“多碎少磨”的最佳技術解決方案——內置式臥輥磨與輥壓機、立磨、臥輥磨之比較

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“多碎少磨”的最佳技術解決方案——內置式臥輥磨與輥壓機、立磨、臥輥磨之比較

楊連國劉紅濱（江蘇省徐州萬和機械制造有限公司 221007）

摘要：專利技術產品內置式臥輥磨是借鑒和綜合了臥輥磨、立磨、輥壓機等各種輥磨機特點的基礎上，利用層壓破碎工作原理和結構上的先進性，開發的一種結構簡單、使用方便，節能降耗明顯，具有廣泛適用性的一種新型增產節能細粉碎設備。

1、前言

眾所周知，磨礦碎礦工藝中電耗占整個生產綜合電耗的70%左右，而磨礦的效率遠低于破碎的效率，且磨礦的單位能耗又遠高于破碎的單位能耗。在實際生產中磨礦的成本是破碎成本的數倍之多，因此要降低礦物加工作業的費用、降低能耗與材耗，首先要降低磨礦費用。降低磨礦費用的最有效的途徑就是通過降低磨礦的給料粒度，即降低破碎產品最終粒度的辦法來實現“多破少磨”，從而使總的粉碎（包括碎礦和磨礦）費用大幅度下降，最終提高選礦效率和效益，實現增產節能。

破碎和粉磨粒度與單位產品的能耗在圖1中曲線表示。曲線1為破碎機單位產品電耗，它隨排料粒度減小而增加；曲線2表示為磨礦單位電耗，它隨喂料粒度減小而降低；而曲線3表示為綜合電耗近似于拋物線。由此可見，在一定的工況條件下，一定有最佳的入磨粒度，此時綜合能耗最低。

在相當長時期，各行業都把入磨粒度界定在25mm，即破碎機排料小于或等于25mm進入磨機。這是鑒于當時的破碎機技術而言。在沒有引入新的技術、新的材料等情況下，如果刻意地把入磨粒度降為最?。ㄈ?/span>10mm），對難破碎物料將會造成破碎機增加的能耗大于磨機的節能而得不償失。自從輥壓破碎理論在破碎機械上運用之后，入磨粒度的界定值變小成為現實，據國外文獻報道，按目前破碎機械可以達到的先進水平，入磨粒度可以控制在6～8mm之間，如若再進一步降低入磨粒度就有一定難度或要在設備設計理念上有所創新。

當前，比較理想的預粉磨設備主要是立磨和輥壓機。以輥壓方式實施粉磨的立磨和輥壓機，其能量有效利用率高，能耗低，結構緊湊，占地面積小，但立磨機械結構復雜，系統通風費用高；輥壓機輥壓高，結構復雜，振動大，維修費用高，系統通風能力低，所以，這些輥磨機的應用都有一定的局限性。

法國FCB公司在深入研究粉磨機理和現有各種粉磨設備的基礎上，開發出了一種具有球磨機的可靠性和產品質量，立磨的緊湊結構，輥壓機能耗低的全新結構的臥式輥磨機（Hoyizontal Roller Mill），簡稱臥輥磨。它主要在于為擠壓粉磨工藝找到了一條能充分發揮節能潛力的新途徑。但由于其結構及材料選擇仍有待完善，在實際應用中，機械和工藝操作等方面的故障一直較多，有待于科技人員進一步研究，使其廣泛應用于各種粉磨作業，以滿足在節能降耗方面獲得更大的收益。

專利技術產品內置式臥輥磨是借鑒和綜合了臥輥磨、立磨、輥壓機等各種輥磨機的特點基礎上，開發的一種結構簡單、使用方便，節能降耗明顯，具有廣泛適用性的一種新型細粉碎設備。

2、管磨機、立磨、輥壓機、臥輥磨和內置式臥輥磨的結構、工作原理

2.1輥壓機的結構和工作原理

輥壓機的結構（略）。工作原理：輥壓機工作時兩輥相向旋轉。輥子上方為一喂料斗，料位保持一定的高度，在物料的重力作用下，松散物料強制給入兩個相向運動的輥子之間。同時，輥子旋轉時借助于輥子對物料的摩擦力（即鉗入力）將物料拉入。在重力和鉗入力的共同作用下，物料擠入輥間，兩輥間的物料在高壓力作用下被壓實成料餅，物料顆粒被粉碎或出現微裂紋。

2.2立磨的結構和工作原理

立磨的結構（略）。立磨的工作原理：物料從回轉磨盤中心喂入，由于受離心力的作用而向磨盤周圍移動，進入軌道。磨輥在加壓機構的作用下，向軌道中的物料床施加粉磨力，物料受到壓縮和剪切作用后繼續向盤邊緣移動。熱風從圍繞磨盤的環形噴嘴中高速向上噴出，把粉磨后的物料帶進磨機上部的選粉機進行分級，同時烘干物料，成品由熱風帶出磨機由收塵器收集下來，粗粉則返回磨盤與新喂入的物料一起再重新粉磨，如此循環往復進行粉磨作業。

2.3臥輥磨的結構和工作原理

臥輥磨主要是由一個支托在液壓滑

履上的回轉筒體和一個橫臥在筒體內的自由回轉壓輥組成的（圖2）?；剞D筒體由電機通過減速機、傳動

小齒輪、大齒圈驅動。筒體粉磨帶附有耐磨襯板圈，壓輥借助液壓缸向襯板上

的物料施壓，并隨回轉筒體轉動。臥輥磨由喂料機、粉磨帶和卸料帶三部分組成，物料借助于特殊結構裝置均勻地喂入壓輥中。根據物料粉磨工藝要求，通過控制機構可以調整物料的輥壓次數，以達到調整出料細度的目的。

從入料端入磨的物料進入以超臨界轉速回轉的筒體中，在離心力的作用下緊貼在回轉筒體襯板上，經筒體內壓輥多次輥壓后排出。出磨物料經提升機入選粉機，粗料返回磨機，而細料經過收塵器作為成品送入成品庫。

2.4內置式臥輥磨的結構和工作原理

內置式臥輥磨屬于雙回轉體設備，內、外回轉體分別通過電機經減速機驅動以不同速度旋轉。內回轉體是數個中速回轉可調節的非剛性輥輪組，外回轉體是一個以超臨界轉速回轉的鑲有特殊結構襯板的筒體。物料由機體兩個側面進料，中間卸料，筒體旋轉，磨輥組隨主軸公轉本身又自轉（圖3、圖4），采用中速、中低壓對料層實施反復滾壓及搓揉粉碎。通過調整內回轉體的施壓裝置，可調整輥輪對料層施加的壓力大小，以便滿足不同的工況要求（輥輪的壓力是內回轉體的施壓裝置施加的壓力和內回轉體旋轉產生的輥輪離心力的疊加合力）。通過調整內回轉體上的調整裝置可以調整輥輪與襯板之間的間隙大小，并與擋料環配合最終控制料層厚度。

內置式臥輥磨的粉磨原理與立磨、輥壓機和臥輥磨同為輥壓粉磨，即均借助滾動的壓力輥直接將能量傳遞給被粉磨的物料，實現多次擠壓而完成粉磨過程。

3、幾種輥磨機的特點相比較

內置式臥輥磨雖然屬于輥壓粉碎，但其結構完全不同于立磨、輥壓機和臥輥磨，既有其可比共性，也有明顯區別的差異性特點。

3.1內置式臥輥磨與其它幾種預粉磨設備之可比性特點

3.1.1中低壓操作

在以輥壓原理操作的輥磨機中，內置式臥輥磨屬中低壓操作，它的工作壓力一般約相當于輥壓機壓力的1/50～1/100；輥壓機是高壓操作，其工作壓力約為50～350Mpa。

輥壓機易損件磨損、斷裂，操作中易振動，硬物混入時不安全。另外，高壓下壓成料餅不易散開，影響粉磨效率和節能效果，如增設一臺打碎機，就要增加投資和電耗。

立磨一般在10Mpa壓力下工作，相當于臥輥磨的1/7～1/10，其操作安全可靠，而且也不會因壓成料餅而影響粉磨效率，但物料在磨內進行選粉，物料循環量高，靠氣力輸送也消耗掉一定能量。

臥輥磨的工作壓力介于立磨和輥壓機之間，它的工作壓力一般約相當于輥壓機壓力的1/5，達70～100Mpa。采用中壓操作兼具二者的優點可以獲得較高的節能效果，不僅電耗低，且金屬磨耗也低。

3.1.2咬入角和料層厚度

輥壓機、立磨、臥輥磨和內置式臥輥磨物料咬入角取決于幾何要素和物料特性。輥壓機兩個壓輥的咬入角一般為60。立磨的物料咬入角取決于輥子和盤的斷面形狀，平滑表面的圓柱輥和平盤的咬入角一般只有120，臥輥磨和內置式臥輥磨的輥輪和筒體襯板咬入角比立磨大，一般為180（表1）。

（表1）