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樂(lè)晶工程有限公司. 2010-09-28 點(diǎn)擊4269次
1.0 前言
本文系針對(duì)石灰石的研磨系統(tǒng)所提出LURM豎磨機(jī)制程控制的基本概念。特殊研磨系統(tǒng)的制程控制系統(tǒng)，則應(yīng)依據(jù)個(gè)別情況而定。
安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅系乎磨機(jī)本身的條件，而且亦與外圍設(shè)備悉悉相關(guān)，如：進(jìn)料系統(tǒng)，系統(tǒng)風(fēng)車(chē)，袋濾機(jī)，熱氣爐，成品輸送系統(tǒng)，及管路等機(jī)械性能和電機(jī)控制系統(tǒng)的質(zhì)量。
2.0 磨機(jī)性能指針
2.1 進(jìn)料的穩(wěn)定性
為維持在安全長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，并產(chǎn)制質(zhì)量?jī)?yōu)良的產(chǎn)品，則須依賴(lài)穩(wěn)定之機(jī)電設(shè)備性能及穩(wěn)定之進(jìn)料控制。
磨機(jī)進(jìn)料量的調(diào)整，需視磨機(jī)差壓高低，控制位于進(jìn)料斗下方的進(jìn)料螺飼機(jī)或皮帶秤飼機(jī)之轉(zhuǎn)速；進(jìn)料必須在持續(xù)、穩(wěn)定、漸增地狀態(tài)下進(jìn)行，直到達(dá)至磨機(jī)主馬達(dá)的最大馬力為止。
進(jìn)料的最大尺寸，則視磨機(jī)滾輪的外徑、原料研磨的輥壓角度及磨床厚度而定。
在原料輸送的過(guò)程中，需避免粒料分離，以保持進(jìn)料的粒徑均勻分布，可促使產(chǎn)量穩(wěn)定。若當(dāng)進(jìn)料中止或進(jìn)料量太少時(shí)，亦應(yīng)將研磨滾輪舉起，以避免磨機(jī)產(chǎn)生不正常的震動(dòng)。
另外，必須注意異物混入的因素，如：鐵件或金屬必須在進(jìn)入磨機(jī)前即予分離，以避免對(duì)研磨組件的損害。
2.2 產(chǎn)品的細(xì)度
產(chǎn)品的細(xì)度，通常以比表面積、篩余或粒徑分布等表示，并受下列各項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)因素之影響：
l 研磨壓力
l 氣流量
l 分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速
l 磨床厚度壓力
大致上，為提高細(xì)度，可由調(diào)整下列運(yùn)轉(zhuǎn)條件得到：
l 較高的研磨
l 較低的氣流量
l 較高的分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速
l 較低的磨床厚度
通常，產(chǎn)品的細(xì)度是由分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，磨機(jī)大都保持以試車(chē)時(shí)所獲得之最適當(dāng)?shù)哪ゴ埠穸?、研磨壓力及氣流量之?dāng)?shù)值運(yùn)轉(zhuǎn)。
同時(shí)，磨機(jī)內(nèi)部的循環(huán)負(fù)載亦會(huì)影響粒徑分布；要使磨機(jī)內(nèi)部的循環(huán)負(fù)載增加， 可藉由下列參數(shù)以達(dá)到較窄的粒徑分布：
l 較高的分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速
l 較低的研磨壓力
l 較高經(jīng)過(guò)磨機(jī)的氣流量
l 較高的磨床厚度
換句話(huà)說(shuō)，若我們以磨機(jī)內(nèi)部循環(huán)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)說(shuō)明，我們可觀(guān)測(cè)到下列各事項(xiàng)：
l 較高的研磨壓力導(dǎo)致較低的循環(huán)負(fù)載及較寛的粒徑分布。而較低的研磨壓力導(dǎo)致較高的循環(huán)負(fù)載及較窄的粒徑分布。
l 此外，若經(jīng)過(guò)磨機(jī)的氣流量增加，將會(huì)導(dǎo)致較高的循環(huán)負(fù)載及RRSB圖表上較陡的斜率。相反的，若經(jīng)過(guò)磨機(jī)的氣流量減少，則會(huì)導(dǎo)致較低的循環(huán)負(fù)載及RRSB圖表上較平坦的斜率。
l 同理，如果分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速較快，自然會(huì)促使循環(huán)負(fù)載提高及獲致較高的比表面積值。相反的，分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速較慢，自然也會(huì)降低循環(huán)負(fù)載并獲致較低的比表面積值。
2.3產(chǎn)品的含水量
當(dāng)進(jìn)料的含水量低于1%左右時(shí)，并不需額外加裝熱氣的來(lái)源，因由研磨所產(chǎn)的熱量，將足以使原料干燥達(dá)到一可接受的水平內(nèi)。如果進(jìn)料的含水量超過(guò)某一程度，才需由熱風(fēng)爐提供的熱氣加入，以提高磨機(jī)入口氣體熱量。
產(chǎn)品含水量主要系受下列各參數(shù)所影響：
l 磨機(jī)出口之氣體流量及溫度
l 磨機(jī)入口之氣體流量及溫度
l 循環(huán)氣體之流量及溫度
l 來(lái)自熱風(fēng)爐的熱氣輸入
為了預(yù)防袋濾機(jī)的阻塞，磨機(jī)排氣的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度應(yīng)設(shè)定為高于露點(diǎn)溫度的約20 ℃ 。
2.4 電力的消耗
研磨系統(tǒng)的電力消耗，為研磨系統(tǒng)最主要的生產(chǎn)成本，電力消耗主要來(lái)自于下列各設(shè)備之電機(jī)：
l 磨機(jī)
l 分級(jí)機(jī)
l 系統(tǒng)風(fēng)車(chē)
l 附屬設(shè)備，如：進(jìn)料及輸送系統(tǒng)
電力消耗的理想值，可由研磨系統(tǒng)控制參數(shù)最佳化來(lái)調(diào)控：
l 磨機(jī)氣體流量
l 磨機(jī)差壓
l 磨機(jī)入口氣體壓力
l 研磨壓力
l 分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速
l 磨床厚度
l 磨機(jī)震動(dòng)程度
3.0 磨機(jī)控制參數(shù)
3.1 磨機(jī)入口的氣體溫度
除非經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)，為了防止主減速機(jī)及研磨滾輪過(guò)熱，磨機(jī)入口氣體溫度不可超過(guò)300℃。否則，必須在磨機(jī)加裝具抗熱設(shè)計(jì)的特殊配備。
3.2磨機(jī)出口的氣體溫度
磨機(jī)出口的氣體溫度，是磨機(jī)干燥程度的一種指標(biāo)。磨機(jī)出口溫度可透過(guò)增加循環(huán)氣體的或補(bǔ)充熱氣的方式來(lái)提高，也可透過(guò)吸入新鮮冷空氣的方式加以冷卻。通常，當(dāng)達(dá)到120℃時(shí)，磨機(jī)必須自動(dòng)停止，以止研磨滾輪的軸承及油封過(guò)熱。當(dāng)溫度高于上述溫度值時(shí)，則須使用抗熱型油封及特殊冷卻系統(tǒng)。
3.3 磨機(jī)氣體流量
氣流量可在袋濾機(jī)出口處測(cè)量，并可藉由調(diào)整氣體檔板的開(kāi)度，及變化系統(tǒng)風(fēng)車(chē)的轉(zhuǎn)速，而將氣流量控制在定值上。
磨機(jī)系以風(fēng)掃式運(yùn)作，氣流量應(yīng)保持固定，避免系統(tǒng)的壓力及溫度產(chǎn)生過(guò)大之波動(dòng)。流經(jīng)研磨系統(tǒng)的氣流是由下各元素所組成：
l 新鮮空氣
l 熱氣
l 漏氣
l 水份蒸發(fā)
l 循環(huán)氣
若流經(jīng)磨機(jī)的氣體不足，會(huì)降低磨機(jī)的產(chǎn)能，且造成運(yùn)轉(zhuǎn)的干擾。然而，過(guò)量的氣流則會(huì)引起磨機(jī)較高的磨損，導(dǎo)致維謢工作的增加及電力的浪費(fèi)。
3.4 磨機(jī)壓差
磨機(jī)壓差系指磨機(jī)入口及出口間之靜壓差，其代表著磨機(jī)內(nèi)的負(fù)載情形。
影響磨機(jī)壓差的參數(shù)如下：
l 進(jìn)料量
l 氣流量
l 研磨壓力
l 分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速
除非原料的可研磨性改變，通常氣流量、研磨壓力及分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)速，系依以往正常運(yùn)轉(zhuǎn)值預(yù)先調(diào)整，以保持相似之運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，然而，磨機(jī)進(jìn)料量卻對(duì)壓差有決定性的影響力。。
當(dāng)壓差太高，即意味著磨機(jī)異常超載，磨機(jī)易產(chǎn)生震動(dòng)及較高之回料量，導(dǎo)致不穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。相反的，當(dāng)壓差太低，即意味著磨機(jī)未滿(mǎn)載，雖震動(dòng)低，但也會(huì)形成浪費(fèi)。如在正常操作情況下，當(dāng)磨機(jī)壓差降低至某一下限定值，此時(shí)應(yīng)注意并檢查進(jìn)料是否正常。
3.5 研磨壓力
研磨壓力系由研磨滾輪以垂直壓于磨盤(pán)上料床運(yùn)行而產(chǎn)生，對(duì)整體制程的效率有決定性的影響。
壓力太高，會(huì)引起研磨組件不正常的磨損，磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)較不平穩(wěn)，及較高的耗電。而壓力太低，會(huì)降低磨機(jī)產(chǎn)能及產(chǎn)品細(xì)度，亦導(dǎo)致浪費(fèi)。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力低于某一限定值，磨機(jī)將會(huì)停止運(yùn)作。
研磨壓力和相對(duì)應(yīng)的氮?dú)饽业膲毫﹂g的關(guān)系，代表液壓系統(tǒng)的彈簧系數(shù)，且可藉調(diào)整氮?dú)獬涮顗毫?，調(diào)整液壓系統(tǒng)之彈簧系數(shù)。
氮?dú)獬涮顗毫Φ慕ㄗh值如下：
l 最大的氮?dú)獬涮顗毫?= 最小運(yùn)轉(zhuǎn)液壓壓力的 80%。
l 最小的氮?dú)獬涮顗毫?= 最大運(yùn)轉(zhuǎn)液壓壓力的 25%。
3.6 磨機(jī)入口壓力
在磨機(jī)入口靜壓受進(jìn)入磨機(jī)的氣流所影響，磨機(jī)入口壓力應(yīng)維持在固定值，系藉由下列檔板來(lái)進(jìn)行調(diào)整：
l 循環(huán)氣檔板
l 熱風(fēng)爐出口檔板
l 新鮮空氣入口檔板
磨機(jī)入口負(fù)壓太高，會(huì)造成磨機(jī)系統(tǒng)風(fēng)車(chē)電力耗損的增加，然而，太低的入口負(fù)壓，則會(huì)影響進(jìn)入系統(tǒng)的氣流量，造成溢料并導(dǎo)致研磨系統(tǒng)的混亂。
3.7 磨機(jī)震動(dòng)
磨機(jī)震動(dòng)的程度，通常在減速機(jī)的入力軸處測(cè)量，并被用于保護(hù)主要機(jī)件免于損壞。磨機(jī)的最佳狀況，應(yīng)以在可接受的豎磨機(jī)震動(dòng)程度范圍內(nèi)，達(dá)成配合質(zhì)量產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)之磨機(jī)最大產(chǎn)出為主。當(dāng)磨機(jī)發(fā)生過(guò)度震動(dòng)時(shí)，磨機(jī)馬達(dá)應(yīng)予停止，以確保設(shè)備長(zhǎng)期的安全性。
3.8 磨床厚度
所謂磨床厚度：即為在研磨運(yùn)轉(zhuǎn)期間，研磨滾輪與磨盤(pán)間最小的縫隙稱(chēng)之。并可由壩環(huán)的高度、研磨壓力及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磨機(jī)負(fù)載調(diào)整之。.
較厚的磨床會(huì)使粒徑分布較窄，亦會(huì)導(dǎo)致較高的電力消耗，但運(yùn)轉(zhuǎn)較安穩(wěn)。
然而，較薄的磨床會(huì)使粒徑分布較寛，亦較省電，但運(yùn)轉(zhuǎn)較不平穩(wěn)。
最佳的磨床厚度必須于試車(chē)時(shí)決定。
4.0 制程控制回路
大致上，研磨系統(tǒng)可裝設(shè)下列的PID控制回路：
l 在冷卻程序中，以新鮮空氣的檔板或噴水量，以控制磨機(jī)出口氣體溫度。
l 在加熱程序中 ，以熱風(fēng)爐熱氣量，以控制磨機(jī)出口氣體溫度。
l 調(diào)整系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或風(fēng)機(jī)入口檔板，以控制流經(jīng)磨機(jī)的氣流量。
l 調(diào)整循環(huán)氣檔板或新鮮空氣檔板，以控制磨機(jī)入口壓力。
l 視磨機(jī)差壓值或磨機(jī)電機(jī)千瓦數(shù)，以控制磨機(jī)進(jìn)料量。