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高压辊压机在耐火材料行业的应用

1  前 言
  20世纪80年代以来,随着材料粉碎机理解析方法研究的不断深化,机械力粉碎方面出现了以冲击粉碎和压研粉碎为代表的两种粉碎手段,由此而研制的各种新型粉磨设备得到了迅速发展。
  以动辊挤压、研磨为主的粉磨设备成为产量高、能耗低的代表设备。国外典型设备有日本的莱歇立式辊磨机和德国的MPS磨,两者除磨辊的形状不同外,都是靠磨辊与磨盘之间的碾压力来粉碎物料,有效粉碎功比球(管)磨机高,可节约电耗1倍,入磨粒度大,适应含水量较高物料,调节辊压力还可以生产不同粒度的产品,噪声低,被认为是当代最先进的粉碎磨细设备。但是该设备结构复杂、造价高、磨辊与磨盘磨损大,检修、更换磨辊复杂;同时立式辊磨机的产品是用高速气流(70~80m/s)出料分装的,磨机阻力大,尤其产品粒度较大时,相应地消耗了一部分能量。为此一种原理相同,工艺相似又能克服上述缺点的粉碎、磨研机械--高压辊压机得到了广泛发展和应用。
2 工作原理及结构
  高压辊压机的粉碎机理是颗粒间的粉碎,其结构原理见图1。物料由上部料仓或螺旋给料机构喂入,两根平行且相对转动的辊子将物料带入,辊子受油缸产生的巨大力的作用,将物料挤成密实度不一、内部产生大量裂纹的饼状,或饼状与松散颗粒并存的物料。这种饼状物料因内部大量裂纹的存在很容易被打碎,碎后颗粒或粉也很容易被粉磨。
高压辊压机结构示意图
1 加料装置 2 磨辊 3 油压装置 4 机体
  山东镁矿消化吸收国外磨粉设备生产和使用技术,制造了高压辊压机整机,其规格型号见表1。
高压辊压机性能参数
项 目
规 格/mm
φ520×180
φ800×200
φ1000×250
φ1000×400
辊径/mm
520
800
1000
1000
入料粒度/mm
≤25
≤25
≤25
≤25
出料粒度(-2mm所占比例)/%
≤70
≤70
≤70
≤80
石灰石产量/t.h-1
20
30
45
95
功率/kW
2×18.5
2×60
2×80
2×200
重量/kg
17
22
33
46
3  应用情况
  小型高压辊压机主要技术参数为:压辊直径φ520mm,装机总功率37kW,油压0~25MPa可调。试验投料有多等级硬度物料,从镁砂及其制品、矾土硅料、莫来石到人工合成镁铝尖晶石等。
  与对辊破碎机和锤式破碎机组成的闭路工艺相比,高压辊压机由于油压可调,对于生产不同粒级的物料的调节也十分方便。尤其对产品要求小于2mm以下的物料,生产效率提高4倍以上,节能50%以上,易损件消耗低,适用于大部分耐材如镁砂、钒土、莫来石、硅料、尖晶石、高铝制品等的细颗粒或细粉制备,或做为细磨前的预粉碎供料。
  表2为中档镁砂和合成镁铝尖晶石的工业化生产试验的典型数据。 
2   合成镁铝尖晶石和中档镁砂生产数据
产品名称  
硬度(莫氏)
入料粒度/mm  
出料粒度/mm  
产量/t.h-1  
-1mm 
-2mm
合成镁铝尖晶石  
6.5  
3~12  
70%  
87%  
3  
中档镁砂  
4.5  
<25  
52%  
70%  
6
4  耐材行业的设计选型和工艺流程
4.1 设计选型
  耐火材料行业在设计和选型时应注意:
  (1)两只辊子转速应一致,以避免无效磨损和发热,一般辊子的线速度应控制在0.8~1.5m/s。
  (2)辊子间形成的线比压应在9800N/cm左右。
  (3)辊子直径与宽度比在2.8~3.5。
  (4)辊子直径应根据入料粒度和硬度选择,一般不能小于400mm。
  (5)作用于油缸的压力能方便地调节,重要油站的蓄能器应足够大。
4.2  工艺流程
  工艺流程有以下两种布置:
  (1)做为颗粒(或细粉)的最终产品系统,其全部成品由辊压机和打碎机、振动筛组成闭路循环。工艺流程见图2。
颗粒、细粉最终工艺流程布置
1 料斗 2 高压辊压机 3 碎粉机 4 斗式提升机 5 振动分级筛
  (2)作为预粉磨系统,在辊压机后接球磨机或其它细磨机械,实现多碎少磨,节约能耗。该工艺比较适用于老厂的工艺改造,工艺流程见图3。
预粉磨系统工艺流程
1 料斗 2 高压辊压机 3 球磨机 4 斗式提升机 5 振动分级筛
5  结 语
  高压辊压机在生产磨细硬度(莫氏)4.5~6.5的合成镁铝尖晶石和中档镁砂的高硬度材料时,具有以下优点:
  (1)工作主要靠挤压粉碎,辊子磨损量相应较低,材料成品中的铁含量下降。
  (2)与传统工艺相比生产效率高。加工合成镁铝尖晶石,由原来的2.7t/h提高到3.0t/h,生产效率提高11.11%。
  (3)能耗低,噪声小,产品加工成本可以降低1.7元/t。
  (4)结构简单,制造成本低,易推广。
  (5)操作维护方便、易实现自动化作业,降低劳动强度,提高劳动生产率。
  (6)工艺流程简单,新建工艺投资少,利用老厂改造方便。
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