大型卧式行星磨地基础研究与工业化-.pptxVIP

南京工业大学 材料工程 叶旭初yexu chu@njtech.edu.cn 大型卧式行星磨的基础研究与工业化 水泥球磨粉磨工艺(~2000条) 水泥煤磨： (~ 1200条） 选粉机 分级机 一、背景 水泥联合粉磨工艺 辊压磨 现存问题： 1） 球磨粉磨： 能量利用率低； 2） 联合粉磨： 流程复杂 ， 投资大 ， 节能： 15% 3） 立磨、辊压磨： 颗粒形态 、超细难 、活性低 。 研究目标： 是否存在新型的粉磨原理？节能 、投资低 、接近球磨？ 二、现存问题与研究目标 三、粉磨节能机理再认识 国内普遍认识： 粉磨节能与接触方式有关 ， 如面接触 、线接触、点接触——值得商榷 等作用机械能—— 等粉磨效果 与接触方式无关 ， 传递到被粉碎物料中的有效作用机 械能相同 ， 对物料的粉碎效果相同。 传统球磨机： 机械能传递效率低 — — 临界转速低。 Advanced Powder Technology 2014. (Available online 1 December (SCI三区 ， IF1.64) 需要解决关键问题： 1） 连续化—— 专利： CN200910032997.8 2） 大型化—— 专利： CN201110128621.4 3） 粉磨节能理 、粉磨过程调优 、粉磨产品质 量的控制等 4） 长期运转可靠性—将来需要工业化长期实 践 前3个问题 ， 本研究解决！ 四 、行星磨关键问题与粉磨原理 自转转速偏低 ， 筒内球体呈泻落运动 行星磨粉磨原理 自转转速适中 ， 筒内球体呈抛落运动 自转转速偏高 ， 筒内球体呈离心运动 衬板数量太少 ， 钢球抛落状态 转速比较大 ， 六根时 ， 钢球的 最佳 ， 衬板继续增加 ， 平均接 冲击能的值变小 ， 抛落状态变 在本章的条件之下 ， 六根衬板 （a） 四根衬板 （b） 六根衬板 （c） 八根衬板 图8 衬板数量对钢球抛落状态的影响 r= 1.5 r=2 选粉机 分级机 水泥行星球磨粉磨工艺 新型粉磨 1） 两代人30年的研究 ， 不同出发点 ， 结果一致（9研） 东大： 针对行星磨本体开展基础研究 ， 粉磨机理、能耗 与产品关系； 磨机结构、操作参数与动力（功率） 的 关系 ， 强度等 。为工业化推广提供理论支撑 。并进行 了4次中试 ， 一次工业化试验— 因齿轮严重点蚀失败 。 南工大： 粉碎机理、性能（水泥） 等研究 ， 研磨动力学 研究； 与球磨机类比 ， 证明与球磨机的研磨过程相似， 提出等效球磨机概念； 研究结果直观 ， 利用对球磨机 的普遍认识 ， 其研究结果更容易为企业接受 ， 并将球 磨机上获得的工程经验尽可能用到行星磨中。 研磨体与磨筒壁的碰撞过程示意图 研磨体与筒壁碰撞的近似相对运动 研磨体与筒壁碰撞的实际运动 与半径为R0 、转动角速度为ωq 传统球磨机相比 ， 行星球 磨机内研磨体的相对运动状态就相当于是在z倍的重力加 速度g下 ， 自转角速度为( ω- Ω) 的传统球磨机。 卧式行星球磨机磨筒 内与传统球磨机内的研磨体运 动状态解 卧式行星磨机磨筒内与传统球磨机内的研磨体运动状态解比较 研磨体抛落轨迹方程 半径为 的圆 卧式行星 磨 传统球磨 机 球抛落时间方程 研磨体脱离条 件方程 磨机类型 “973 ”理论研究成果 : 1） 行星球磨筒内的研磨运动与传统球磨机内的研磨运动完全相 似。 2） 给定尺寸、给定运动状态下的行星磨的1个磨筒 ， 其粉磨产量、 粉体质量必然与一个特定规格（直径、长度） 的传统球磨机 完全相同 。传统球磨机称之为该行星磨磨筒的等效球磨机 。 3）等效球磨机与对应的行星磨磨筒的几何尺度比例： z1/4。 4） 行星磨的理论节能率：1.29*-1)/1.29:0 5) 如Z= 10时 ， 获得相同粉磨效果（等产量、质量） 时 ， 较等效 传统球磨机的理论节能率约为67%。 公转消耗功率约占行星磨总功率的34~36%左右 ， 扣除 公转需要的能耗 ， 行星磨较等效的传统球磨机理论上的节能 效果可达45~55%左右。 等粉磨效果—— 球磨机D是行星磨磨筒d： z1/4倍 z=RXΩ/g g:重力加速度 理论节能率： 1.298-1)/1.29 钢球量： 球磨机的1/30 ， 球耗： 球磨机的1/20 等粉磨效果： 等产量 、 等质量（细度） D L Ω 行星磨规格 (磨筒个数) 替代球磨机规格 (台数) 产量（水泥） (吨/h) 3× φ 1.8×3.0m 2× φ 5.2×13m 370 可以预见成功的行星磨规格及产量 3× φ 1.3×3.0m 3×