(2011-12-21 15:49:24)
1 引言 1
2 磨機的總體設計 2
2.1 閉路迴圈系統與開流粉磨系統 2
2.2 磨機的通風方式和水冷卻 3
2.2.1 磨內溫公升原因及危害 3
2.2.2 磨機通風方式 3
2.2.3 磨機的水冷卻 5
2.3 磨機各倉長度的確定 5
2.4 研磨體的裝載量 6
2.5 磨內研磨體運動狀態分析 11
2.5.1 研磨體運動狀態的三種基本情況 11
2.5.2球磨機中研磨體的運動分析 11
2.5.3 磨體運動脫離點的軌跡 12
2.5.4最內層研磨體的半徑 12
2.5.5 研磨體動態作用力： 12
3 球磨機主要引數的確定 13
3.1 磨機工作轉數的確定 13
3.2 磨機功率的計算 14
3.3磨機生產率的確定 15
3.3.1 影響磨機生產率的因素 15
3.3.2 磨機生產率的計算 15
4 磨機主要機件的設計和計算 15
4.1 磨機筒體部分 15
4.1.1筒體和筒體端蓋的結構設計 15
4.1.2筒體設計結構中的注意事項 16
4.1.3筒體端蓋設計中的注意事項 17
4.2 中空軸的結構設計 18
4.2.1中空軸的材料選擇 18
4.2.2 中空軸的結構設計 18
4.3 襯板 22
4.3.1 襯板的作用 22
4.3.2 襯板材料的選擇 22
4.3.3襯板的表面形狀及結構的設計 23
4.4 隔倉板 24
4.4.1隔倉板的作用： 24
4.4.2 隔倉板的結構設計 24
5 提高磨機產量的途徑 25
5.1 採用助磨劑 26
5.2 磨內噴水 26
5.3磨尾噴漿 26
5.4 分別粉磨 26
5.5 控制並縮小入磨物料的粒度 27
5.6 合理選擇磨機襯板 27
5.7 開路粉磨改為閉路粉磨 27
結論 28
參考文獻 29
致謝 30
我國是水泥大國,而水泥粉磨技術又直接影響到水泥工業的振興和發展。顯而易見，提高水泥廠粉磨工藝水平對企業綜合效益的影響是十分顯著的。降低能源消耗、減輕工人勞動強度以及延長球磨機的工作運轉時間等問題是目前和今後研究和從事水泥生產工作者的首要任務。
顯然，全面增強節能意識、優質意識和環保意識已成為廣大水泥企業的當務之急。隨著體制的改革，企業內部的經濟搞活，各部門對水泥的需求量在逐漸增多。由於建材行業起步較晚、歷史較晚，無論是水泥的質量，還是水泥的產量，都一時難以滿足廣大社會的需要。
為此，就影響提高水泥的產量、降低能源消耗、減輕工人勞動強度的因素很多，一般可分為工藝因素和機械因素兩大類：
1 影響球磨機產質量的工藝因素
a 入磨物料粒度
b 入磨物料水分
c 入磨物料的特徵與易磨性
d 粉磨工藝流程
e 對粉磨成品的比表面積要求
2 影響磨機產質量的機械因素
a 磨機筒體內的通風
b 磨內結構
c 研磨體級配和填充率 。
同時它存在著下列一些問題：
a 當磨機結構一定時，轉速不變的情況下，同層物料之脫離角不變，物料在磨內被攪動，效果差，粉磨效率受到影響;
b 磨內增設隔倉板。它不僅減少了粉磨空間，而且隔倉板附近粉磨效率很低，加劇了隔倉板的磨損;
c 由於研磨體運動單調性，粉磨效率較低，裝載磨體量大，而且球徑也大，這樣功能大大地增加;
d 一般開流磨機被廣泛地應用而存在欠粉磨現象，不僅降低了粉磨效率，增加電耗，而且產品質量不穩定。
本次畢業設計是參照徐州力大集團的生產情況，得到張曉榮老師與其他同學的大力支援，在此一併致謝。
對於開流系統，其流程簡單、投資省、操作簡便，但物料必須全部達到成品細度後才能出磨，因此要求產品細度較細時，已被磨細的物料將會產生過粉磨現象，並在磨內形成緩衝層，妨礙粗料進一步磨細。有時甚至出現細粉包球現象，從而降低粉磨效率，提高了電耗，採用閉路系統可以消除過粉磨現象，使磨機的產量提高、電耗降低，同時閉路系統的產品粒度均勻，尤其是生料粉顆粒均勻，對煅燒熟料有利。
在閉路系統粉磨時，由於要求出磨物料的細度較粗，一般採用球磨或中長磨與分級裝置組成閉路系統，與二台球磨機組成閉路時，稱為二級閉路系統。
粉磨系統的選擇應考慮入磨物料的效能產品種類、產品細度、產量、電耗、投資以及是否便於操作與維修等因素。對長徑比l/d=4-6的磨機，根據工廠經驗，選用開流水泥磨，我們設計的水泥磨規格為φ2.6×13mm,l/d=13/2.
6=5,根據經驗選用圈流水泥磨。
圈流系統流程圖如圖2-1所示：
圖2-1 圈流系統流程圖
對於乾法原料磨及水泥磨而言，由於磨機在運轉過程中，衝擊和研磨物料的同時，大部分的電耗轉換為熱能，必然要引起磨機本身研磨體及物料溫度的公升高，一般可使溫度公升高幾十度。對於沒有冷卻措施的乾法磨機內的物料出磨溫度可達１００℃，其危害如下：
a 對機械裝置來說，由於磨機在運轉過程中和停止運轉時溫差很大，可使磨機產生顯著的熱變形及熱應力，引起機體的損傷，如：襯板的幾何變形、襯板螺栓的折斷、主軸承維護要求要易燒毀等。
b物料的易磨性隨溫度的公升高而降低，因為隨著溫度的公升高,細小微粒的靜電作用增強，使之易於凝聚和粘附，造成糊球現象嚴重，並使水泥質量降低（易造成水泥的速凝）。
為了降低磨溫，提高粉磨效率減少電耗、提高產品質量，通常採用加強磨內通風或磨內噴水冷卻措施，均可提高磨機產量5—15%。
a 磨機的通風方式有三種：
a 自然通風---僅只有磨機卸料端裝設拔氣筒，磨內風速（常指磨機最後一倉的風速，一般≤0.3mm/sec）要求入磨物料含水〈1-1.5%。
b 強力通風---在磨內卸料端裝設排風機，實現磨內的強力通風，以除去磨內的水蒸氣，改善粉磨條件，降低磨內溫度，提高效率，一般來說其風速v<1m/sec.
對於開流磨的風速：v=0.7-1.2m/sec
對於圈流磨的風速：v=0.3-0.7m/sec
常用的風速： v=0.7m/sec
由於強力通風必須在磨機出口加收塵裝置，通常用二級收塵裝置：旋風收塵器與布袋收塵器或旋風收塵器與電收塵器的組合。
c 分倉通風---在磨內一或二倉單獨接出通風管，從磨尾空心軸穿出實現排風機強力分倉通風，這樣可以使一或二倉細料及時由風管抽出，三倉仍延用自然通風，以降低磨內物料的流速，提高粉磨效率。
本設計φ2.6x13m磨機，選用自然通風。
b 磨機通風量的計算：
自然通風時，需要從磨內抽出的風量，一般按每分鐘抽出相當於磨機有效容積三倍的量，可用下式計算：
v=πd l(1-φ) ×60×3/4 （2-1）
式中：v-從磨內抽出的風量， m /h；
d -磨機有效內徑， m；
φ-鋼球填充率， 以小數表示；
l -磨機的有效長度， m ；
則 v=π×(2.6-2×0.03) ×13×(1-0.27) ×60×3/4=3406 m /h
通風管的斜度不小於50度，管道的風速為12-16m/sec,通風管道後的風量還應考慮30-40%的漏風係數，即：v =130-140%v .
式中：v - 通過管道後的風量 m /h；
v - 從磨內抽出的風量 m /h；
風管的直徑可按下式計算：
d =1000 (mm) （2-2）
式中：d-風管的直徑， （mm）
v -管道內的風速 m/sec， 取v =14m/sec；
則 d=1000 =341(mm)
圓整取d=340mm
1磨機筒體外部淋水冷卻，裝置簡單，耗水量大，效果不甚理想，特別是對於大直徑磨機，由於傳動不良，效果不佳，且水還會腐蝕筒體，有礙衛生等，已日趨減少。
2噴水入磨冷卻
水與高壓空氣經充分混合霧化後，噴入磨內，利用水蒸發時所需的熱量而將磨內的熱量帶走，所以水又是表面活性物質，容易使微粒的聚結破壞解體，起到助磨作用。為此適當的噴水入磨不僅可以降低必要的冷卻，還可以提高磨機的產量5-10%，降低磨機電耗，但噴水入磨裝置結構較為複雜。
a 採用噴水入磨冷卻的溫度界限
當入磨熟料溫度〈50℃時,不宜採用；
當入磨熟料溫度〉80℃時，若第一倉隔倉板處的溫度保持在105--110℃左右，（要求一倉隔倉板處的溫度不低於此值，以防止游離水使水泥水化，降低水泥強度，則可在細磨倉採用逆向或順向噴水冷卻；
當入磨溫度〉100℃時，則可採用磨頭與磨尾同時噴水入磨冷卻，以保證出磨溫度〈115℃。
b 噴水壓力區噴水量
對於噴水壓力，通過實踐和控制在1.5kg/cm 時,可得到較好的霧化效果，並使噴嘴耐用度提高
對於霧水量，一般不超過磨機產量的2%，霧化水所需的壓縮空氣量為50公升每公斤水，噴嘴直徑可按300—350m/sec風速計算，由於噴水裝置結構複雜，操作不方便，維修較困難，一般中小型工廠難於使用，故考慮採用磨外噴水冷卻。
磨機各倉長度的確定目前尚無理論計算公式，一般均根據產品細度曲線來決定，也可以結合入磨物料粒度和物料的物理機械效能來確定，如果被粉磨物料難碎易磨的，則一倉應稍長一點，反之一倉應短些。
本設計規格為φ2.6×13m，三倉磨，粗磨倉長為3.9m，中磨倉長為3.25m，細磨倉長為5.85m.
1．磨內磨料的平均填充率---指磨內各倉的研磨體填充率的算術平均值。
一般來講，水泥廠多倉磨的平均填充率在0.25-0.35之間，其中以0.25-0.32最多。
關於各倉研磨體填充率的分配，目前可有兩種分配方案：
a 從磨機進料端向出料端，各倉研磨體填充率遞減的方案，即ψ 〉ψ >ψ ；
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