選粉機(jī)是干法水泥生產(chǎn)中重要的輔助設(shè)備,它利用氣體的流動(dòng),按工藝要求將粗、細(xì)粉狀物料分開(kāi)。它的核心技術(shù)通常簡(jiǎn)稱(chēng)為“三分”,即:分散、分級(jí)和分離。具體一點(diǎn)講就是:被選物料在選粉室內(nèi)的分散情況;粗細(xì)顆粒在循環(huán)氣流作用下的分級(jí)程度;含細(xì)粉的氣流在收集裝置中的氣固分離效果(也就是收集裝置對(duì)細(xì)粉的收集效果)。近年來(lái),經(jīng)過(guò)淘汰第一代離心式選粉機(jī)、第二代旋風(fēng)式選粉機(jī),進(jìn)入了以O(shè)-Sepa為代表的第三代籠型選粉機(jī)時(shí)代。由它對(duì)主機(jī)設(shè)備的服務(wù)性質(zhì)所決定,結(jié)構(gòu)優(yōu)化和創(chuàng)新的進(jìn)程始終沒(méi)有停止。國(guó)內(nèi)第三代選粉機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣的品牌和形式,但仍然不能滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求。國(guó)際上材料科學(xué)與工程發(fā)展的現(xiàn)代理念,已經(jīng)由“材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)從材料組分控制逐步向材料性能控制轉(zhuǎn)變”;以知識(shí)資源替代物質(zhì)資源,提高傳統(tǒng)資源的利用率和廢棄物的再利用,建設(shè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)和生態(tài)社會(huì),已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的必由之路。水泥工業(yè)依靠循環(huán)經(jīng)濟(jì),正走向綠色生態(tài)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展道路,對(duì)其產(chǎn)品及其機(jī)械裝備也必然提出更多、更高的要求。
為了珍惜資源,水泥工業(yè)承擔(dān)著更多、更有效地消納工業(yè)廢渣的重任。這些工業(yè)廢渣大部分不是天然的無(wú)機(jī)膠凝材料,現(xiàn)在已有的膠凝材料也都是選用適當(dāng)?shù)脑稀⒔?jīng)過(guò)一定的方法處理,使它們發(fā)生某些化學(xué)變化,方能形成具有膠凝性的材料;處理方法的選擇,決定于原料的性質(zhì)和所希望得到的膠凝材料的特性。其中,采用高細(xì)粉磨或超細(xì)粉磨的方法來(lái)機(jī)械激活這些工業(yè)廢渣,是常用的方法之一。這些高細(xì)粉和超細(xì)粉的比表面要達(dá)到400~600m2/kg以上,比普通水泥更細(xì)、且細(xì)得多。然而,該微細(xì)粉自己會(huì)結(jié)團(tuán)、黏附器壁,很難分選,目前許多型號(hào)的選粉機(jī)都不能勝任這項(xiàng)任務(wù)。
水泥是一個(gè)多組分的混合物。為了得到高性能的水泥或膠凝材料產(chǎn)品,它們內(nèi)部組分的顆粒級(jí)配需要控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。如:按水泥熟料充分水化、有效利用熟料強(qiáng)度的要求,小于3μm的顆粒應(yīng)少于10%,小于1μm的顆粒沒(méi)有;但按水泥石緊密堆積的理論要求,小于3μm的顆粒要達(dá)到29%,小于1μm的顆粒達(dá)到19%,兩者相差太大。用一臺(tái)選粉機(jī),來(lái)合理分配這些組分不同顆粒組成的要求,很難得到解決。為此,有人提出改變傳統(tǒng)模式,采用分別粉磨的工藝,把熟料磨得稍粗一點(diǎn),3~30μm顆粒多一些,而混合材料磨得細(xì)一些,使3μm以下的顆粒達(dá)到29%,滿(mǎn)足緊密堆積的理論要求,再將熟料微粉和混合材料微粉合成水泥。這樣就增加了粉磨系統(tǒng)的設(shè)備投資和生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性,選粉機(jī)同樣也要解決超細(xì)粉帶來(lái)的難題。
“節(jié)約能源”是熱門(mén)話(huà)題,一個(gè)簡(jiǎn)單的道理,水泥生產(chǎn)線(xiàn)中電機(jī)越少、裝機(jī)容量越低,車(chē)間就容易做到節(jié)電多、故障少。降低水泥生產(chǎn)電耗,要從生產(chǎn)工藝(及設(shè)備)成本分解做起,因此,選粉機(jī)的節(jié)能降耗任務(wù)也十分繁重。選粉機(jī)技術(shù)從靜態(tài)分級(jí)進(jìn)化到動(dòng)態(tài)分級(jí),直至目前應(yīng)用廣泛的組合分級(jí),從功能優(yōu)化上講,無(wú)疑是一個(gè)技術(shù)進(jìn)步,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜往往對(duì)節(jié)能不利。在輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)中,目前國(guó)內(nèi)普遍采用的V型選粉機(jī),是德國(guó)KHD公司的技術(shù),該選粉機(jī)是一種完全靜態(tài)的粗選分級(jí)機(jī),本身無(wú)活動(dòng)部件、無(wú)動(dòng)力,卻集打散、分級(jí)和烘干于一體。性能不亞于國(guó)產(chǎn)多功能的打散分級(jí)機(jī),且電耗可降低許多。這提示設(shè)備設(shè)計(jì)制造者在選粉機(jī)的優(yōu)化課題中,節(jié)能是重要內(nèi)容,應(yīng)該有信心“斤斤計(jì)較、寸土必爭(zhēng)”。
在許多機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,都有一些核心的隱形參數(shù),它一般不出現(xiàn)在圖紙和產(chǎn)品樣本上,用戶(hù)或按圖加工的制造者,一般不太容易了解它們。因此,作為利用粉狀顆粒在流體中的阻力、慣性力、離心力之間的平衡而使其干法分級(jí)的選粉機(jī),同樣也存在這樣的核心參數(shù)。如選粉室內(nèi)的選粉濃度和上升風(fēng)速等。選粉濃度是指選粉機(jī)內(nèi)單位通風(fēng)量中的成品量(kg/m3)。它是選粉機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的允許值,如同運(yùn)動(dòng)員的體能測(cè)試指標(biāo)一樣,定得過(guò)高或過(guò)低,都不利于其能力水平的發(fā)揮。選粉濃度與選粉機(jī)的原理結(jié)構(gòu)、分級(jí)性能、物料性質(zhì)、顆粒組成及粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)等有關(guān)。必須經(jīng)過(guò)反復(fù)多次地、從不同情況下的分級(jí)效果來(lái)優(yōu)化選擇。試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著選粉濃度的提高,選粉機(jī)的選粉效率逐步下降,產(chǎn)品也越來(lái)越細(xì)。這是由于選粉室內(nèi)固體顆粒的濃度增加后,物料分散情況逐步惡化,顆粒之間的相互碰撞、團(tuán)聚現(xiàn)象加劇,細(xì)顆粒結(jié)團(tuán)或貼附在粗顆粒之上的幾率越來(lái)越大,使氣流分級(jí)過(guò)程難以順利完成,致使粗粉回料量增加,系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率變大,因而選粉效率降低、產(chǎn)品變細(xì)。選粉濃度的確定是選粉機(jī)優(yōu)化的基礎(chǔ),它是選粉機(jī)在適應(yīng)各種生產(chǎn)條件影響后,根據(jù)多次使用的實(shí)際產(chǎn)量計(jì)算而得;選粉設(shè)備標(biāo)定的選粉濃度,也應(yīng)該是模型試驗(yàn)或工業(yè)性試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。
選粉機(jī)是球磨機(jī)的配套設(shè)備,其成品產(chǎn)量被稱(chēng)之為閉路球磨機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。選粉機(jī)只是影響球磨機(jī)產(chǎn)量的因素之一,還有磨前、磨內(nèi)、磨尾的許多因素,影響著球磨機(jī)的產(chǎn)量和質(zhì)量。選粉機(jī)的生產(chǎn)能力,準(zhǔn)確地說(shuō),應(yīng)該分為喂料能力(處理能力)和成品能力(臺(tái)時(shí)產(chǎn)量)。前者是根據(jù)喂料濃度求得該設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中的吞吐能力,而后者是根據(jù)選粉濃度得到的設(shè)備出成品的能力。這兩個(gè)參數(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程都很重要,不應(yīng)該把二者混為一體。選粉機(jī)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)需要喂料濃度的提高,但喂料濃度的提高并不一定能得到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。因?yàn)殛P(guān)鍵是出磨物料中的合格細(xì)粉量,同時(shí),超過(guò)一定的喂料濃度會(huì)使物料的分散和分級(jí)過(guò)程干擾影響增大,顆粒之間碰撞、凝聚增多,選粉效率降低。因此,在選擇選粉機(jī)的時(shí)候,先是要選適合自己產(chǎn)品使用和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提高有利的選粉機(jī),然后是處理能力和臺(tái)時(shí)產(chǎn)量能夠同時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要的型號(hào)規(guī)格。使用中出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)及時(shí)與原設(shè)備制造廠(chǎng)家溝通,不要自己主觀改動(dòng),更不要請(qǐng)其他的設(shè)備廠(chǎng)家插手,以免產(chǎn)生不必要的不和諧糾紛。