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水泥研磨瓷球級配方法研究

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2017-12-02 09:54:45【

一種以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的陶瓷球級配方法研究

萍鄉(xiāng)順鵬新材料有限公司

      陶瓷球作為水泥粉磨研磨體的一種新型耐磨材料,具有節(jié)能降耗的顯著特點,它的出現(xiàn)引發(fā)了水泥粉磨技術(shù)界的一次革命。但由于陶瓷球供應廠家水平參差不齊,沒有給用戶提供量身定制的粉磨系統(tǒng)調(diào)整特別是級配調(diào)整服務(wù),導致了陶瓷球至今沒有得到很好的推廣。萍鄉(xiāng)順鵬新材料有限公司是集研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體、生產(chǎn)氧化鋁、氧化鋯陶瓷制品的高新技術(shù)企業(yè)。順鵬經(jīng)過多次試驗,總結(jié)出一套行之有效的操作方案。在此和水泥企業(yè)用戶們分享。讓我們先從鋼球的級配談起。

  水泥行業(yè)級配的基本公式(平均球徑法):Dc=28*fQQ圖片20171202095516

式中:

dc入磨物料的平均粒度(以物料中80%能通過的篩孔孔徑表示)

Km物料的易磨性系數(shù)

f磨機單位容積物料通過量影響系數(shù)(實際上是反映了料層厚度對級配的影響)

f=1+0.01K,

K=Q(1+L)/V(t/hm3)

Q磨機產(chǎn)量(t/h)

L循環(huán)負荷率

V磨機級配倉的有效容積(m3)

在實際使用中由于無論是生料磨或是水泥磨,進入磨內(nèi)的物料均為各種物料的混合物,由于各種物料的易磨性不同,故對混合物易磨性Km的測定沒有一個可供操作的方法,導致公式無法在實際工作中使用。

  鋼球在粗碎倉的級配方法

1測出各種物料的粒度分布

2對于粗碎倉來說,這里需要的是沖擊而不是研磨,故一倉級配要設(shè)法測出物料的“硬度”。

3有了物料的粒度分布和“硬度”的數(shù)據(jù)才可以進行級配的計算。

可參考《國際先進水泥工藝與裝備手冊》中的斯坦納(Steiner)曲線變換成的表1中的數(shù)據(jù)

1物料的粒度,硬度與球徑的關(guān)系

球徑

∮120

∮100

∮90

∮80

∮70

∮60

∮50

∮40

高硬

24

17

15

12

10

8

6

4

中硬

35

25

21

17

14

10

8

6

低硬

 

40

33

25

20

15

12

8

4“硬度”的測量方法

a在化驗室的0.5x0.5m小磨上測量物料的“硬度”

準備100mm的鋼球100kg,

15-20mm的物料18kg,

b在運轉(zhuǎn)中到一定時間后每隔一分鐘取樣一次,測量其物料中大于2.5mm的篩余百分數(shù)R2.5+

c當其篩余百分數(shù)R2.5+=1%左右時實驗結(jié)束,記錄所用的時間t(min)

2部分水泥廠熟料硬度測定結(jié)果

時間(min)

A

B

C  

D

E

F

G

H

I

9

1%

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

1%

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

1%

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

1%

1%

1%

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

1%

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

1%

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

1%

從中可知熟料大部分在14min,故可取中硬物料為14min,而將10min設(shè)為低硬,18min設(shè)為高硬。

5示例:已測定物料“硬度”為14min,屬中硬,當物料粒度最大為24mm時,鋼球的最大球徑應為100mm。在此基礎(chǔ)上再進行級配。

此方法以在無輥壓機配置的球磨機一倉使用,均取得較好效果。

  鋼球(段)在細磨倉的級配方法

隨著輥壓機的應用,目前的球磨機基本上已是以研磨為主了。

1物料粒度相同,但由于易磨性不同,故所對應的最佳球徑不同。

以配有V選的輥壓機系統(tǒng)為例,進入球磨機的物料一般均小于1mm。屬于研磨階段了。但各廠一倉最大球徑有的40mm,有的只有25mm。

3各廠0.2-0.9mm熟料所對應的最佳球徑

T(min)

A

B

C

16

Φ20mm

 

 

21

 

 

Φ25mm

26

 

Φ15mm

 

注:在化驗室小磨實驗物料用10kg,研磨體100kg。物料磨至0.2mm篩余1%時實驗結(jié)束。

2如何確定物料每個粒級的最佳球徑

為了找到最佳球徑應至少采用三種不同的球徑進行實驗。

4某廠0.2-0.9mm礦渣所對應的最佳鋼段尺寸

T(min)

 

R 0.2

R 0.08

R 0.045

22

Ф20*30

2.5%

46.3%

65.6%

Ф18*18

1.9%

44.7%

69.4%

Ф16*16

2.5%

48.8%

68.4%

Ф14*14

1.3%

43.6%

65.3%

Ф12*12

3.1%

49.2%

67.5%

Ф10*10

2.1%

47.0%

67.5%

Ф8*8

22.6%

64.6%

80.8%

從中可知對這種礦渣(各廠礦渣易磨性不同)的0.2-0.9mm粒度的最佳鋼段綜合看Ф14*14效果較好。同時還應找到對這個粒級效果明顯變壞的是Ф8*8的鋼段,如果是礦渣磨如細磨倉入口的物料有0.2mm以上的物料,則Ф8*8的鋼段就要慎用。

 

3對物料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行綜合,做出級配方案。

a收集廠方的相關(guān)數(shù)據(jù)

5 YT廠各種物料的各粒級所對應的最佳球徑

T(min)

0.2-0.9mm

0.08-0.2mm

0.045-0.08mm

 

熟料

增鈣渣

尾礦

熟料

增鈣渣

尾礦

熟料

增鈣渣

尾礦

8

 

 

15mm

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

12mm

 

 

 

16

20mm

 

 

 

 

 

 

 

10mm

25

 

 

 

12mm

 

 

10mm

 

 

30

 

15mm

 

 

 

 

 

 

 

55

 

 

 

 

12mm

 

 

10mm

 

脫硫石膏可不考慮。

6物料配比

熟料

脫硫石膏

尾礦

增鈣渣

87%

5%

5%

3%

7Φ4.2*13m磨的二倉級配

Φ20mm

Φ15mm

56t

87t

8二倉入口物料細度

 

R0.045

R0.08

R0.2

2*1

65%

24 %

1.49%

 

b確定級配方案

1)最大球徑的確定

由于二倉入口有大于0.2mm物料故最大球應為Φ20mm。

2)如何確定Φ20mm的比例?

不能過大,10%即可。(因大于0.2mm的物料僅1.49%

3)至少要增加Φ12mm鋼球以利于研磨。

其用量視物料在0.08-0.2mm間的百分比而定。

4)若想更精確些,則要對物料的各粒級進行全分析,計算出每粒級物料中的配比。

9由水泥成品R0.045篩余物全分析計算篩余物構(gòu)成

 

燒失量

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

篩余物

熟料

0.46

22.43

3.18

5.23

66.23

1.11

80%

氟石膏

1.88

0.52

0.24

0.21

41.93

0.24

1%

本地沸石

2.71

78.25

1.3

12.28

0.76

0.66

2%

石灰石

42.25

2.53

0.51

0.44

53.45

0.58

1%

爐渣

4.19

61.52

3.89

18.12

6.35

1.13

16%

成品R0.045篩余

1.54

29.25

3

7.3

53.84

1.28

 

 

工廠由于資金問題,只增加了Φ12mm的鋼球15t,改后出磨物料細度變化如下;

10級配變化對出磨物料細度與比表面積的影響

 

原來

改后

測量次數(shù)

R0.045

S

R0.045

S

1

42%

146

29 %

157

2

46%

142

46%

152

3

41 %

166

31%

183

4

37%

255

20%

263

平均值

41%

177

32%

189

QQ圖片201712020955581YT水泥廠工藝流程圖

  陶瓷球的級配方法

由于陶瓷球用于細磨倉,故級配方法與鋼球在細磨倉的級配方法相同。只不過由于它的比重僅為鋼球的二分之一左右,故它對物料的水分,細度,易磨性要求更高。

1如果認為本廠原來的鋼球級配沒有問題,可以按單個研磨體重量相等的方案換算。

11陶瓷球與金屬研磨體重量對照表

陶瓷球

G(g)

鋼段

G(g)

鋼球

G(g)

Φ25

29.4

18*18

35.7

Φ20

32.7

Φ20

15.1

16*16

25.1

Φ17

20.1

Φ17

9.3

14*14

16.8

Φ15

13.8

Φ15

6.4

12*12

10.6

Φ12

7.1

Φ13

4.1

10*10

6.1

Φ10

4.1

Φ10

1.9

8*8

3.1

 

 

從表中可知,Φ10的陶瓷球太輕,一般工況下不宜使用。

2對各種物料的各粒級進行實驗找出所對應的陶瓷球最佳球徑

12YT水泥廠熟料的各粒級所對應的最佳陶瓷球直徑

0.2-0.9mm

T(min)

R0.2

R0.08

R0.045

R0.03

D

23

1%

47%

67%

 

Φ25

4%

49%

68%

 

Φ20

0.08-0.2mm

46

 

4%

40%

57%

Φ20

 

2%

38%

52%

Φ17

 

3%

42%

57%

Φ15

0.045-0.08mm

70

 

 

9%

41%

Φ15

 

 

6%

37%

Φ13

 

13YT水泥廠礦渣的各粒級所對應的最佳陶瓷球直徑

0.2-0.9mm

T

R0.2

R0.08

R0.045

R0.03

D

50

0.36%

38%

62%

 

Φ25

10%

52%

71%

 

Φ20

0.08-0.2mm

80

 

4%

38%

51%

Φ25

 

4%

37%

50%

Φ20

 

5%

40%

53%

Φ17

0.045-0.08mm

100

 

 

10%

29%

Φ17

 

 

11%

34%

Φ15

 

 

10%

36%

Φ13

注:無論是熟料還是礦渣各廠的數(shù)據(jù)均不相同。

將各種物料的各粒級所對應的最佳陶瓷球徑找到后便可進行級配了,方法與鋼球的細磨倉級配相同。

3可將上述方法簡化為水泥一種物料。

此時應進入磨內(nèi)取得細磨倉入口的物料進行實驗

14JY廠水泥0.045-0.08mm所對應的陶瓷球最佳球徑

T(min)

R0.045

R0.03

D

52

11.1%

33.6%

Φ15

9.3%

27.6%

Φ13

 

五 小磨實驗數(shù)據(jù)應用于生產(chǎn)大磨機注意事項

1實驗小磨與生產(chǎn)大磨區(qū)別

小磨物料不流動,不通風,無襯板。會使小磨效率下降。

2但對細磨倉來講又極為相近,都是研磨。兩者之間應有一個修正系數(shù),應在生產(chǎn)中逐步摸索。

3小磨實驗一般模擬開路磨。

但當結(jié)果應用于閉路時,由于生產(chǎn)大磨中回料的存在,料層可能較厚,故所得平均球徑要加大10%以上為好?;?qū)⑶驈教岣咭粋€級別。

六使用陶瓷球時應注意的其他事項

1鋼球填充率一般在30%,陶瓷球在40%。使用陶瓷球后可在前倉將填充率加大5%,以防止產(chǎn)量下降幅度過大。至于最佳的補球量,就需要順鵬的技術(shù)人員進行現(xiàn)場的測量和調(diào)試了。對于尾倉陶瓷球的裝載量,順鵬也有一套技術(shù)規(guī)范,這個需要技術(shù)人員根據(jù)每臺磨機的不同情況進行相應的調(diào)整。

2前倉的級配也應按前述方法檢查。

3陶瓷倉的活化環(huán)高度要適當加高。

4對陶瓷倉的料球比要進行調(diào)整,防止其過低。

QQ圖片20171202095624

2使用陶瓷球后的三倉料球比

QQ圖片20171202095641

3調(diào)整后的三倉料球比

   5另外,解決粉磨系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量降低問題,還涉及到入磨粒度的控制、隔倉板及出磨篩板的改造、磨機通風的控制等諸多問題。每一次面對新的情況,順鵬的技術(shù)人員都不會選擇逃避,我們會積極地去面對,積極地為客戶解決問題。應用順鵬的陶瓷球,已經(jīng)可以實現(xiàn)水泥粉磨系統(tǒng)的臺時產(chǎn)量不會降低或僅僅略有降低。

 

 

    【本文標簽】:耐磨陶瓷彎頭 耐磨陶瓷管道 耐磨陶瓷襯片
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