超细粉磨设备运行过程自动控制系统研究

2017-11-21魏婷

环球市场 2017年27期

关键词：超细粉收尘滤袋

魏婷

咸阳非金属矿研究设计院有限公司

超细粉磨设备运行过程自动控制系统研究

魏婷

咸阳非金属矿研究设计院有限公司

超细粉磨设备是超细粉碎工业过程中的重要设备。成套超细粉磨设备的自动化过程应控制物料品质与粉碎过程的运行效率密切相关。因此，对超细粉磨设备过程控制技术的研究是控制领域的关注点之一。传统的人员控制方式不能满足这类设备的高性能控制要求，智能控制技术为物料粉碎效率的提高提供了有效途径。本文将对此展开分析。

超细粉磨设备；运行；自动控制

1 背景及研究的意义

粉磨是一种广泛而重要的生产工艺，随着社会的发展，这种传统的工艺也面临需要进行大范围的改革。20世纪70年代末和80年代初在中国其工业化粉磨技术发展和设备就制造了。中国的超细粉碎设备发展一般经历了3个阶段：第一阶段，从80年代初-80年代中期就将国外技术以及设备进行引进，在这期间国内的超细粉碎技术、设备制造以及工艺才起步，很多的方面还基本上处于空白的状态；第二阶段，80年代中期-90年代中期以国外技术、设备和国内记性仿制、开发同步进行为主的时期，在这阶段，我国主要的超细粉碎的分级设备的研发机构和制造厂商基本上是在此发展以及形成的；第三阶段，90年代中期后,进入了自主开发以及制造为主、引进为辅阶段,在这期间建立了超细粉体加工厂，利用国产的技术以及设备。

2 研究领域国内外的研究动态和发展趋势

2.1 国内外研究概况

在第一次工业革命之后，在蒸汽机与电动机等机械设备应用成熟之后，近代粉碎机械开始出现。自蒸汽机驱动的辊式破碎机出现以来，美国出现了大量的相关发明，例如1858年美国布莱克发明的破碎岩石的鄂式破碎机；1878年的具有连续破碎动作的旋回破碎机；1895年具有低能耗的冲击式破碎机也开始涌现。从十九世纪出的球磨机到1870年的排料颗粒大小均匀的棒磨机，再到1908年的不需要研磨介质的自磨机。

到了20世纪30-50年代，美国和德国开始出现了立轴式中速磨煤机来提高粉碎作业的效率。随后，由于需要粉碎的物料种类越来越多，在不同的应用场所，所需的颗粒大小也不尽相同，粉碎机有了大量的分类。到了70年代初，已有产量为5000t/h、最大给料直径达2000mm的大型旋回破碎机和可将物料研磨到颗粒直径小于0.01μm的胶体磨。

从二十世纪40年代起国外就开始注重以超细粉碎、分级及改性为基础的深加工技术。目前，国外的超细粉碎设备已经可以加工细度为0.5-10μm任意窄级别的粉体。超细粉碎通过对物料的冲击，碰撞，剪切，研磨，分散等手段而实现。

2.2 超细粉碎设备的发展趋势

由于目前粉碎机工艺控制技术的落后，我国大多数超细粉碎工艺设备及生产线基本上依赖于个人经验来对其操作和控制，使得产品的质量参差不齐。为了解决该问题，引入数字化的概念。对整个系统工艺流程的各个时刻进行监控，防止因为机器小范围的破碎或者因为机器开启不当导致的废料产生。

目前，咸阳非金属矿研究设计院有限公司所设计的系列冲击式超细粉碎成套设备，结合了冲击式粉磨机遇气流磨的粉碎原理，为保证各粉碎室能力均衡匹配，从而采用二级三腔卧式结构，提高了一次粉碎比和粉碎效率。对整套装备的风力系统进行了优化，增加了给料风力加速系统；采用粉磨自动控制系统，实现了主要工艺参数在线可调。

3 采取的研究方案，技术路线

3.1 超细粉磨设备工艺流程

超细粉碎成套设备主要由超细粉磨机、涡轮式分级机、布袋收尘器、集料机以及高压风机等.设备组成。整个工艺流程图，如图3.1所示。

图3.1 系统工艺流程图

图3.1中，第一部分是整个粉碎系统的进料部分，所有物料将从该口进入；第二部分为系统的主要工作部件-粉碎部分，所有的物料将通过该部分进行粉碎；第三部分为系统的分级系统，将已达到工艺要求的物料和未达到工艺要求的物料进行分级；第四部分为系统的旋风收集器，第五部分为系统的布袋收尘器，本系统中是将旋风收尘机理和过滤式收尘机理相结合，使得含尘气流切向进入收尘器后，通过气流分布装置，均匀进入过滤室中，将其分散于滤袋的间隙处，从而实现滤袋阻留的过程。随着细微粉附着于滤袋外表面的厚度不断增加，系统的阻力也增加，第六部分的引风机系统自动启动，对滤袋进行反吹清灰行为，使得滤袋外表面的细微粉厚度降低，从而实现减轻系统阻力的效果。

3.2 系统控制方案设定

物料粉碎系统是整个超细粉碎成套设备的主要控制单元，其中物料的粉碎程度会直接影响到后续工序的操作工况和产品纯度，所以需要合理设计控制方案和控制系统。由于，从超细粉磨机出来的物料中可能会混有未充分进行粉碎的物料和难以粉碎的杂质。所以，将粉碎后的物料送入涡轮式分级机后，由分级机将合格物料与不合格物料、无法粉碎的杂质进行分离。分离后合格产品将送入收集器进行采集，不合格产品直接回到超细粉磨机进行二次加工。