基于离散元的立式磨粉磨方式研究

郑 刚，刘 伟，张玉宝

(1.内蒙古科技大学 机械工程学院，内蒙古 包头 014010； 2.包头市百力集科技开发有限公司，内蒙古 包头 014030)

0 引言

立式磨粉磨在水泥、煤炭、钢铁等行业中有着广泛地应用。其中水泥工业资源、能量消耗大，它的粉磨领域所消耗的能量又占整个水泥工业电耗的60%～70%，因此改进粉磨系统，实现节能减排，成为水泥工业的重要任务。立式磨作为节能高效的粉磨设备，由于其设备产量高、可烘干物料等特点，被广泛地应用于生料制备过程[1]。

立式磨的粉磨性能与粉磨方式、料层厚度、磨盘和磨辊的磨损程度等因素有关[2-3]。由于立式磨散体物料的力学性质多表现为各向异性[4],用连续体力学分析方法很难对其进行准确的研究，因此采用离散元方法是更接近实际的[5]。而粉磨方式是立式磨粉磨过程中物料粉磨效果的主要影响因素[6]，因此,本文以立式磨物料(石灰石)为研究对象，采用离散单元法，利用计算机模拟胎辊、柱辊和锥辊三种粉磨方式的粉磨过程，分析各种粉磨方式下物料的粉碎效果及能耗，为立式磨粉磨方式的选取及未来的发展提供理论依据。

1 理论简述

离散单元法(Discrete Element Method, DEM)是Cundall于1971年基于分子动力学和牛顿运动定律提出的一种颗粒物料细观力学分析方法[7-9]。离散单元法是将目标散料物体看做一个理想集合体，且此集合体符合散体物料本身的性质。离散元中球形颗粒接触理论求解过程较为繁琐，在不产生显著误差的条件下，可利用离散元软件EDEM对其简化处理，目前较常用的简化模型有软球模型和硬球模型。……