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新型高效的连续化生产大型卧式行星球磨
阅读次数:2988 添加时间:2014-6-24

1、卧式行星球磨机结构与粉磨原理

        卧式行星球磨机(下简称行星磨)的结构:3个(或更多)圆筒(磨筒)被水平安装到固定在两个垂直圆盘上的对应轴承内(见图1),两个垂直圆盘固定在两端的轴承座内旋转(公转),圆盘转速一般50~80rpm,安装在圆盘上的3个磨筒相对于圆盘旋转(自转),转速一般60~120 rpm,公转、自转的转速随磨机的规格而变,规格愈大,转速愈小。设公转盘的角速度为,3个磨筒的中轴线到公转中轴线的距离为R,则:磨筒中轴处的离心加速度为RΩ2RΩ2/g定义为该行星磨的行星因子z(重力加速度的倍数,z一般为5~14)。

       行星磨磨筒内的粉磨原理:3个磨筒中装钢球,磨筒在自转的时候,带动钢球运动,在合适的公转转速、自转转速的条件下,磨筒内的钢球必然会产生类似于传统球磨机内钢球的抛落或泻落运动,形成冲击粉碎和研磨粉碎过程。因此,行星磨磨筒内的粉磨原理与传统球磨机完全相似。较球磨机节能率>35%,较立磨,对物料适应性强,能达到的颗粒细度大幅度提高。

1行星磨结构原理图

2、连续化进料和连续化出料原理

       连续化进料装置的结构:进料装置是由固定在公转盘上随公转盘一起旋转的多角形离心分料器、下料到离心分料器的固定溜槽、输送到各个磨筒内的斜管(安装在离心分料器内)及安装在各磨筒的进料内螺旋(与传统球磨机一样)。

        进料原理:被粉碎物料经固定溜槽下滑到离心分料器中,受离心力作用,甩向离心分料器周边及向角尖处(各磨筒的中心)汇集到内置在分料器内的斜管中,自然甩向各个自转的磨筒进料端,再由安装在磨筒进料端内的输送螺旋,将物料输送进入各个磨筒内粉磨。试验表明,进料稳定、输送均匀。

        连续化出料装置的结构与出料原理:各磨筒的出料结构与传统球磨机一样。出料原理:物料由磨筒各自输出后,掉到一定固定的集料箱内,在重力作用下由分格轮锁风阀排出行星磨,供选粉机选粉。试验表明,出料稳定。

3、"973"理论研究成果

        针对行星磨,"973"资助研究,基础理论研究结果表明:

        1)行星球磨筒内的研磨运动与传统球磨机内的研磨运动完全相似。

        2)给定尺寸、给定运动状态下的行星磨的1个磨筒,其粉磨产量、粉体质量必然与一个特定规格(直径、长度)的传统球磨机完全相同。传统球磨机称之为该行星磨磨筒的等效球磨机。

        3)等效球磨机与对应的行星磨磨筒的几何尺度比例:z(1/4)

        4)行星磨的理论节能率:(1.29z3/8-1)/1.29z3/8

       如Z=10时,获得相同粉磨效果(等产量、质量)时,较等效传统球磨机的理论节能率约为67%。但是,必须注意,行星磨本身的节能并不能达这么高,原因是产生公转(形成离心运动)也需要消耗能量,根据连续化粉磨中试装置(3个行星磨筒,直径为600mm)的实测,公转需要消耗的功率约占行星磨总功率的34~36%左右,扣除公转需要的能耗,行星磨较等效的传统球磨机理论上的节能效果可达45~50%左右。

4、行星磨优势

       现有的研究表明,行星磨的大型化将成为可能,单台行星磨的台时产量完全可以达到现代普遍使用的球磨机、立磨的水平。其优势性能比较如下:

       与球磨机相比:实际节电35~45%;粉体产品球形度与球磨相当,活性提高;

       与立磨相比:实际节电.>3~5%,主机制造成本下降,维护、管理更方便,粉体活性提高,粉磨细度上升,对易磨性差的物料适应性强;

       中试和工业化的实践表明行星球磨是节能的,具体应用结果如下:

       1)粉磨方解石: 行星式球磨,磨筒尺寸3× 600 mm×1500mm,介质 25 mm 钢球, 装球1.26 t,行星因子Z = 7.4。进料粒径d≤5~7mm,产品细度d97 ≤15μm,产量2.9t/h, 能耗43.6 (kW·h)/t。如用普通球,磨筒尺寸 2200mm×5400mm;介质 35mm钢球, 装球25 t,生产能力4t/h,能耗65.5 ( kW·h)/t。(理论等效球磨机 990mm,理论节能50%,实际节能33.4%。)

        2)纯高炉矿渣:行星式球磨,筒体尺寸3× 1250 mm ×1500,介质 25 mm 钢球,装钢球4.05t, 因子Z = 7.5,进料粒径d≤5~8mm,产品细度d97≤45μm(比表面积:~430m2/kg),最终考核产量27~28t/h, 能耗46~47 (kW·h)/t。普通球磨,筒体尺寸 3200mm ×13000mm; 介质 70 mm钢球, 装球130 t,生产能力24.5t/h,能耗68 (kW·h)/t。(等效球磨机 2069mm,理论节能50%,实际节能30.9%)

5、行星磨节能效果图

        行星磨为什么可以节能?主要是采用了杠杆原理(公转半径),其节能效果用图2表示:

2 行星磨节能原理示意图

6、行星磨的制造难度

       在现有的常规制造技术条件下,均可以实现。

联系方式:叶旭初,南京工业大学材料学院,13951988698 


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