立式磨粉机性能及应用分析

孟世奇

（晋能控股煤业集团有限公司水泥厂， 山西 大同 037003）

立式磨粉机是我国工业领域中应用较为广泛的一种设备， 该种设备具有良好的工作性能。 在实际的运转过程中， 立式磨粉机相比较其他磨粉机效率较高， 并且故障率低， 对提高相关企业经济效益也有着重要的作用。 但立式磨粉机在长时间的运转过程中， 磨辊、 磨盘等部位会产生较大的磨损， 为了保障磨粉设备的效率， 相关企业需要加强对磨粉机性能的关注， 定期对磨粉机进行检查， 及时更换磨损部件， 确保磨粉机发挥出其应有的效能。

1 立式磨粉机结构与工作原理

从本质上来看， 立式磨粉机属于一种挤压式粉磨设备， 该种设备在实际的应用过程中主要利用高压手段来粉碎物料。 具体而言， 主要是物料在磨辊和磨盘的作用下相互摩擦、 聚集、 挤压， 进而导致物料破碎的效果。 在立式磨粉机的实际磨粉工作当中， 物料受到磨辊和磨盘的挤压而进行粉碎， 该阶段对整个立式磨粉机的应用效果有着严重的影响[1]。

立式磨粉机主要有驱动系统、 传动系统、 支架结构、 执行结构所构成， 其中驱动系统有电动机、主轴等部件， 传动系统有皮带、 减速机、 联轴器等部件， 支架结构有底座、 支撑门、 磨粉机外壳体等部件， 执行系统有磨辊、 磨盘、 铲刀、 分级机、 液压系统等部分所构成。 现如今， 在科学技术的不断发展过程中， 当前立式磨粉机磨辊数量为6 个， 布列形式主要是均匀分布在磨盘上方， 并且不同的磨辊所对应的液压系统也有不同， 液压系统也可进行单独控制。 在实际的应用过程中， 立式磨粉机工作原理如下： 在立式磨粉机启动时， 首先需要启动分级机， 等到所有通风设备正常运转后再启动磨粉机主机， 电机通过皮带、 减速机、 主轴来驱动磨盘旋转。 在磨粉机的实际工作当中， 设备进气口的风机会将气流通过内壁通道吹入设备内部， 此时磨粉机内部也会形成上旋气流， 在此气流的作用下， 物料会进入到楔形磨盘当中， 形成碾磨工作腔， 物料在磨辊和磨盘的摩擦作用下成为细小颗粒。 再由内部上旋气流带动进入分级机叶片当中， 符合筛选要求的物料会随着系统内部的气流同时传输出设备， 而其中被筛选出的大颗粒则不会通过分级机筛选， 进而又会下落到碾磨工作腔当中， 再次受到磨辊和磨盘的碾压， 直至符合分级机的筛选要求。

2 立式磨粉机磨损材料更换方式

根据立式磨粉机的工作原理可知， 磨粉机在实际工作过程中， 物料的研磨主要依靠磨辊和磨盘所施加的作用力， 在不断的摩擦、 挤压过程中来破碎物料颗粒。 在此过程中， 立式磨粉机长时间的工作过程中磨辊和磨盘会产生一定的磨损， 这会对立式磨粉机的应用效果产生不良的影响。 对此， 为了提高磨粉机的应用效率， 降低磨粉机磨辊和磨盘的磨损， 相关工作人员在实际操作过程中可以通过调节液压系统压力， 确保磨辊和磨盘之间的作用力在设备的运行范围之内， 进而避免磨辊、 磨盘的快速磨损； 在更换磨辊和磨盘时， 需要释放液压系统压力，从而便于磨辊的拆卸； 工作人员在磨损材料更换过程中， 可以将绞点旋转到磨辊的下方， 之后将磨损部件移出， 从而更换辊皮， 此种方式能够加快磨损部件的更换速度， 对降低磨粉机保养维修成本有着重要的作用[2]。

3 立式磨粉机性能特点

3.1 磨辊数量与立式磨粉机性能的关系

现代化立式磨粉机的磨辊数量共计6 个， 为了更好的实施颗粒破碎， 需要磨辊全部运作， 并且6个磨辊需要均匀的分布在磨盘上， 进而增大磨粉工作区域， 以此来使物料研磨更加均匀、 充分。 此种方式不仅能够有效地增加磨粉效率， 对提高产品质量也有着重要的作用。 为了更好的研究出磨辊数量与产品生产效率和生产粒度之间的关系， 笔者通过改变磨辊数量来进行磨粉试验， 其中磨辊数量分别为2 辊、 4 辊、 6 辊， 试验结果如表1 所示。

表1 立式磨粉机磨辊数量与产量与产品粒度的关系

根据分析可知， 想要提高立式磨粉机的生产效率， 需要采用6 辊共磨的方式进行磨粉， 其中具有如下优点： 在投料量一致的情况下， 通过增加作业磨辊的数量能够有效的提升磨粉产量， 并且这也能够进一步提高物料的细度， 对产品合格率的提升有着重要的作用。 除此之外， 在物料过多时， 物料没有被第一个磨辊所碾压时， 所遗漏的物料会进入到下一个磨辊碾压区域进行磨粉， 进而实现磨粉效率和磨粉质量的提升。

3.2 磨盘与立式磨粉机性能的关系

立式磨粉机在工作过程中， 其中物料、 磨盘等会整体形成锥形工作腔。 此种形式下磨辊、 磨盘等材料磨损较为均匀、 振动较小， 因此磨损量相对较小。 除此之外， 在磨盘边缘设计有轮胎式的环形沟槽， 此沟槽与磨辊相配合能够使物料在磨盘上的分布更加均匀， 并且沟槽也能够增大料床的厚度， 进而降低立式磨粉机工作过程中的振动， 这对于提高磨粉机的工作效率有着重要的作用。 与此同时， 立式磨粉机磨辊均由液压系统驱动加载， 在此种情况下， 物料在磨辊与磨盘之间所受到的压力更大， 这也进一步提高了磨粉机的产量和细度[3]。

3.3 安全保护系统与立式磨粉机性能的关系

在立式磨粉机运转过程中， 安全保护系统在其中发挥着重要的作用。 在向磨机内部投料时， 如果没有进行筛选其中可能会混入难以研磨的物质， 例如铁块， 此时常常会出现磨盘卡死的情况， 如果没有及时进行停机处理， 将会导致电机或减速机损坏。为了更好的应对此种问题， 很多立式磨粉机在其中设计了安全保护系统， 其中保护装置， 在遇到较硬物料时， 传统的液压系统不会降低自身的压力， 从而导致磨辊对硬物料产生较大的冲击。 而安全保护系统则是将液压系统与蓄能器相连接， 如果磨辊遇到硬物料时， 蓄能器会起到一定的缓冲作用， 进而使液压缸回缩一定的距离， 此时磨辊也会快速抬起，进而将硬物料抛出磨盘， 这也能够有效地保护立式磨粉机系统。

4 立式磨粉机的实际应用

在我国电力、 水泥、 活性炭、 冶金等行业当中，粗粉立式磨粉机也被广泛的应用其中， 并且该种类型的磨粉机技术发展已经相对成熟。 除此之外， 在重钙等非金属矿粉加工产业当中， 粗粉立式磨粉机并不适用， 而在此行业磨粉过程中主要采用的是超细立式磨粉机。 由此可见， 不同行业所采用的磨粉机也有着一定的差别。

4.1 立式磨粉机在矿渣超细粉加工当中的应用

在冶金行业当中， 高炉矿渣是其中最主要的一种废料， 但此种物料具有较高的潜在活性， 将其磨成粉后在水泥生产过程中能够发挥这重要的作用，并且在后续混凝土施工时， 矿渣的活性也能得到充分地发挥。 相比较传统水泥而言， 掺入矿渣粉的水泥具有良好的耐久性、 保塑性和流动性， 并且后期具有较高的强度。 现如今， 我国在高炉冶铁过程中所产生的矿渣表面积约为430 ～500m2/kg， 该种物料属于粗粉立式磨粉机的产品。 但随着我国钢材需求量的增加， 高炉矿渣的产量也逐渐增大， 此种情况下， 越来越多的企业投身到高炉矿渣处理行业当中， 这也导致市场竞争变得日益激烈。 为了在当前市场中占据一定的优势， 很多企业在高炉矿渣的处理过程中采用了超细立式磨粉机， 相比较传统粗粉立式磨粉机而言， 该种磨粉机的占地面积较少， 并且应用过程中产量高、 噪音小， 这也导致超细立式磨粉机现如今已经成为高炉矿渣处理的主要设备[4]。

4.1.1 立式磨粉机的优势

在矿渣超细粉加工过程中应用立式磨粉机能够提高矿渣处理效率， 并且处理后的矿渣质量能够满足GB/T18046—2000 的要求。 除此之外， 立式磨粉机的耗电量相比较传统磨机减少约50%以上， 并且立式磨粉机的磨损材料损耗情况要远低于球磨机等设备。 与此同时， 立式磨粉机在应用过程中能够通过边磨粉、 边烘干的工艺， 此种方式不仅能够有效地减少生产工艺流程， 对降低热能消耗也有着重要的价值。

4.1.2 矿渣超细粉加工当中立式磨粉机的应用特点

在高炉矿渣的处理过程中， 立式磨粉机不仅具有良好的生产效果， 并且自动化程度相对较高， 控制难度较低。 除此之外， 立式磨粉机在矿渣处理当中具有明显的节能特点， 符合当前可持续社会的发展战略。 与此同时， 经过对立式磨粉机的调整， 能够生产出不同比表面积的矿渣粉产品， 进而符合当前市场的多样化需求。

4.1.3 在矿渣处理过程中立式磨粉机的应用工艺流程

首先， 高炉矿渣由工作人员投放或机械设备输送经过喂料阀进入到立式磨粉机内部， 与此同时，鼓风机在鼓风过程中需要经过热炉， 进而对物料进行干燥处理。 之后通过分级机筛选出符合要求的粉末颗粒， 由气流输送到袋式除尘器当中， 之后经过卸料阀将矿渣粉末集中打包， 运输至成品库房当中。在整个磨粉系统生产过程中， 经过除尘器的尾气一部分经过烟囱向外排放， 另一部分经由管道返回到立式磨粉机内部当中， 与热炉当中的热风混合一起形成符合干燥要求的热风。 在此过程中， 未经过分级机筛选的粗粉回落到立式磨粉机磨盘上再次进行磨粉[5]。

4.2 在非金属矿加工过程中的应用

非金属矿在我国社会经济的发展过程中有着重要的作用， 该种矿物质不仅储量丰富， 在我国各地都有广泛的分布， 对推动我国综合国力也有着重要的价值。 在部分非金属矿应用之前， 首先需要对其进行磨粉处理， 而且不同的行业对非金属矿物质的粒度有着不同的要求。 从目前我国非金属矿产市场来看， 非金属矿粉体的价值矿石品质、 成品细度以及是否能够进行表面化处理有着较大的关系。 当前我国非金属矿加工企业在磨粉过程中所采用的磨粉机相对样式较多， 其中立式磨粉机、 球磨机以及雷蒙磨为主。 雷蒙磨的应用主要是为了加工400 目以下的粉体， 而球磨机的应用主要适用于800 ～1250目的超细粉体加工。 而立式磨粉机主要适用于1250目以下的规模化非金属粉体加工， 相比较其他磨机而言， 该种磨粉机节能效果良好， 并且在长时间、大规模的应用下具有维护方便、 工艺简单、 占地面积小、 噪音小、 操作简单等特点。 因此， 立式磨粉机也是当前非金属矿粉体加工产业所需要研究的主要方向之一。

立式磨粉机在非金属矿加工当中应用的工艺流程如下所示： 原矿石由人工或机械设备投入到一级破碎机当中， 经由破碎机破碎至合格的粒度后储存备用。 之后由变频设备将物料定量投入到立式磨粉机当中， 在离心力的作用下， 物料移动到磨盘边缘，之后由磨辊进行碾压， 进而物料在外力的作用下出现破碎、 挤压、 剪切等情况， 形成粉末状产品。 与此同时， 热风从磨盘边缘向上吹出， 溢出的物料被热风吹起， 进入到分级机当中进行分选， 符合筛选细度的粉料经过分选机进入到脉冲式除尘器当中，之后经过卸料阀进入包装机后进行打包。 不符合分选机粒度的物料在分选机叶片的作用下被重新打落到磨盘当中， 经过再次磨粉形成符合粒度要求的颗粒。 所有物料如此循环， 进而完成磨粉作业[6]。

4.3 提高立式磨粉机应用效能的有效措施

为了更好的提高立式磨粉机在实际应用过程中的效果， 相关工作人员在设备的应用过程中应当加强对设备的维护和保养。 通常情况下， 在磨粉企业当中， 立式磨粉机每天需要完成大量的磨粉任务，在长时间的运转过程中磨粉机的磨损会极为严重。如果没有进行及时处理， 不仅会影响到立式磨粉机的磨粉效率， 还可能影响到磨粉机的使用寿命。 因此， 在设备停机后， 相关工作人员需要对其中的零部件进行认真细致的检查， 如果发现其中部分配件出现故障需要及时更换， 避免设备出现较大的故障。并且在设备保养过程中还需要及时清理设备上的灰尘， 做好润滑和保养， 以此来确保立式磨粉机的高效运转。 除此之外， 在立式磨粉机的应用过程中，工作人员还需要按照工艺要求规范操作行为， 严格遵守操作规程。 例如， 在向立式磨粉机投料时， 需要加强对料量的控制， 避免出现投料量大于设备许可量的情况， 进而避免设备出现超负荷运转。 与此同时， 相关工作人员还需要加强对立式磨粉机的管理， 建立完善的设备管理体系制度， 编制科学的操作和维护规程， 让工作人员按照相关要求进行设备的操控。 对于违规操作人员需要进行处罚， 以此来提高工作人员的责任心。 如此才能够更好的发挥出立式磨粉机的效能。

5 结语

综上所述， 立式磨粉机是我国磨粉行业中最关键的设备， 该种设备对工业的发展和社会经济的增长有着重要的作用。 随着科技的不断发展， 立式磨粉机设备也有了进一步的升级和创新， 为了更好的发挥该设备的应用作用， 相关工作人员需要了解立式磨粉机的结构和性能， 加强对设备的保养和维护，严格按照操作规范操控设备， 进而实现立式磨粉机应用效能的提升， 为磨粉企业的发展提供充足的动力。