(1)起填充作用。降低大球间的空隙率,限制物料流速。
(2)起能量传递作用。大球通过它将能量传递到空隙中的物料上。
(3)将空隙中的物料“挤”出,置于大球的作用区域内。
二级配球主要考虑以下几个参数:
(1)大球的直径。与多级配球一样,取决于入磨物料的粒度。不同的是,它是以物料中所占比例较大的即有代表性的粒径为依据。实际应用中可以以多级配球中的次级球径为准。如在多级配球中最大球径为100mm,在二级配球中则应选择Φ90mm的钢球。
(2)两种球的配比。原则上应保证小球的掺入量不影响大球的填充率。一般小球占大球重量的3%～5%,实际应用中应先取下限,然后根据生产情况进行增补。
(3)小球的直径。它取决于大球间空隙的大小,即与大球的直径有关。据有关资料介绍,小球直径应为大球的13%～33%。
在多级配球中,物料对钢球的冲击力、冲击次数、存料能力的要求都依赖于平均球径。在二级配球中,钢球的冲击力、冲击次数由大球的直径来决定,而存料能力主要与小球的直径、装载量有关,受大球直径的影响很小,从而缓解了冲击力、冲击次数与存料能力之间的矛盾。因此,相对来讲,二级配球比较简单,在参数的选择上也比较容易做到综合考虑。
4 两种配球法的应用效果及认识
表1为葛洲坝水泥厂Φ3m×9m水泥磨一仓先后实施的两种配球方案。
表1 Φ3m×9m水泥磨一仓两种配球方案比较
在装载量相等的情况下,多级配球因钢球的总个数多(Φ30mm的钢球作用很小,不纳入二级配球的总数中),故具有的冲击次数较二级配球多。从平均球径的大小可知,二级配球具有较强的冲击力。
两种配球的存料能力可以通过容积密度的大小来比较。多级配球的容积密度等量于其加权球径即平均球径为80.45mm的钢球堆积密度,约为4620 kg/m3。在二级配球中,假设小球在不影响填充率的情况下充分填入大球的空隙中,则小球的掺入使Φ90mm钢球的容积密度提高了32.8kg/m3,即达到4623 kg/m3,与多级配球的容积密度十分接近,因此可以认为它们的存料能力是相同的。
葛洲坝水泥厂采用二级配球后,水泥磨的平均台时产量提高了1.3t/h(见表2),其原因主要与以下两点因素有关:
表2 两种配球方法的磨机台时产量比较(t/h)
(1)该厂Φ3m×9m水泥磨入磨熟料中难磨矿物C2S和C4AF含量较高,易磨性差(相对易磨系数一般在0.76～0.84之间),入磨前未经预破碎,粒度大且不稳定。
从熟料的特性来分析,需要加大一仓钢球的冲击力,在多级配球时即要提高钢球的平均球径,但平均球径的提高又会导致空隙率增加,钢球的存料能力减弱而容易出现窜料现象。因此平均球径往往很难提高到满足熟料的冲击力要求。物料的粒度越大、强度越高时,存料能力与冲击力之间的矛盾在多级配球中表现就越突出。在二级配球中则不存在这种矛盾,因为它可以通过大球和小球来分别满足物料对冲击力和存料能力的要求,故体现出优越性。
(2)生产品种多。该厂目前生产的水泥有三个标号十个品种。不同品种的水泥除了细度控制指标有很大的区别外,矿渣掺量一般有0～50%的波动范围,从而引起入磨物料的综合粒度和易磨性有较大的波动。
由于生产品种变化频繁,与级配参数密切相关的物料粒度、易磨性和细度指标无法把握,故很难选择出合理的级配参数。表1中的多级配球方案实际上是一个综合方案,对各个单一的水泥品种都不可能是最佳的。这也是采用多级配球产量较低的原因之一。
从表2可以看出,对于各个单一的水泥品种,二级配球的台时产量并不总是高于多级配球,说明其使用效果并不具有绝对优势,因此,不能根据某特定的粉磨条件下的台时产量的高低来判断两种配球方式的好坏。两种不同的配球方法有各自的优缺点,实际应用中应当结合物料的特点来进行综合分析。