行業(yè)痛點:熟料高硬度(Al₂O₃晶體)導(dǎo)致雷蒙機能耗占比超生產(chǎn)線總電耗60%;磨輥、磨環(huán)磨損造成Fe₂O₃污染,影響耐火材料高溫抗折強度和荷重軟化點下降;
現(xiàn)有機型局限:雷蒙磨適用于軟質(zhì)料且易損件磨損快;球磨機能耗高、噪音大增鐵多;立磨效率高但投資成本大。
為突破傳統(tǒng)雷蒙機能耗高、鐵污染重的技術(shù)瓶頸,本研究將盤磨機應(yīng)用于中高鋁含量鋁礬土熟料的粉磨工藝。通過工業(yè)試驗對比發(fā)現(xiàn):1、成品粒度控制:在目標(biāo)細(xì)度D90 ≤75μm(200目)時,盤磨機單位電耗較雷蒙機降低40%+;2、鐵污染控制:因非沖擊式研磨,鐵雜質(zhì)引入量≤216ppm(較雷蒙機降低50%);3、工藝適應(yīng)性:通過調(diào)節(jié)磨盤間隙(1~3mm)、磨盤轉(zhuǎn)速(50~100rpm)、磨輥壓力(10~16MPa),可靈活適應(yīng)不同鋁礬土熟料硬度(莫氏硬度7~9)。4、結(jié)論表明,盤磨機在鋁礬土熟料中細(xì)粉(200目)加工中具有顯著節(jié)能優(yōu)勢與品質(zhì)保障潛力。
驗證盤磨機在鋁礬土熟料粉磨中的:
① 能耗經(jīng)濟性(對比雷蒙機);
② 品質(zhì)穩(wěn)定性(粒度分布、鐵含量);
③ 工藝優(yōu)化路徑(參數(shù)敏感性分析)。
2.試驗材料與方法
2.1原料與設(shè)備
項目 | 參數(shù) |
原料 | 煅燒鋁礬土熟料(Al₂O₃=69.5%,SiO₂=21%,Fe₂O₃=1.2%,TIO₂<3%) |
入料粒度 | ≤20mm(經(jīng)顎破預(yù)處理) |
盤磨機型號 | GPM900盤磨機(磨盤直徑Φ900mm) |
對比設(shè)備 | 5R4121雷蒙機 |
2.2 工藝流程與參數(shù)設(shè)計
盤磨機+提升機+高效選粉機
關(guān)鍵變量:
磨盤間隙:1mm, 2mm, 3mm
主軸轉(zhuǎn)速:50rpm, 60rpm, 70rpm
磨輥壓力:10MPa, 12MPa, 14MPa
評價指標(biāo)檢測方法
粒度分析:激光衍射儀(Malvern Mastersizer 3000)
鐵含量:X射線熒光光譜(XRF)
比能耗:電表計量單位產(chǎn)量耗電量(kWh/t)
3.結(jié)果與討論
3.1 粉磨效能對比(盤磨機 vs 雷蒙機)
指標(biāo) | 盤磨機 (間隙2.0mm,50rpm,12MPa) | 雷蒙機 | 變化率 |
產(chǎn)能(200目) | 1.2~1.3 t/h | 1.2~1.3 t/h | - |
噸電耗 | 82.4kWh/t | 150kWh/t | -45% |
鐵含量增量 | 216ppm | 450ppm | -52% |
D90波動范圍 | ±2μm | ±4~7μm | 更穩(wěn)定 |
解釋:盤磨機料床層壓粉碎,能量轉(zhuǎn)化效率高于雷蒙機的懸輥碾壓與輥輪磨環(huán)滾壓的結(jié)合式粉碎。葉片磨損后分級效率下降,導(dǎo)致D90偏移。
3.2 磨損與經(jīng)濟性分析
磨盤和磨輥壽命:高鉻合金磨輥和襯板處理2500噸熟料后更換一套易損件(維護成本較雷蒙機低40%);
投資回收期:以年產(chǎn)1萬噸粉體計,節(jié)電收益約1.6年可收回設(shè)備差價。
4. 工業(yè)應(yīng)用案例
某耐火材料廠改造效果(2024年數(shù)據(jù))
指標(biāo) | 改造前(雷蒙磨) | 改造后(盤磨機) | 改進效果 |
年產(chǎn)鋁礬土細(xì)粉 | 10000噸 | 10000噸 | - |
噸粉綜合成本 | ¥195 | ¥117.4 | -39.8% |
產(chǎn)品投訴率 | 8% | 0.3% | 細(xì)度達(dá)標(biāo)率高、停機及鐵雜質(zhì)問題減少 |
5.結(jié)論與展望
核心結(jié)論:
盤磨機通過料床層壓粉碎顯著降低鋁礬土熟料粉磨能耗40%;非接觸式研磨特性從源頭控制鐵污染Fe₂O₃≤400ppm;磨盤間隙與轉(zhuǎn)速聯(lián)動實現(xiàn)16~325目細(xì)度靈活調(diào)控。
推廣價值:
適用于中小型耐火材料/磨料企業(yè)節(jié)能改造;為高純氧化鋁、尖晶石等硬質(zhì)材料粉磨提供新方案。
技術(shù)展望:
開發(fā)氮化硅陶瓷磨盤應(yīng)對超硬熟料Al₂O₃>85%;集成AI動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)無人化控制。