用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统的制作方法

1.本发明涉及球磨技术领域，特别是涉及一种用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统。


背景技术：

2.球磨机是由筒体以及研磨体组成，当球磨机筒体转动时候，研磨体由于惯性、离心力、摩擦力的作用，使研磨体附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定高度的时候，由于其本身的重力作用而被抛落，抛落的研磨体在重力和冲击力的作用下，将物料粉碎，实现物料粉磨。由于球磨机结构简单，设备可靠性好，被广泛用于建材、选矿、冶金、电力、医药、食品及化工等行业。球磨机按照粉磨环境的不同，可分为干式和湿式；按照传动方式的不同，可分为中心传动式和边缘传动式。
3.虽然球磨机结构简单，但是球磨机粉磨原理是单颗粒冲击破碎，粉磨效率低，物料粉碎时大量的能量转化为钢球和物料提升的势能、钢球之间冲击的动能以及粉磨发热。有研究数据显示，球磨机能源利用率不足5％。由于球磨机中粗细物料混杂，达到产品要求的细粉料在磨内易团聚，团聚的物料粘结在衬板上形成垫层，有研究表明当衬板垫层为0.2mm时，钢球的冲击力下降80％。外在体现就是球磨机产生糊球、饱磨等问题，导致球磨机不能正常生产，或球磨机生产时生产能耗非常高。周文良(《水泥技术》2014年第6期)介绍了采用φ2.6
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13m的球磨机粉磨超细水泥灌浆料技术，当其完全用p
·
o52.5水泥生产超细水泥时，磨机糊球严重；当全部用熟料和石膏来粉磨超细水泥产量又太低，电耗过高。其最终采用的方案是：采用70％p
·
o52.5，再加熟料和石膏30％，能够保证磨机连续正常生产；粉磨后再外掺8％的硅灰(比表面积2000m2/kg)，一起入选粉机，实现产品比表面积≥800m2/kg，磨机运行6.8t/h，工序电耗高达155kw/t。
4.因此，为了提高球磨机系统的产量、降低粉磨能耗，逐步出现了选粉机技术。其方法是：将球磨机粉磨后的物料通过提升机送入选粉机，使得合格的物料在选粉机内被及时选出，不合格的物料回到球磨机继续研磨。选粉机技术的出现和成熟，使得球磨机粉磨系统电耗大幅下降，但是受工艺布置限制，物料需被提升至选粉机的顶部，导致设备增多、土建费用增加、投资成本高。
5.中国专利公开号cn201197950公开了一种内选粉筛分复合式水泥磨，其含有筒体、内筛选装置，内筛选装置包括篦板、粗粉导料锥、管形筛、细粉导料锥、环形管。管形筛一端设置在环形管周面上并与该管相通，管形筛的另一端设置在筒体内壁上、环形管在该端设有粗粉导料锥和细粉导料锥，还包括筛板、通风篦板、挡料斜板。通风篦板设置在环形管的另一端，筛板设置在管形筛与通风篦板之间，且管形筛的一侧面设置在筛板上，挡料斜板设置在管形筛的筛面外端边缘上。其本质是在对隔仓板的功能进行补充，在原有的隔仓板前设置了一道篦板，但并没有实质性的内选和筛分功能。
6.中国专利公开号cn101920219a公开了一种干法球磨机磨内选粉装置，其是在干法球磨机内腔中，安装一根不锈钢选粉管接选粉联接管一与磨尾分离仓的选粉联接管二并
联、成品输送管、捕集器(旋风、布袋式除尘器组)、风机、不锈钢回料管、球磨机顺序气、料闭路连结。利用风机的抽力，选粉管在负压状态下将磨内和磨尾经粉磨随时形成的成品物料及时选取。其核心是在球磨机粉磨仓安装一个钢管，成品在负压的作用下通过钢管被选出。不锈钢选粉管安装在粉磨仓，钢球的抛落极易使得钢管变形，不具有可实施性；另外，粉体从钢管由于负压被抽出，不具有选粉的功能。
7.此外，目前的超细物料球磨系统，在生产时存在严重的过粉磨和糊球问题，导致生产能耗极高，能源利用率低；采用常规解决方案添加分散剂，可以使得球磨机内糊球问题得到一定程度的缓解，但是由于分散剂多为有机物，影响超细物料与其他有机类产品的相容性，导致产品使用范围非常有限。


技术实现要素：

8.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统，该球磨系统可将球磨过程中产生的合格细粉及时排出，减少球磨机中细粉团聚或过粉磨现象，提高系统用风效率，降低系统用风能耗，降低车间高度，降低粉磨系统投资成本，降低球磨机粉磨能耗，提高粉磨效率，增加能源利用率，推动节能减排。
9.本发明是这样实现的，一种用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统，包括自分选式球磨机、收尘器和风机，所述自分选式球磨机出料口与收尘器入口连接，所述收尘器出风口与风机连接；
10.自分选式球磨机包括筒体、进料口、出料口，所述筒体自进料口侧至出料口侧向上倾斜，倾斜角度为2～5
°
；所述筒体内由进料口至出料口依次设置研磨仓、选粉仓，所述研磨仓和选粉仓之间设置有主隔仓板；所述选粉仓内设置有静态选粉机和/或动态选粉机。
11.优选的，该球磨系统还包括辊磨设备、组合式选粉机和旋风筒，所述辊磨设备出料口通过提升机与组合式选粉机的进料口连接，所述组合式选粉机的底部出料口与辊磨设备进料口连接，所述组合式选粉机的上出料口与旋风筒入口连接，所述旋风筒底部出料口与自分选式球磨机进料口连接。
12.优选的，所述选粉仓的筒体内壁上设置有斜衬板，所述斜衬板与筒体轴线夹角为3～15
°
。
13.优选的，所述动态选粉机由转子、反击锥、传动轴、选粉机驱动组成，所述转子的叶片与选粉仓内的斜衬板平行，反击锥固定在转子靠近入料侧一端，反击锥直径与转子外径相同；所述转子通过传动轴连接选粉机驱动。
14.优选的，当所述选粉仓内仅设置动态选粉机时，所述主隔仓板上设置有位于中心区域的通风孔和位于四周的篦缝，所述通风孔中心与磨机筒体同轴，通风孔直径为磨机筒体直径的0.2～0.4倍，通风孔为网状结构，网孔有效尺寸为10～15mm；靠近通风孔四周的篦缝为锥形篦缝，篦缝直径由研磨仓侧向选粉仓侧逐渐变大，靠近研磨仓侧的篦缝直径为4～10mm，靠近选粉仓侧的篦缝直径为6～12mm；靠近主隔仓板边缘区域的篦缝为长条形篦缝，尺寸为长25mm*宽4mm；所述主隔仓板的厚度为20～60mm。
15.优选的，当所述选粉仓内设置静态选粉机和动态选粉机时，所述静态选粉机的静态叶片呈锥形布置，所述静态选粉机位于主隔仓板和动态选粉机之间。
16.优选的，所述静态选粉机包括静态叶片，所述静态叶片呈锥形布置或呈与筒体轴
线平行布置；
17.所述静态叶片呈锥形布置时，静态叶片与筒体轴线夹角为45～65
°
，其圆锥截面直径从研磨仓侧向选粉仓侧逐步增大，静态叶片靠近研磨仓的一端固定在主隔仓板上，另一端固定在筒体上；此时主隔仓板与锥形静态叶片相交的内部区域为盲板，外部区域设置有篦缝；每个静态叶片宽度50～300mm，相邻两静态叶片之间间隙50～400mm；
18.所述静态叶片呈与筒体轴线平行布置时，静态叶片靠近研磨仓的一端固定在主隔仓板上，另一端固定在筒体上；此时所述主隔仓板与静态叶片相交的内部区域为盲板，外部区域设置有篦缝；每个静态叶片宽度50～300mm，相邻两静态叶片之间间隙100～400mm。
19.优选的，所述研磨仓的筒体内壁上设置研磨衬板，所述研磨仓内设置有若干个活化环。
20.优选的，所述进料口与筒体轴线夹角大于45
°
，采用外部固定结构，不随筒体转动。
21.优选的，所述进料口的出料端处设置有防冲料器，所述防冲料器由锥形可伸缩钢片、轻质弹簧和扬料板组成，所述锥形可伸缩钢片位于扬料板的内侧，所述锥形可伸缩钢片的大径端固定在扬料板上，小径端通过多个轻质弹簧与扬料板相接；所述锥形可伸缩钢片由多个挡片依次叠放围成，每个挡片对应一个轻质弹簧；所述扬料板的长度大于锥形可伸缩钢片的长度。
22.本发明具有以下优点和有益效果：
23.1)本发明的球磨系统，更适于对超细粉进行研磨，能将粉磨过程中产生的合格细粉及时排出，减少球磨机内物料过粉磨，节约粉磨电耗，利于生产企业节能减排。
24.2)本发明的球磨系统，可缩短成品质量调节时间，实时调节球磨机内物料量、成品量，高效控制成品率，提高生产效率，降低生产成本。
25.3)本发明的自分选式球磨机，将物料的研磨、分选在球磨机内完成，无需外置选粉机，可有效降低厂房高度和占地面积、减少提升机及输送斜槽等附属设备，节约投资成本、降低设备故障率、减少生产维护成本。
26.4)本发明的自分选式球磨机，将研磨、分选集成一体，减少工艺流程，提高系统用风效率，相比传统圈流系统用风量减少50～70％，降低系统用风能耗。
27.5)本发明的自分选式球磨机，选粉机与球磨机在同一水平面，传统圈流系统选粉机的高度是球磨机高度的2～3倍，因此，相比传统圈流(球磨机+选粉机)系统，采用本发明自分选式球磨机，物料被提升的高度降低，需要克服的势能减少，节约系统生产能耗。
28.6)本发明的自分选式球磨机，取消了提升机、输送溜管及输送斜槽等附属设备，减少了系统中跑冒滴漏的污染点、减少了粉尘无序排放量，利于清洁生产、环境保护。
附图说明
29.图1是本发明实施例一提供的用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统的流程图；
30.图2是本发明实施例二提供的用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统的流程图；
31.图3是本发明实施例三提供的自分选式球磨机的结构示意图；
32.图4是本发明实施例三提供的主隔仓板的主视图；
33.图5是本发明实施例三提供的主隔仓板的剖视图；
34.图6是本发明实施例三提供的防冲料器的结构示意图；
35.图7是本发明实施例三提供的活化环的结构示意图；
36.图8是本发明实施例四提供的自分选式球磨机的结构示意图；
37.图9是本发明实施例四提供的主隔仓板的主视图；
38.图10是本发明实施例四提供的主隔仓板的剖视图；
39.图11是本发明实施例五提供的自分选式球磨机的结构示意图；
40.图12是本发明实施例五提供的主隔仓板的主视图；
41.图13是本发明实施例五提供的主隔仓板的剖视图。
42.图中：1、第一提升机；2、缓冲仓；3、辊磨设备；4、第二提升机；5、组合式选粉机；6、旋风筒；7、自分选式球磨机；8、收尘器；9、风机；11、原料仓；12、皮带秤；
43.10、筒体；101、进料口；102、出料口；103、集尘口；
44.20、研磨仓；201、研磨衬板；202、活化环；
45.30、选粉仓；301、斜衬板；310、动态选粉机；311、转子；312、反击锥；313、传动轴；314、选粉机驱动；320、静态选粉机；321、静态叶片；
46.40、主隔仓板；401、通风孔；402、篦缝；
47.50、防冲料器；501、锥形可伸缩钢片；5011、挡片；502、轻质弹簧；503、扬料板。
具体实施方式
48.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，并配合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
51.实施例1
52.请参阅图1，本实施例提供一种用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统，包括原料仓11、皮带秤12、自分选式球磨机7、收尘器8和风机9。其中，原料仓11通过皮带秤12与自分选式球磨机7的进料口101连接，自分选式球磨机7出料口102与收尘器8入口连接，收尘器8出风口与风机9连接。
53.原料仓11中的物料经过皮带秤12计量后，输送至自分选式球磨机7，物料在研磨仓20研磨，然后进入选粉仓30分选，分选后的成品进入收尘器8，分选后的粗粉返回研磨仓20进入下一次循环；收尘器8将成品收集，被输送到成品仓进行存储，出收尘器8的废气通过风机9排入烟囱，最后排入大气中。
54.此系统适用于入磨原料水分＜2％、出磨成品粒度＜80μm的物料，可用于建材领域
的生料、水泥、煤粉等物料加工，非金属矿领域的超细物料粉磨，比如重质碳酸钙、滑石粉等的生产。
55.实施例2
56.请参阅图2，本实施例提供一种用于超细物料粉磨的自分选式球磨系统，包括辊磨设备3(辊压机或外循环立磨)、组合式选粉机5、旋风筒6、自分选式球磨机7、收尘器8和风机9。其中，辊磨设备3(辊压机或外循环立磨)的出料口通过第二提升机4与组合式选粉机5的进料口连接，组合式选粉机5的底部出料口依次通过第一提升机1、缓冲仓2与辊磨设备3进料口连接，组合式选粉机5的上出料口与旋风筒6入口连接，旋风筒6底部出料口与自分选式球磨机7进料口101连接，自分选式球磨机7出料口102与收尘器8入口连接，收尘器8出风口与风机9连接。
57.原料通过第一提升机1进入缓冲仓2，再进入辊磨设备3，经过辊磨设备3破碎后，通过第二提升机4进入组合式选粉机5，经过组合式选粉机5分选后的细物料进入旋风筒6，粗物料则返回辊磨设备3再次进行破碎，经旋风筒6将细物料收集后输送至自分选式球磨机7，经过进一步研磨、分选，分选后的成品进入收尘器8，分选后的粗粉返回研磨仓20进入下一次循环；收尘器8将成品收集，被输送到成品仓进行存储，出收尘器8的废气通过风机9排入烟囱，最后排入大气中。
58.此系统的入球磨机原料优选适用于粒径小于0.5mm的物料，球磨机在二次研磨过程中可以对预粉磨产品颗粒进行超细加工或颗粒整形，例如超细钢渣微粉的加工。
59.实施例3
60.对于实施例1和实施例2两个系统的自分选式球磨机，请参阅图3～7，自分选式球磨机包括筒体10、进料口101、出料口102，所述筒体10自进料口101侧至出料口102侧向上倾斜，倾斜角度为2～5
°
；筒体10通过磨机驱动驱动其转动(磨机驱动图中未示出，具体可通过齿轮传动或其他方式驱动筒体10转动)，所述筒体10内由进料口101至出料口102依次设置研磨仓20、选粉仓30。
61.所述研磨仓20的筒体10内壁上设置研磨衬板201，研磨衬板201与筒体10轴线平行；所述研磨仓20内设置有若干个活化环202，可增加物料滞留时间，延长物料研磨时间，活化环202的具体结构可根据需要选择，本实施例仅示意了其中一种。所述研磨仓20为1个仓或多个仓，当采用多个仓时，各仓之间设置分隔仓板。
62.选粉仓30的筒体10内壁上设置有斜衬板301，斜衬板301的内径由选粉仓30进料端向选粉仓30出料端逐渐减小，所述斜衬板301与筒体10轴线夹角为3～15
°
。所述选粉仓30内设置有动态选粉机310，所述动态选粉机310由转子311、反击锥312、传动轴313、选粉机驱动314组成，所述转子311的叶片与斜衬板301平行，反击锥312固定在转子311靠近入料侧一端，反击锥312直径与转子311外径相同，反击锥312一是用于对物料进入动态选粉机310的速度进行控制，减少物料对动态选粉机310叶片的冲击；二是如果底部采用盲板结构，物料和气体90度冲击在动态选粉机310上，气体进入动态选粉机310叶片时没有导流作用，通用风阻力大。所述转子311通过传动轴313连接选粉仓30外的选粉机驱动314，具体的，选粉机驱动314包括减速机和电机，传动轴313通过减速机连接电机。
63.所述研磨仓20和选粉仓30之间设置有主隔仓板40，所述主隔仓板40的厚度为20～60mm。所述主隔仓板40上设置有位于中心区域的通风孔401和位于四周的篦缝402，所述通
风孔401中心与磨机筒体10同轴，通风孔401直径为磨机筒体10直径的0.2～0.4倍，通风孔401为网状结构，网孔有效尺寸为10～15mm；靠近通风孔401四周的篦缝402为锥形篦缝，篦缝402直径由研磨仓20侧向选粉仓30侧逐渐变大，靠近研磨仓20侧的篦缝402直径为4～10mm，靠近选粉仓30侧的篦缝402直径为6～12mm；靠近主隔仓板40边缘区域的篦缝402为长条形，尺寸为长25mm*宽4mm。
64.所述进料口101与筒体10轴线夹角大于45
°
，采用外部固定结构，不随筒体10转动。
65.所述进料口101的出料端处设置有防冲料器50，所述防冲料器50安装于球磨机的筒体10上，由锥形可伸缩钢片501、轻质弹簧502和扬料板503组成，所述锥形可伸缩钢片501位于扬料板503的内侧，所述锥形可伸缩钢片501的大径端固定在扬料板503上，小径端通过多个轻质弹簧502与扬料板503相接；所述锥形可伸缩钢片501由多个挡片5011依次叠放围成，每个挡片5011对应一个轻质弹簧502；所述锥形可伸缩钢片501和扬料板503的横截面均为圆形。所述扬料板503的长度为锥形可伸缩钢片501水平长度的1.2～1.5倍。当物料量大时，轻质弹簧502被压缩，锥形可伸缩钢片501的各个挡片5011会展开使小径端直径增加，防冲料器50过料面积增大，保证物料顺利通过，减少冲击荷载不均匀的问题，实现物料在球磨机均匀分布，提升球磨机研磨效率；当物料量小时，轻质弹簧502恢复原位，防冲料器50过料面积减小，保证筒体10内物料不会向进料口101返料。
66.物料从进料口101穿过防冲料器50进入研磨仓20，从研磨仓20进入选粉仓30，物料在选粉仓30内外完成分选；分选后的成品通过动态选粉机310由出料口102排出，进入下一道工序，分选后的非成品在重力和离心力的作用下重新回到研磨仓20进行再次研磨，进入下一次循环。自分选式球磨机可以减少球磨机的过粉磨，减少细粉团聚或糊球，提高研磨效率，降低粉磨电耗，降低厂房高度，节约投资成本，利于节能环保。
67.实施例4
68.请参阅图8～10，与实施例3不同的是，本实施例的所述选粉仓30内还设置有静态选粉机320，所述静态选粉机320位于主隔仓板40和动态选粉机310之间。
69.所述静态选粉机320包括静态叶片321，所述静态叶片321呈锥形布置，静态叶片321与筒体10轴线夹角为45～65
°
，其圆锥截面直径从研磨仓20侧向选粉仓30侧逐步增大，静态叶片321靠近研磨仓20的一端固定在主隔仓板40上，另一端固定在筒体10上，具体的，另一端固定在选粉仓30内的斜衬板301上，相接处均采用焊接方式连接。静态叶片321在轴线方向长度占选粉仓30长度的比为15～25％，每个静态叶片321宽度50～300mm，相邻两静态叶片321之间间隙50～400mm。
70.此时，主隔仓板40与锥形静态叶片321相交的内部区域为盲板，不设置通风孔401，外部区域设置有篦缝，篦缝的结构与实施例1中主隔仓板40上的篦缝402结构相同。
71.物料从研磨仓20，进入选粉仓30后，先在锥形静态叶片321进行一次选粉，然后通过静态叶片321的细粉再通过动态选粉机310进行二次分选，二次分选后的产品即为成品，没有通过转子311的半粗粉则再次回到研磨仓20，进入下一次循环。
72.实施例5
73.请参阅图11～13，与实施例3不同的是，本实施例的所述选粉仓30内不设置动态选粉机310，仅设置静态选粉机320。选粉仓30长度占整个球磨机筒体10长度的比为15～40％。
74.所述静态选粉机320的静态叶片321呈与筒体10轴线平行布置，静态叶片321靠近
研磨仓20的一端固定在主隔仓板40上，另一端固定在筒体10上，相接处均采用焊接方式连接，静态叶片321占据整个选粉仓30。每个静态叶片321宽度50～300mm，相邻两静态叶片321之间间隙100～400mm。静态叶片321随筒体10一起转动，起到物料粗筛分的功能。
75.此时，所述主隔仓板40与静态叶片321相交的内部区域为盲板，外部区域设置有篦缝，篦缝为长条形篦缝。
76.本实施例由于仅设置静态选粉机320，故可将整个球磨机设置成对称结构，使物料从球磨机两端进料、从中间卸料。
77.此外，本实施例中静态选粉机320的静态叶片321也可设置呈锥形布置。
78.物料分别从两端进料口101穿过防冲料器50进入对应研磨仓20，研磨后的物料随气流进入选粉仓30；选粉仓30内静态叶片321水平布置，经过分选后的细物料随气流进入成品，从出料口102排出，粗物料则返回研磨仓20，进入下一个循环，直至成为成品。本实施例在出料口102上方还设置了集尘口103，便于收集灰尘。
79.本实施例的自分选式球磨机适用于入磨原料水分＜2％、出磨成品粒度＞80μm的物料，可用于建材领域的机制砂等物料加工，也可用于选矿领域的中细矿石的生产。
80.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。