為適應(yīng)粉體技術(shù)的發(fā)展，在礦業(yè)推廣使用性能優(yōu)異的立式磨，進(jìn)行物料粉碎甚至超細(xì)粉碎，有必要在現(xiàn)有立式磨結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)研制一種新型的能適應(yīng)多種物料粉碎的HS輔助液壓盤(pán)式磨機(jī)。并已在滑石、重鈣、膨潤(rùn)土、鎂砂等無(wú)黏性、無(wú)爆炸性物料的粉碎方面顯示出優(yōu)越性，是替代高能耗的球磨機(jī)、雷蒙機(jī)等的理想磨機(jī)。
    本文就HS輔助液壓盤(pán)式磨機(jī)開(kāi)發(fā)涉及的主要問(wèn)題進(jìn)行論述，并給出其適用范圍和應(yīng)用實(shí)例。
1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理
1.1  結(jié)構(gòu)組成與原理HS輔助液壓盤(pán)式磨機(jī)，主要包括通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、分級(jí)系統(tǒng)、自動(dòng)給料系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、自動(dòng)回料系統(tǒng)、高精度收塵系統(tǒng)、減速與潤(rùn)滑系統(tǒng)、提料系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)等十一大系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

    磨機(jī)內(nèi)設(shè)有一個(gè)水平旋轉(zhuǎn)的磨盤(pán)和三個(gè)被動(dòng)旋轉(zhuǎn)的磨輪，三個(gè)磨輪對(duì)稱支撐在旋轉(zhuǎn)磨盤(pán)上，與磨盤(pán)之間有一定傾角，每個(gè)磨輪后部設(shè)有將物料鏟起的鏟刀；每個(gè)磨輪支架上設(shè)有兩個(gè)向下拉壓的液壓缸體，液壓缸體兩端分別固定在磨輪支架和底座上，向下的液壓拉力可使磨機(jī)的碾壓力達(dá)到10～20t；磨盤(pán)中間設(shè)有錐形分料器，磨盤(pán)周邊設(shè)有風(fēng)道（環(huán)）；磨輪和磨盤(pán)上均設(shè)有可更換的耐磨襯板；磨機(jī)上部設(shè)有籠形分級(jí)機(jī)，磨盤(pán)下部設(shè)有減速機(jī)，磨室上部有連續(xù)喂料系統(tǒng)；風(fēng)機(jī)出口空氣管道上設(shè)有高精度濾筒式收塵器。
    電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)帶動(dòng)磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，待粉磨的物料由帶鎖風(fēng)的連續(xù)喂料設(shè)備喂入旋轉(zhuǎn)的磨盤(pán)中心，在離心力作用下，物料向磨盤(pán)周邊移動(dòng)，進(jìn)入粉磨輥道。在磨輪壓力的作用下，物料受到擠壓、研磨和剪切作用而被粉碎。同時(shí)，熱風(fēng)從圍繞磨盤(pán)的風(fēng)道高速均勻向上噴出，粉磨后的物料，在鏟刀的作用下被推移到噴吹口處，被風(fēng)道處的高速氣流吹起，一方面把粒度較粗的物料吹回磨盤(pán)重新粉磨，另一方面對(duì)懸浮物料進(jìn)行烘干，細(xì)粉則由熱風(fēng)帶入分級(jí)機(jī)進(jìn)行分級(jí)，合格細(xì)粉通過(guò)分級(jí)機(jī)收塵設(shè)備收集即為產(chǎn)品；不合格粗粉由磨機(jī)內(nèi)集料器收集后返回到給料口，與新喂入的物料一起重新粉磨，如此循環(huán)，完成粉磨作業(yè)全過(guò)程。在粉磨過(guò)程中，被粉碎顆粒與熱氣體在閉路循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)中進(jìn)行熱量交換，使水分蒸發(fā)；經(jīng)高精度濾筒式收塵器收集產(chǎn)品后的潔凈氣體，排入大氣。金屬等不可磨物料則落到噴吹口下方，由所設(shè)置的回料排渣系統(tǒng)（圖2）排出機(jī)外。

1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)磨機(jī)集物料的粉磨、分級(jí)、烘干、輸送等諸多優(yōu)點(diǎn)于一身。在一般工況條件下，只需通過(guò)短期的工藝調(diào)節(jié)，即能平穩(wěn)、安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
    該機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①磨輪采用輪胎型的結(jié)構(gòu)形式，輪套采用組合式可更換結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了耐磨材料的使用壽命；②采用液壓裝置翻出機(jī)構(gòu)，可將磨輪總成外翻進(jìn)行輪套的檢修。檢修空間大，作業(yè)方便③磨盤(pán)與磨輪的間隙可調(diào)，可空載啟動(dòng)。磨輪能抬離磨盤(pán)，使磨機(jī)輕（空）載啟動(dòng)，不需輔助傳動(dòng)裝置；④設(shè)有磨輪限位裝置，能保證磨輪與磨盤(pán)之間有一定間隙，不會(huì)產(chǎn)生金屬間的直接接觸所造成的不良磨損和工作時(shí)因斷料所產(chǎn)生的劇烈振動(dòng)；⑤分級(jí)機(jī)采用籠形轉(zhuǎn)子，可實(shí)現(xiàn)物料的動(dòng)態(tài)分級(jí)，特別是細(xì)粉或超細(xì)粉分級(jí)能力得以提高；⑥在風(fēng)機(jī)出口空氣管道上設(shè)有高精度濾筒式收塵器，可保證磨機(jī)在負(fù)壓下工作，調(diào)整風(fēng)量、排除水分，并除塵；⑦在研磨盤(pán)周圍采用獨(dú)特的氣體流道設(shè)計(jì)，采用雙風(fēng)道，解決了單風(fēng)道全周范圍內(nèi)氣流不等速問(wèn)題（末端較弱），物料上升能量大致相同，從而可避免氣流末端易堵的問(wèn)題；同時(shí)形成了螺旋相向的上升氣流，可將上升物料中聚集的物料打開(kāi)，為后續(xù)的分級(jí)提供有利條件。在相同條件下，雙風(fēng)道比單風(fēng)道降低復(fù)磨率17%左右。因此，比傳統(tǒng)磨機(jī)生產(chǎn)效率提高兩倍以上；⑧完整的全自動(dòng)控制體系，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作；⑨與雷蒙磨相比，改變了對(duì)細(xì)顆粒粉碎作用較弱、分級(jí)效果差等的缺陷，細(xì)粉碎能力和細(xì)粉分級(jí)能力增強(qiáng)，過(guò)粉磨現(xiàn)象減少，產(chǎn)品污染減少，并有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗。
2、分系統(tǒng)選擇與參數(shù)確定
2.1  液壓系統(tǒng)拉力對(duì)于不同物料或不同地域的同類物料，因易磨性不同，所要求的粉碎壓力均不相同。因此，液壓拉力應(yīng)據(jù)此進(jìn)行選擇，即首先要知道物料的易磨性和被粉碎物料的壓力范圍。實(shí)踐中得知，液壓拉力為最大粉碎壓力加上30%～50%。在設(shè)計(jì)磨機(jī)時(shí)，充分考慮了這一點(diǎn)，液壓系統(tǒng)的拉力可在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同性質(zhì)物料的粉磨。
    某一種特定物料最佳壓力的選擇，還可實(shí)現(xiàn)物料中高硬度雜質(zhì)的有效去除。雜質(zhì)硬度大于被磨物料硬度時(shí)，不能被粉碎，可由特殊設(shè)計(jì)的回料排渣系統(tǒng)排出機(jī)外，達(dá)到提高物料純度的目的，這對(duì)于需提純的無(wú)機(jī)非金屬材料來(lái)說(shuō)，很有意義。
2.2  粉磨物料層厚度一定的壓力和料層厚度，是保證料層粉碎的必要條件。料層厚度由物料本身的易磨程度和液壓拉力來(lái)決定。實(shí)踐中得知，液壓拉力為最大粉碎壓力加上30%～50%時(shí)的料層厚度，為最佳料層厚度，約20mm左右。
    由于料層厚度取決于粉碎過(guò)程中所施加的壓力，因此對(duì)特定物料而言，液壓拉力應(yīng)基本保持不變。過(guò)大，料層變薄，不能實(shí)現(xiàn)層壓原理的研磨要求，產(chǎn)量會(huì)急劇下降，產(chǎn)品粒度分布變寬，影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)效益；偏小，將使物料層過(guò)厚，物料不能得到有效粉碎，且復(fù)磨次數(shù)增加，造成“脹機(jī)”現(xiàn)象，甚至造成自動(dòng)停機(jī)。因此，在磨機(jī)的液壓彈力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，充分考慮了影響料層厚度的壓力穩(wěn)定問(wèn)題，保證磨輪在任意波動(dòng)瞬間恒壓。
2.3  分級(jí)系統(tǒng)選擇決定產(chǎn)品細(xì)度的主要因素，是分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速和分級(jí)機(jī)的處理風(fēng)量。在轉(zhuǎn)速不變時(shí)，增加風(fēng)量，產(chǎn)品細(xì)度降低當(dāng)風(fēng)量不變時(shí)，提高轉(zhuǎn)速，產(chǎn)品細(xì)度提高；反之，產(chǎn)品細(xì)度會(huì)降低。在通常情況下，通過(guò)分級(jí)機(jī)的風(fēng)量是較穩(wěn)定的，因此，給定其轉(zhuǎn)速，就意味著產(chǎn)品的細(xì)度是固定值。但當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)高、產(chǎn)品細(xì)度過(guò)細(xì)時(shí)，會(huì)造成磨機(jī)內(nèi)復(fù)磨次數(shù)急劇增加，極易產(chǎn)生“脹機(jī)”現(xiàn)象，直至堵機(jī)。在實(shí)際操作中，應(yīng)避免上述現(xiàn)象發(fā)生。
    磨機(jī)設(shè)計(jì)中，分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量均設(shè)計(jì)為可調(diào)，以方便調(diào)整產(chǎn)品的細(xì)度。生產(chǎn)中，可根據(jù)物料的易磨程度，選擇最經(jīng)濟(jì)的研磨細(xì)度段，取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。
2.4通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)
2.4.1  入磨風(fēng)溫與風(fēng)量：入磨風(fēng)溫可控制在130℃以下，以免機(jī)內(nèi)潤(rùn)滑系統(tǒng)油溫過(guò)高，破壞其平衡。另外，還可根據(jù)除塵系統(tǒng)的入風(fēng)溫度來(lái)決定入磨風(fēng)溫。在沒(méi)有干燥要求的情況下，冬季生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)保持系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)溫高于16℃，以避免粉塵聚集系統(tǒng)管道內(nèi)壁乃至堵死管道的情況發(fā)生。
    入磨的熱風(fēng)量，實(shí)際上是由除塵系統(tǒng)入口溫度、物料含水量來(lái)決定的。物料含水量在15%～20%時(shí)，加入的熱風(fēng)量占循環(huán)風(fēng)量的20%～30%。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冬季粉磨滑石粉時(shí)，收塵器入口溫度在80～110℃時(shí)，固氣分離通暢，收塵器內(nèi)壁與排渣口等粉體接觸部位特別是易形成堵塞處均不結(jié)冰。
    在成品允許的情況下，熱風(fēng)可來(lái)自原有熱廢氣或直接熱風(fēng)爐；在成品要求潔凈的情況下，可采用間接式熱風(fēng)爐。由于后種爐相對(duì)阻力很高，系統(tǒng)動(dòng)力相應(yīng)增加。因此專門(mén)設(shè)計(jì)了一種低阻、高效專用熱風(fēng)爐與之配套，使系統(tǒng)動(dòng)力增加不多。
2.4.2漏風(fēng)量：由于多個(gè)系統(tǒng)的共同運(yùn)作，各聯(lián)接、密封部位，收塵、集料、給料、回料等系統(tǒng)不可避免地產(chǎn)生漏風(fēng)。理想狀態(tài)是完全不漏風(fēng)，特別是主機(jī)正壓段不可漏風(fēng)，否則會(huì)降低風(fēng)環(huán)的風(fēng)速，從而降低系統(tǒng)的效率，甚至堵機(jī)。因此，在磨機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)采用了特殊的防漏風(fēng)措施，設(shè)計(jì)漏風(fēng)量為5%，實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的漏風(fēng)量應(yīng)小于8%。
2.5  高精度收塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了濾芯式收塵器，其相對(duì)效率為99.99%(≥1μm)，當(dāng)形成粉餅層后，還可達(dá)到98.5%(≥0.3 μm)的高精度除塵。此類除塵濾芯還具有疏水性，恰好能滿足排濕的要求。
    收塵系統(tǒng)是整個(gè)磨粉閉路系統(tǒng)的支路系統(tǒng)，它的主要功能是將物料在研磨過(guò)程中產(chǎn)生的水分排除循環(huán)系統(tǒng)之外，同時(shí)還將系統(tǒng)中的8%混風(fēng)增量排除，以避免閉路循環(huán)系統(tǒng)壓力降低。也就是說(shuō)，根據(jù)物料的含濕量不同，收塵器的排風(fēng)量是不同的。不同的物料含濕量相同，收塵系統(tǒng)的排風(fēng)量基本是一定的。收塵器的風(fēng)量建議采用下式計(jì)算：
  Qs= (22.4X10³/18)mM+ 0.08Q    (1)
式中：M，磨機(jī)產(chǎn)量，t/h；m，含濕量，%；Q，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)流量，m3／l；Qs，收塵器的排風(fēng)量，m3/h。
2.6控制系統(tǒng)
2.6.1  電控系統(tǒng)：本系統(tǒng)有六部PLC、三部變頻器、一部軟啟動(dòng)、九個(gè)監(jiān)測(cè)儀表、十個(gè)測(cè)控點(diǎn)、一個(gè)監(jiān)控儀表等，組成一個(gè)非常完整的全自動(dòng)控制體系，可實(shí)現(xiàn)順序啟動(dòng)、順序停機(jī)。
    為降低設(shè)備的總裝機(jī)容量，降低設(shè)備成本和能耗，在設(shè)計(jì)中采取了一系列有效措施，可實(shí)現(xiàn)所有電機(jī)空載啟動(dòng)。
    針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中粒度離線檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、精度低、操作不便等問(wèn)題，現(xiàn)正開(kāi)發(fā)研制適合本機(jī)的粉體粒度在線檢測(cè)控制儀，以實(shí)現(xiàn)在線粒度控制。
2.6.2  自動(dòng)給料系統(tǒng)：因?yàn)槟�機(jī)的主機(jī)電流波動(dòng)很小，所以像以往的磨機(jī)由主機(jī)電流控制給料已不現(xiàn)實(shí)。本機(jī)設(shè)計(jì)中采取了給料量加復(fù)磨量等于粉磨量的程序控制，從而滿足了該磨機(jī)的最大有效出料。
2.6.3風(fēng)量控制：風(fēng)機(jī)系統(tǒng)流量，可根據(jù)風(fēng)機(jī)的實(shí)際電流與風(fēng)機(jī)性能對(duì)照表得知。同樣，收塵器風(fēng)機(jī)也可根據(jù)性能表，由風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的電流，實(shí)現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)風(fēng)量的調(diào)節(jié)與控制。
3、主要技術(shù)參數(shù)與應(yīng)用
3.1主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。
 
3.2應(yīng)用磨機(jī)具有節(jié)能(在產(chǎn)量和細(xì)度相同時(shí)，其系統(tǒng)能耗僅為氣流磨的1/4～1/6)，高產(chǎn)（與其他同功率磨機(jī)相比產(chǎn)量是其二倍以上），運(yùn)行平穩(wěn)，密封好，噪音低，除塵效果好，全系統(tǒng)自動(dòng)控制，以及可任意調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度（1250目以下）等特點(diǎn)，其一般工藝流程如圖3所示。
 
    由于該機(jī)具有上述特點(diǎn)，因此它適用于常規(guī)物料的粉磨，如高嶺土、石灰石、方解石、滑石、重晶石、石膏、氧化鐵紅、氧化鐵綠、氫氧化鋁、顏料、膨潤(rùn)土、陶土、煤矸石、粉煤灰等濕度小于15%、莫式硬度6級(jí)以下的，非易燃易爆物料的超細(xì)粉體的加工，是目前替代雷蒙磨、球磨機(jī)的理想產(chǎn)品；在生產(chǎn)800目～1250目粉體產(chǎn)品時(shí)，也是替代氣流磨的理想產(chǎn)品。
    2004年，遼寧省海城市三和滑石粉廠使用一臺(tái)HS120E輔助液壓盤(pán)式磨機(jī)用于滑石的粉磨。其設(shè)計(jì)要求是d95=25μm，產(chǎn)量為8～lOt/h。經(jīng)短暫調(diào)試后，產(chǎn)品粒度在達(dá)到產(chǎn)品要求的情況下，正常生產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)量為9t/h，平均電耗為42.5kW-h/t。該立式磨節(jié)能降耗，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
4、結(jié)論
    HS輔助液壓盤(pán)式磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，運(yùn)行情況良好，能滿足礦業(yè)不同物料的粉碎和超細(xì)粉碎，可與國(guó)外的MPS磨、萊歇磨等立式磨媲美。目前，該機(jī)已成功應(yīng)用于滑石、重鈣、膨潤(rùn)土、鎂砂等無(wú)黏性、無(wú)爆炸性物料的粉碎，從實(shí)踐效果來(lái)看，它是替代高能耗的球磨機(jī)、雷蒙機(jī)等的理想磨機(jī)。
    三門(mén)峽富通新能源還銷售顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。