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氧化鐵超細粉磨技術(shù)
2007-12-25

氧化鐵超細粉磨技術(shù)

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發(fā)表時間:2007-1-20 8:37:32  發(fā)表人:z
 
 
球磨機系統(tǒng)廣泛用于各種無機非金屬礦的深加工。它用于氧化鐵的超細粉磨,具有臺時產(chǎn)量高,生產(chǎn)綜合成本低,易于操作和管理,產(chǎn)品質(zhì)量易于控制等優(yōu)點,但也存在電機功率大,電耗高,對超細粉磨產(chǎn)品質(zhì)量還難以達到要求等缺點。提高管磨機效率、降低電耗,是管磨機研究的最重要的課題。
1 普通開流磨存在的問題
  象粉磨任何物料一樣,普通的開流管磨機粉磨氧化鐵也存在臺時產(chǎn)量低、電耗高等問題。在平均粒徑為4.5μ時,平均電耗高達134kwh/噸。主要的原因是:現(xiàn)在用于粉磨氧化鐵的開流管磨機技術(shù)都是套用粉磨水泥的開流管磨機,其襯板、隔倉板型式?jīng)]有大的改變,更不用說考慮各技術(shù)參數(shù)與氧化鐵的粉磨特性相適應(yīng)的問題。其倉位長度分布、研磨體級配、隔倉板流通率等重要技術(shù)存在不合理的因素,因而導(dǎo)致了粉磨效率低,電耗高等問題。
  根據(jù)我們對粉磨氧化鐵的管磨機所作的調(diào)查和分析,發(fā)現(xiàn)它存在以下幾個問題:⑴球、段倉間隔倉板篦孔尺寸較大(12mm),物料從球倉到段倉的流動幾乎是暢通無阻,大量的粗物料(5mm以上)進入段倉,糊磨現(xiàn)象嚴重;⑵磨內(nèi)物料流速太快,從而導(dǎo)致料球比過低。如Ф1.5×5.7m磨機正常停磨時,球倉內(nèi)幾乎沒有存料。這樣,生產(chǎn)時球砸球,不但效率低,而且磨音特別大,球耗及襯板消耗高;⑶磨內(nèi)物料溫度高達200~240。C,粉磨工況惡化。圖1是南京磁材廠普通Ф1.5×5.7m氧化鐵開流管磨機內(nèi)物料篩余曲線。它表明:球倉的后半部分各個粒徑的篩析曲線是一條接近于水平的線段,說明球倉后半部分的粉磨效率很低,倉位布置不合理。在段倉內(nèi)2mm~5mm的物料篩余下降緩慢,說明鋼段對這些物料的粉磨效果不佳。



          圖1  普通開流管磨氧化鐵篩余曲線

  總之,普通氧化鐵開流管磨機存在較嚴重的粉磨工況紊亂和效率低的問題,“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”只有解決這些問題,才能大幅提高磨機產(chǎn)量,達到增產(chǎn)降耗的目的。
2 氧化鐵超細粉磨技術(shù)的原理 
  “氧化鐵超細粉磨技術(shù)”的核心是磨內(nèi)篩分裝置,它能有效擋截對于鋼段來說難于研磨的粗顆粒,從而優(yōu)化了球倉與段倉的粉磨過程,大幅提高臺時產(chǎn)量,降低電耗。 
2.1 球、段倉間增設(shè)高效物料篩分裝置
  實行磨內(nèi)選粉,較粗的顆粒返回球倉繼續(xù)粉磨,滿足要求的細粉(0.5mm以下)進入段倉。管磨機粉磨效率不高。世界很多學(xué)者研究證明,管磨機實際的粉磨功率的利用,僅為總能耗的百分之三到百分之八。粉磨效率之所以不高,其原因是多方面的,而過粉磨是其中一個重要的原因。從粉磨工藝來考察,在粉磨過程中,物料在磨內(nèi)沿著磨機從磨頭到磨尾的縱長方向上的細度發(fā)展,由粗到細,直至出磨細度為合格料,似乎形成一個合理的細度梯度。若進一步深入分析,從縱向的每一點的橫截面上來看,物料顆粒粗細懸殊,細度極不均勻。在段倉內(nèi),0.5mm以上的顆粒,有的大到5mm~10mm,這些大顆粒在段倉內(nèi),粉磨效率低,很難磨細,我們把它稱之為鋼段的“難磨物料”。為了達到出磨細度的要求,只好用過長的粉磨時間來完成。另一方面,在磨內(nèi)沿著磨機縱向的粉磨物料,在細度發(fā)展過程中,由磨頭到磨尾合格料的百分含量越集越大,但必須要等待全部物料達到細度指標合格后,方可排出磨外。這里的第一個問題是少量粗料過早地與細粉料一起混入下一個倉室 ,耗費過多的粉磨時間;第二個問題是磨內(nèi)不能及時排出合格料,而浪費大量的能量,一般把它稱為過粉磨。這兩個問題之間存在一定的因果關(guān)系,并且從兩個方面共同影響著“過粉磨”這一矛盾過程的發(fā)生與發(fā)展。入磨物料粒度越小,影響過粉磨性能也小,反之,入磨物料粒度越大,影響過粉磨性能也大。出磨產(chǎn)品細度越細,影響過粉磨越惡劣,出磨產(chǎn)品越粗,影響過粉磨性能得以緩和。這是因為入磨物料粒度大小,引起磨內(nèi)粉料顆粒組成中的級別的粗細,以此影響著過粉磨,而使粉磨效率難以提高??傊?,進入段倉物料較粗和出磨物料細度要求高,是氧化鐵超細粉磨產(chǎn)生過粉磨和粉磨效率低下的兩大常見原因。后者不可改變,而前者可通過一定的技術(shù)手段加以改造。“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”的設(shè)計原理,就是在球段倉間增設(shè)磨內(nèi)篩分裝置,實行磨內(nèi)選粉,使進入段倉的物料不含粗顆粒。以此為中心,對各隔倉裝置、各技術(shù)參數(shù)作相應(yīng)的設(shè)計與調(diào)整,從而大幅提高粉磨效率,達到增產(chǎn)降耗的目的。磨內(nèi)篩分也改變了球倉的物料分布,粗物料含量提高,便于集中破碎,提高了球倉的粉磨能力。在球、段倉間增設(shè)物料篩分裝置后,它有效擋截粗物料,進入段倉的物料只有易于研磨的微粉(小于0.5mm),出磨細度易于控制,粉磨效率高。 
2.2 料位調(diào)節(jié)
  磨內(nèi)料位調(diào)節(jié)是針對磨內(nèi)物料流速過快或過慢而設(shè)計的一項技術(shù)。對氧化鐵的超細粉磨,因其易磨性差,質(zhì)量要求高,因而產(chǎn)量較低。如果控制不好,磨內(nèi)料球比就會嚴重偏低,往往不及正常狀態(tài)時的三分之一。因此,強化料位調(diào)節(jié)尤其必要。“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”根據(jù)對產(chǎn)、質(zhì)量要求和粉磨物料的特性,使用溢流隔倉板、溢流出口篦板和擋料圈,有效控制磨內(nèi)料球比在一個合理的范圍以內(nèi),大幅提高粉磨效率,降低磨音,并降低研磨體和襯板的消耗。 
2.3 使用微型鋼段
  對于氧化鐵超細粉磨技術(shù),由于產(chǎn)品質(zhì)量要求高,一般成品細度控制在20μm以下,平均粒徑4μm~8μm,使用普通的鋼段難以達到質(zhì)量要求。但在普通的開流管磨機內(nèi),因為段倉內(nèi)存在大量的粗顆粒,完全使用微型鋼段效果也不好。而“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”,通過物料篩分裝置分選后進入段倉內(nèi)的微粉,顆粒的均齊性比較好,使用微型鋼段粉磨效率明顯提高。由于有針對性地采用了上述多項技術(shù)措施,從根本上消除了惡性粉磨現(xiàn)象,系統(tǒng)的粉磨效率提高30%~50%。
3.“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”對氧化鐵管磨機的改造
  寶鋼集團梅山鋼鐵集團公司(南京磁材廠),利用自身的鐵鱗生產(chǎn)氧化鐵磁鐵粉,產(chǎn)品供不應(yīng)求,效益良好。但該公司由于管磨機產(chǎn)量偏低,整體上沒有達到應(yīng)有的生產(chǎn)規(guī)模。為此,該公司做了多次試驗,花費數(shù)十萬元,效果始終不明顯。最后,他們來到合肥水泥研究設(shè)計院,尋求解決技術(shù)難題。
  針對以上問題,合肥水泥研究設(shè)計院把氧化鐵的超細粉磨作為一項課題,組織技術(shù)攻關(guān)。根據(jù)對氧化鐵粉磨特性的分析及其質(zhì)量的要求,研制和開發(fā)了“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”。2004年對寶鋼集團梅山鋼鐵集團公司四臺氧化鐵管磨機進行了“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”改造,經(jīng)過2005年全年的生產(chǎn)總結(jié),證明這項技術(shù)達到了預(yù)期的效果,本技術(shù)的研制是成功的。下表是其技術(shù)經(jīng)濟指標比較。
            改造前后技術(shù)經(jīng)濟指標比較 序號 磨機規(guī)格m 臺時產(chǎn)量t/h 電耗 kWh/t 研磨體消耗g/t 
改造前 改造后 改造前 改造后 改造前 改造后 
1 Ф1.5×5.7 0.9 1.15 132 108 1100 708 
2 Ф1.5×5.7 0.9 1.2 132 104 1100 705 
3 Ф1.2×5.2 0.37 0.48 137 105 1105 690 
4 Ф1.2×5.2 0.37 0.48 137 105 1105 690 


  可見,應(yīng)用“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”后,平均臺時產(chǎn)量提高30%,電耗下降22%,噸研磨體消耗下降37%。該技術(shù)的主要特點是:⑴在磨內(nèi)球、段倉之間增設(shè)物料篩分裝置,嚴格控制進入段倉物料的粒徑。圖2是氧化鐵管磨機技改后的磨內(nèi)篩余曲線,可見,進入段倉內(nèi)的物料1mm以上的基本為零。



           圖2  開流超細管磨氧化鐵篩余曲線

   ⑵調(diào)整各倉倉長和研磨體的級配,使其與氧化鐵的粉磨特性相適應(yīng)。⑶控制好磨內(nèi)物料流速,使正常生產(chǎn)條件下,料球比達到正常的狀態(tài)。⑷加強磨內(nèi)通風(fēng),降低磨內(nèi)物料的溫度。技改后磨機出口溫度從2400C降到1900C。
4 氧化鐵超細粉磨技術(shù)經(jīng)濟效益分析 
4.1.增產(chǎn)效益(規(guī)模效益)
  南京磁材廠在使用“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”后,平均臺時產(chǎn)量提高了30%,解決了長期困擾企業(yè)發(fā)展的窯磨能力不平衡問題,使公司年生產(chǎn)規(guī)模相應(yīng)提高了30%,公司年產(chǎn)量從1.8萬t提高到2.33萬t,年增產(chǎn)0.53萬噸。以t利潤300元計算,年增利潤159萬元。 
4.2.節(jié)電效益
  技改前平均粉磨電耗134kWh/t,技改后平均105kWh/t,省電22%。以每t省電29度、每度電0.5元計算,該公司可年省電費23300t×29kWh/t×0.5元/度=33.785萬元。 
4.3.節(jié)省鋼材效益
  由于臺時產(chǎn)量提高,并改善了磨內(nèi)的粉磨工況,大幅提高了料球比,降低了磨音,因而研磨體及襯板消耗大為降低。 ⑴研磨體消耗。技術(shù)改造前研磨體消耗1100g/t,改造后消耗700g/t,節(jié)省37%。該公司年省研磨體9.3t,按每噸0.55萬元計,年省5.1萬元。 ⑵襯板消耗:技改后不再發(fā)生空磨和球砸球、球砸襯板等現(xiàn)象,延長了襯板的使用壽命。到目前為止,技改時換上的襯板還光潔如新,其使用壽命暫時無法統(tǒng)計。即使按同等壽命計算,由于產(chǎn)量提高30%,每噸氧化鐵所消耗的襯板降低23%。 
4.4.節(jié)省投資效益
  由于“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”提高臺時產(chǎn)量30%,對新建磁鐵粉生產(chǎn)線可以大大節(jié)省投資費用。一是可以少買少用管磨機而達到同等的生產(chǎn)規(guī)模,二是可用較小規(guī)格的“氧化鐵超細磨”取代較大規(guī)格的普通磨,達到同樣的生產(chǎn)能力。這兩種選擇都可以大幅降低管磨機及其附屬設(shè)備、磨房的基建投資。僅計算節(jié)電和節(jié)省鋼材兩項,保守的估計,用于“氧化鐵超細粉磨技術(shù)技術(shù)”的投資只需半年時間即可全部收回。
5  結(jié)語
  由于“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”全面優(yōu)化了粉磨過程,克服了普通管磨機內(nèi)諸多不良的粉磨過程和現(xiàn)象,并針對具體礦物的粉磨特性、產(chǎn)、質(zhì)量要求而設(shè)計多項合理的技術(shù)參數(shù),因而大大提高粉磨效率,生產(chǎn)高質(zhì)量要求的產(chǎn)品。通過生產(chǎn)實踐的證明,“氧化鐵超細粉磨技術(shù)”可比普通管磨機提高臺產(chǎn)30%~50%,節(jié)電30%~40%左右,降低金屬消耗40%~50%。 

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