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      選粉機的發展與高效選粉機的誕生

      發布時間: 2016-06-10

      選粉機是隨干法圈流粉磨技術的進步而發展起來的。 

      建筑技術的發展對水泥品種和質量提出了更高的要求。20年代中期,美國就開始生產超細的早強水泥和普通水泥。30年代初,普通水泥粉磨到95%左右通過200目(74μm)已很普遍。為了滿足細度要求而不降低已有的生產能力,美國首先采用空氣選粉機與磨機組成的圈流粉磨系統。這種選粉機是由英國芒福得(Mumford)和穆迪(Moodie)于1885年首先研制成功的,在德國獲得了專利權,至今已有105年的歷史。它一出現就嶄露鋒芒,在粉磨細度細的物料時,效率提高、節能顯著、細度調節容易、粒度均勻,使水泥質量改善。但是,由于當時要求的水泥顆粒較粗,開流粉磨基本能夠滿足要求;另外,當時工業不像今天這樣發達,能源不及現今緊張,對節能沒有現在這樣嚴格,圈流粉磨系統復雜,操作相對復雜,再加上一次投資也大些,所以并沒有引起足夠的重視。對此,歐洲有過長時期的爭論,直到50年代末,歐洲和原蘇聯的新建水泥廠多數還仍然采用開流粉磨。 

      我國50年代的半開放時期,從東歐引進的水泥成套設備也都是開流粉磨,如耀縣、永登、大同、江油、光化、柳州(老線),巢湖水泥廠等等。對水泥粒度組成與質量的關系方面,當時認為水泥的粒度分布較寬為好,既應有>90μm的粗顆粒,也應有<5μm的細顆粒,這樣便于與混凝土中作為細集料的砂子粒度相銜接。從這個觀點出發,反而錯誤地認為圈流粉磨產品的粒度分布過窄,不符合上述要求。因此,圈流粉磨在歐洲長時期沒有得到推廣,盡管德國首先采用了這種粉磨系統。 

      在50年代,對這兩種粉磨系統進行了大量的研究工作,結果表明,當粉磨細度在3300cm2/g比表面積以下時,兩種系統的粉磨節能效果差別不大,可是細度超過此值時,開流系統的粉磨效率卻顯著下降。 

      水泥顆粒的大小、組成和形狀對水泥性能具有明顯的影響。水泥的不同顆粒級配與抗壓強度的關系。粒級配及時間的關系對水泥的要求不僅是硬化強度高,而且施工性能要好,即容積變化小,表面龜裂少。細度越細,比表面積越大,則水化反應越快。例如8μm的顆粒完全水化需要一年時間,而20μm的顆粒完全水化則需10年。通過大量的試驗研究表明,在水泥顆粒級配中,3~30μm的顆粒對水泥強度影響較大,因而在各種水泥中必須占有一定的比例:一般水泥為40%~50%;高級水泥為55%~65%;特高級水泥為70%以上。 

      第二次世界大戰以后,對水泥提出了更高的要求,即細度細,強度高。所以,圈流粉磨才得以迅速發展。近30年來新建的水泥廠,絕大多數都采用圈流粉磨系統。加設普通選粉機的圈流粉磨系統,產量能提高10%~15%,單位電耗下降約10%。尤其是系統大型化以后,帶來的經濟效益更加顯著。 圈流粉磨的廣泛應用,促進了選粉機的發展。從選粉機的性能方面看,可將其分為三代產品。 

      1、第一代——普通撒料式空氣選粉機 

      這種選粉機是以給柯(Gayco)型和斯特蒂文特(sturtevant)型為代表。它們均為空氣在機內循環,利用物料顆粒的離心力和重力不同進行分級的,所以有人把它們稱為內部循環式的離心選粉機。世界上第一臺斯特蒂文特選粉機是德國普費弗(pfeiffer)公司于1888年研制成功的,后來美國斯特蒂文特公司以生產該型選粉機著稱于世?,F在全世界有30000臺這樣的選粉機在工作,最大直徑已達11m。我國應用也十分普遍,最大直徑為&oslash;7.3m。因為使用特別廣泛,所以把斯特蒂文特選粉機稱為第一代選粉機。為提高這種選粉機的使用范圍和效能,國內外都進行了許多改進。為適應烘干和冷卻物料的需要,機內可以通入熱風或冷風。前者用于生料,后者用于水泥。我國冀東水泥廠&oslash;7.3m空氣選粉機,由于采用尾卸生料磨的烘干能力較差,便采取選粉機內通入熱風來補償,保證出磨生料的水分要求。我國在這種眾多的選粉機上將平撒料盤改為螺旋槳式的,取得了良好效果。相同粉磨系統,產量可提高10%~15%,電耗也可下降10%~15%。 盡管如此這種內部循環式的空氣選粉機其選粉效率仍然偏低,單位電耗偏高,選粉精度不夠理想。主要原因是: 

      1.1撒料時顆粒分散較差; 

      1.2機內物料顆粒濃度高,相當一部分顆?;ハ喔蓴_,形成弱膠結體,短路混入粗?;胤壑?,分離困難; 

      1.3選粉過程中的各種力,在機內很不穩定,隨處可變,使分選過程中的臨界尺寸在機內位置不同而有較大變異。選粉機規格越大越嚴重,影響選粉效果; 

      1.4由于大風葉的直徑大,平衡困難,振動加??; 

      1.5靠調節小風葉的數量或流量控制插板(擋風板)來調節成品細度,這些都只能在停機時由人工進行。即使采用變速傳動,由于撒料盤與小風葉之間對轉速要求互相矛盾,調節往往不夠靈活,細度變化范圍很小,限制了生產多品種水泥的適應性。為此,后來有的改為雙傳動方式,大風葉轉速固定,小風葉和撒料盤的速度可調,以滿足細度調節的要求。但是雖有改善,卻不十分理想。于是出現了第二代選粉機。 

      2、第二代一旋風式選粉機 

      60年代初,西德維達格(wedag)公司為解決第一代空氣在內部循環的空氣選粉機存在的上述問題,首先發明了帶多個小旋風筒的空氣動態選粉機,其典型代表就是普通的旋風式選粉機。這種選粉機的特點是空氣在機內外循環,因為它是由維達格公司發明的,所以把第二代選粉機稱為維達格選粉機(圖3)。它有如下特征: 

      2.1 .1外部設有獨立的循環風機; 

      2.1 .2取消了第一代選粉機的大風葉; 

      2.1 .3機體四周安裝6~8個旋風筒,提高了捕集細粉的效率。旋風筒也可分開安裝,遠離機體,所以布置靈活; 

      2.1 .4小風葉及撒料盤轉速可調; 

      2.1.5調整循環風機的風葉或進、出口閥和改變小風葉及撒料盤的轉速就能大幅度地改變產品的細度,因此細度調節方便靈活,而且范圍較大; 

      2.1 .6選粉效率高,單位電耗低。 內筒的單位面積處理物料量比第一代選粉機高2~2.5倍。因此,曾有人把這種選粉機也稱為高效選粉機; 

      2.1 .7風葉磨損??; 

      2.1 .8整機振動??; 

      由于這種選粉機比第一代選粉機優越,所以,從60年代開始便得到很快的發展?,F在許多水泥機械制造公司都生產這種選粉機,目前最大能力可達500t/h?;旧嫌幸韵聨追N型式: 

      2.2.1維達格型選粉機的旋風筒卸料是卸在下部內外錐體之間的空間內,省掉了密封閥和輸送裝置。 

      2.2.2洪堡一一維達格型旋風式選粉機 這種選粉機(圖3)的旋風筒卸料是卸在一個多邊形的斜槽中,因此必須設有鎖風裝置,這樣旋風筒布置方便。 

      2.2.3川崎一一維達格型旋風式選粉機,日本川崎重工業公司與西德維達格公司通過技術合作制造的旋風式選粉機,稱為川崎一維達格型旋風式選粉機。 

      2.2.4  SKET/ZAB型旋風式選粉機,東德德騷(Dessau)公司在旋風式選粉機的基礎上開發了SKET/ZAB型旋風式選粉機, 又稱外通風式選粉機,除旋風筒采用下部帶擴散錐以外,其它與維達格型選粉機沒有多大區別。它是把可調空氣選粉機選粉與細粉沉降過程分開進行的原理結合在一個機組中,其性能與旋風式選粉機基本相同。 

      為了提高選粉效率和精度,改善選粉機的性能,降低高度、方便布置、在這期間又出現了許多新型選粉機,例如丹麥史密斯公司研制的CV、REC、RTE(原用于珠江水泥廠,現已改造)、RT和OHT等型式的選粉機,其中CV型在我國淮海水泥廠已有應用;西德伯力雞斯(Polysius)公司為適應大型化的需要,開發了Tsu(Tur bo si chter uote rlag erung)型渦旋式選粉機;日本三菱(MHI)公司開發了三菱型空氣選粉機和三菱型雙重選粉機;帶換向葉片的T型選粉機,空氣噴射式選粉機,風動式選粉機,也稱新型旋風式選粉機等等。 

      最近出現了超細水泥,比表面積為11000~16000cm2/g,要求1000;0通過16~32μm為篩孔?;炷恋臉颂栠_到1400~1600號。這就要求高性能的選粉機來完成選粉工作,于是出現了各種型式的高效選粉機和超細選粉機。這就是當代習稱的高效選粉機。 

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