淺談恒力泰LZ-5-330型連續(xù)式球磨機

摘 要：本文主要介紹了LZ-5-330型連續(xù)式球磨機的特點與技術(shù)創(chuàng)新。該套設(shè)備是恒力泰科技公司為滿足市場需求而推出的主力產(chǎn)品。其應(yīng)用了多項最新技術(shù)成果，具有性能穩(wěn)定、自動化程度高、使用成本低、節(jié)能顯著的特點。

關(guān)鍵詞：連續(xù)式球磨機；精準(zhǔn)配料；進料器；篩子板；中控系統(tǒng)

1前言

自改革開放拉開產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大幕以來，中國建陶行業(yè)生產(chǎn)制造水平取得了突飛猛進的發(fā)展，國產(chǎn)裝備創(chuàng)新與制造能力更是與日俱增，并在世界范圍內(nèi)形成了頗具特色的“中國制式”。長期以來，建陶行業(yè)原料制粉環(huán)節(jié)往往呈現(xiàn)出的是能耗高、工作環(huán)境惡劣，發(fā)展相對落后。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展與資源環(huán)境的沖突日趨尖銳。資源、能源和環(huán)境容量約束以及削減溫室氣體排放壓力的日益加大，國家對節(jié)能、環(huán)保的要求越來越高，建陶產(chǎn)業(yè)將面臨資源、能源和環(huán)保成本提高的挑戰(zhàn)。另外，制粉車間的“臟”“亂”“差”的印象“深入人心”，國內(nèi)陶瓷企業(yè)還面臨著招工難的現(xiàn)實問題，尤其年輕人，普遍不愿意從事相關(guān)工作。而且我國勞動力供應(yīng)已經(jīng)進入結(jié)構(gòu)性短缺的階段，勞動力成本不斷提高。這一系列的問題，都在倒逼著陶瓷生產(chǎn)企業(yè)強化對球磨環(huán)節(jié)的綠色化、智能化改造。

為適應(yīng)市場需求，近年來恒力泰科技公司加大了對高效智能連續(xù)球的研發(fā)投入，持續(xù)創(chuàng)新，推出了新一代LZ-5-330型五聯(lián)組連續(xù)式球磨機。筆者對該連續(xù)球的性能、技術(shù)特點進行詳細論述。

2 LZ-5-330型連續(xù)球磨機的技術(shù)參數(shù)

LZ-5-330型連續(xù)式球磨機為恒力泰科技最新研制的五聯(lián)組連續(xù)式球磨機，采用“直接入料”球磨工藝，即泥料先化漿，硬質(zhì)料進行預(yù)破碎處理。成品泥漿產(chǎn)量可達50T/H（絕干料）以上。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

（1）硬質(zhì)料入球粒徑：≤3mm。

（2）泥漿細度：250目篩余0.8-1.0。

（3）產(chǎn)量：50T/H（絕干料）。

（4）球磨機技術(shù)參數(shù)，見表1。

3 LZ-5-330型連續(xù)球磨機的技術(shù)特點

（1）精準(zhǔn)連續(xù)配料技術(shù)。

目前行業(yè)里連續(xù)球配料技術(shù)主要有兩種。一種是皮帶秤稱重計量。在聯(lián)組式連續(xù)球引入陶瓷行業(yè)的初期，國內(nèi)主流技術(shù)借鑒了意大利薩克米（SACMI）公司，采用了皮帶稱重計量法對固態(tài)料進行計量配料，液態(tài)料采用流量計進行計量。隨著部分用戶對配料精度的要求越來越高，為適應(yīng)行業(yè)需求，恒力泰創(chuàng)新推出了配料精度更高的連續(xù)配料技術(shù)（專利號：ZL 2017 2 0517556.7），業(yè)內(nèi)稱之為“失重”計量法，實現(xiàn)了更為穩(wěn)定精準(zhǔn)的配料，漿料配方更穩(wěn)定。

（2）新型進料裝置。

連續(xù)球進料裝置主要有兩種。一種采用螺旋進料器進料，另一種采用鼓式給料器進料。螺旋進料器進料方式最早也是薩克米（SACMI）技術(shù)，國內(nèi)也是從借鑒學(xué)習(xí)起步，初期大多采用螺旋進料方案。但隨著螺旋進料器的推廣使用，其存在的問題也逐漸暴露，主要有以下問題：1）螺旋葉片容易卡石頭、卡球石；2）螺旋葉片容易磨損，使用短時間后就要停機檢修處理；3）密封容易磨損，漏漿問題難解；基于這些問題，國內(nèi)開始出現(xiàn)借鑒礦山行業(yè)，使用鼓式給料器進行入料的技術(shù)方案。鼓式給料器的借鑒使用，基本解決了上述問題。但傳統(tǒng)的鼓式給料器在漿高的控制、大產(chǎn)量提升的能力方面，遜色于螺旋進料器。恒力泰在傳統(tǒng)鼓式給料器的基礎(chǔ)上，對其結(jié)構(gòu)進行了創(chuàng)新優(yōu)化。采用多蝸口螺旋進料葉片結(jié)構(gòu)，顯著提升了鼓式給料器的產(chǎn)量，漿位最大高度也得以提升，明顯減少了因漿位升高，出現(xiàn)泥漿倒流的問題。LZ-5-330型連續(xù)球磨機配置具有恒力泰特色的進料器裝置，解決了行業(yè)難題，在國內(nèi)逐漸成為行業(yè)主流。

（3）高效節(jié)能傳動裝置。

陶瓷行業(yè)連續(xù)球的傳動結(jié)構(gòu)主要有三種。一種是純皮帶傳動，一種為減速機+皮帶傳動，第三種為減速機+齒圈傳動。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，減速機傳動較純皮帶傳動可節(jié)約能耗3-5%。恒力泰科技公司綜合行業(yè)特性，傳動效率，以及市場需求，LZ-5-330型連續(xù)球磨機采用減速機+皮帶傳動技術(shù)方案。值得一提的是，皮帶輪采用中空耐磨無縫管一體車削成型結(jié)構(gòu)，徹底規(guī)避了球磨機斷軸的風(fēng)險。同時配置空氣碟剎對位系統(tǒng)，確保了操作安全，同時提升了操作的便捷性。

（4）筒體設(shè)計。

筒體的設(shè)計極為重要，問題主要體現(xiàn)在封頭筋板斷裂、焊縫開裂，一旦出現(xiàn)此類問題，處理起來相當(dāng)復(fù)雜，對生產(chǎn)影響極其惡劣，對品牌形象打擊很大。因此，封頭作為關(guān)鍵部位，其設(shè)計尤為重要。LZ-5-330型連續(xù)球磨機包含了90m3與60m3單球模塊，根據(jù)工況差異，封頭配置不同的筋板數(shù)量與厚度。經(jīng)過有限元力學(xué)分析，從而確定合理配置?；诟呖煽啃缘目紤]，恒力泰球磨機采用了相對偏高的安全系數(shù)，筋板最大應(yīng)力取值較小，以60m3連續(xù)球筋板為例，其最大應(yīng)力值較小，安全系數(shù)高，具體見圖5與表2。

（5）內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。

與傳統(tǒng)間歇球相比，連續(xù)式球磨機的內(nèi)襯設(shè)計需考慮的因素更多，工況更為復(fù)雜。LZ-5-330型連續(xù)球磨機為5聯(lián)組連續(xù)球，適用于“直接入料”工藝模式，每個球的物料狀態(tài)不同，工況也有所不同。為適應(yīng)不同的工況，內(nèi)襯的設(shè)計也有所差異。根據(jù)不同工段，每臺筒體的橡膠襯的厚度、形狀、壓條高度均不同。這樣做的目的是結(jié)合球石的分布，控制球石的運動軌跡，獲得更好的研磨效果。

一般情況下，硬質(zhì)砂石料在預(yù)處理過程中，經(jīng)過高壓對輥機的擠壓破碎，顆粒呈多邊無規(guī)則形狀，銳棱鋒利。物料進入1#球磨機粗磨作業(yè)時，橡膠襯很容易磨損，使用壽命短。其中，在入料口附近的筒身內(nèi)襯板與端面襯板最容易磨損。根據(jù)這些使用條件，LZ-5-330型連續(xù)球磨機在相關(guān)部位對內(nèi)襯結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，最大程度提升使用壽命。

（6）出漿裝置的設(shè)計

LZ-5-330型連續(xù)球磨機出漿裝置為模塊式組裝結(jié)構(gòu)，具有易拆裝、易檢修的特點。其中的關(guān)鍵零件——篩板的設(shè)計尤為重要。經(jīng)過長時間運行后，球磨機內(nèi)部會產(chǎn)生大量小尺寸碎球石，這些外形不規(guī)則的碎球石很容易把篩板孔堵塞，導(dǎo)致連續(xù)球漲磨，必須停球進行人工清理。經(jīng)過摸索，業(yè)內(nèi)尚未找到徹底解決堵篩子板的技術(shù)方案。恒力泰科技經(jīng)過長期實踐驗證，在第一代篩板的基礎(chǔ)上進行了多次迭代更新，在篩板的結(jié)構(gòu)、篩孔形狀、尺寸和壓條高度的組合等技術(shù)參數(shù)上，進行了持續(xù)優(yōu)化，最終具備堵塞頻率低，易清理的優(yōu)點。

（7）靈活的漿高控制技術(shù)

業(yè)內(nèi)眾所周知，電機需克服球磨機內(nèi)部球石和泥漿產(chǎn)生的偏心矩進行做功。偏心矩越大，電機輸出功率越大，電流越高。在球石裝載量一定的情況下，泥漿的液位越高，偏心轉(zhuǎn)矩越小，電流越低，電耗越低。但漿位太高時，研磨效率也會降低，泥漿細度增大。因此控制合適的漿高，獲得最佳的研磨效率、匹配的產(chǎn)量、較低的單位電耗，是連續(xù)球設(shè)計的核心技術(shù)之一。 LZ-5-330型連續(xù)球采用了具有專利產(chǎn)權(quán)的“一種流量可控的過漿裝置及連續(xù)球磨裝置”漿高控制技術(shù)（專利號：202211696469.4）（如圖7所示）可根據(jù)產(chǎn)量，實現(xiàn)每個球磨機的漿高控制，實現(xiàn)最大程度節(jié)電。

（8）自動加球石機。

球石機是連續(xù)球磨機重要的輔助設(shè)備，它的功能是給連續(xù)球磨機定期定量添加球石。LZ-5-330型連續(xù)球配套的球石機裝置，可分為球石機和球石斗兩部分 。球石機采用皮帶傳動輸送出球石，具有自動秤重和自動加球石功能。球石斗內(nèi)表面鑲嵌橡膠襯板，解決了料斗因球石碰撞容易磨穿的問題。

（9）自動潤滑系統(tǒng)。

自動潤滑系統(tǒng)是連續(xù)球磨機另一個重要輔助設(shè)備。LZ-5-330連續(xù)球主軸承采用潤滑脂潤滑，潤滑效果良好，維護簡單，干凈衛(wèi)生。在人機控制界面可設(shè)定潤滑周期，實現(xiàn)定期自動加油，確保設(shè)備運行安全。

（10）自動化程度高、勞動強度低。

① 精準(zhǔn)配料系統(tǒng)電控

LZ-5-330連續(xù)球采用失重稱儀表、西門子PLC與易控SCADA等軟硬件集成全自動精準(zhǔn)配料系統(tǒng)。操作人員根據(jù)工藝要求在電腦上設(shè)置好相應(yīng)工藝參數(shù)后，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的工藝參數(shù)自動計算硬質(zhì)料、化漿料、化工料、水、解膠劑的配料數(shù)據(jù)，確保配方精準(zhǔn)、穩(wěn)定，同時有多重缺料保護裝置，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。

② 球磨系統(tǒng)電控

球磨變頻柜：主要配備主電機電流儀表、電能儀表、中/英文人機交互界面（觸摸屏）、各操作主令開關(guān)及配套控制設(shè)備現(xiàn)場外控按鈕盒。具備以下功能：

a、具有選擇自動手動運行功能、設(shè)置運行模式功能。

b、具有筒體實測轉(zhuǎn)數(shù)，實時電機溫度、頻率、母線電壓、運行電壓、能耗及其他常用參數(shù)顯示監(jiān)測功能。

c、具有過流、超載、短路、過壓、欠壓、溫度保護、故障顯示功能。

③ 中控系統(tǒng)

連續(xù)式球磨機智能中控系統(tǒng)是恒力泰科技針對連續(xù)式球磨機的應(yīng)用與管理開發(fā)的一套管控系統(tǒng)。硬件設(shè)備主要包含工控機、電柜、顯示大屏、監(jiān)控攝像頭、監(jiān)控顯示屏、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控視頻存儲硬盤、本地數(shù)據(jù)服務(wù)器等，圖8為智能中控系統(tǒng)界面中控系統(tǒng)，其主要包含以下功能：

a、數(shù)據(jù)監(jiān)控；b、整線調(diào)控及連續(xù)式球磨機中控；c.設(shè)備維護；d.歷史數(shù)據(jù)管理；e.能耗管理；f.報表系統(tǒng)

4結(jié)語

經(jīng)過恒力泰研發(fā)團隊多年來的努力，通過對設(shè)備各項運行參數(shù)的摸索，技術(shù)方面不斷改進，使得該套連續(xù)球制漿系統(tǒng)漸趨完善，性能顯著提升。LZ-5-330型連續(xù)式球磨機是恒力泰近年原料裝備的技術(shù)結(jié)晶，集聚了多項創(chuàng)新技術(shù)成果。在市場上也實現(xiàn)大規(guī)模推廣，得到用戶廣泛認可，先后與蒙娜麗莎、歐神諾、諾貝爾等國內(nèi)陶企攜手合作。截止目前，這幾個項目已成功投產(chǎn)，各項運行參數(shù)優(yōu)良。標(biāo)志著恒力泰科技連續(xù)球制漿整線裝備達到了一個新的歷史高度。

參考文獻

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