压差不易控制，使工况恶化。因此，在物料难磨的情况下，应适当减薄料层厚度，以求增加经过挤压的物料中合格颗粒的比例。反之，如果物料易磨，在较厚的料层时也能产生大量的合格颗粒，应适当加厚料层，相应地提高产量。否则会产生过粉碎和能源浪费。

3 几种操作情况的处理

3.1 关于磨机的振动

立磨正常运行时是很平稳的，噪音不超过90dB，但如调整得不好，会引起振动，振幅超标就会自动停车。因此，调试阶段主要遇到的问题就是振动。引起立磨振动的主要原因有：

有金属进入磨盘引起振动。为防金属进入，可安装除铁器和金属探测器；

磨盘上没有形成料垫，磨辊和磨盘的衬板直接接触引起振动。形不成料垫的主要原因有：

（1）喂料量。立磨的喂料量必须适应立磨的能力，每当喂料量低于立磨的产量，料层会逐渐变薄，当料层薄到一定程度时，在拉紧力和本身自重的作用下，会出现间断的辊盘直接接触撞击的机会，引起振动。

（2）物料硬度低，易碎性好。在物料易碎性好、硬度低、拉紧力较高的情况下，即使有一定的料层厚度，在瞬间也有压空的可能引起振动。

（3）挡料圈低。当物料易磨易碎，挡料环较低，很难保证平稳的料层厚度，因此，物料易磨应适当提高挡料环。

（4）饱磨振动。磨内物料沉降后几乎把磨辊埋上，称为饱磨。

产生饱磨的原因有：喂料量过大，使磨内的循环负荷增大；分离器转速过快，使磨内的循环负荷增加；循环负荷大，使产生的粉料量过多，超过了通过磨内气体的携带能力；磨内通风量不足，系统大量漏风或调整不合适。

3.2 关于吐渣

正常情况下，ATOX-50立磨喷口环的风速为50m/s左右，这个风速即可将物料吹起，又允许夹杂在物料中的金属和大密度的杂石从喷口环处跌落经刮板清出磨外，所以有少量的杂物排出是正常的，这个过程称为吐渣。但如果吐渣量明显增大则需要及时加以调节，稳定工况。造成大量吐渣的原因主要是喷口环处风速过低。而造成喷口环处风速低的主要原因有：

（1）系统通风量失调。由于系统风量低或系统争风等造成入磨风量降低，导致系统通风大幅度下降。喷口环处风速降低造成大量吐渣。

（2）系统漏风严重。虽然风机和气体流量计处风量没有减少，但由于磨机和出磨管道、旋风筒、收尘器等大量漏风，造成喷口环处风速降低，使吐渣严重。

（3）喷口环通风面积过大。这种现象通常发生在物料易磨性差的磨上，由于易磨性差，保持同样的台时能力所选的立磨规格较大，产量没有增加，通风量不需同步增大，但喷口环面积增大了。如果没有及时降低通风面积，则会造成喷口环的风速较低而吐渣较多。

（4）磨内密封装置损坏。磨机的磨盘座与下架体间，三个拉架杆也有上、下两道密封装置，如果这些地方密封损坏，漏风严重，将会影响喷口环的风速，造成吐渣加重。

（5）磨盘与喷口环处的间隙增大。该处间隙一般为5～8mm，如果用以调整间隙的铁件磨损或脱落，则会使这个间隙增大，热风从这个间隙通过，从而降低喷口环处的风速而造成吐渣量增加。

3.3 关于压差的控制

ATOX-50立磨的压差是指运行过程中，选粉机下部磨腔与热烟气入口静压之差，这个压差主要由两部分组成：一是热风入磨的喷口环造成的局部通风阻力，正常工况大约有2000～3000Pa，另一部分是从喷口环上方到取压点（选粉机下部）之间充满悬浮物料的流体阻力，这两个阻力之和构成了磨床压差。在正常运行的工况下，出磨风量保持在一个合理的范围内，喷口环的出口风速一般在50m/s左右，因此喷口环的局部阻力变化不大，磨床压差的变化就取决于磨腔内流体阻力的变化。这个变化的由来，主要是流体内悬浮物料量的变化，而悬浮物料量的大小一是取决于喂料量的大小，二是取决于磨腔内循环物料量的大小，喂料量是受控参数，正常状况下是较稳定的，因此压差的变化就直接反映了磨腔内循环物料量（循环负荷）的大小。

正常工况下磨床压差应是稳定的，这标志着入磨物料量和出磨物料量达到了动态平衡，循环负荷稳定。一旦这个平衡被破坏，循环负荷发生变化，压差将随之变化。如果压差的变化不能及时有效地控制，必然会给运行过程带来不良后果，主要有以下几种情况：

（1）压差降低表明入磨物料量少于出磨物料量，循环负荷降低，料床厚度逐渐变薄，薄到极限时会发生振动而停磨。

（2）压差不断增高表明入磨物料量大于出磨物料量，循环负荷不断增加，最终会导致料床不稳定或吐渣严重，造成饱磨而振动停车。

压差增高的原因是入磨物料量大于出磨物料量，一般不是因为无节制的加料而造成的，而是因为各个工艺环节不合理，造成出磨物料量减少。出磨物料应是细度合格的产品。如果料床粉碎效果差，必然会造成出磨物料量减少，循环量增多；如果粉碎效果很好，但选粉效率低，也同样会造成出磨物料减少。

影响粉碎效果的因素有以下几点：

（1）液压拉紧站的研磨压力

在其他因素不变的情况下，研磨压力越大，作用于料床上物料的正压力越大，粉碎效果就越好。但研磨压力过高会增加引起振动的几率，电机电流也会相应增加。因此操作人员要根据物料的易磨性、产量和细度指标，以及料床形成情况和控制厚度及振动情况等统筹考虑研磨压力的设定值。

（2）料床厚度

在研磨压力已定的前提下，不同的料床厚度，承受这已定的压力效果也就不同。尤其是易碎性不同的物料，其要求的破坏应力不一样，因此料床厚度的最佳值也不一样。

（3）磨盘和磨辊的挤压工作面

在生产过程中，伴随着磨盘、磨辊的磨损，粉碎效果会下降，由于辊皮脱落或堆焊不规则等原因造成盘与辊之间的挤压工作面凸凹不平时，将会出现局部过粉碎、局部挤压力不够的现象，造成粉碎效果差。因此磨盘和磨辊衬板最好一起更换，否则会降低粉碎效果。

（4）物料的易碎性

物料的易碎性对于粉碎效果影响很大，立磨选型设计都是根据所用原料的试验数据和产量要求而确定规格型号。在这里值得注意的是：同一台磨使用于不同矿山、不同易碎性的原料时，要注意及时调节有关参数以免造成压差变动。

分离效果是影响循环负荷的主要因素之一。它是指把已符合细度要求的物料，及时地分离排出磨外这项工作完成的情况。分离效果取决于由分离器转速和磨内风速所构成的流体流场。通常状况下，分离器转速提高，出磨产品变细，而在分离器转速已定的情况下，磨内风速提高，出磨产品变粗。一般这两项参数是稳定平衡的。

4 立磨的主要经济技术指标及影响因素

立磨的主要经济技术指标有产量、电耗、化学成分合格率、产品细度、水分等。

（1）影响产品细度的主要因素就是分离器转速和该处风速，一般风速不能任意调整，因此调整分离器转速为控制产品细度的主要手段，分离器是变频无级调速，转速越高，产品细度越细。对于生料一般应控制在10%～16%（0.08mm筛）。产品太细，既不易操作又造成浪费。

（2）影响产品水分的因素一个是入磨风温，一个是风量。风量基本恒定，不应随意变化。因此入磨风温就决定了物料出磨水分。在北方，为防止均化库在冬季出现问题，一般出磨物料水分应在0.5%以下，不超过0.7%。

（3）影响磨机产量的因素除物料本身的性能外，主要是拉紧压力、料层厚度的合理配合。拉紧压力越高，研磨能力越大，料层越薄，粉磨效果越好。但必须要在平稳运行的前提下追求产量，否则事与愿违。当然磨内的通风量应满足要求。

（4）产品的电耗是和物料的易磨性紧密相关的。另外与合理用风有关，产量较低，用风量很大，势必增加风机的耗电量，因此通风量要合理调节，在满足喷口环风速和出磨风量含尘浓度的前提下，不应使用过大的风量。

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