高效多重立体筛分装置的技术效果

□□陈平,何永佳,丁庆军,胡曙光

高效多重立体筛分装置的技术效果

□□陈平1,2,何永佳1,丁庆军1,胡曙光1

针对传统管磨机隔仓装置中存在的筛分效率低、通风不良以及料位调节能力不平衡等问题，提出高效多重立体筛分装置的技术原理和构造设计方法，同时对其技术效果进行了分析。结果表明，该装置的应用可显著提高管磨机内筛分效率，改善磨内通风状态，并且延长使用寿命，具有显著的技术经济效益。

多重；立体筛分装置；技术效果

1 引言

隔仓装置是管磨机的重要组成部分，分为单层隔仓和双层隔仓，单层隔仓多为溢流式排料，物料通过阻力较大，而传统的双层隔仓装置多由篦板和盲板组成，有的中间有扬料板等。盲板设计往往使磨内通风不良，而较强的提升能力又往往使双层隔仓装置过流能力过剩，各仓物料粒度与研磨介质尺寸、料球比等参数难以匹配[2]。而研制的高效多重立体筛分装置则可以很好地解决以上问题，不仅改善磨内通风，而且具有良好的快速筛分能力和料位调节能力。

2 立体筛分装置结构及技术原理

2.1 立体筛分装置构造

立体筛分装置是在传统的双层隔仓装置基础之上开发而来，具有明显的技术创新性，它以立筛板代替传统双层隔仓装置的盲板，以立体筛（滚筒筛）代替双层隔仓装置中的扬料板，并且根据流体力学原理对卸料锥和通风口的大小和形状进行了特别设计。其整体构造图和实物图分别见图1、图2所示[3]。

2.2 立体筛分装置的参数选择

在高效立体筛分装置的结构设计中，各构造部件尺寸参数对于发挥其选粉和粉磨效率至关重要，参数选择不当，将使各部件之间功能及能力不相匹配，影响筛分效率。

表1 高效立体筛分装置立筛板筛缝尺寸参数

（1）立筛板筛缝尺寸：立筛板筛缝尺寸应根据筛分装置在磨机内位置不同而相应变化，亦即根据每个磨仓内物料的较合理粒径而变化，同时也与磨机大小（直径、长度）有关。通常而言，多重高效立体筛分装置立筛板筛缝尺寸按表1选择。

（2）有效通过率：有效通过率ψ即筛孔有效断面积Ax和筛分装置有效断面积Ac之比。有效通过率与筛孔尺寸、筛孔数目及筛分装置构造等有关。

ψ=Ax/Ac（1）

在高效立体筛分装置中，由于采用了立体筛分构造，因而筛分装置有效通过率较大，ψ范围一般在0.20～0.40之间。

（3）滚筒筛筛体弧度：在高效立体筛分装置中，滚筒筛一方面起到筛分的作用，另一方面具备扬料的功能，同时还作为立筛板的支承结构。在发挥扬料功能时，其曲线形式和弯曲弧度的设计需要遵循一定的规律，保证该处物料尽可能快地滑落，同时，还应使靠近轴心的物料比靠近外圈的物料更早地开始滑落，避免靠近轴心物料对靠近外圈物料的阻挡作用。在实际设计中，根据滚筒筛上物料的运动状态，一般倾角ϕ=30°～40°左右，以使滚筒筛弧度呈外摆线形状。

2.3 立体筛分装置工艺流程

经过前仓研磨的物料，由进料篦板的篦缝进入进料篦板与出料篦板之间的分选腔，大部分物料由滚筒筛进行筛分，粗料由分料斗送回前仓由较大的研磨介质继续研磨，细料由分料斗送到后仓由小一级的研磨介质研磨；少部分物料经过立筛板和出料篦板直接进入后仓，不能通过立筛板的粗料同样由分料斗送回前仓。这样就进行了物料的高效分选，使粗细料分离，使不同规格的研磨介质针对性更强地进行工作，从而有效地提高了研磨效率。其工艺流程图见图3所示。

2.4 立体筛分装置的多重设置

磨内高效多重立体分选系统中，一个显著的特色是多重设置。多重组合分选技术在不改变工艺流程和不增加设备及动力的前提下，根据物料的特性和磨机的具体工况条件，在磨内特定位置设置多重分选设备，协调作用，使物料根据粒径在不同磨仓接受粉磨。同时利用多道分选装置的料位调节能力平衡各仓物料流速，为实现磨机各仓之间的能力平衡提供技术条件。多重组合分选系统各装置在结构上各有特点，其结构参数根据在磨机内的不同位置、磨机规格有所不同，另外，还跟设定的物料细度控制参数和物料的易磨性等因素有关。

3 立体筛分装置技术效果

立体筛分装置与传统管磨机隔仓装置相比较，在筛分动力、筛分效率、防损能力、料耗，以及磨内通风能力、防堵能力等方面均有显著改善。具体表现在以下几个方面：

（1）筛分动力和筛分效率：在传统的单层平面筛板结构中，仅靠料球层的侧向挤压力使细粉料通过筛孔，阻力较大，筛分动力相应较小。而在改进的双层平面筛板结构中，在一定程度上降低了筛分阻力，提高了筛分动力。在改进的带扬料板的立筛结构中，扬料板可促使物料通过分选腔进入下一仓中。然而，由于该筛分装置结构有一面为盲板，使合格细粉料进入下一仓阻力也较大，而较粗的不合格物料须由立筛板之前的进料篦板篦缝回到前仓，也使进料阻力增大。而高效立体筛分装置中，物料在料球层侧压作用下迅速进入分选腔，在料压、特别是滚筒筛将物料扬起后落下的重力冲击作用下使细粉料进入滚筒筛，改变了传统筛分装置中物料不能迅速排走而使下批物料进入阻力增大、筛分动力不足的弊端。其次，立体筛分装置改变传统磨机的盲板为立筛板，也利于物料进入下一磨仓，增强筛分装置的筛分动力。由于筛分动力增大，同时高效筛分装置为立体结构，使物料通过面积在筛分装置横截面尺寸保持不变的情况下大大增加，从而显著提升筛分效率。

（2）磨内通风能力：磨内通风能力与磨机的产量有很大的关系，因此，适当增大隔仓装置的通过面积能够提高磨机产量。传统筛分装置中单层立筛结构通风能力较差，传统带扬料板的筛分装置，由于出料端采用盲板结构，通风也不利。高效立体筛分装置采用立体结构，能够在保持筒体横截面积不变的情况下保持磨内顺畅的通风。并且，高效立体筛分装置使用了立筛板取代盲板，消除通风死角，使空气流场分布更均匀，提高选粉效率。

表2 不同筛分装置性能对比分析

表3 部分立体筛分装置应用技术效果

（3）防损能力：高效立体筛分装置中，由于两层立筛板之间有立体滚筒筛的均衡支承作用，刚度、稳定性和筛板抵抗物料的冲击作用显著增强；而偶有进入筛板之间较大空腔的小钢球、钢段或较大粒物料，也可在滚筒筛的扬起作用下快速通过分料斗回到前仓之中，避免积累损伤筛分装置。

与传统管磨机隔仓装置相比较，高效立体筛分装置技术效果综合分析见表2所示。

4 结束语

本类型的高效立体筛分装置自研究开发以来，在数十条水泥及矿渣、钢渣粉磨生产线上进行了推广应用，取得了明显的技术经济效果，部分应用厂家实际应用效果如表3所示。

实践证明，高效立体筛分装置通过以立筛板代替传统双层隔仓装置的盲板，以立体筛（滚筒筛）代替双层隔仓装置中的扬料板，可以克服传统管磨机隔仓装置存在的技术问题，强化筛分能力，改善磨机通风，提高粉磨效率，同时能够增强隔仓装置的防损能力，延长使用寿命，具有明显的技术经济效益。

[1]王仲春.水泥工业粉磨工艺技术[M].北京：中国建材工业出版社，2000.

[2]窦广勇,李司春.筛分装置改进[J].中国水泥,2004,（5）:48～48.

[3]陈平，何亨美，李汉民，秦建军.多重分选研磨节能技术及其应用[J].武汉理工大学学报，2006，l.28（9）:122～124.

Technical Effect of High-efficient Multiple Tridimensional Grading Equipment

CHEN Ping,HE Yong－jia,DING Qing－jun,HU Shu－guang
(1.School of Materials Science and Engineering of Wuhan University of Technology,Wuhan,430070 2.Key Laboratory of Nonfereous and New Materials Processing Technology of Ministry of Education, Guilin Unversity of Tchnology,Guilin,541004)

To deal with the problems existed in partition plate on traditional tube mill,such as low screening efficiency,weak ventilation and unbalanced material level setting,the technical principle and structure design of high efficient tridimensional multi grading unit are proposed by the author.The analysis results showed that the screening efficiency,the ventilation state and service life can be improved by using this unit on tube mill.

Multiple;Tridimensional grading unit;Technical effects

book=30,ebook=65

TQ172.632.9

A

1001－6171(2010)05－0030－03

通讯地址：1武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北 武汉，430070；2有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，广西 桂林 541004；

2010－01－25；编辑：沈 颖