一、引言
我國是一個(gè)水泥生產(chǎn)大國，5000多水泥企業(yè)年產(chǎn)量12億多噸。水泥企業(yè)每生產(chǎn)一噸水泥需要粉磨各種物料就有3~4噸之多，粉磨電耗占企業(yè)總電耗的65%-70%，粉磨成本占水泥生產(chǎn)總成本的35%左右，而粉磨系統(tǒng)的維修量占全企業(yè)設(shè)備維修量的60%。因此，粉磨系統(tǒng)在水泥企業(yè)中有著非常重要的地位。
入磨粒度的大小是影響磨機(jī)產(chǎn)量、能耗的主要因素之一。有資料顯示：磨機(jī)的粉磨有效功率約1—3%，最高不超過g%，而
破碎機(jī)的有效功率為30%左右，兩者相差約10-30倍。“多破少磨”，即將原來在磨內(nèi)進(jìn)行較粗物料的粉碎移到磨外由破碎機(jī)完成。人磨粒度小，以鋼球作為研磨體的磨機(jī)可以減小鋼球直徑，在鋼球裝載量相同時(shí)，鋼球個(gè)數(shù)增多，鋼球總表面積增加，因而增強(qiáng)了鋼球?qū)ξ锪系姆勰バЧ瑥亩岣弋a(chǎn)量、降低單位產(chǎn)品電耗。如φ2.4x13m生料磨，入磨粒度從20mm降到l0mm以下，產(chǎn)量提高30%左右；φ2.2x7m磨機(jī)，粒度從25mm降到15mm以下，產(chǎn)量提高23%。熟料從25-30mm降到了15mm時(shí)，水泥磨機(jī)產(chǎn)量提高15%。如果能夠通過研究磨前預(yù)破碎，實(shí)現(xiàn)粉磨系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗，然后推廣應(yīng)用，則每噸水泥的粉磨成本平均下降2元人民幣是完全可能的，全國水泥行業(yè)可增加效益24億多，同時(shí)節(jié)電約48億度，為緩解國家電力緊張，支持其它行業(yè)發(fā)展，為我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略做出重要貢獻(xiàn)。
目前，水泥行業(yè)常用的破碎機(jī)有許多種，但從工作原理上分類，一般可以分成打擊式破碎機(jī)與擠壓式破碎機(jī)兩類。打擊式破碎機(jī)主要包括錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)等。它們的主要破碎機(jī)理是對(duì)物料實(shí)施高速打擊。它們的優(yōu)點(diǎn)是：(1)對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)，且破碎比大；(2)產(chǎn)生部分粉狀物料，成品物料顆粒形狀不規(guī)則。同時(shí)還存在三個(gè)方面的缺點(diǎn)：(1)單位成品磨耗大，功耗大，使用成本高。一般在0.6元／噸熟料左右；(2)易損件更換頻繁，檢修麻煩，不利于生產(chǎn)管理；(3)出料粒度不均勻、不穩(wěn)定，與錘頭、篦板磨損程度關(guān)系大，不能給管磨機(jī)提供穩(wěn)定的進(jìn)料粒度。
擠壓式破碎機(jī)主要包括顎式破碎機(jī)、對(duì)輥式破碎機(jī)、輥壓機(jī)等。它們的主要破碎機(jī)理是對(duì)物料擠壓、剪切。顎式破碎機(jī)由于其不能實(shí)現(xiàn)完全強(qiáng)制破碎、破碎比小的同時(shí)出料粒度不均勻、不穩(wěn)定，市場(chǎng)占有率較六、七十年代有所下降，但仍然有不少中小水泥企業(yè)將它作為石灰石一級(jí)破碎設(shè)備，主要是看重r它適應(yīng)性強(qiáng)與高的遠(yuǎn)轉(zhuǎn)率。對(duì)輥式破碎機(jī)缺點(diǎn)是對(duì)物料的適應(yīng)性差、破碎比小，輥壓力小，無法處理硬物料。輥壓機(jī)的缺點(diǎn)是一次性投資巨大，裝機(jī)容量大電耗高。除鐵器目前尚無法剔除非鐵磁性金屬，在運(yùn)行過程中，非鐵磁性金屬難免會(huì)喂人輥壓機(jī)。在兩個(gè)輥?zhàn)娱g較大的擠壓力作用下，金屬雜物就有可能直接破壞輥面，使輥面產(chǎn)生凹坑或?qū)⒂操|(zhì)耐磨層崩落。加上粉碎物料帶來的正常磨損，輥壓機(jī)的輥面有時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重脫落，直接影響輥壓機(jī)的擠壓效果，需及時(shí)進(jìn)行堆焊修復(fù)，邊護(hù)板的過量磨損也會(huì)使進(jìn)入輥壓機(jī)的熟料未經(jīng)擠壓，從側(cè)隙流出而影響輥壓機(jī)擠壓效果。打散分級(jí)機(jī)的襯板等經(jīng)受沖擊磨損，磨損量較大。
降低入磨粒度，采用“多破少磨”工藝，來提高磨機(jī)產(chǎn)量，已成為水泥界的共識(shí)。但目前水泥行業(yè)所使用的預(yù)破碎設(shè)備都不盡如人意，水泥企業(yè)迫切希望有一種好的預(yù)破碎設(shè)備，來解決生產(chǎn)巾的這一難題。北京合鼎動(dòng)力技術(shù)有限公司與清華人學(xué)材料系粉體工程技術(shù)研究窒，歷經(jīng)十多年的刻苦攻關(guān)，終于攻克多年來一直困擾水泥企業(yè)的難關(guān)，研制出水泥熟料預(yù)破碎專用設(shè)備——第二代振動(dòng)磨。
二、振動(dòng)磨簡(jiǎn)介
振動(dòng)磨足德、美、日等發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)60年代研制生產(chǎn)的新型粉碎設(shè)備，由于其粉碎機(jī)理先進(jìn)，能量利用率高，粉碎效率高，迅速在世界各國得以推廣應(yīng)用。我國于上世紀(jì)80年代開始研制生產(chǎn)，現(xiàn)已廣泛用于非金屬礦、冶金、建材、化工、耐火材料等行業(yè)，使用效果分理想。
1、振動(dòng)磨原理：
電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器，帶動(dòng)偏心塊旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生激振力，使彈簧上的機(jī)體產(chǎn)生同頻率的振動(dòng)。磨介在磨筒內(nèi)也以相同頻率振動(dòng)，沖擊被磨物料，把被磨物料粉碎。由于被磨物料的料壓，被磨物料邊被粉碎邊向出料口移動(dòng)，直至移出磨筒。
2、振動(dòng)磨結(jié)構(gòu)：（如圖1所示）
(1)磨體與襯筒：振動(dòng)磨機(jī)磨體內(nèi)有襯筒，襯筒一般由ZGMn13等合金材料制造，采用焊接固定，選用不銹鋼或高錳鋼焊條，鑄造襯筒的外圓要加工，比磨體的內(nèi)徑小2~3毫米，以保證方便的裝入磨體內(nèi)。
(2)激振系統(tǒng)：激振系統(tǒng)由主偏心塊和副偏心塊組成，主副偏心塊可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，用以調(diào)整激振力。
(3)隔振系統(tǒng)：隔振彈簧用優(yōu)質(zhì)橡膠制造。由于振動(dòng)磨機(jī)的振動(dòng)部分振動(dòng)時(shí)自定中心，彈簧與機(jī)體及機(jī)座的彈簧柱都足大間隙配合，裝入取下十分方便。橡膠彈簧的工作環(huán)境溫度不高于40℃。
(4)傳動(dòng)裝置：傳動(dòng)部分為萬向節(jié)或高強(qiáng)皮帶軟連接。
3、振動(dòng)磨優(yōu)點(diǎn)：
(1)單位成品相對(duì)磨耗小，功耗低；
(2)打擊力度大，是球磨機(jī)的10倍，沖擊．頻率高，是球磨機(jī)的50倍，粉碎效率非常高；
(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，基本無易損件，有利于生產(chǎn)管理與系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率的提高；
(4)出料粒度相對(duì)穩(wěn)定，粉狀物料含量高，易形成穩(wěn)定的管磨機(jī)工況條件，方便于研磨體的級(jí)配設(shè)計(jì)，有利于提高管磨機(jī)的粉磨效率。
4、第三代振動(dòng)磨（如圖2所示）的特點(diǎn)：
(1)高可靠性：
第一代振動(dòng)磨為金屬彈簧，第二代振動(dòng)磨為空氣彈簧，由于彈簧的故障率高，很大程度地影響了振動(dòng)磨的可靠性。第三代振動(dòng)磨采用實(shí)體橡膠彈簧，運(yùn)行過程沒有任何故障發(fā)生，使用壽命可達(dá)兩年以上，且更換十分方便，極大地提高了振動(dòng)磨的可靠性。第三代振動(dòng)磨的可靠性與球磨機(jī)相當(dāng)。
(2)激振系統(tǒng)功耗低，壽命長(zhǎng)：
激振系統(tǒng)是振動(dòng)磨的心臟，第三代振動(dòng)磨設(shè)計(jì)獨(dú)特，用較小的激振力就能產(chǎn)生較大的振幅，激振系統(tǒng)的功耗僅占磨機(jī)系統(tǒng)的3~5%，是國外同類設(shè)備的15%，軸承采用空氣冷卻，正常使用壽命可達(dá)三年以上。
(3)產(chǎn)量大：
第三代振動(dòng)磨采用實(shí)體橡膠彈簧諧振性好，振幅較大，最大振幅可達(dá)l0mm，振動(dòng)磨的產(chǎn)量與振幅的平方成正比，比原有振動(dòng)磨可提高產(chǎn)量50%以上。2MZG-2000
5、第二代振動(dòng)磨在水泥行業(yè)的應(yīng)用：
傳統(tǒng)振動(dòng)磨大多用于粉體產(chǎn)品的超細(xì)加工。第三代振動(dòng)磨是針對(duì)水泥熟料預(yù)破碎設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，對(duì)磨體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，研磨體采用f 100- 50mm的鋼棒，長(zhǎng)度僅比磨體有效長(zhǎng)度短lcm，單根研磨體的重量就達(dá)100kg以上，研磨體在磨內(nèi)高速拋落，沖擊力異常強(qiáng)大，可以打碎任何硬度的物料，特別適合于水泥熟料、鋼渣等高硬度物料的預(yù)破碎。以破碎旋窯熟料為例：熟料平均入料粒度30mm，出料粒度小于8mm，60-70%為粉狀物料，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量可達(dá)90t，每噸物料電耗僅3kwh左右，每噸物料介質(zhì)消耗不超過l0g，破碎成本十分低廉。
三、使用第三代振動(dòng)磨作為管磨機(jī)的預(yù)破碎必須注意的問題
使用第三代振動(dòng)磨作為管磨機(jī)的預(yù)破碎，則管磨機(jī)進(jìn)料粒度降低且顆粒相對(duì)均勻，各倉的長(zhǎng)度和研磨體的級(jí)配、篦板結(jié)構(gòu)等應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整：(1)相對(duì)于原來的各倉長(zhǎng)度，一倉長(zhǎng)度稍微縮短一些，相應(yīng)增加尾倉的長(zhǎng)度。對(duì)于圈流粉磨系統(tǒng)，一倉長(zhǎng)度縮短的量小些；對(duì)于開流粉磨系統(tǒng)，一倉長(zhǎng)度縮短的量稍大些。但最大量不超過750mm。(2)研磨體的最大直徑、平均直徑都要相應(yīng)下降，具體下降多少則根據(jù)具體情況而定，一般至少下降5mm；研磨體的級(jí)配數(shù)要減少，最多為三級(jí)配球。(3)管磨機(jī)產(chǎn)量的提高則要求篦板的通風(fēng)量加大，所以篦孔的密度要適當(dāng)加大。(4)管磨機(jī)尾部除塵器處理能力要加強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)風(fēng)量要加大，基本保持風(fēng)量與產(chǎn)量成正比。
四、結(jié)束語
專門針對(duì)水泥行業(yè)預(yù)破碎設(shè)計(jì)的第三代振動(dòng)磨，以其先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，卓越的工作性能，克服了傳統(tǒng)設(shè)備存在的不足，徹底解決了困擾水泥行業(yè)的預(yù)破碎難題。相信在破碎行業(yè)相關(guān)同仁的共同努力下，尤其是將第三代振動(dòng)磨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與具體破碎、粉磨工藝有機(jī)結(jié)合起來，全面科學(xué)地進(jìn)行管磨機(jī)研磨體級(jí)配設(shè)計(jì)、襯板與篦板選擇、通風(fēng)量選定等方面的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化工作，進(jìn)一步強(qiáng)化企業(yè)管理，必將為管磨機(jī)相關(guān)行業(yè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗帶來積極而深遠(yuǎn)的影響。
相關(guān)破碎機(jī)產(chǎn)品：
1、
顎式破碎機(jī)
2、
圓錐破碎機(jī)
3、
雷蒙磨粉機(jī)
