叠加配球法在粗碎仓的手工计算方法

在水泥工业中使用的球磨机的级配方法主要是平均球径法。它的基本公式是Dc=28/，式中Dc为研磨体平均直径，dc以为入磨物料的平均粒度（以物料中80%能通过的筛孔孔径表示）， Km为物料的易磨性系数。也就是说级配不但要考虑物料的粒度还必须考虑物料的易磨性。但水泥配料一般至少要三种，混合物的Km如何测定并无一个明确的方法。

二叠加配球法的提出

      1以水泥磨为例，先假设磨内物料全部是熟料，根据熟料的粒度分布及“硬度”，做出熟料的级配方案。

      2再依次确定其它各种物料的级配方案。

      3将各种物料的级配方案按物料配比进行叠加，得出一个最终结果。

三以黑龙江省伊春电厂粉磨站的3.2x13m开路磨为例，说明叠加配球法的计算过程。

1收集相关数据：

表1一仓级配

∮90	∮80	∮70	∮60	∮50
4.5t	8.5t	11.3t	6.5t	3.7t

表2物料配比：

熟料	石膏	粉煤灰	石灰石	煤矸石
64	4	12	8	12

表3各种物料的入磨粒度分布：

	d(mm)	0-5	5-10	10-15	15-20	20-25	25-30	>30
熟料	R1(%)	2.19	7.76	15.47	32.09	20.88	12.14	9.46
煤矸石	R2(%)	28.62	6.48	5.12	6.86	7.39	5.64	39.90

注：石灰石因粒度较小故未测。

四对物料的“硬度”进行测定

方法如下：

1在化验室的0.5x0.5m小磨中，加入100mm的钢球100kg,15-20mm的物料18kg。

2在运转中每几分钟取样一次，测量其物料中大于2.5mm的筛余百分数R2.5⁺

3当其筛余百分数1%左右时实验结束，记录时间t(min)。

结果如下

表4各种物料的测定结果：

T(min)	熟料	煤矸石
	R2.5+ (%)
15	1	1

石膏其比例较小，为简化计算不计。

 

五数据的使用

武汉工业大学出版社翻译出版的《国际先进水泥工艺与装备手册》的数据：

表5物料的粒度，“硬度”与球径关系

球径（mm)	∮20	∮30	∮40	∮50	∮60	∮70	∮80	∮90	∮100	∮110	∮120
高硬(mm)	2.5<	2.5-3.5	3.5-5	5-7	7-9	9-11	11-13	13-16	16-19	19-22	>22
中硬(mm)	3.5<	3.5-5	5-7	7-9	9-12	12-15	15-19	19-23	23-28	28-33	>33
低硬(mm)	4.5<	4.5-7	7-10	10-13	13-18	18-23	23-29	29-36	>36

 

由于测定所需时间为15分钟左右，设定该厂物料为中硬。（水泥行业常用物料中测定时间大于20分钟的不多，10分钟以下的几乎没有。故可初步设定为20分钟以上为高硬，10分钟到15分钟为低硬，15-20分钟为中硬。）

六级配方案的确定

由于石灰石粒度小，石膏配比少，粉煤灰无大颗粒故一仓的冲击对象只考虑两种物料。

表6熟料与煤矸石的粒度换算（用线性插值法）

球径	D(mm)	60	70	80	90	100	总计
粒度	d(mm)	9-12	12-15	15-19	19-23	>23
熟料	R1’(%)	7.7	9.3	25.7	18.9	30	92
熟料磨级配	Ra(%)	8.4	10.1	27.9	20.6	32.6	100
煤矸石	R2’(%)	3.3	3.1	5.5	5.8	48.5	66
煤矸石磨级配	Rb(%)	5.1	4.7	8.3	8.8	73.5	100

注：线性插值法计算示例：以熟料粒度15-19mm的质量百分数计算为例，表3中熟料15-20mm的质量百分数原为32.09。用32.09%/(20-15)mm=6.4%/mm，此为每1mm长度上的质量百分数。再用6.4%/mm*(19-15)mm=25.7%,此为在15-19mm长度上的质量百分数。

表7按物料配比叠加后的级配方案

球径	D(mm)	60	70	80	90	100	总计
粒度	d(mm)	9-12	12-15	15-19	19-23	>23
熟料	64%*Ra(%)	5.4	6.5	17.9	13.2	20.8	64
煤矸石	12%*Rb(%)	0.6	0.6	1	1.1	8.8	12
叠加		6	7.1	18.9	14.3	29.6	76
最后方案	R（%）	8	9	25	19	39	100

注：此方案中应有部分110，120mm钢球，但由于市埸上一般最大的为100mm，所以39%是100，110，120mm三种球的总和。

采取新的级配方案后产量提高。

附录

3.2x13m开路磨的其它数据

原台时产量Q=35t/h,改进后产量Q=44t/h。

增加产量的主要障碍：一仓饱磨。

调整过程如下：

一首先收集相关数据：

表1磨内参数

	一仓	二仓	三仓
仓长	3.5m	3m	5.75m
衬板型式	双U型衬板
隔仓板型式	单层	磨内筛分（2mm）平面筛

 

 

表2各仓级配与装载量

∮90	∮80	∮70	∮60	∮50
4.5t	8.5t	11.3t	6.5t	3.7t	34.5t
	∮60	∮50	∮40	∮30
	6t	9t	10t	5t	30t
	∮20*25	∮18*20	∮10*10	∮14*16
	12t	15t	17t	16.5t	60.5t
					125t

 

表3一仓与二仓的磨内筛析曲线

	R0.08+	R0.9+	R2.5+	R5+	R10+
1*1	92%	67%	60%	52%	42%
2	89%	59%	50%	41%	30%
3	87%	49%	40%	31%	21%
4	87%	43%	34%	26%	16%
5	89%	52%	46%	39%	30%
6	89%	53%	48%	41%	31%
7	93%	71%	67%	63%	55%
2*1	77%	15%	7.8%	2.0%	0.4%
2	65%	4.5%	2.7%	1.1%
3	60%	1.0%	0.3%	0.1%
4	51%	0.4%	0.1%	0.1%
5	43%	0.2%	0.1%	0.1%
6	40%	0.4%	0.1%	0.0%

三仓因时间紧迫没有取样。

二对收集到的数据进行分析：

工人反映一仓易饱磨，从入磨粒度看，物料中大于30mm比例较大，一仓最大球径90mm不合适，冲击力不够。另外从一仓筛析曲线看出一仓已接近饱磨状态。肉眼观察一仓料面上充满了大颗粒，正常情况下大颗粒只应出现在磨头附近。另外该厂所用熟料太硬，一般情况下分解窑熟料在实验室小磨上只要11分钟就能完成冲击实验，但该厂用了15分钟，仅此一项，产量降低幅度可达30%左右。故结论是加大一仓球径。

三给出调整意见

1加大一仓球径

2同时调整颚式破碎机出料口宽度，使煤矸石出料粒度变小。

3适当增加研磨体装载量，使磨机电流接近额定电流。

四改进后效果

采取上述措施后产量达到44t/h。

五尚待解决的问题

1一仓应改为双层隔仓板，以减少饱磨的可能。

2双U型衬板提升能力小，不适合本厂工况，应当更换。

3二三仓间筛子已经出现漏洞，应当更换。

4寻找易磨的煤矸石，现有煤矸石中含有较硬的黑石，不易磨。

5熟料要进一些易磨的。

6增设破碎机。

最后，通过更换隔仓板，选用易碎的煤矸石，产量达到50t/h以上，接近正常水平。