新型超高細管磨機的制作方法

專利名稱：新型超高細管磨機的制作方法
技術領域：
本實用新型新型超高細管磨機涉及的是采用新方法對普通球磨機內部結構進行改進、使之成為超細或高細磨機的途徑及其新型隔倉板的結構。
所謂超細粉體一般指粉體特征粒徑x≤11μm，高細粉體一般指粉體特征粒徑x≤20μm～≥11μm。當粉體成為超細顆粒時，其性質即發生重大的甚至是本質的變化。其一，它同周圍介質的接觸面大大增加，同介質之間發生的物理、化學作用更迅速、更充分；其二，超微粉的微集料作用，使結構材料形成細觀層次的自緊密體系，改善其微觀孔結構，使之致密、牢固、耐久；其三，由于粉碎機械力化學作用(或稱摩擦化學)，使粉體晶粒微細化，形成活性表面，顆粒發生微塑性變形，造成晶格畸變、缺陷、晶型轉變。利用該作用進行固相反應，直接化學合成和粉體表面改性，已經形成一門新興學科。總之，超細粉體的制作及其性能研究，對國民經濟的發展有著舉足輕重的作用。
目前可以進行超細粉體加工的設備有膠體磨、高速氣流磨、振動磨和管磨機等。膠體磨產量過低；高速氣流磨工藝復雜、能耗高，大型設備全靠進口，價格極其昂貴；振動磨大型化后可靠性差，運轉率低，電耗高。管磨機和上述設備相比而言，有著結構較簡單、價格較低廉、大型化之后仍能保持良好的可靠性、運轉率高等不可替代的優點；但普通管磨機超細粉磨時效率極低自不待言，即使象丹麥F.L.SMIDTH公司開發的小段磨，作為目前管磨機類超細粉磨效率最高的設備，它的內部結構仍有很大的不合理的地方。它整個磨機只有一個倉位，≤12mm的微段到4mm乃至更小的微段都在一個倉里，在粉體由初始粒度加工至超細顆粒的過程中，仍不能做到研磨體尺寸大小與粉體粒度相對精確地匹配，因此，在超細粉磨作業時效率也不太高。
普通管磨機細磨倉研磨體尺寸一般在15～22mm之間，有的高達25×30mm，是適宜小段重量的10～15倍以上。在粉體細磨時常出現“集聚、粘糊”，包裹研磨介質，粘糊襯板和蓖板，阻礙比表面積增長，常使生產難以進行，如欲施行超細粉磨則狀況更趨惡化。為此，F.L.SMIDTH公司在國際上率先開發出微介質，即研磨體尺寸≤15mm小鋼球和≤12mm小鋼鍛替代原有大鍛，并進而開發尾倉料段分離裝置，推出小段磨這一新型磨機，初步解決了細磨階段粉體粒徑和研磨體尺寸匹配問題。我國合肥水泥研究設計院受此啟發，相繼開發出新型高細磨和高產磨，在細磨階段的尾倉，可以采用≤15mm小鋼球和≤12mm小鋼鍛，其新型出料裝置可以防止研磨體堵塞蓖孔或溢出磨尾混入成品之中，在常規粉磨和高細粉磨領域技術上有了很大進步。由于微介質的廣泛應用，我國JC451-92標準，對管磨機微介質作出界定，即其尺寸≤15mm小鋼球和≤12mm小鋼鍛均稱之為微介質。
無論是F.L.SMIDTH的小段磨還是其后79年投產的康必丹磨，合肥水泥研究設計院開發的高細磨、高產磨，它們均只有一個微介質細磨倉(請注意一般細磨倉和微介質細磨倉的區別；一般所說細磨倉，泛指粗磨倉以后的倉位，可以包括小球倉、大鍛倉和微介質倉；我們指的微介質細磨倉專指其研磨體統統是微介質的倉位)。上述幾種磨機的微介質細磨倉，將所有大小微介質皆雜陳于其中，對于進入該倉≤250μm左右粉體在其加工至20～1μm過程中，仍存在研磨體尺寸和粉體嚴重不匹配問題。上述磨機在高細粉磨階段效率還可再提高，超細粉磨階段效率很低的原因即在于此。
本實用新型的目的是針對上述問題和不足提供一種新型超高細管磨機，提出對于微介質細磨倉，也要進行多倉位分割，將≤15mm小鋼球和≤12mm小鋼鍛，按被加工的粉體粒度變化梯度，從大到小分置于不同的倉位之中。這樣，在高細和超細粉磨過程中，在其粒度不斷變小的備階段，仍能保持微介質尺寸較精確地與粉體粒度相匹配，從而保證高細、超細粉磨始終在高效率的狀況下工作。
鑒于微介質尺寸特別小，必須解決如下幾個問題方能有效1)要避免微介質和金屬渣堵塞隔倉板蓖孔，因此必須具有對于微介質的料段分離功能；2)要防止前一倉位微介質流入后一倉位，也要防止后一倉位微介質竄入前一倉位；3)料流和氣流在磨內相對通暢。為滿足上述前提條件，對微介質細磨倉按需要實行有效分割，是通過本實用新型新型隔倉板的特殊結構來實現的。
本實用新型新型超高細管磨機是采取以下方案實現的超高細管磨機結構由磨機筒體、進料端、出料端、襯板、隔倉板、研磨體組成，其特征是對微介質(按JC451-92標準≤15mm鋼球、≤12mm鋼鍛)細磨倉采用新型隔倉板進行再分隔(割)，將該倉分割成二個或二個以上倉位；對該倉進行再分割采用具有能在一定規格微介質環境下，可進行料段分離的新型組合隔倉板。以達到研磨介質大小與被加工的粉體粒度精確匹配，從而提高了管磨機在超細高細粉磨階段的粉磨效率。新型隔倉板可以分為甲-1、甲-2、乙-1、乙-2，丙五種類型組合隔倉板。
方案一單純超細磨。粉體已通過普通管磨機等預粉磨，進入超細磨機粒度≤250μm或更小。該超細磨全部采用微介質，本發明將該磨用新型隔倉板分割成兩個以上倉位(倉位個數要根據磨機大小，磨機長徑比——L/D——和成品粒度期望值等確定)。可根據粉體粒度和研磨體尺寸匹配關系，將15mm、12mm、10mm研磨體配入1#倉位，將8mm、6mm、4mm研磨體配入2#倉位(即尾倉)。如此，可高效率地將≤250μm粉體加工至≤10μm粉體。如磨機L/D＞4或成品粒度期望值更小(如5～1μm)，用本實用新型新型隔倉板將該磨分割為三個倉位，在尾倉配入3mm、2mm微段，可將250μm粉體加工至5～1μm。如果必要，磨機還可以分割成四個倉位。但純粹微介質超細磨機，倉位大于四個，效果可能不會太理想。
方案二對于塊狀物料(粒度≤10mm或≤3mm。現在高破碎比破碎機、擠壓機以及CKP磨等預破碎或預粉磨設備均能將較大塊狀物料加工至等于或遠小于上述粒度)，實現在一個磨內、一次粉磨為超細粉體(特征粒徑x≤11～0μm)或粉磨成高細粉體(特征粒徑x≤20～11μm)。一般在L/D＞4的磨機內實現。可在其1#倉內，配入70mm(60mm)、60mm(50mm)、50mm(40mm)、40mm(30mm)鋼球，其后為微介質細磨倉。在粗、細磨倉之間設置具有選粉功能隔倉板(可按JC451-92標準制作，為現有技術)，使粗粉返回粗磨倉，細粉進入微介質細磨倉。微介質細磨倉可視磨機L/D大小和粉體粒度期望值，用本實用新型新型隔板倉，將其再分割為二個或以上倉位，同時依序用15mm～4mm～2mm系列微介質分別投入各個倉位中，可實現在一個磨機內，將塊狀物料一次高效率地加工成超細粉體。該磨通過調整研磨體級配、倉位和加大給料量，也可高效率地生產高細粉體。如入磨物料≤0.5mm，則一、二倉隔倉板可采用普通雙層隔倉板。
本實用新型新型隔倉板的功能是可對專門裝載≤15mm小鋼球和≤12mm小鋼鍛的微介質細磨倉進行再分割，使之形成二個或以上倉位。該隔倉板將保證向介質細磨倉中之各倉位、前一倉位微介質不流入下倉位，下一倉位微介質不竄至上一倉位；具有對于微介質的料段分離功能，微介質和金屬渣不會堵塞蓖板；粉體和磨內氣體可以順暢流動。
本實用新型具有以下優點1、本實用新型首次提出對于微介質細磨倉進行分隔(割)這一新方法，同時提供了對于微介質細磨倉進行進行分隔(割)的有力工具——新型隔倉板系列。根據不同的情況，選用本實用新型隔倉板系列中相應品種隔倉板，都能滿足具有對于微介質的料段分離功能而使微介質不堵塞蓖孔，前后倉不同規格微介質不相互竄換，物流、氣流流通順暢等必要條件，使微介質細磨倉的分隔(割)成為可能。對于管磨機微介質細磨倉有效分隔(割)，在細磨階段實現了研磨體大小與粉體粒度精確匹配，從而充分挖掘了管(球)磨機在超細和高細粉磨領域的潛能。
2、管磨機具有設備可靠、運轉率高、工藝和機械結構相對簡單、價格相對低廉，大型和超大型化后上述特點仍然保持等優點，同時該設備在粉磨設備中普及程度遠遠大于其他任何一種。采用本實用新型，在管磨機上可以很方便地實現大產量、高效率、低能耗生產超細、高細粉體。對非金屬礦、化工、建材、電力、冶金等行業開發新品或變廢為寶以及提高產品附加值有十分重要作用，經濟效益巨大。采用本實用新型既可制造超高細磨機，也可以對原有磨機進行改造。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖1是新型超高細管磨機甲-1型隔倉板結構示意圖。
圖2是新型超高細管磨機甲-1型隔倉板A-A、B-B剖視圖。
圖3是新型超高細管磨機甲-1型隔倉板內部部件剖視圖。
圖4是新型超高細管磨機甲-2型隔倉板結構示意圖。
圖5是新型超高細管磨機甲-2型隔倉板A-A、B-B剖視圖。
圖6是新型超高細管磨機甲-2型隔倉板C-C剖視圖。
圖7是新型超高細管磨機乙-1型隔倉板結構示意圖。
圖8是新型超高細管磨機乙-2型隔倉板結構示意圖。
圖9是新型超高細管磨機乙-1型與乙-2型隔倉板同類部件內部結構示意圖。
圖10是新型超高細管磨機丙型隔倉板結構示意圖。
圖11是新型超高細管磨機丙型隔倉板內部結構示意圖。
圖12是新型超高細管磨機丙型隔倉板A-A剖視圖。
圖13是本實用新型組合式隔倉板組合成典型單純超細管磨機實施例1。
圖14是本實用新型組合式隔倉板組合成典型單純超細管磨機實施例2。
圖15是本實用新型組合式隔倉板組合成典型單純超細管磨機實施例3。
圖16是本實用新型組合式隔倉板與其他類型隔倉板組合成超(高)細管磨機實施例4。
參照附圖新型超高細管磨機結構由磨機筒體、進料端出料端、襯板、隔倉板、研磨體組成，其特征是對微介質(按JC451-92標準≤15mm鋼球、≤12mm鋼鍛)細磨倉采用新型組合隔倉板進行再分隔(割)，使之形成二個或二個以上倉位，以達到研磨介質大小與被加工的粉體粒度精確匹配，從而提高了管磨機在超細高細粉磨階段的粉磨效率。新型組合隔倉板由甲-1、甲-2、乙-1、乙-2，丙五種類型組合式隔倉板。
參照附
圖1、2、3隔倉板甲-1隔倉板由如下部件組成實體擋料圈1-1由耐磨金屬制成，扇形；大弧端有固定座，其上有螺孔，可固定在磨機筒體上；沿筒體內壁徑向組合安裝，在磨機中心形成適宜尺寸的孔洞，粉體可從擋料圈小弧端溢流而過，中部孔洞通風，而微段被阻擋在原倉內。實體擋料圈面向前倉。回料管2直徑不小于70mm金屬管，沿擋料圈背部布置，下端靠近筒體內壁，上端伸入一個擋料圈小弧端下部小孔。在磨機回轉時可使少量溢過擋料圈的微介質被杓進金屬管，并送回原倉位。篩板3為金屬薄板，板上開篩縫若干，篩縫為5～2mm。篩板主要是阻止微介質進入下一倉位并通風、通料。揚料板4由金屬材料制成，將流過篩板的物料杓起，通向錐形體使之流入下一倉位。實體蓖板5為耐磨金屬割成，扇形，無蓖孔，組合成類似實體擋料圈，在磨機中心形成適宜尺寸孔洞，上一倉位粉體可通過揚料板4，錐形體8越過此孔洞進入下一倉位，并阻止下一倉位微介質竄回上一倉位，支撐板6為金屬材料制成，固定支撐實體蓖板。固定塊7將支撐板6、前板9、后板10等固定在磨機筒體上，由金屬材料制作。錐形體8將粉體導向下一倉位，由金屬材料制作(同普通雙層隔倉板)。前板9和后板10均為金屬板，用以固定篩板3。新型隔倉板組合順序(從前倉至后倉)，依次是實體擋料圈1-1——回料管2——篩板3——揚料板4——實體蓖板5。由于實體擋料圈、篩板、實體蓖板之間具有較大的空間，對通風十分有利，排礦面積也遠大于普通隔倉板，因而磨內氣流、料流均較通暢。
參照附圖4、5、6甲-2型隔倉板由如下部件組成動態防堵擋料圈1-2其大部特征與實體擋料圈1-1同，所不同的是在擋料圈上開有若干個小蓖孔(放射形布置較佳，蓖孔寬3～6mm)，在其大弧端鑄出數塊其旋向與磨機轉向相同的防堵階梯，在磨機運轉時具有一定防止磨損的微介質堵塞蓖孔的功能。該防堵階梯與擋料圈平面夾角為45°左右，甲-2型隔倉板回料管2、篩板3、揚料板4、實體蓖板5、支撐板6、固定塊7、錐形體8、前板9、后板10部件與甲-1型隔倉板相同。甲-2型隔倉板一般安裝在分割為多倉位的微介質倉的前部，在倉位多的情況下有改善磨內通風的優點。
參照附圖7、8、9乙-1型隔倉板由如下部件組成實體擋料圈1-1與甲-1型相同。回料管2與甲-1、2型相同。小蓖孔蓖板13-1，鑄件，蓖孔布置為放射形較佳，蓖孔寬3～6mm。揚料板12，錐形體8，與甲-1、2大同小異。實體蓖板(盲板)11。
參照附圖7、8、9乙-2型隔倉板由如下部件組成動態防堵擋料圈1-2，同甲-2。其他部件回料管2、錐形體8、實體蓖板11、揚料板12、小蓖孔蓖板13-1同乙-1型隔倉板。
參照附
圖10、11、12丙型隔倉板由如下部件組成動態防堵蓖板13-2，鑄件，其大弧端鑄出數個其旋向與磨機轉向相同的階梯，該防堵階梯與擋料圈平面夾角為45°左右；蓖孔布置為放射形較佳，蓖孔寬度3～6mm。還具有揚料板12。錐形體8。實體蓖板11。
參照附
圖13、14、15，J-1和J-2均為磨尾出料裝置，該裝置按JC451-92標準制作。這種出料裝置具有良好的料段分離性能，屬借用現有技術。
戊擋料圈，屬常用部件，用以降低粉體流速，提高研磨效率。
由甲-1、甲-2、乙-1、乙-2、丙五種類型本發明組合式隔倉板，方案一如
圖13、14、15組合成三種較典型的單純超細磨。
其中甲-1、甲-2建議用于直徑≥2.6m磨機，并且其終產品比表面積可≥6000cm2/g，甚至可達10000cm2/g。
其中乙-1、乙-2建議用于直徑≥2.2m、≤2.6m磨機，并且其終產品比表面積可≥6000cm2/g。
其中丙型建議用于中、小型磨機，并且其終產品比表面積在4000～4500cm2/g。
甲、乙、丙型微段倉隔倉板都能對微段倉施行再分割，但由于其結構有所不同，分割微段大小亦有所區別。甲型隔倉板，其中甲-1型其前倉中有≤4mm微段可有效進行料段分離；其中甲-2型其前倉有≤6mm、≥4mm微段亦具有上述功能。乙型隔倉板，其中乙-1型其前倉中有≤6mm、≥4mm微段可有效進行料段分離；其中乙-2型其前倉有≥6mm微段具有上述功能。丙型隔倉板，其前倉有≥8mm微段，可有效進行料段分離。
使用者可根據入磨物料的初始粒度，易磨性系數(或邦德功指數)以及對終產品粒度(x＝μm或cm2/g)的要求以決定采用何種形式隔倉板和搭配方式。對上述五種形式隔倉板的搭配不一定采用
圖13～15三種模式，可根據需要靈活搭配。
按方案二所述，在初始物料為塊粒狀時，如
圖16粗磨倉(1#倉)和第一個微介質倉間配用具有選粉功能隔倉板(已型隔倉板)；微段倉配用本實用新型隔倉板甲-1進行分隔，可以根據需要選用本實用新型五種型號隔倉板其中任一種，也可以根據需要再行分割，如分隔成4個倉位。
已型隔倉板可按JC451-92進行制作。
按方案二所述，在初始物料≤0.5mm時，1#倉和2#倉間配用普通雙層隔倉板，其余類同。
除此，甲-1、甲-2、乙-1、乙-2、丙型隔倉板可根據實際需要，在一個管磨機內任意搭配，并且上述本實用新型五種型號隔倉板，各自與本實用新型之外的任何隔倉板，在一個管磨機內進行搭配。
權利要求1.一種新型超高細管磨機，具有磨機筒體、進料端、出料端、襯板、隔倉板、研磨體，其特征是采用新型隔倉板對微介質細磨倉，進行再分隔割成二個或二個以上倉位。
2.根據權利要求1所述的新型超高細管磨機，其特征是新型組合隔倉板由甲-1、甲-2、乙-1、乙-2、丙五種類型組合式隔倉板。
3.根據權利要求1或2所述的新型超高細管磨機，其特征是甲-1型隔倉板由實體擋料圈(1-1)、回料管(2)、篩板(3)、揚料板(4)、實體蓖板(5)、支撐板(6)、固定塊(7)、錐形體(8)、前板(9)、后板(10)構成，實體擋料圈(1-1)，大弧端有固定座，固定在磨機筒體上，沿筒體內徑向組合安裝，沿筒體內壁徑向組合安裝，回料管(2)沿擋料圈背部布置，下端靠近筒體內壁，上端伸入一個擋料圈小弧端下部小孔，篩板(3)上開篩縫若干，揚料板(4)將流過篩板的物料構起通向錐形體，實體蓖板(5)無蓖孔組合成類似實體擋料圈，在磨機中心形成孔洞，支撐板(6)固定支撐實體蓖板，固定塊(7)將支撐板(6)、前板(9)、后板(10)固定在磨機筒體上，前板和后板用以固定篩板。
4.根據權利要求1或2所述的新型超高細管磨機，其特征是甲-2隔倉板具有動態防堵擋料圈(1-2)，動態防堵擋料圈(1-2)上開有小蓖孔，放射形布置，蓖孔寬3～6mm左右；并且在其大弧端鑄出其旋向與磨機轉向相同的防堵階梯，該防堵階梯與擋料圈平面夾角為45°。
5.根據權利要求1或2所述的新型超高細管磨機，其特征是丙型隔倉板具有動態防堵蓖板(13-2)，動態防堵蓖板(13-2)蓖孔布置以放射形布置，蓖孔寬度3～6mm；其大弧端鑄出數個其旋向與磨機轉向相同的階梯，該階梯與蓖板平面夾角為45°。
專利摘要本實用新型新型超高細管磨機涉及的是采用新方法對普通球磨機內部結構進行改進、使之成為超細或高細磨機的途徑及其新型隔倉板的結構。結構具有磨機筒體、進料端、出料端、襯板、隔倉板、研磨體組成，其特征是對微介質細磨倉進行再分隔、割，將該倉分割成二個或二個以上倉位；對該倉進行再分割采用具有能在一定規格微介質環境下，可進行料段分離的新型組合隔倉板。新型組合隔倉板可以組合式甲－1、甲－2、乙－1、乙－2，丙五種類型組合式隔倉板。
文檔編號B02C17/00GK2354666SQ98226958
公開日1999年12月22日 申請日期1998年6月3日 優先權日1998年6月3日
發明者劉容謨, 陳如鳳 申請人:劉容謨, 陳如鳳