簡述管磨機防堵型篦板技術的改進

　　興化市新天地機械制造有限公司是專業的篦板和掛片生產銷售廠家，下面和大家說說簡述管磨機防堵型篦板技術的改進，有助于大家更深的了解篦板;

　　1鑄造篦板存在的問題

　　1.1 篦縫易被研磨體堵塞

　　現行技術的球磨機篦板通常采用傳統的鑄造篦板，存在諸多問題。由于鑄造誤差和拔模斜度，篦縫一般為7~10mm，而細磨倉常采用Φ8~Φ10mm鋼段,一經磨損，難免堵塞篦縫，輕者降低磨內物料流速，影響粉磨產量，增加磨內風阻，增加粉磨能耗;重者停磨冷卻檢修，一般粉磨一個月左右，就需停磨清理堵塞一次，手工清理篦縫，每次停磨時間3~4個班，直接影響粉磨運轉率，從而影響粉磨能耗。來料過多或隔倉板、篦板局部堵塞出現“飽磨”,即使位于外層的研磨體也不能產生拋射運動[1]，使得磨機能耗增加。篦板堵塞狀況見圖1。

　　1.2 硬度低、壽命短

　　人們始終未能擺脫管磨機高電耗、高金屬(鋼球、襯板、隔倉板等)消耗的困擾[2]。鑄造襯板較厚，傳統設計厚度為 50mm。雖然改用鑄造合金，并采用熱處理硬化，但硬度一般只能達到HRC40,以Φ3.8m×13m磨機為例:出料篦板總重4t，平均使用壽命14 500h。磨機隔倉板篦縫因材質硬度較低,大部分(70%~80%的面積)在鋼球沖擊作用下延展閉合,已完全失去通風和通料作用,這是造成水泥過粉磨現象的原因之一[3]。

　　1.3 通孔率低

　　囿于鑄造和強度條件，傳統設計篦板通孔率9%，一有局部堵塞，料流直接受阻，速度更低，細粉出不去，形成料墊，降低粉磨產量，增加粉磨能耗。

　　2防堵型篦板的技術改進

　　2.1 改進目的和設計思路

　　從根本上解決現行磨機鑄造篦板存在的問題，提高強度、耐磨性、通孔率及運轉率，降低粉磨電耗、制造成本及運行成本，是設計的目的。

　　以產品節能降耗為總則，研究球磨機篦板在粉磨過程中的主要機理，分析現代節能粉磨對磨機篦板的工藝要求，針對現行磨機篦板存在問題，提出多種改進方案，綜合各方案，優選具有節能效益，兼有較低制造成本及運行成本的方案。

　　2.2 改進內容

　　1)以輕量化并具有高強度機械性能為目標，研究優化多種篩板材料的耐磨性能、切削加工性能和焊接性能，優選出比原厚度小近50%的篦板。研制一種可切削可焊接可熱處理硬化的合金鋼篦板替代現行球磨機鑄造篦板，精確控制篦縫精度±0.2mm,基本避免鋼段堵塞。

　　磨機篦板是磨損件，提高磨損件的耐磨性是研發的主要目標，通常的方法是:

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　?、蹮崽幚碛不?。本設計優選淬硬性較好的鉻錳合金，考慮具有良好焊合性能的碳當量，以中碳低合金鋼為基礎來研究一種新型的耐磨鋼:設計n種不同化學成分的試驗鋼，n種試驗鋼在碳當量不變的情況下，通過改變Mn、Cr、Mo 元素含量，分析比較試驗鋼在軋制后的金相組織和力學性能;再從n種試驗鋼中選擇一種硬度和沖擊韌性匹配好的材料進行后續的熱處理試驗。分別在850~950℃加熱，保溫0.5~2h淬火，然后在300~600℃溫度下進行回火，熱處理后測量試驗鋼的沖擊性能和硬度值，利用磨損實驗機測定試驗鋼的耐磨性能，利用掃描電鏡、金相顯微鏡來觀察試驗鋼的沖擊斷口形貌、磨損形貌及試驗鋼的金相組織。通過對比不同熱處理工藝下各項性能指標確定合理的熱處理工藝規范，并進行工業試制。

　　2)采用先進的成型工藝和新的熱處理工藝使篦板硬度達HRC50左右，強度σb>1 600MPa，Φ4~Φ5m和Φ2.8~Φ3.8m磨機可將原50mm厚度的鑄造篦板改為30mm和20mm, 節約鋼材近半。對原有磨機篦板的改造，可采用本項目合金襯板熱處理硬化后與邊框焊合的組合篦板工藝方法，不需移動襯板位置，可簡易實施改造。防堵篦板和對原有磨機篦板改造使用組合篦板見圖2。

　　3)建立篦板開孔率、篦板厚度、篦縫大小及形式與料流阻力、細粉通過能力、粉磨能耗之間的數學模型，為開孔形式、大小等提供理論依據。改進磨機隔倉板對于隔倉板來說,主要影響球磨機產量的因素在于篦板縫的排列方式及篦縫寬度[4-5]。研究表明:篦板通孔率對粉磨料流速度影響很大，粉磨工藝不同，物料比表面積要求不同，要求篦板有不同通孔率，原先鑄造篦板的通孔率只有9%，在不堵塞時用在開流磨上基本合用;但現行的節能粉磨，基本上是擠壓預粉磨，球磨機作終粉磨，在要求篦縫較細的同時，還要求物料流速加快，我們通過模擬設計和實踐驗證，提出一系列適應各種粉磨工況的篦板通孔率，與擠壓預粉磨配套的球磨機出料篦板用的較多的是15%的通孔率。再加上篦縫厚度減薄，使料流阻力降低，風阻降低，粉磨能效提高，風機電耗降低。

　　為進一步降低料流阻力，除了適當增加通孔率外，項目組對篦縫形式和篦板工作機理作了分析與研究:篦縫形式分別為V形、倒V形和異V形等9種類型，篦板厚度從15mm到60mm，構建試驗裝置，調整風機的風速，測試通過篦縫的截面風速大小，料流的通過速度，篦縫形式及篦板厚度影響料流流速、風速的因素。采用CFD及EDEM耦合方式，在上述試驗數據的基礎上構建數學模型，優化篦縫大小、形式、開孔比率及篦板厚度，為篦板輕量化、預粉磨減少能耗提供理論可行依據。

　　4)傳統隔倉結構為隔倉支架 篩板 鑄造篦板，篦板與篩板之間有50mm左右的間隙。改進后隔倉結構為隔倉支架 防堵型篦板，防堵型篦板直接安裝在隔倉支架上。改進后磨內有效粉磨空間增大。

　　3防堵型篦板的應用

　　邢臺雙福水泥有限公司以前使用鑄造篦板，一個月左右就要進磨清理一次，每次停機至少需要2天，每15個月左右就因磨損進行更換。2011年12月在新投產的Φ3.2m×13m水泥磨上使用防堵型篦板，沒有再發現鋼段堵塞現象，節省了大量人力物力，穩定了生產。使用2年后觀測還可以使用1年以上。這種篦板結構合理，在原基礎上三倉增加有效長度100mm，提高了粉磨能力，磨內合格成品能及時排出，消除了過粉磨現象，臺時產量59t/h左右，比老磨機提高約6t/h，運轉率提高，年產量提高10%左右。

　　該防堵型篦板先后在江蘇沭陽縣沂淮水泥有限公司(Φ3.2m×13m水泥磨和Φ4.2m×13m水泥磨)、內蒙古包頭市蒙西水泥有限責任公司(Φ4.2m×13m水泥磨)、貴州普定明達水泥有限公司(Φ3.8m×13m水泥磨)、海南儋州明成水泥有限公司(Φ3.8m×13m水泥磨)、遵義市聚源建材有限公司(Φ3.2m×17.5m超細磨)等多家用戶(其中46家為組合篦板改造)使用。沒有發現篦板堵塞、斷裂、磨損嚴重等問題。對制造廠來說，減少材料消耗，提高材料利用率，降低生產成本;對用戶來說，節省清理篦板堵塞時間、人力、物力，提高了設備利用率。水泥磨使用防堵篦板7個月后的狀況見圖3。

　　技術實施方案可應用到所有尾卸球磨機的篦板上，同時可應用到全國在線使用的球磨機篦板節能改造上，降低維護成本的同時節省停機清理時間和人工。表1是該技術與當前國內外同類技術和經濟數據比較。該技術獲得2015年全國建材行業技術革新三等獎和全國建材機械行業技術革新二等獎。

　　4總結

　　1)新磨機的鋼板篦板比鑄造篦板節約材料60%以上，鋼板篦板改造更換節約材料50%左右，組合篦板比鑄造篦板節約材料25%以上。

　　2)篦板壽命平均比原先延長50%以上。

　　3)球磨機鑄造篦板均可采用本技術改造，粉磨工序綜合平均節能約1.5kWh/t以上。

　　4)篦縫耐磨性提高，提高磨機運轉率，降低粉磨能耗，降低運行成本。

　　5)采用防堵篦板后隔倉裝置和出料篦板裝置寬度減小，粉磨空間增大，粉磨效率提高。

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