MLK系列立式矿渣磨机的设计与分析

杨 康 侯 彬

（北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110141）

MLK系列立式矿渣磨机的设计与分析

杨 康 侯 彬

（北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110141）

MLK系列立式矿渣磨机广泛应用于钢厂矿渣制粉，水泥生料、熟料制粉，化工工业硅，煤化油粉磨，电厂脱硫石灰石制粉，煤制粉等多个领域。主要介绍了矿渣磨机结构原理和突出特点，同时列出了设计过程中的主要难点及改进措施以便更好的应用于工业粉磨领域。

矿渣磨机；选粉能力；振动；料层稳定性；除铁

1 立式矿渣磨机结构原理及特点

1.1 立式矿渣磨机的结构原理

磨机由主电机、主减速器、基础部、磨盘部、磨辊部、限位减振装置、架体、分离器、液压润滑系统、密封风系统、慢速传动装置及安装检修工具等组成。

磨机中部设有单独液压加载的三个固定磨辊，磨辊下面设有由圆锥行星齿轮减速驱动的旋转磨盘，被研磨物料由设在壳体侧壁的进料口进到磨盘上面中心区域，靠磨辊自重和加载系统的压力而被碾磨。研磨过的物料靠气流从磨盘输送到上方形成一个旋转悬浮层，悬浮层表面的大颗粒物料在离心力的作用下甩在侧壁上而重新落到磨盘上继续被研磨，细料物料则由气流继续输送到分离器被分离和排出；未被热风带走的铁粉通过外循环系统时，被除铁器分离。入磨物料在喷口环处进行高效热交换，能够充分烘干高水分的矿渣。

1.2 立式矿渣磨机的特点

1.2.1 集烘干、粉磨、选粉为一体，工艺流程简单。

1.2.2 采用局部受限料床粉碎原理，粉磨效率高，粉磨能耗大大降低。

1.2.3 通风烘干能力强，可以通入大量的热风，相应的烘干水分可高达20%以上。

1.2.4 操作运转中的噪音很小，由于磨辊、磨盘不直接接触，没有金属撞击声，距磨机1m处的声强为80dB以下。

1.2.5 物料在磨内的停留时间短，对细度改变的响应迅速（2～3min），生产调节控制方便。

1.2.6 辊盘衬板采用堆焊结构，寿命可提高，设备运转率可达85%以上。

1.2.7 立磨设备工艺性能优越，操作简单，更换易损件灵活，可实行智能化、自动化控制等。

2 相对于生料磨，立式矿渣磨机设计主要技术难点及技术改进措施

2.1 立式矿渣磨机设计主要技术难点

2.1.1 成品细度很细，选粉能力要求高。

2.1.2 在粉磨矿渣时有很多2～50um的微细颗粒，在风扫操作的条件下，会产生强力的气化及向上力，使得磨辊不能有效的啮入物料，破坏料层稳定，难以形成稳定料层。

2.1.3 气化的粉料好比液体一样，其内摩擦力以及接触面之间的摩擦力很小。物料会绕过磨辊运动，在磨辊和磨盘的间隙中仅有少数物料，难于形成正常的料床，经常会引起振动。

2.1.4 矿渣中含铁量高（约0.6%），且多数包含在矿渣粒内，传统的除铁工艺效率不高。

2.1.5 碾磨比压大且矿渣的易磨性差而含铁量高，对碾磨件的磨蚀很大。

2.2 立式矿渣磨机技术改进措施

2.2.1 安装高效选粉机

磨机粉磨矿渣时操作参数可以根据对产品细度要求来调节，经测定其最终产品中熟料和矿渣两者的粒度分配均匀，超细粉比例很高，这在提高水泥强度方面非常显著。提高选粉效率，可以减少磨盘上料层中的细粉含量。

2.2.2 磨辊、磨盘部分作优化设计，降低磨盘速度，延长粉磨时间，提高粉磨效率。

根据粉磨生产要求的不同，每种用途的立磨都有特定的圆周线速度（加速度），用于生料立磨一般正常操作值为16m/s2（磨盘圆周加速度）。对于矿渣粉磨来说，磨盘的速度应降为生料粉磨的80%。磨盘圆周线速度的降低可以使作用于物料的离心力变小。由于物料粒子在移向磨盘边缘过程中所受到的阻力较高，加上凹槽的影响，避免了物料旁路现象,使得被磨物料在磨盘上的停留时间加长，提高了粉磨效率。

2.2.3 采取不同的措施，降低振动。

磨机振动与料层的稳定性有很大关系，而料层稳定性与物料下列特性有关：

（1）与物料粉磨阻力有关，当物料很硬时不易保持料层稳定。

（2）物料水分，水分适当大一些有利于料层稳定，有时为使料层稳定适当喷水。

（3）物料颗粒组成中没有特大块度，有利于料层稳定。

（4）与物料流动性有关，粉状物料越多、流动性大的物料，不易被磨辊捕获，不易形成稳定料层。

（5）调节挡料环高度，不同物料料层厚度敏感度不同。

要控制立磨振动，最根本是控制料层厚度的稳定性，适时地排除料层间粉磨过程中被挤压出的气体，对料层进行预整理及预粉磨，适当向料层淋水等，可以将振动控制在3mm/s的水平以下（一般的振动允许值为5～6mm/s），主要措施有：

（1）采取单辊加压以形成料楔，采用可调的突崖式挡料环来增长物料在磨盘上停留的时间，保证喂入立磨喂料量稳定。

（2）设计可调式喷口环以调整到合适的喷口环风速并控制喷咀空气量恒定。

（3）增加磨盘刮板、喷水机构，适当向磨内喷水，水可喷至磨盘中心，也可喷至磨辊前方物料突起处，进一步稳定料层。

（4）正确选择蓄能器大小，正确设定氮气压力。

（5）配套新型磨辊限位装置，不仅起到机械限位作用，而且还具备减振功能。

2.2.4 除铁装置

当粉磨高炉矿渣时有效清除铁质是立磨平稳运转的关键。由于铁质颗粒非常细小，而且包裹在矿渣颗粒之中，在喂入立磨前是很难清除的。外循环的物料至少已经过一次以上的粉磨，故矿渣中的铁质已暴露在外，喷嘴环的预分级效应可确保所有的铁质颗粒进入外循环。因为铁质比较重，所有外循环的物料将通过进入振动溜槽及磁鼓前往提升机，从而将磨内铁质吸出清除。高炉矿渣中含铁量一般在0.3%～0.5%，其中包括70%以上可以在外循环中被磁鼓清除，少量铁质残余约0.07%，不会影响立磨部件的磨损和矿渣水泥的质量。

采用辊盘堆焊技术，提高易损件寿命，并每隔2000h补焊一次保持辊形和盘形。筒体内壁加衬板以耐冲刷。

结语

MLK系列立式矿渣磨机不仅能磨矿渣，而且可以磨其它物料，如水泥、粉煤灰、钢渣等要求比表面积高的产品，只不过需要重新设计工艺系统，产量、细度也相应改变。磨机产能高，占地少，电耗低，维护方便，已经在国内外得到了广泛的应用。

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.087