選粉機(jī)的發(fā)展與高效選粉機(jī)的誕生(一)

　　選粉機(jī)是隨干法圈流粉磨技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的。 

　　建筑技術(shù)的發(fā)展對水泥品種和質(zhì)量提出了更高的要求。20年代中期，美國就開始生產(chǎn)超細(xì)的早強(qiáng)水泥和普通水泥。30年代初，普通水泥粉磨到95%左右通過200目(74μm)已很普遍。為了滿足細(xì)度要求而不降低已有的生產(chǎn)能力，美國首先采用空氣選粉機(jī)與磨機(jī)組成的圈流粉磨系統(tǒng)。這種選粉機(jī)是由英國芒福得(Mumford)和穆迪(Moodie)于1885年首先研制成功的，在德國獲得了專利權(quán)，至今已有105年的歷史。它一出現(xiàn)就嶄露鋒芒，在粉磨細(xì)度細(xì)的物料時(shí)，效率提高、節(jié)能顯著、細(xì)度調(diào)節(jié)容易、粒度均勻，使水泥質(zhì)量改善。但是，由于當(dāng)時(shí)要求的水泥顆粒較粗，開流粉磨基本能夠滿足要求；另外，當(dāng)時(shí)工業(yè)不像今天這樣發(fā)達(dá)，能源不及現(xiàn)今緊張，對節(jié)能沒有現(xiàn)在這樣嚴(yán)格，圈流粉磨系統(tǒng)復(fù)雜，操作相對復(fù)雜，再加上一次投資也大些，所以并沒有引起足夠的重視。對此，歐洲有過長時(shí)期的爭論，直到50年代末，歐洲和原蘇聯(lián)的新建水泥廠多數(shù)還仍然采用開流粉磨。 

　　我國50年代的半開放時(shí)期，從東歐引進(jìn)的水泥成套設(shè)備也都是開流粉磨，如耀縣、永登、大同、江油、光化、柳州(老線)，巢湖水泥廠等等。對水泥粒度組成與質(zhì)量的關(guān)系方面，當(dāng)時(shí)認(rèn)為水泥的粒度分布較寬為好，既應(yīng)有>90μm的粗顆粒，也應(yīng)有<5μm的細(xì)顆粒，這樣便于與混凝土中作為細(xì)集料的砂子粒度相銜接。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，反而錯(cuò)誤地認(rèn)為圈流粉磨產(chǎn)品的粒度分布過窄，不符合上述要求。因此，圈流粉磨在歐洲長時(shí)期沒有得到推廣，盡管德國首先采用了這種粉磨系統(tǒng)。 

　　在50年代，對這兩種粉磨系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究工作，結(jié)果表明，當(dāng)粉磨細(xì)度在3300cm2/g比表面積以下時(shí)，兩種系統(tǒng)的粉磨節(jié)能效果差別不大，可是細(xì)度超過此值時(shí)，開流系統(tǒng)的粉磨效率卻顯著下降。 

　　水泥顆粒的大小、組成和形狀對水泥性能具有明顯的影響。水泥的不同顆粒級配與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系。粒級配及時(shí)間的關(guān)系對水泥的要求不僅是硬化強(qiáng)度高，而且施工性能要好，即容積變化小，表面龜裂少。細(xì)度越細(xì)，比表面積越大，則水化反應(yīng)越快。例如8μm的顆粒完全水化需要一年時(shí)間，而20μm的顆粒完全水化則需10年。通過大量的試驗(yàn)研究表明，在水泥顆粒級配中，3～30μm的顆粒對水泥強(qiáng)度影響較大，因而在各種水泥中必須占有一定的比例:一般水泥為40%～50%；高級水泥為55%～65%；特高級水泥為70%以上。 

　　第二次世界大戰(zhàn)以后，對水泥提出了更高的要求，即細(xì)度細(xì)，強(qiáng)度高。所以，圈流粉磨才得以迅速發(fā)展。近30年來新建的水泥廠，絕大多數(shù)都采用圈流粉磨系統(tǒng)。加設(shè)普通選粉機(jī)的圈流粉磨系統(tǒng)，產(chǎn)量能提高10%～15%，單位電耗下降約10%。尤其是系統(tǒng)大型化以后，帶來的經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。 圈流粉磨的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了選粉機(jī)的發(fā)展。從選粉機(jī)的性能方面看，可將其分為三代產(chǎn)品。 

　　1、第一代——普通撒料式空氣選粉機(jī) 

　　這種選粉機(jī)是以給柯(Gayco)型和斯特蒂文特(sturtevant)型為代表。它們均為空氣在機(jī)內(nèi)循環(huán)，利用物料顆粒的離心力和重力不同進(jìn)行分級的，所以有人把它們稱為內(nèi)部循環(huán)式的離心選粉機(jī)。世界上第一臺(tái)斯特蒂文特選粉機(jī)是德國普費(fèi)弗(pfeiffer)公司于1888年研制成功的，后來美國斯特蒂文特公司以生產(chǎn)該型選粉機(jī)著稱于世。現(xiàn)在全世界有30000臺(tái)這樣的選粉機(jī)在工作，最大直徑已達(dá)11m。我國應(yīng)用也十分普遍，最大直徑為&oslash；7.3m。因?yàn)槭褂锰貏e廣泛，所以把斯特蒂文特選粉機(jī)稱為第一代選粉機(jī)。為提高這種選粉機(jī)的使用范圍和效能，國內(nèi)外都進(jìn)行了許多改進(jìn)。為適應(yīng)烘干和冷卻物料的需要，機(jī)內(nèi)可以通入熱風(fēng)或冷風(fēng)。前者用于生料，后者用于水泥。我國冀東水泥廠&oslash；7.3m空氣選粉機(jī)，由于采用尾卸生料磨的烘干能力較差，便采取選粉機(jī)內(nèi)通入熱風(fēng)來補(bǔ)償，保證出磨生料的水分要求。我國在這種眾多的選粉機(jī)上將平撒料盤改為螺旋槳式的，取得了良好效果。相同粉磨系統(tǒng)，產(chǎn)量可提高10%～15%，電耗也可下降10%～15%。 盡管如此這種內(nèi)部循環(huán)式的空氣選粉機(jī)其選粉效率仍然偏低，單位電耗偏高，選粉精度不夠理想。主要原因是: 

　　1.1撒料時(shí)顆粒分散較差； 

　　1.2機(jī)內(nèi)物料顆粒濃度高，相當(dāng)一部分顆?；ハ喔蓴_，形成弱膠結(jié)體，短路混入粗?；胤壑?，分離困難； 

　　1.3選粉過程中的各種力，在機(jī)內(nèi)很不穩(wěn)定，隨處可變，使分選過程中的臨界尺寸在機(jī)內(nèi)位置不同而有較大變異。選粉機(jī)規(guī)格越大越嚴(yán)重，影響選粉效果； 

　　1.4由于大風(fēng)葉的直徑大，平衡困難，振動(dòng)加??； 

　　1.5靠調(diào)節(jié)小風(fēng)葉的數(shù)量或流量控制插板(擋風(fēng)板)來調(diào)節(jié)成品細(xì)度，這些都只能在停機(jī)時(shí)由人工進(jìn)行。即使采用變速傳動(dòng)，由于撒料盤與小風(fēng)葉之間對轉(zhuǎn)速要求互相矛盾，調(diào)節(jié)往往不夠靈活，細(xì)度變化范圍很小，限制了生產(chǎn)多品種水泥的適應(yīng)性。為此，后來有的改為雙傳動(dòng)方式，大風(fēng)葉轉(zhuǎn)速固定，小風(fēng)葉和撒料盤的速度可調(diào)，以滿足細(xì)度調(diào)節(jié)的要求。但是雖有改善，卻不十分理想。于是出現(xiàn)了第二代選粉機(jī)。 

　　2、第二代一旋風(fēng)式選粉機(jī) 

　　60年代初，西德維達(dá)格(wedag)公司為解決第一代空氣在內(nèi)部循環(huán)的空氣選粉機(jī)存在的上述問題，首先發(fā)明了帶多個(gè)小旋風(fēng)筒的空氣動(dòng)態(tài)選粉機(jī)，其典型代表就是普通的旋風(fēng)式選粉機(jī)。這種選粉機(jī)的特點(diǎn)是空氣在機(jī)內(nèi)外循環(huán)，因?yàn)樗怯删S達(dá)格公司發(fā)明的，所以把第二代選粉機(jī)稱為維達(dá)格選粉機(jī)(圖3)。它有如下特征: 

　　2.1 .1外部設(shè)有獨(dú)立的循環(huán)風(fēng)機(jī)； 

　　2.1 .2取消了第一代選粉機(jī)的大風(fēng)葉； 

　　2.1 .3機(jī)體四周安裝6～8個(gè)旋風(fēng)筒，提高了捕集細(xì)粉的效率。旋風(fēng)筒也可分開安裝，遠(yuǎn)離機(jī)體，所以布置靈活； 

　　2.1 .4小風(fēng)葉及撒料盤轉(zhuǎn)速可調(diào)； 

　　2.1.5調(diào)整循環(huán)風(fēng)機(jī)的風(fēng)葉或進(jìn)、出口閥和改變小風(fēng)葉及撒料盤的轉(zhuǎn)速就能大幅度地改變產(chǎn)品的細(xì)度，因此細(xì)度調(diào)節(jié)方便靈活，而且范圍較大； 

　　2.1 .6選粉效率高，單位電耗低。 內(nèi)筒的單位面積處理物料量比第一代選粉機(jī)高2～2.5倍。因此，曾有人把這種選粉機(jī)也稱為高效選粉機(jī)； 

　　2.1 .7風(fēng)葉磨損??； 

　　2.1 .8整機(jī)振動(dòng)小； 

　　由于這種選粉機(jī)比第一代選粉機(jī)優(yōu)越，所以，從60年代開始便得到很快的發(fā)展?，F(xiàn)在許多水泥機(jī)械制造公司都生產(chǎn)這種選粉機(jī)，目前最大能力可達(dá)500t/h。基本上有以下幾種型式: 

　　2.2.1維達(dá)格型選粉機(jī)的旋風(fēng)筒卸料是卸在下部內(nèi)外錐體之間的空間內(nèi)，省掉了密封閥和輸送裝置。 

　　2.2.2洪堡一一維達(dá)格型旋風(fēng)式選粉機(jī) 這種選粉機(jī)(圖3)的旋風(fēng)筒卸料是卸在一個(gè)多邊形的斜槽中，因此必須設(shè)有鎖風(fēng)裝置，這樣旋風(fēng)筒布置方便。 

　　2.2.3川崎一一維達(dá)格型旋風(fēng)式選粉機(jī)，日本川崎重工業(yè)公司與西德維達(dá)格公司通過技術(shù)合作制造的旋風(fēng)式選粉機(jī)，稱為川崎一維達(dá)格型旋風(fēng)式選粉機(jī)。 

　　2.2.4  SKET/ZAB型旋風(fēng)式選粉機(jī)，東德德騷(Dessau)公司在旋風(fēng)式選粉機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)了SKET/ZAB型旋風(fēng)式選粉機(jī)， 又稱外通風(fēng)式選粉機(jī)，除旋風(fēng)筒采用下部帶擴(kuò)散錐以外，其它與維達(dá)格型選粉機(jī)沒有多大區(qū)別。它是把可調(diào)空氣選粉機(jī)選粉與細(xì)粉沉降過程分開進(jìn)行的原理結(jié)合在一個(gè)機(jī)組中，其性能與旋風(fēng)式選粉機(jī)基本相同。 

　　為了提高選粉效率和精度，改善選粉機(jī)的性能，降低高度、方便布置、在這期間又出現(xiàn)了許多新型選粉機(jī)，例如丹麥?zhǔn)访芩构狙兄频腃V、REC、RTE(原用于珠江水泥廠，現(xiàn)已改造)、RT和OHT等型式的選粉機(jī)，其中CV型在我國淮海水泥廠已有應(yīng)用；西德伯力雞斯(Polysius)公司為適應(yīng)大型化的需要，開發(fā)了Tsu(Tur bo si chter uote rlag erung)型渦旋式選粉機(jī)；日本三菱(MHI)公司開發(fā)了三菱型空氣選粉機(jī)和三菱型雙重選粉機(jī)；帶換向葉片的T型選粉機(jī)，空氣噴射式選粉機(jī)，風(fēng)動(dòng)式選粉機(jī)，也稱新型旋風(fēng)式選粉機(jī)等等。 

　　最近出現(xiàn)了超細(xì)水泥，比表面積為11000～16000cm2/g，要求1000；0通過16～32μm為篩孔?；炷恋臉?biāo)號達(dá)到1400～1600號。這就要求高性能的選粉機(jī)來完成選粉工作，于是出現(xiàn)了各種型式的高效選粉機(jī)和超細(xì)選粉機(jī)。這就是當(dāng)代習(xí)稱的高效選粉機(jī)。