水泥生产粉磨工艺及设备.doc

建材机械（粉磨工艺）设备复习资料（李斌怀编 2012年国庆）第1章、概述【1】什么叫粉碎？什么叫破碎与粉磨？粉碎的目的与意义。【答】：（1）粉碎固体物料在外力作用下，克服分子间内聚力，使固体物料外观尺寸由大变小，物料颗粒的比表面积由小变大的过程，称粉碎。（2）破碎将大块物料裂碎成小块料的过程，（一块块分裂开来）。 （3）粉磨将小块物料磨成细粉的过程（外表磨削成细粉）。（4）目的使物料比表面积增加，加速物化反应；使固体物料易混合均匀；提高产品质量、节能、降耗与提高生产效率。（5）经济意义原材料从原料到半成品都需粉碎，以水泥为例，每生产1t水泥要粉碎4t物料，1吨水泥电水约100kwh，消耗在粉碎作业电量占总电量70%，水泥磨球耗2040g/t水泥，可见粉碎对节能降能有不可替代作用。【2】何谓易碎性系数？易磨性系数？【答】：（1）易碎性：指物料粉碎难易程度。易碎性系数Km指同一台磨机，在同操作条件下，一物料尺寸变化条件下，粉碎标准物料的单位电耗与粉碎干燥态同一物料的单位电耗之比。即： Eb标准指定物料电耗Km= E风干物料生产电耗破碎易碎性系数Kpm还可用生产率表达： 该破碎机在同样条件下破碎指定矿石的生产率 即：Kpm= 某破碎机破碎中硬矿石的生产率易磨性系数Km可用生产率表示：即Km=该磨机在同样条件下磨细指定矿石的生产率/某磨机磨细中硬矿石的生产率一般用石英代表中硬矿石，它的Kpm、Km=1。当指定矿石硬度大，则kpm、km均1，表明破碎或粉磨机械能力低。当两系数kpm、km1时，则破碎机或磨机能力强。【3】指出粉碎理论公式的名称及符号下面带点“ ”的物理意义。（1）（2）（3）（4） 【答】：（1）（2）公式为粉碎表面积假说推导出的单位产品消耗的粉碎功J/kg。Dm、dm分别为粉碎前、后产品的调和均径m。公式（3）为体积假说导出的物料粉碎功与被粉碎物料体积（或质量）成正比。dm为粉碎后产品几何平均直径（m）。K是与物料性质强度有关的系数。公式（4）为邦德公式，即粉碎物料所消耗的能量与新产生的颗粒直径或边长的平方根成反比。dn为粉碎后物料尺寸，用80%通过筛孔孔径表示（mm）。第2章 颚破【4】试述简摆破碎机与复摆破碎机结构的不同点？【答】：（1）结构不同：简摆破碎机结构有定颚、动颚、偏心轴、连杆、推力板、心轴等。复摆破碎机构造有定颚、动颚，偏心轴、推力板等，相比较而言，简摆结构复杂：多连杆、心轴两大部件。简摆动颚悬挂于心轴，另外简摆靠连杆带动前后推力板。对复摆而言无心轴、无连杆,动颚直接置于偏心轴上旋转，动颚下部有推力板施力破碎物料。（2）破碎比不同：简摆i=36；复摆i=10（3）动颚轨迹不同：简摆动颚各点轨迹均呈弧形。而复摆动颚轨迹上中下不同，上部近似圆形；中部椭圆形；下部（底）为圆弧形。【5】简摆破碎机是通过何构件实现过保护（保险）的？【答】简摆破碎机是通过后推力板进行保护设备的。当破碎机内落入不能破碎物体，如钢杆铲牙等，使机械负荷超常，后推力板立即折断，停止其工作，避免整个机器破坏。【6】指出破碎机功率公式的符号下面带“”的物理意义。（1）电机 kw（2）电机 kw【答】（1）m颚破的结构参数。（2）r为复摆破偏心距。【7】计算题。第3章 锤破【8】试述锤破机的结构，工作原理。【答】：锤破机结构主要由机架、转子，锤头、破碎板、篦条筛、飞轮、电机等组成。工作原理：是靠高速回转的转子（锤头）的冲击来击破物料。【9】锤破锤头质量公式，指出带“”的物理意义：【答】：K1为转圆周方向的锤头排数（排）。K2为转横向每排的锤头个数（个）。【10】有一1000700mm反击式破碎机的打击板z=3排，打击板的高度h=72mm，宽度L=700mm，打击与反击板间的距离a=30mm，转子转速n=675r/min。使用该破碎机破碎石灰石，石灰石的容积密度为1，6t/m3,产品平均粒度d=20mm，计算其生产能力和功率。解：破碎机的生产能力，依4.7式刘建寿编水泥生产粉碎过程及设备：根据式比功耗，取，则破碎机的功率同上依4.9式，根据转子的圆周速度，则因此选用电动机功率为40kw。计算结果与产品目录中所列数据基本符合。第4章 反击破【11】试述单转子反击破碎机的结构。【答】：主要构造有：（1）转子；（2）打击板锤；（3）第一道反击板；（4）第二道反击板；（5）悬挂反击板的拉杆；（6）机体；（7）进料口；（8）链幕、进料导板等。【12】试述反击破碎机工作原理。比较反击破与锤破的特点。【答】：1、反击破工作原理：反击破利用高速旋转的转子，高速冲击使物料破碎。在反击破碎过程中，物料在设定的流道路内沿第一、第二反击板经一定时间和一定长度的反复冲击路线使物料破碎，物料的破碎是在板锤冲击下，继而随之抛击到打击板上进一步破碎。下方的均整板的作控制出料粒度的大小。2、比较特点：（1）反击破转子与板锤刚性连接，惯性使物料获得较大的速度与功能，而锤破的锤头是单个打击物料，对物料的速度与功能有限。（2）反击破碎腔较大，物料受冲击破碎充分，而锤破破碎腔小。（3）反击破板锤是自下向上迎着物料进行冲击破碎，而锤破是顺物料落下方向打击物料。（4）反击破不设蓖筛，靠板锤速度与反击板或均整板之间的间隙控制产品细度，而锤破由蓖条筛控制产品粒度。【13】试述反击破优缺点。【答】反击破优点：（1）反击破碎机效率高，能量消耗低。一般为0.51.3kw/t。它比颚破节能，比辊破节能。（2）破碎比大，一般i=20，高者达5060。（3）结构简单，易造制。易操作维修。（4）具有选择性破碎特点。即密度大的物料破碎后粒度小，密度小的物料破碎后，粒度大。（5）设备重量轻，工作无明显振动。缺点：（1）板锤与反击板磨损较快，更换频繁。（2）噪声大，粉尘大，产品有过大块料。对雨季、含水、含泥适应性差，堵塞后清除极为困难。第5章 其它类型破碎机【14】单段锤破机具有哪些特点？【答】：特点：（1）单段锤破为仰击型破碎机。增大入料粒度，以一段破碎代替多段破碎。操作简单，维修方便，改善了工人的劳动强度。（2）提高了对原料的适应性。可破碎性材料，也可破石灰石与粘土混合材，适应强。（3）提高了破碎效率，降低能耗和金属消耗量。（4）过铁保护装置安全可靠。（5）便于维修，该机结构锤轴抽取方便。第5章【15】单段锤破转子结构有哪些部件组成（见图）？【答】：转子结构为：1-游动端轴承；2-卡箍；3、端盘（I）；（4）锤头；5-锤轴；6-锤盘；7-主轴；8-端盘（）；9-固定端轴承；10-轴承座；11-大带轮。【16】单段锤破转子速度一般取多少？【答】：单段锤破转子线速度一般为3040m/s。如KRUPP、KHD均采用3033m/s的回转线速度；F.L.S公司的EV破碎机选用40m/s的线速度。第6章粉磨概述【17】球磨机有哪些优缺点？P63-64【18】何谓易磨系数K？【答】：，即物料被粉磨的难易程度。一般以平潭沙为标准样品，用化验室小磨机将等量的标准样品与被测物料（取入磨物料样日平均，选粒度5-7mm的作被测样品）分别粉磨相同时间，所得比表面积之比（标准样品作分母），称相对易磨系数K。【19】用400600m复杂摆颚式破碎机，破碎中等硬度的石灰石，最大进料块粒度为340mm。已知该破碎机的钳角为a=200C，偏心轴的偏心距r=10mm，动颚行程s=13.3mm，出料口宽度为100mm。试计算偏心轴的转速、生产能力及电机功率。【解】（1）偏心轴的转速根据公式 按式 生产实际用转速n=250 。（2）生产能力Q石灰石的容积密度，于是；由表（2-3）得q=0.65t/mmh；由表（2-4）得;由表（2-5）得。则按公式 （3）电机功率 m按公式按公式 kw实际配用的电机功率为28kW。第7章 球磨机【20】球磨机内研磨体运动有哪三种基本运动状态？【答】球磨机三种运动状态（1）倾泻状态：因转速太慢，研磨体和物料因摩擦力被筒体带到等动摩擦角的高度，研磨体和物料顺筒体下滑。（2）周转状态：转速太快，研磨体和物料在其惯性力作用下，贴附筒体一起回转（作圆周运动）。（3）抛落状态：转速适宜，研磨体与物料提升到一定高度后抛落下来。【21】研磨体运动的基本方程式及其含意？【答】研磨体运动基本方程表示研磨体脱离角与筒体的转速n及角体有效半径有关而与研磨体质量无关。研磨体脱离角条件议程。即：。式中a为研磨体脱离角，R为筒体净空气半径，m，n筒体转速r/min。【22】研磨体运动脱离点轨迹方程：【答】： 【23】球磨机临界转速n。【答】 式中：Ri最外层研磨体至磨筒体中心距离（Ri有效半径m。Di筒体有效直径m。）【24】计算中3.510m磨机的临界转速n。和理论适宜工作转速n及干法磨实际工作转速。【答】设衬板厚为0.05m，则DO=3.5-20.05=3.4 m。（1）临界转速： （2）理论适宜转速： （3）实际工作（干法磨机）转速：当D2m时， 【25】试计算中3.511m开路干法中心传动磨机的电机功率。该磨机有效内径为3.4m，有效容积93.8m3，研磨体装载量135t，研磨体填充量为0.31，转为16.5r/min。【答】：确定取r=0.90，储备系数K=1.10依公式： 如采取国内设计单位根据100多台生产磨机统计粉，分析出的公式计算，则： 【26】中1.87m边缘传动水泥磨机功率。已知磨机的填充率=0.24，磨机转速n=24.5r/min，研磨体装载量G=21t，有效容积V=16m3。【解】取K1=1.35；Do=1.820.04=1.72m； =0.85；K=1.1。磨机需要功率依公式： 电机功率： 如用统计100台国内生产磨机的资料公式：磨机需之功率： 电机功率： 分析知，两种公式计算结果，相差较大，比较接近实际情况的公式应选用【27】某中39m闭路水泥磨，粉磨预分解窑生产熟料，磨制42.5级普通水泥（po），入磨物料粒度小于15mm，要求水泥细度小于8%，试计算该水泥磨机产量Q。【答】已知钢球装载量由表可得决定取。依公式： 【28】中1.87m水泥磨，装研容体21t，填充率=0.3，转速n=24.5r/min，为边缘传动的开路磨机，磨32.5级矿渣水泥，磨机第一仓长L1=2.5m，第一仓长L2=4.27m，求该磨机的产量。【解】：已知磨机有效容积单位功率产量和流程系数：则 【29】某2.514m开路长磨，平均台产31t/h，研磨体装载量为60t，产品细度为13%（0.08mm方孔筛筛余），经计算的单位需用功率594kw，有效容积为60.3m3，试计算细度为10%时的单位指标产量。【解】（1）细度为10%的小时产量Q10：细度为13%时，从陶天全教材P79表210查得Kc不同筛析（细度）的细度系数。Kc=1.13（2）单位钢球小时产量（3）单位需用功率小时产量（4）磨机单位有效容积小时产量QV：【30】何谓磨机临界转速n？何谓理论适宜（最佳）转速n？实际转速（干法磨）？【答】：（1）临界转速n。指磨机转速达到某数值，研磨体离心力等于它本身重力，使其升举脱离角，即研磨体贴附筒壁上，随筒体一起回转而不降落下来，此转速称n。（2）理论适宜（最佳）转速n研磨体对物料产生最大功能时筒体转速，称n。（3）实际工作（干法磨）转速n即生产中达到最佳经济指标，生产能力最高，单位产量动力消耗最小，研磨体和衬板消耗最少，对磨的直径，生产方式，衬板形状，粒度、粉磨产品细度等；全面考虑影响因素，经实验得出的实际工作转速np。【31】最佳填充率是如何确定的？【答】：最佳填充率涉及因素较多，如磨机形式规格，内部结构特性及粉磨物料的性质，产品细度等，通过生产中试验未求出最佳填充率。【32】磨机内钢球最内层、最外层的研磨体脱离a为多少？【答】：经研磨体运动条件方程（）与研磨体降落点轨迹方程分析，最内层球脱离角；最外层最高降落高度的脱离角。【33】钢球级配一般考虑哪些因素？【答】：（1）依物料粒度、硬度、易磨性、产品细度等影响因素。入磨粒度大，易磨性差可增加大球比例，产品要求细，二仑可增加小球及钢锻。（2）大小钢球级配级数不宜多，过多会减慢流速。（3）磨内单位容积物料通过量，闭路时（选粉）的回料使磨内单位容积物料通过量大。（4）衬板表面形状的影响：如衬板形状带球能力不足，则钢球提升高度降低，冲击力减小，此时宜选的球大一些。【34】研磨体级配的原则有哪些？【答】（1）入磨物料粒度与产品细度。当入磨物料粒度大，硬度大时，需增大钢球直径，加大冲击力，反之缩小。当产品细度放粗，喂料量必然增大，应加大球径，使之增加冲击力，加大间隙与加快排料，减少缓冲；反之应减小球径。（2）磨机直径大，钢球冲击高度高，球径可适当减小；磨机相对转速高，钢球提升高，平均球径相应减小。（3）粉磨矿渣水泥时，当产品细度和普通水泥相近时，一仓球径应小些；在相同情况下，生料仓的球径比水泥仓的球径应大些。（4）使用双层隔仓板时，球径应比同样排料断面的单层隔仓板为小，选用的衬板的带球能力不足时，应增加球径。（5）一般为四级球（段仓为两种钢段），并且大球、小球应少些，中间球应多些，即“两头小中间大”。（6）第二仓的最大球径与第一仓的最小球径相等或小一级。总装载量不应超过设计允许的装载量。【35】如何判断和调整配球方案？【答】：研磨体装载量和级配是否合理，须在生产中进行检验。如设计的配球方案能达到（获得）优质高产低耗安全运转的效果，那么此配球方案是正确的，否则应予以修正。有如下三种判断与调整的方法。（一）根据磨机产、质量情况判断及调整法。（1）磨机产量低产品细度较粗。可能是研磨体已磨损过大或装载量不足所致，解决的方法：应检查确定添加各种研磨体或更换新的研磨体。（2）磨机产量较高，但产品细度较粗。可能是由于磨内物料流速太快，冲击力过大，而研磨能力不足所致。解决的方法：此时宜适当减少大球，增加小球或钢锻，以减少研磨体之间的空隙，降低磨内物料流速，加强研磨作用。（3）磨机产量低，产品较细。可能有两种原因，一是球径太小，冲击粉碎减弱，此时宜增大球径。二是钢球太多，填充率过大，导致冲击力减弱，此时宜适当调整钢球装载量。（二）检查球料比法。如果球料比数值不在适宜范围内，可依实际情况调整钢球级配。（三）筛析曲线检查法。（1）正常磨机的筛析曲：应为一仓入料端有倾斜较大的下降趋势，而末仓接近磨机出口时一般较平缓。（2）若一仓粉碎能力不足。表现在一仓中筛析曲线下降不显著，应调整一仓级配（钢球）。（3）若筛析曲线有较长的水平线段。说明物料细度变化不大，应改变配球或剔除小研磨体。（4）若隔仓板前后物料筛析百分数相差太大，说明两仓能力不平衡。此时宜查隔仓板篦孔宽度是否符合要求，若过大应更换篦板缩小篦孔。若篦孔堵塞，宜剔出杂物，保持篦孔通畅。（5）闭路磨还可查选粉。【36】球磨机衬板有什么作用？按表面形状分类，衬板有哪些类型？【答】（1）衬板作用主要有两点：一是保护筒体，免受研磨体与物料直接冲击与研磨。二是利用不同衬板调整各仓研磨体的运动状态。（2）按表面形状分类：A平衬板；B压条衬板；C凸棱衬板；D波形衬板；E阶梯衬板；F半球形衬板；G小波纹衬板；H分级衬板；I角螺旋衬板；J沟槽衬板等。【37】球磨机隔仓板作用有哪些？隔仓板有哪些类型？【答】（1）隔仓板作用有三点：一是分隔研磨体；二是防止大颗粒物料窜向出料端；三是控制磨内物料流速。（2）其类型有单层隔仓板；双层隔仓板（过渡式；提升式；选粉式；筛粉式等）；倾斜隔仓板等。【38】试分别述挡球圈与挡料圈的作用及区别。说说档球圈分级机理。【答】（1）档球圈作用：a、分隔研磨体，防止其反分级；b、阻止物料流速过快；c、提高粉磨效率与产量。（2）档料圈用在长细磨仓。其作用a、使料面沿仓长保持恒定；b、延长物料在细磨仓停留时间。（3）区别：档料圈没有篦孔。形状档球圈与档料圈类似。（4）档球圈分级机理分级关键在于它的结构具有一系列长孔对研磨体产生的牵制作用。靠近档球圈的钢球用档球圈的牵制作用，被提升较高，致使钢球的最内层半径R2较大，在档球圈附近形成凹窝，大钢球容易运动，即使向凹窝处运动，大钢球向凹窝集聚的同时，将小钢球挤走，于是产生了分级。【39】试述影响粉磨过程的主要因素。【答】：影响粉磨操作的因素如下：（1）磨机各仓的长度。一般L/D3时取三或四仓。各仓长度不合理，造仓成粗、细不平衡而引起产品过粗或过细。A如开路磨高等级水泥，细磨仓应酌情加长，使研磨达到细度要求。B如安装分级衬板的磨，在增加分级仓的长度，减少仓数。（2）入磨物料粒度。一般25mm（或10mm），或d80=0.005D。（3）物料易磨性。（4）入磨物料温度，如熟料入磨温度应小于800C。（5）入磨物料水份，干法综合水份小于1.5%，当水份高于2.5%时，产量下降15%30%，当高于3.5%时会迫使选粉除尘系统故障多而停机。（6）产品细度。生料细度影响煅烧反应速度，水泥细度影响水化质量。（7）选粉效率及循环负荷率。如增加喂料量细度不变，循环负荷增加如喂料量不变，产品变细，亦会增加循环负荷。（8）球料比和物料流速，如球料比过小，则仓内研磨体过少或存料太多，仓内缓冲作用大而减少粉磨效率。经验值：开路双仓磨球料比一仓46，二仓78；三仓磨一仓4-5，二仓5-6，三仓7-8等。（9）磨内通风。干法磨风速取0.71.2m/s，闭路取0.30.7m/s。如生产52.5级取0.3m/s，生产32.5级的ps可取0.9m/s。【40】磨机配球举例计算一台3m9m三仓闭路磨机第一仓的钢球级配。已知：（1）磨内径Di为2.9m；（2）有效长度L为8.3m，其中第一仓有效长度L1为2.25m；（3）第一仓有效容积Vm为14.8m3；（4）磨机生产普通硅酸盐水泥，入磨物料的比例为：熟料82%，矿渣15%，石膏3%；（5）磨机喂料量34t/h；（6）入磨物料的粒度筛析和易高磨系数试验结果列下表。表试号熟料筛析30mm筛筛余（%）19mm筛筛余（%）13mm筛筛余（%）10mm筛筛余（%）5mm筛筛余（%）80%通过筛孔的孔径（mm）95%通过筛孔的孔径（mm）13.714.330.437.167.2152529.124.235.646.868.42036314.429.145.858.375.2254547.321.839.250.666.01834试号矿渣筛析5mm筛筛余（%）3mm筛筛余（%）2mm筛筛余（%）1mm筛筛余（%）0.25mm筛筛余（%）80%通过筛孔的孔径b（mm）95%通过筛孔的孔径b（mm）平均入磨物料粒度最大级平均入磨物料粒度113.721.435.562.491.03.35.513.2522.029.415.535.057.087.42.85.317.4231.439.317.834.155.286.12.75.221.6539.049.418.636.759.089.12.85.315.7229.7注：石膏粒度忽略不计，并入熟料计算。易磨系数：熟料0.95；平均为0.93。【解】1、计算和确定入磨物料平均粒度和最大级平均粒度入一仓的物料平均粒度 （mm）入一仓的物料最大级平均粒度 （mm）2、磨机喂料量为34t/h，循环负荷为280%，一仓单位容积物料通过量 （t/(m3h)）查表5-8，f=1.087。3、根据式计算钢球平均球径和最大级球径 （mm） （mm）最大级球径选为100mm。4、查图可求钢球级配百分数一仓钢球选用四级配，最大级球径为100mm，故查图可得。因为大于最大级平均粒度的物料仅占总物料量的5%，所以，相对应的最大级球径的钢球占总载量的百分数，一般先设定为10%20%。取15%与平均球径81.5mm相交于0点，得配比为：100mm钢球15%；90mm钢球17.5%；80mm钢球35%，70mm钢球32.5%。5、按一般规律取钢球填充率为30%，则钢球占有的容积 （m3）6、取钢球的容积密度为4.6t/m3，则钢球的质量一仓 （t）其中：100mm钢球 （t） 100mm钢球 （t） 100mm钢球 （t） 100mm钢球 （t）第8章 辊磨（立式磨）【41】试述立磨（辊磨）工作原理（以Loesche磨为例进行说明）。【答】：立磨是用料床粉磨物料的机械（设备），以Loesche磨说明之。工作原理：小块物料经三道锁风阀门，下料管入磨内堆积在磨盘中间，因磨盘快速旋转（50 r/min），物料在离心力作用下向磨盘边缘移动，并被啮入磨辊底部而粉碎。磨辊由液压系统施压。物料不仅磨辊下被压碎，而且被推向外缘，越过挡料圈落入风环，被高速热气流带起向上，大颗粒折回到磨盘，小颗粒被气流带入分离器，在回转叶片作用下分选。粗颗粒重新返回磨盘再粉磨，合格成品随气流带出机外被收集为成品。顺便指出，风环处气流速度为50 m/s，温度1500c300c，传热快而烘干物料，物料在磨辊下面和上升气流中要往复（循环）几十次。【42】 第8章辊磨机填空。一般辊磨机入口风温小于2000c，出口风温801000c。入口气流风速50m/s。料层档环（档料环）可确定磨盘物料厚度。空载时磨盘与磨辊间隙35mm。某厂HRM2200辊磨机进口风压-1000-500Pa，磨机进出口静压差约-7500Pa，即出口压力为-8000Pa，磨机排风机压力-9700Pa。某厂MPS3450辊磨机进出口静压差-5700Pa。【43】试述辊磨（立磨）产生振动的原因。【答】：磨盘上没有形成物料垫层，使磨辊直接接触磨盘是引起振动的主要原因，没有形成料垫主要有四点，（1）下料量低。下料量低于辊磨机产量，料层变簿，在拉紧力与本身身重的作用下，出现磨辊直接撞击磨盘而振动。（2）物料硬度低，易碎性好。在拉紧力较高情况下，即使有一定厚度料层，瞬间可能压空而振动。（3）档料环低。物料易碎，档料环较低，难保平稳料层厚，应依易磨性提高档料环。（4）饱磨振动。磨内物料沉降几乎埋住磨辊，称饱磨。其原因有：下料量过大，或分离器转速过快，使循环负荷大，粉料过多，超过了磨内气体携带能力。或通风量不足，以及系统大量漏风，或调整不合适。实际操作中MPS3150型，MPS2450型分别控制在2mm内、3mm内。此两型磨料床厚度分别为80120mm；6080 mm。【44】立磨吐渣的主要原因是什么？【答】：吐渣主要原因是：(1)系统通风量失调。由于流量计失准或其它原因，造成喷口环处风速降低而吐渣。（2）系统漏风严重。虽风机风量没有减，但磨机、出磨管道、旋风筒、收尘器等大量漏风，使喷口环风速降低而吐渣。（3）喷口环通风面积过大。因易磨性差没增加产量，通风量不需增加，由于喷口环面积增大使风速降低而吐渣。（4）磨内密封装量损坏。如磨盘与下架体间、两个拉架杆的上、下两道密封装置的密封损坏，漏风严重使