專利名稱：一種物料不經(jīng)烘干的球磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬球磨機(jī)內(nèi)摩擦所產(chǎn)生的熱能的利用。
在現(xiàn)有技術(shù)中，被球磨的物料在進(jìn)入球磨機(jī)之前，因含有不同程度的水分，為了去除物料中的水分，控制進(jìn)入球磨機(jī)的物料中的水分含量，都需采用烘干或人工晾曬的方法。如果水泥廠采用烘干的方法，需要投入幾十萬甚至幾百萬元的資金建立一個(gè)龐大的烘干系統(tǒng)，在使用中還要消耗大量的燃料和電力;如果采用晾曬的方法，除需要占用場地外，還要投入大量的人力和財(cái)力;如果不將物料進(jìn)行烘干或晾曬，直接進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行球磨，在球磨過程中因球磨機(jī)機(jī)體內(nèi)裝有大量的鋼質(zhì)研磨體，球磨機(jī)內(nèi)壁還裝有鋼質(zhì)襯板，當(dāng)球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，研磨體與研磨體、研磨體與物料、研磨體、物料與襯板之間相互碰撞、破碎、摩擦的過程中，產(chǎn)生了大量的熱量，這些熱量積聚在球磨機(jī)內(nèi)，致使球磨機(jī)內(nèi)溫度升高，把物料中所含水分蒸發(fā)為水蒸汽，隨著入磨物料流量的增加，水蒸汽越積越多，在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)，水蒸汽將以液態(tài)水的狀態(tài)存在于球磨機(jī)內(nèi)，常發(fā)生飽磨現(xiàn)象，這時(shí)原料中的水分就無法再蒸發(fā)，也就無法繼續(xù)進(jìn)行粉磨生產(chǎn)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然物料經(jīng)過烘干或晾曬，但仍含有一定的水分，球磨機(jī)仍要通風(fēng)。球磨機(jī)采用的通風(fēng)方式有兩種一種是采用自然通風(fēng)，采用自然通風(fēng)的效果較差，常會(huì)發(fā)生飽磨現(xiàn)象;一種是采用強(qiáng)制通風(fēng)，在磨尾安裝了風(fēng)機(jī)，為了防止外界空氣從磨尾吸入風(fēng)機(jī)，影響球磨機(jī)通風(fēng)量，裝了磨尾鎖風(fēng)閥，采用強(qiáng)制通風(fēng)的風(fēng)量一般為150～250立方米/噸，解決飽磨問題，但通風(fēng)量不足沒有增加到足夠大的風(fēng)量，球磨機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的熱量也沒有得到充分的利用，當(dāng)球磨機(jī)溫度較高時(shí)，需噴淋冷水將其降溫，使這部分熱量白白浪費(fèi)掉。
本發(fā)明的目的是提供一種不用燃料烘干球磨物料，不占用晾曬場地，利用球磨機(jī)在球磨過程中所產(chǎn)生的熱量，將未經(jīng)烘干或未經(jīng)晾曬的需球磨的物料直接進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行球磨，使物料中的水分在球磨機(jī)內(nèi)受熱后變?yōu)樗羝缓笥蔑L(fēng)機(jī)將生成的水蒸汽及時(shí)抽出，使球磨機(jī)內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，致使水蒸汽處于非飽和狀態(tài)。同時(shí)考慮到在抽出混合氣體(空氣、水蒸汽)的過程中難免會(huì)夾帶部分粉塵(球磨粉料)，在混合氣體排入大氣之前增加了除塵器，以防粉塵污染環(huán)境。物料不經(jīng)烘干的球磨方法，它不但適用于球磨水泥物料，同時(shí)還適用于磷肥及其它物料的球磨。


附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。1火爐、2.進(jìn)料溜子、3.球磨機(jī)、4.保溫層、5.混合氣體管、6.吸塵罩、7.鎖風(fēng)閥、8.提升機(jī)、9.除塵器、10.風(fēng)機(jī)、11.樓板、12.保溫層、13.火爐煙囪、14.熱風(fēng)控制閥。
本發(fā)明是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的，需要球磨的物料經(jīng)配料后由進(jìn)料溜子進(jìn)入球磨機(jī)3，物料中的水分在球磨機(jī)內(nèi)受熱后產(chǎn)生的水蒸汽，經(jīng)吸塵罩6、混合氣管5、除塵器9除塵后，由風(fēng)機(jī)10抽出排入大氣中;球磨后的粉料經(jīng)吸塵罩6、鎖風(fēng)閥7進(jìn)入提升機(jī)8。為減少熱量的損失、球磨機(jī)3的筒體包裹了保溫材料4，混合氣管5(吸塵管)包裹了保溫材料12、因球磨機(jī)3起初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)內(nèi)處于低溫狀態(tài)，為提高球磨機(jī)3內(nèi)的操作溫度，使之在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在球磨機(jī)3的物料進(jìn)料口處設(shè)計(jì)了一個(gè)火爐作為輔助熱源。
球磨機(jī)由于研磨物料種類的不同，其自身有一個(gè)確定的磨內(nèi)氣溫范圍。首先根據(jù)磨內(nèi)的氣溫，選定合適的露點(diǎn)溫度，然后再根據(jù)物料中的綜合水分含量選擇合適的通內(nèi)量，以能將在球磨過程中產(chǎn)生的水蒸汽及時(shí)抽出。同時(shí)考慮到在風(fēng)機(jī)10抽出混合氣體過程中還會(huì)夾帶部分物料細(xì)粉，在球磨機(jī)3的尾部設(shè)計(jì)有除塵器?，F(xiàn)將本發(fā)明的工藝要求詳述如下干、濕物料的配料要求是在配料之前，將水分含量較高的濕料在料棚內(nèi)存放7-15天的時(shí)間，使其自然風(fēng)干、待濕料中的水分降到15%以下時(shí)方可配料。對于生料配料后的綜合水分不得高于5%，熟料配料后的綜合水分不得高于8%。對于符合上述要求的物料，經(jīng)配料后可直接進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行球磨。球磨機(jī)的操作溫度，通風(fēng)量的控制要求是操作溫度與通風(fēng)量是兩個(gè)密切相關(guān)的控制指標(biāo)，通風(fēng)量過大，球磨機(jī)的操作溫度低于露點(diǎn)溫度，物料中的水分無法蒸發(fā)，通風(fēng)量過小，物料中的水分受熱蒸發(fā)為水蒸氣后不能及時(shí)抽出，容易發(fā)生飽磨現(xiàn)象，致使球磨機(jī)無法工作。為了保證球磨機(jī)操作溫度高于露點(diǎn)溫度，應(yīng)控制合適的通風(fēng)量。合適的通風(fēng)量是指既能保證球磨機(jī)的操作溫度高于露點(diǎn)溫度，又能將產(chǎn)生的水蒸汽及時(shí)抽出的通風(fēng)量。通風(fēng)量的多少，由物料進(jìn)入球磨機(jī)的綜合水分來選擇。對于水泥廠熟料球磨機(jī)，每100～200克的入磨水分，通風(fēng)量為一立方米;生料球磨機(jī)每40～100克的入磨水分，通風(fēng)量為一立方米。對于球磨機(jī)內(nèi)混合氣體的溫度，綜合水分(重量百分含量)、氣體含濕量、(水蒸汽的重量百分含量)、露點(diǎn)溫度都要通過計(jì)算，用以選擇合適的通風(fēng)量。首先計(jì)算出入磨物料的綜合水分含量，再乘以進(jìn)入球磨機(jī)的原料的流量，計(jì)算出每小時(shí)隨物料一并進(jìn)入球磨機(jī)的總水量，設(shè)物料中的水分完全蒸發(fā)為水蒸汽，再按球磨的是生料或熟料的每立方米氣體需要帶出的水蒸汽含量(克)的要求，就可得出氣體的含濕量(汽體的重量百分含量)。有了氣體的含濕量可按下式中的(1)式或(2)式計(jì)算露點(diǎn)溫度T＝40.1logk+245 (1)式中T-露點(diǎn)溫度(絕對溫度°K);
40.1-校正系數(shù);
K-一立方米混合氣體中水蒸氣的含量、克;
log-常用對數(shù);
245-校正值。
此式用于計(jì)算露點(diǎn)溫度在0～50℃范圍內(nèi)，其誤差為±1.5℃。
T＝25.2lnk+211 (2)式中T-露點(diǎn)溫度(絕對溫度°K);
25.2-校正系數(shù);
ln-自然對數(shù);
K-一立方米混合氣體中水蒸汽的含量、克;
211-校正值。
此式用于計(jì)算露點(diǎn)溫度在50～100℃范圍內(nèi)，其誤差為±1.5℃。
上述(1)式和(2)式都可進(jìn)行逆運(yùn)算。
以上兩個(gè)公式是計(jì)算球磨機(jī)露點(diǎn)溫度、選擇合適的通風(fēng)量的依據(jù)。由于球磨機(jī)內(nèi)采用強(qiáng)制通風(fēng)的措施，將在球磨過程中產(chǎn)生的水蒸汽及時(shí)抽出。球磨機(jī)內(nèi)風(fēng)量的增加，風(fēng)速也相應(yīng)的增大，混合氣體(廢氣)中粉塵的濃度也將有所增加，如果將混合氣體直接排入大氣中，會(huì)對環(huán)境造成污染，同時(shí)也浪費(fèi)物料，為減少粉塵對環(huán)境的污染，回收物料，在球磨機(jī)尾部設(shè)計(jì)有除塵裝置(除塵器)。以上所述的混合氣體中含有部分粉塵，同時(shí)還含有水蒸汽的成份，為使隨混合氣體進(jìn)入除塵器時(shí)不致結(jié)露(冷凝)，除塵器操作溫度也應(yīng)高于露點(diǎn)溫度。
本發(fā)明所述的物料不用烘干的球磨方法，其物料中水分的蒸發(fā)是利用球磨機(jī)在球磨物料過程中所產(chǎn)生的熱量，為充分利用這部分熱量，減少熱量的損失，減少反復(fù)計(jì)算露點(diǎn)溫度，選擇通風(fēng)量的麻煩，保證球磨機(jī)的操作溫度和除塵器的操作溫度都高于露點(diǎn)溫度，球磨機(jī)筒體和除塵器至球磨機(jī)之間的混合氣體管5包裹了保溫材料，球磨機(jī)機(jī)尾的出料口設(shè)計(jì)有鎖風(fēng)閥。另外，球磨機(jī)頭部還設(shè)計(jì)有火爐，作為球磨機(jī)的輔助熱源，增加輔助熱源的目的有兩個(gè)，其一是當(dāng)球磨機(jī)起初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)內(nèi)還處于低溫狀態(tài)，摩擦所產(chǎn)生的熱量還達(dá)不到蒸發(fā)水分的溫度，這時(shí)可點(diǎn)燃火爐用以增加球磨機(jī)內(nèi)的熱量，提高操作溫度，待球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后關(guān)閉火爐熱風(fēng)控制閥;其二是在物料中的水分偏高時(shí)，為使球磨機(jī)3內(nèi)的操作溫度高于露點(diǎn)溫度，保證球磨機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。作為輔助熱源的火爐1、不需要安裝鼓風(fēng)機(jī)，因進(jìn)入球磨機(jī)3的空氣是從進(jìn)料溜子2吸入的，火爐1的煙囪13是通入進(jìn)料溜子2的螺旋筒內(nèi)的，球磨機(jī)3內(nèi)的混合氣體由風(fēng)機(jī)抽出的過程中，球磨機(jī)3內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，正常操作時(shí)的負(fù)壓值為10～50毫米水柱，空氣經(jīng)過火爐爐腔而被吸入球磨機(jī)內(nèi)，火爐1能夠正常燃燒。通過火爐1的空氣流量通過安裝在煙囪13上的熱風(fēng)控制閥14來實(shí)現(xiàn)的。
實(shí)施例1、(球磨水泥熟料)綜合含水量經(jīng)測得物料中的綜合含水量為2%，物料流量為15噸/小時(shí)，入磨水量為G＝15000×0.02＝300千克/小時(shí)取一立方米氣體帶走150克水蒸氣，則通風(fēng)量為V＝300÷0.15＝2000立方米/小時(shí)露點(diǎn)溫度為T＝25.2lnk+211＝25.2ln150+211＝337°K則露點(diǎn)溫度為337-273＝64℃經(jīng)測得，球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)混合氣體的出磨溫度為95℃，除塵器入口混合氣體溫度90℃。
實(shí)施例2(球磨水泥熟料)綜合含水量經(jīng)測得物料綜合含水量為5%。
物料流量為15噸/小時(shí)入磨水量為G＝15000×0.05＝750千克/小時(shí)取一立方米氣體帶走150克水蒸氣，則通風(fēng)量為V＝750÷0.15＝5000立方米/小時(shí)露點(diǎn)溫度為T＝25.2lnk+211＝25.2ln150+211＝337°K即337-273＝64℃經(jīng)測得，球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣體的出磨溫度為88℃，除塵器的入口氣溫為84℃，均高于露點(diǎn)溫度。
這是物料不經(jīng)烘干的含中等水分的情況。當(dāng)磨機(jī)起動(dòng)時(shí)要控制入磨流量，從起動(dòng)開始的半小時(shí)以內(nèi)逐漸調(diào)整到額定流量，管路要采取保溫措施。當(dāng)外界氣溫低于10℃時(shí)，磨機(jī)體需采取保溫措施，且點(diǎn)燃磨頭火爐，補(bǔ)充熱量。
實(shí)施例3.(球磨水泥熟料)綜合含水量經(jīng)測得物料中的綜合含水量為8%。
物料流量為15噸/小時(shí)入磨水量為G＝15000×0.08＝1200千克/小時(shí)取一立方米氣體帶走150克水蒸汽，則通風(fēng)量為V＝1200÷0.15＝8000立方米/小時(shí)露點(diǎn)溫度為T＝25.2lnk+211
＝25.2ln150+211＝337°K則露點(diǎn)溫度為337-273＝64℃經(jīng)測得球磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)混合氣體的出磨溫度為82℃，除塵器入口氣溫為80℃均高于露點(diǎn)溫度。這是物料不經(jīng)烘干的含高水分情況。球磨機(jī)起動(dòng)時(shí)既控制了物料流量，管路和球磨機(jī)體也采取了保溫措施，又點(diǎn)燃了磨頭火爐，補(bǔ)充熱量。
上述三個(gè)實(shí)旋中，均為球磨熟料的實(shí)施例，除入磨物料的含水量不同，通風(fēng)量不同，混合氣體的出磨溫度，除塵器入口的氣溫不同外，每一立方米氣體帶走的水蒸汽都是150克，露點(diǎn)溫度都是64℃。
實(shí)施例4(球磨水泥生料)綜合含水量經(jīng)測得物料中的綜合含水量為2%物料流量為20噸/小時(shí)入磨水量為G＝20000×0.02＝400千克/小時(shí)。
取一立方米氣體帶走70克水蒸汽，則通風(fēng)量為V＝400÷0.07＝5714立方米/小時(shí)露點(diǎn)溫度為T＝40.1logk+245＝40.1log70+245＝319°k則露點(diǎn)溫度為319-273＝46℃。
經(jīng)測得混合氣體的出磨溫度為51℃，除塵器入口溫度為50℃，均高于露點(diǎn)溫度46℃。
實(shí)施例5(球磨水泥生料)綜合含水量經(jīng)測得物料中的綜合含水量為3.5%。
物料流量為20噸/小時(shí)入磨水量為G＝20000×0.035＝700千克小時(shí)取一立方米氣體帶走70克水蒸氣，則通風(fēng)量為V＝700÷0.07＝10000立方米/小時(shí)露點(diǎn)溫度為T＝40.1logk+245＝40.1log70+245＝319°k則露點(diǎn)溫度為319-273＝46℃。
經(jīng)則得，混合氣體的出磨溫度為48℃，除塵器入口溫度47℃，均高于露點(diǎn)溫度46℃。物料控制、保溫措施、熱量的補(bǔ)充同實(shí)施例2。
實(shí)施例6(球磨水泥生料)綜合含水量為經(jīng)測得，物料中的綜合含水量為5%。
物料流量為20噸/小時(shí)。
入磨水量為G＝20000×0.05＝1000千克/小時(shí)。
取一立方米氣體帶走70克水蒸汽，則通風(fēng)量為V＝1000÷0.07＝14285米立方/小時(shí)。
露點(diǎn)溫度為T＝40.1logk+245＝40.1log70+245＝319°k則露點(diǎn)溫度為319-273＝46℃經(jīng)測得混合氣體的出磨溫度為47℃，除塵器入口氣溫為46℃，球磨機(jī)的操作溫度大于露點(diǎn)溫度，球磨機(jī)和除塵器均能正常工作。物料控制、保溫措施、熱量補(bǔ)充同實(shí)施例3。
以上是球磨水泥物料的實(shí)施例，球磨其它物料的球磨機(jī)同樣參照此法實(shí)施。
優(yōu)點(diǎn)及效果物料不經(jīng)烘干的球磨方法，其優(yōu)點(diǎn)是入磨物料不需要進(jìn)行烘干或晾曬，物料直接進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行球磨，利用球磨機(jī)內(nèi)部摩擦所產(chǎn)生的熱量，把物料中的水分蒸發(fā)為水蒸汽，充分利用了摩擦所產(chǎn)生的熱能，含有粉塵、水蒸汽的混合氣體經(jīng)除塵后由風(fēng)機(jī)抽出排入大氣中，因物料不經(jīng)烘干，可節(jié)省大量的燃料、電力和人力。例如水泥廠停用一臺(tái)烘干機(jī)，每年可節(jié)約價(jià)值達(dá)數(shù)十萬元。還可取消一個(gè)最大的揚(yáng)塵點(diǎn)，并可省去幾十萬元用于烘干粉塵污染治理的投資。對于新建水泥廠，可節(jié)省幾十萬到幾百萬元的投資。由于不經(jīng)烘干的物料中含有少量水分，在入磨前的生產(chǎn)過程中就不易造成粉塵飛揚(yáng)，減少了對環(huán)境的污染，改善了職工的勞動(dòng)條件。它廣泛的適用于球磨水泥、磷肥及其它的物料。
權(quán)利要求
1.一種物料不經(jīng)烘干的球磨方法，它是將需要球磨的物料經(jīng)配料后直接進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行球磨，物料不需要進(jìn)行烘干，利用球磨機(jī)內(nèi)摩擦所產(chǎn)生的熱量將物料中的水分蒸發(fā)為水蒸汽，采用強(qiáng)制通風(fēng)的措施用風(fēng)機(jī)將混合氣體抽出球磨機(jī)，經(jīng)混合氣管進(jìn)入除塵器除塵后排入大氣中，球磨后的粉狀物料經(jīng)吸塵罩、鎖風(fēng)閥進(jìn)入提升機(jī)，其特征在于需要球磨的物料不經(jīng)烘干，物料中水分的蒸發(fā)是利用球磨機(jī)在球磨物料過程中摩擦所產(chǎn)生的熱量，水泥熟料配料后的綜合水分為2～8%，水泥生料配料后的綜合水分為2～5%，球磨機(jī)筒體和混合氣管包裹了一層保溫材料，球磨機(jī)內(nèi)的水蒸汽采用強(qiáng)制通風(fēng)的措施用風(fēng)機(jī)抽出，含有粉塵的混合氣體經(jīng)過包有保溫材料的混合氣管進(jìn)入除塵器，經(jīng)除塵后排入大氣中，球磨機(jī)設(shè)計(jì)有作為輔助熱源的火爐，球磨機(jī)的操作壓力為負(fù)壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物料不經(jīng)烘干的球磨方法，其特征在于水泥熟料每100～200克入磨綜合水分的通風(fēng)量為一立方米，水泥生料每40～100克入磨綜合水分的通風(fēng)量為一立方米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物料不經(jīng)烘干的球磨方法，其特征在于火爐的煙囪設(shè)計(jì)有熱風(fēng)控制閥。
全文摘要
一種物料不經(jīng)烘干的球磨方法，經(jīng)配料后的物料直接進(jìn)入球磨機(jī)球磨成粉料，利用球磨機(jī)在球磨物料過程中摩擦產(chǎn)生的熱量，將物料中的水分蒸發(fā)為水蒸汽。采用強(qiáng)制通風(fēng)的措施將混合氣體抽出，經(jīng)除塵后排入大氣中。為了減少熱量的損失，球磨機(jī)的筒體和混和氣管進(jìn)行了保溫。球磨機(jī)設(shè)計(jì)有火爐作為球磨機(jī)的輔助熱源。此法節(jié)省了烘干系統(tǒng)的投資，同時(shí)也節(jié)省了燃料和電力。它廣泛的適用于球磨水泥，磷肥、及其它物料。
文檔編號(hào)B02C23/00GK1065221SQ91106370
公開日1992年10月14日 申請日期1991年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月28日
發(fā)明者張延民 申請人:張延民