第6章 辊压机与球磨机选型配置及计算6.1球磨机球磨机的构造及粉磨原理在不少书中已有详细介绍，本章仅就球磨机、选粉机、辊压机常用的有关技术参数计算以及球磨机与辊压机的配置型式、配置辊压机后的节能效果进行重点叙述。

6.1.1磨机需用功率10T K P =P ⨯ （6-1））5.75φ-6.16φn V D 0.184=P i i 0（⨯⨯⨯⨯⨯ （6-2）式中：P T ─磨机需用功率，kW ； P 0─磨机理论功率，kW ； D g ─磨机公称直径，m ；D g =4~5m ，δ=0.08m D g =3~4m ，δ=0.07m D i ─磨机有效内径，D i =D g -2δ，m ； V i ─磨机有效容积，m 3； n ─磨机转速，r/min ，166.066.32-=D n ；φ─研磨体填充率，%，一般为28~30%（γ=4.5t/m 3计）；γ─钢球容重，t/m 3；K 1─动力系数，水泥磨、生料磨，大中型：K 1 =1.25；中小型：K 1 =1.35；K K n F D 0.515=P 21i 0⨯⨯⨯⨯⨯ （6-3）式中：F ─研磨体装载量，t ，γφV =F i ⨯⨯； n ─磨机转速，r/min ，5.0i 3D 42.3K =n -⨯⨯；K 3─磨机比转速，%，通常为70~80%；K 1─磨型系数，K 1=0.69~0.75； K 2─填充率系数，K 2=0.009×(96.7-φ)；6.1.2磨机单位功耗为计算磨机生产能力，应先计算出磨机单位功耗。

654321808001010C C C C C C F P W W i ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅= （6-4） 式中：W 0─磨机单位功耗，kWh/t ；W i ─物料邦德功指数（易磨性），kWh/t ，各种物料W i 值见表6-1；表6-1 物料邦德功指数物料 石灰石 生料 熟料 辊压后熟料 W i （kWh/t ）8~147~1214~1912~13P 80─成品80%通过筛孔的粒径，μm ；表6-2 P 80与比表面积的关系F 80─入磨物料80%通过筛孔的粒径，μm ；表6-3 F 80与粉磨系统的关系F 80与粉磨系统的预处理方式有关，变化较大，且可以人为控制。

表6-4 C 1~C 6为各种修正系数因C 1～C 6各修正系数考虑因素较多，为计算方便C 1~C 6的乘积，作如下简化处理：未加辊压机取1.4，增加辊压机取1.33。

6.1.3磨机单位需要功率210G y y W =W ⨯⨯ （6-5）式中：W G ─磨机单位需用功率，kWh/t ； y 1─物料功指数（B i ）波动系数1.05； y 2─减速机效率系数，1/0.98。

新型干法回转窑熟料在采用高效选粉机，且是一级圈流条件下，磨机单位功耗的公式及据此公式计算出的W 0值见表6-5。

1.3-30S 100.926=W ⨯⨯ （6-6）式中：W 0─磨机单位功耗，kWh/t ；S ─产品比表面积，cm 2/g 。

表6-5 磨机单位功耗W 0值6.1.4磨机生产能力1．根据磨机需用功率及单位功耗就可计算出磨机生产能力。

TW P =Q （6-7） 式中：Q ─磨机生产能力，t/h ； P T —磨机需用功率，kW ； W 0—磨机单位功耗，kWh/t 。

2．经验公式：30010q P =Q ⨯⨯ （6-8）式中：Q —磨机生产能力，t/h ； P 0─磨机理论功率，kW ； q 0─磨机单位功产，kg/kWh ；q 0与系统流程、生料粉磨方式、水泥标号有关，其值见表6-6、6-7。

表6-6 生料磨单位理论功产q 0(kg/kWh)表6-7 水泥磨单位理论功产q 0(kg/kWh)几点说明：（1）上述经验公式仅供计算时参考，具体到某厂的原料性能应作易磨性试验后，再经各项校正方能确定。

中卸磨的q 0值、W i 值的对应是q 090kg/kWh 相当于W i 10.5左右。

（2）P.O52.5水泥的比表面积控制在340～360m 2/kg 之间，因熟料质量存在差异，成品比表面积不同，导致计算出的产量各异，因而计算时可按产量与比表面积的负1.3次方校正确定。

（3）上述q 0值是按粒度小于20mm 考虑的，圈流系统采用高效选粉机可选取较大的q 0值。

（4）确定磨机能力时，还应考虑相近物料和磨机规格的单位容积产量、单位球产等综合因素。

6.2辊压机辊压机粉磨系统，曾经历不同的发展阶段，20世纪80年代，我国引进国外产品应用于双阳、琉璃河、浩良河、铜陵、潞城等地水泥厂，在使用中曾出现辊面磨损严重、液压元件易坏、振动大等问题，增大了维修工作量后，又因喂料不稳定，后续磨机难以适应，对生产造成了较大的影响；90年代，由于国内设计研究和制造单位的技术攻关及材质的不断改进，加之节能需求，辊压机粉磨系统越来越受到重视，新建厂中较多采用预粉磨及联合粉磨系统。

辊压机的特点是：高压、慢速、满料、料床粉碎。

物料通过辊压以后，粒度减小至2～5mm ，颗粒裂缝增多，料饼的易磨性改善。

辊压机的能力取决于压力的大小及速度的快慢，通常压力在80～120MPa 之间，速度在1.2～1.5m/s 之间调节，再大其生产能力不会显著增加，反而能耗增大。

6.2.1辊压机通过量辊压机通过量是指通过双辊间隙的料饼量（即半成品）。

2γS B 3600=Q ⨯⨯⨯⨯v （6-9）式中：Q ─辊压机通过量，t/h ； B ─辊压机辊宽，m ；S ─辊压机辊缝（料饼厚），m ；)cos -1(D )-(S 121αγγγ⨯⨯=或 S ≈0.025D ； D ─辊压机辊径，m ；γ1─物料容重，t/m 3；γ2─辊压后料饼容重，t/m 3，见表6-8；α─咬入角，rad ，一般取0.14~0.16； v ─辊压机辊速，m/s ；Q Q V K =Q ⨯ （6-10）式中：K Q ─物料压缩特性，t/m 3·s/h ；V Q ─辊压机规格参数，m 3/s ；V Q =D ·B ·v 。

表6-8 物料压缩前后容重6.2.2辊压机功率1．辊压机需用功率：V B D P β2=N T 0⨯⨯⨯⨯⨯ （6-11）Q T V P β2=⨯⨯⨯式中：N 0─辊压机需用功率，kW ； β─作用角，rad ，一般为δ/3； P T ─辊子投影压力，kN/m 2； D ─辊径，m ； B ─辊宽，m ；V ─辊子线速度，m/s ，一般为1.5~1.6m/s ； F ─辊压机作用总力，kN 。

DB F=P T ⨯ （6-12） 辊压机辊子投影压力P T ，当采用循环预粉磨系统取7500~8000kN/m 2，而联合粉磨系统应＜6000kN/m 2。

2．辊压机配用功率：）1.20~1.15N =N 0（ （6-13）式中：N ─配用功率，kW ； N 0─需用功率，kW ； 1.15~1.20为操作波动系数。

6.2.3辊压机料饼单位功耗QN =W 0g （6-14） 式中：W g ─辊压机料饼单位功耗，kWh/t ；见表6-9。

表6-9 各种物料料饼单位功耗W g表6-10 辊压机实际参数表6-11 水泥熟料辊压机相关工艺参数6.2.4辊压机转速辊压机一般不调速，采用恒速。

为适应产量的变化一般用物料循环来满足要求，以前辊压机转速为1.3~1.4m/s ，近来改为1.5~1.6m/s ，也有国内个别制造厂将其设定为1.8m/s 。

6.3选粉机选粉机有离心式、旋风式、O-sepa 高效选粉机及V 型选粉机。

O-sepa 选粉机是近几年常用的通过引进国外生产技术的国产机型，以选粉机通风量为标志，其选择规格的合适与否，将会直接影响粉磨系统的产量及成品质量。

O-sepa 选粉机能力的计算一般以两个基本参数作为依据，即喂料浓度C a =2.5 kg/m 3、选粉浓度0.8 kg/m 3。

当计算结果不一致时，应选用计算值较大者。

因此，选择选粉机时应该选用相对应规格的选粉机。

6.3.1选粉机能力1．按喂料浓度计算am 1C 601+L G =N ⨯⨯（6-15）式中：N 1─选粉机通风量，m 3/min ； G m ─水泥磨系统产量，kg/t ； L ─选粉机循环负荷，%，取200%； C a ─最大喂料浓度，kg/min ，C a =2.5 kg/min 。

2．按选粉浓度计算（即单位风量选出的成品量）fm2C 60G =N ⨯ （6-16）式中：N 2─选粉机规格，m 3/min ；C f ─选粉浓度，kg/m 3，C f =0.75~0.85 kg/m 3。

例：水泥粉磨系统为一级圈流，要求能力120t/h ，需选用多大规格的选粉机？ ⑴按喂料浓度计/min m 2400= 2.5601+2120000=C 601+L G =N 3am 1⨯⨯⨯⨯⑵按选粉浓度计/minm 2500=0.860120000=C 60G =N 3fm 2⨯⨯计算结果应选用N-2500 m 3/min O-sepa 选粉机较合适。

表6-12 O-sepa 选粉机技术性能6.3.2循环负荷及选粉效率1．循环负荷循环负荷是指选粉机回料量与成品量之比值。

100%b-a a -c 100%G T =L ⨯=⨯ （式中：L ─循环负荷率，%； T ─选粉机回料量，t/h ； G ─选粉机成品量，t/h 。

2．选粉效率选粉效率是指选粉后成品中所含细粉量与喂料中细粉量之比值。

100%b-c b-a a c =100%a F c G =E ⨯⨯⨯⨯⨯ （6-18） 式中：E ─选粉效率，%；F ─选粉机喂料量，t/h ；a 、b 、c ─分别为喂料、回料、成品中小于某粒级的物料含量，%。

3．循环负荷L 与选粉效率E 的关系100%ac L +11= 100%a c T +G G =100%a F c G =E ⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯ （6-19）磨机产量与循环负荷及选粉效率关系密切，要达到高产、优质、低消耗，循环负荷及选粉效率应控制在适当范围内。

O-sepa 选粉机系统生产率最高点位于循环负荷为200%处，当L<150%时产量降低较快。

因此，循环负荷应为150~200%，相应的选粉效率E 为71~63%。

表6-13 O-sepa 选粉机循环负荷与选粉效率的关系表6-14 各种粉磨系统循环负荷6.4辊压粉磨系统6.4.1辊压粉磨系统产量1．以磨机辊压前后，单位功耗计m00W W W N =Q ⨯ （6-20） 式中：Q ─系统生产能力，t/h ； N 0─磨机有效功率，kW ；W 0─辊压前磨机单位功耗，kWh/t ； W m ─辊压后磨机单位功耗，kWh/t 。

2．以辊压机及磨机配用功率及磨机单耗计mG W N +N K =Q ⨯ （6-21）式中：K ─增效系数； N G ─辊压机功率，kW ； N m ─磨机配用功率，kW ； W 0─磨机单位产品功耗，kWh/t 。