1 概述
1.1 重鈣簡(jiǎn)介
重鈣，是重質(zhì)碳酸鈣的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由天然碳酸鹽礦物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。是常用的粉狀無(wú)機填料，具有白度高、化學(xué)純度高、惰性大、不易化學(xué)反應、熱穩定性好、在400℃以下不會(huì )分解、吸油率低、折光率低、質(zhì)軟、干燥、不含結晶水、硬度低磨耗值小、無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭、分散性好等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于人造地磚、橡膠、塑料、造紙、涂料、油漆、油墨、電纜、建筑用品、食品、醫藥、紡織、飼料、牙膏等日用化工行業(yè)，作填充劑起到增加產(chǎn)品的體積的作用，降低生產(chǎn)成本。用于橡膠中，可增加橡膠的體積，改善橡膠的加工性，起半補強或補強作用，并可調節橡膠的硬度?？筛鶕枰峁┎煌６纫蟮钠胀ㄖ剽}粉、超細重質(zhì)碳酸鈣、濕法研磨超細碳酸鈣、超細表面改性重質(zhì)碳酸鈣。
1.2 重鈣粉磨加工設備的使用現狀
重鈣粉體的加工分為干法和濕法兩種。
干法常用的設備有雷蒙磨、立式磨、環(huán)輥磨、球磨等。雷蒙磨主要加工80-400目的粗粉，早期的雷蒙磨主要以4R、5R機型為主，具有單機能耗高、維修率高、環(huán)保性能低等特點(diǎn)，隨著(zhù)重鈣等非金屬礦行業(yè)的規?；l(fā)展，雷蒙磨也大有改進(jìn)，尤其以桂林?zhù)櫝蘃C2000大型雷蒙磨的問(wèn)世，單機成品250目D97產(chǎn)量高達40t/h,極大改變了業(yè)內人士對雷蒙磨的傳統觀(guān)念。立式磨加多次分級后加工的粉體細度可達2500目，早期立式磨及其技術(shù)在國內重鈣行業(yè)極少應用，隨著(zhù)國外及國內臺資重鈣企業(yè)的極力推廣應用，立式磨及其技術(shù)在內地已經(jīng)得到廣泛應用。環(huán)輥磨主要加工600-1500目超細粉，早期的環(huán)輥磨以福建龍巖環(huán)輥磨為代表，當時(shí)的環(huán)輥磨存在機型小、產(chǎn)量低等問(wèn)題，但是其產(chǎn)品適應了重鈣產(chǎn)業(yè)向超細加工的需求。近年來(lái)，隨著(zhù)環(huán)輥磨的大量應用，小型化的環(huán)輥磨逐步退出歷史舞臺，國內市場(chǎng)對大型化環(huán)輥磨需求的呼聲越來(lái)越高，2012年，隨著(zhù)桂林?zhù)櫝蘃CH1395大型環(huán)輥磨的誕生，并在廣西地區得到很好的應用，單機產(chǎn)能相對早期的環(huán)輥磨得到很大的提升，1250目產(chǎn)品單機產(chǎn)能可達4.0-4.5t/h，為600-1500目超細粉領(lǐng)域規?；a(chǎn)提供了有力的保障。球磨機配套分級機技術(shù)在重鈣行業(yè)也有應用，主要應用于生產(chǎn)800-2000目的精細產(chǎn)品領(lǐng)域，此類(lèi)產(chǎn)品附加值相對較高，但其系統工藝的高能耗、高噪音是諸多設備生產(chǎn)企業(yè)有待改進(jìn)的指標。
濕法研磨重鈣的研磨設備主要有剝片機、攪拌磨機和砂磨機等，但無(wú)論選擇哪種設備都必須保證重鈣的純度和白度不受污染，比如筒體內襯和磨盤(pán)或攪拌器采用聚氨酯、陶瓷或其他高分子耐磨材料制造，而且在高固含量、高黏度、小研磨介質(zhì)的條件下磨機能夠穩定運行。國內科研院所及企業(yè)也紛紛效仿國外超細（濕法）攪拌磨機，據報道長(cháng)沙某研究院已經(jīng)取得了一定進(jìn)步，對于2µm含量達到95%以下的產(chǎn)品可以實(shí)現，但是，2µm含量達到95-98%正在研發(fā)，而德國諸多公司已經(jīng)做得比較成功。
2 HCH1395大型環(huán)輥磨及其在重鈣微粉加工中的應用
HCH1395大型環(huán)輥磨是桂林?zhù)櫝痰V山設備制造有限責任公司自主開(kāi)發(fā)的新一代大型高效重鈣微粉磨粉機。它借鑒了傳統環(huán)輥磨的工作原理，改進(jìn)了磨輥形狀、大小、數量匹配等，在不改變其他參數的情況下，離心碾壓力提高近30%，完善了磨輥與磨環(huán)接觸區，提高了粉碎效能，使得產(chǎn)品產(chǎn)量及細度都有了較大提升，產(chǎn)品的細度范圍可達0.008~0.038mm之間，同時(shí)，采用整體鑄造式底座加減震基礎，使得設備的運行可靠性更高、維護保養更便捷，再有采用脈沖收塵器進(jìn)行產(chǎn)品收集，收集效率高，避免了粉塵外溢。通過(guò)和高精度分級機、脈沖收塵器等設備組合在一起組成為一個(gè)大型超細粉體加工系統，其具有產(chǎn)量大、單位功率產(chǎn)量高，綜合投資費用及運行費用低，環(huán)保性能高等特點(diǎn)?？蓾M(mǎn)足國家產(chǎn)業(yè)政策和不斷擴大的工業(yè)化規模生產(chǎn)需求。
2.1 HCH1395大型環(huán)輥磨簡(jiǎn)介
（1）HCH1395大型環(huán)輥磨的結構
HCH1395大型環(huán)輥磨主要由整體底座、皮帶傳動(dòng)裝置、中心軸、轉盤(pán)、大小磨輥、磨環(huán)、潤滑裝置、減震器、分級機等部件組成，設備結構原理見(jiàn)圖1。
 （2）HCH1395大型環(huán)輥磨工作原理
電動(dòng)機通過(guò)電機皮帶輪經(jīng)皮帶傳輸到主機皮帶輪，主機皮帶輪帶動(dòng)中心軸上的轉盤(pán)作圓周公轉，安裝在轉盤(pán)上的磨輥繞中心軸旋轉，磨輥與磨輥銷(xiāo)之間存在很大的活動(dòng)間隙，在離心力的作用下磨輥水平向外擺動(dòng)，從而使磨輥壓緊磨環(huán)，磨輥同時(shí)繞磨輥銷(xiāo)自轉。物料通過(guò)磨輥與磨環(huán)之間的間隙，因磨輥的滾碾而達到粉碎和研磨作用，磨輥分為多層布置，物料通過(guò)第一層磨輥與磨環(huán)間為一次粉碎，接著(zhù)將通過(guò)多層的多次粉碎，因此，物料得到充分的粉碎研磨，得到的產(chǎn)品細度細。（3）HCH1395大型環(huán)輥磨主要技術(shù)參數
主要技術(shù)參數列于表1。
表1 HCH1395大型環(huán)輥磨主要技術(shù)參數
| 技術(shù)參數
|
HCH1395 |
| 主機轉速(r/min) |
175 |
| 主機功率（kw） |
185 |
| 分級機轉速(r/min) |
0～1480 |
| 分級機功率（kw） |
75 |
| 風(fēng)機轉速(r/min) |
1480 |
| 風(fēng)機功率（kw） |
132 |
| 產(chǎn)品粒度（mm） |
0.008～0.038（通篩率97%） |
| 產(chǎn)量（t/h） |
4.0～12.0 |
| 主機重量（kg） |
14580 |
2.2 針對重鈣微粉加工的特殊適應性設計
①整體鑄造式底座，結構扎實(shí)可靠，抗震能力強，環(huán)輥磨最大的缺點(diǎn)是主機震動(dòng)、噪音大，采用整體鑄造式底座可避免主機長(cháng)時(shí)間工作震動(dòng)疲勞而造成的底座或其它構件開(kāi)裂或損壞。
②主機配備減震彈性基礎，有效降低主機工作中產(chǎn)生的震動(dòng)，同時(shí)消除與其他周邊設備震動(dòng)引起的共振現象，相對于傳統環(huán)輥磨的硬性基礎，主機噪音、震動(dòng)減少30%，極大提高了設備運行的穩定性，延長(cháng)了磨機的使用壽命，改善了車(chē)間工人的作業(yè)環(huán)境。
③新型的傳動(dòng)裝置，主機傳動(dòng)裝置采用皮帶傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)穩定、可靠，維修方便快捷，主機研磨本體與主機傳動(dòng)裝置采用分體結構，有效避免兩者共振現象的發(fā)生。
④分級機采用大型強制渦輪分級技術(shù)，處理量大，分級效率高，可使成品粒度在0.008~0.038mm之間無(wú)級調節，同時(shí)，采用氣封阻隔技術(shù)，分級精度高，分級效果好，無(wú)大顆粒污染，確保成品合格率的穩定性。
⑤成品比表面積大：可一次性產(chǎn)制比表面積22400cm2/g（d97=10μm）～30400cm2/g （d97=3μm）的超微細粉。
⑥采用離線(xiàn)清灰脈沖收塵系統，具有過(guò)濾面積大、清灰效果強、濾袋使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)，收塵效率高達99.99%，更能適應高粉塵濃度、大水分的收塵工況，而且經(jīng)過(guò)該收塵系統氣粉分離后，排出的氣體含塵濃度≤30mg/m³達到國家排放標準，使得磨粉系統更加環(huán)保。
⑦結合環(huán)輥磨的工況，其耐磨件工作時(shí)多為擠壓、碾磨及沖擊，HC1395大型環(huán)輥磨的耐磨件材料采用耐磨合金制造，通過(guò)實(shí)踐證明，耐磨件使用壽命較市場(chǎng)上用的小型環(huán)輥磨延長(cháng)30%。
⑧優(yōu)化設備控制系統，設備控制采用全變頻PLC智能操作（多部件聯(lián)動(dòng)一鍵操作）模式，同時(shí)大規模生產(chǎn)中的集中遠程控制，可以使用戶(hù)實(shí)時(shí)或實(shí)地時(shí)時(shí)監控設備運行。
3. 工藝系統和運行效果
3.1 工藝流程及安裝外形
3.1.1 HCH1395大型環(huán)輥磨加工重鈣微粉工藝系統流程圖：如圖2
 圖2 HCH1395大型環(huán)輥磨加重鈣微粉工藝系統流程圖
3.1.2 HCH1395大型環(huán)輥磨系統工藝流程簡(jiǎn)介
待粉磨的物料（原料）通過(guò)破碎機破碎成小于10mm的物料，經(jīng)斗式提升機提升到儲料斗，再由皮帶給料機定量送入主機腔進(jìn)行研磨，物料通過(guò)磨輥和磨環(huán)的相對運動(dòng)被碾壓成粉體，磨碎的粉末由于重力作用落到底盤(pán)上，并在鼓風(fēng)機的氣流作用下被吹到主機上方的分級機進(jìn)行分篩，細度過(guò)粗者仍落入主機內重磨，細度合乎規格者隨風(fēng)流入脈沖除塵器，收集后經(jīng)卸料閥排出即為成品。凈化后的氣流經(jīng)脈沖除塵器上方余風(fēng)管流入鼓風(fēng)機，風(fēng)路是循環(huán)的，除鼓風(fēng)機至研磨室為正壓外，其余管路內氣流均在負壓下流動(dòng)，室內衛生條件較好。物料所含水分在研磨時(shí)受熱蒸發(fā)為氣體，管路中各法蘭接合處、進(jìn)料口等處泄入的氣體導致循環(huán)風(fēng)路中的風(fēng)量增加，這些增加的風(fēng)量經(jīng)鼓風(fēng)機和主機之間的三通管道排入大氣。
3.2 HCH1395大型環(huán)輥磨粉磨不同細度產(chǎn)品產(chǎn)量及能耗：如下表2
表2 HCH1395大型環(huán)輥磨粉磨不同細度產(chǎn)品產(chǎn)量及能耗
| 物料 |
目數（目） |
通篩率% |
產(chǎn)量（t/h) |
電耗（度/噸） |
方解石 |
600 |
D97 |
8.5-10 |
31.5-36.9 |
| 800 |
D97 |
6.5-8.5 |
36.9-48.5 |
| 1250 |
D97 |
4.2-4.5 |
69.5-74.5 |
| 1500 |
D97 |
3.5-4.0 |
78.4-89.6 |
備注：以上以加工方解石莫氏硬度為3.0級，邦德功指數為9.25Kwh/t為例，由于各地物料不同，以上數據略有不同。
3.3 運行效果
2013年HCH1395大型環(huán)輥磨在廣西桂林金山化工有限公司進(jìn)行試用。經(jīng)檢測，單臺HCH1395大型環(huán)輥磨產(chǎn)量穩定在4.2.-4.5t/h。耐磨件的壽命平均在6000-6500小時(shí)。同時(shí)與同期其他廠(chǎng)家同類(lèi)設備的產(chǎn)量進(jìn)行對比，結果如下表3：
表3 HCH1395大型環(huán)輥磨生產(chǎn)實(shí)踐對比
| 設備名稱(chēng) |
HCH1395環(huán)輥磨 |
198型環(huán)輥磨 |
188型環(huán)輥磨 |
| 產(chǎn)品粒度范圍（目） |
400-1500目 |
400-1500目 |
400-1500目 |
| 產(chǎn)量（t/h）（D97=1250目） |
4.2-4.5 |
1.8-2.0 |
1.6-1.8 |
| 主機功率（kw） |
185 |
132 |
132 |
| 系統裝機總功率（kw） |
392 |
217 |
217 |
| 脈沖過(guò)濾面積m² |
560 |
200 |
200 |
| 主機震動(dòng)（減震基礎） |
低（有） |
高（無(wú)） |
高（無(wú)） |
| 自動(dòng)化程度 |
高 |
中 |
中 |
| 產(chǎn)品電耗（kw.h/t） |
69.5-74.5 |
86.5-96.5 |
96.5-108.5 |
4 結論
HCH1395大型環(huán)輥磨的運行效果表明：該設備具備產(chǎn)能高、效率高、環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)，能滿(mǎn)足重鈣微粉行業(yè)日益大規模工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
（1）生產(chǎn)投資費用低。在保證同樣細度的前提下，1臺HCH1395大型環(huán)輥磨系統產(chǎn)能相當于2臺以上市場(chǎng)上目前運用較多的198、188型環(huán)輥磨，而設備占地僅為其2/3。
（2）生產(chǎn)效率高，節能環(huán)保。HCH1395大型環(huán)輥磨系統單位產(chǎn)品能降和設備消耗比同類(lèi)其他設備（立磨、球磨）降低25%-40%，磨粉系統采用全封閉系統，系統在負壓下工作，無(wú)揚塵，環(huán)境清潔。
作者：黃炳騰，盧樂(lè )民，范順利，容北國（桂林?zhù)櫝痰V山設備制造有限責任公司 廣西 桂林 ）
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