国内外典型磨粉机的研发和应用现状

从最早粉磨谷物的绞盘磨、辊碾磨，到现在粉磨各种物料的球磨机、雷蒙磨、立式磨(盘辊式磨粉机)等，磨粉机经历了数百年的发展，磨粉机不断地更新，粉磨形式也千变万化。下面介绍几种常见的粉磨设备。

1、球磨机
球磨机种类繁多，目前世界上大型球磨机的供应商主要有丹麦的 FFE Minerals 公司、澳大利亚的 OUTAKUMP 公司和 ANI 公司、芬兰的 Metso Minerals公司、德国的Krupp公司和日本的川崎重工等。 球磨机的结构原理图和工作示意图如图 1.1 和图 1.2 所示，由进料部分、出料部分、回转部分、传动部分等组成。粉磨时待磨物料进入球磨机的旋转圆形滚筒内，研磨体在惯性、离心力以及摩擦力的作用下，附着在滚筒内部的衬板上，被旋转的滚筒带到高处，达到一定的高度时就会由于自身的重力作用而被抛落，下落的研磨体就会把滚筒内的物料击碎，达到粉磨的作用，这也使得球磨机在粉磨过程中噪声比较大。

球磨机结构相对简单，操作比较方便，但最大的问题是耗能大，而且还会经常出现闷车现象，工作效率低，体型笨重（总重量可达几百吨以上），占地面积大，配置昂贵，生产成本高。球磨机虽然是矿厂关键设备之一，但在初期建设过程中，球磨机及其配套设备以及它们的基础建设投资约占总投资的 50%左右；并且在生产期间，球磨机的材料消耗和电耗消耗同样占总破磨消耗的 50%以上。研究表明，球磨机的机械效率仅为2%到5%左右。基于球磨机的能耗大，成本高的缺点，设计人员更加渴望设计一种高效节能的粉磨设备。

2、雷蒙磨
雷蒙磨又称为悬辊式盘磨机，其的机构原理如图1.3所示。其工作原理是利用主电机通过减速器带动中心轴转动，中心轴的上端与梅花架相连，磨辊通过水平铰链与梅花架相连形成摆动支点，当梅花架带动磨辊旋转时，磨辊在离心力的作用下将紧紧地滚压在磨环上，在摩擦力的作用下，磨辊将自转，对物料进行粉碎。用于铲起物料的铲刀安装在梅花架的下部，在工作时，磨辊与铲刀在一起转动中，将物料铲抛起来，并将物料填入磨辊和磨环之间，形成料层，料层将受到磨辊公转时产生向外的离心力（即挤压力）的作用，从而对物料进行粉碎。
传统雷蒙磨粉机的一些不足影响了其广泛应用，主要表现在一下几个方面
（1）产品粒度大，传统雷蒙磨的粉磨粒度一般在 400 目左右，在粉磨行业中只能占据低端市场，不符合粉体行业未来朝着超细度化的发展方向；
（2）磨辊悬挂点一般比较高，在离心力的作用下磨辊在磨环上滚动，同时对磨环进行挤压，在对物料进行磨碎时，这种结构形式易使磨粉机产生振动，影响磨粉机的磨粉性能；
（3）在磨粉机安装过程中，当磨环偏小时，磨辊在工作过程中向内碾压使得磨辊轴倾斜，磨环与磨辊的工作面将成一定角度，破坏料层，影响磨粉机的工作效率；
（4）雷蒙磨粉磨后的物料粒度分布不集中，为随后产品加工带来了麻烦；
（5）雷蒙磨产量小，耗能大，且关键部件寿命短，需经常更换，从而导致成本增加，在生产中带来极大不便。

为了解决这些问题，许多的生产厂家和研发人员都在想法设法改进，但由于这些不足均是由雷蒙磨的结构特性所决定，虽然对这些问题有了一定的改进，但效果不理想，并且新型磨粉机开始占据市场，对于一些规模有限、研发能力弱的企业更是倾向于新的磨粉设备。

3、立式磨
立式磨又称盘辊式磨粉机，至今已有百年历史，随着科学技术的发展以及生产实践经验的不断总结，促使立式磨粉机研磨体的耐磨性得到了不断地改善和提高，磨辊和磨盘的结构形式不断改进，从而使立式磨粉机的粉磨方式变得更加合理，在粉磨行业发展迅速。
立式磨粉机是通过磨盘和磨辊之间的相对碾压来对待磨物料进行破磨的一种设备。物料经过下料管进入磨机内部并落入回转磨盘的中心，由于受到旋转磨盘离心力的作用而向磨盘边缘移动，当待磨物料进入磨辊和磨盘的粉磨区时，将被啮入磨辊和磨盘之间而粉碎，随着物料向外缘推进，被高速旋转向上的气流卷起，大颗粒将会重新落入磨盘进行再次粉磨，小颗粒则通过磨机上部的选粉机进入出料口被收集。
到2000年，在国际各种型式的水泥粉磨设备选用中，立式磨粉机的选用率已占有 30%左右的份额，即水泥粉磨占15%，生料粉磨占35%，煤粉磨占 60% ，在矿渣粉磨领域也开始起步，如立式磨在水泥行业更是作为首选的粉磨设备，几乎完全取代了传统的球磨机。表 1 所示立式磨在各领域的选用情况。

立式磨粉机有以下优点：
（1）耗能低，效率高。粉磨电耗与同产量的传统球磨机相比低35%-50%。
（2）烘干能力强。可烘干含水量高达20%的物料，省去了物料烘干设备。
（3）入磨物料粒度大，粉碎比较高。立式磨的入磨粒度可达磨辊直径的4%-5%。
（4）粉磨工艺简单、占地面积少，质量较轻。立式磨粉机的粉磨工艺简单、结构紧凑，整个粉磨系统占地面积约为球磨机的 60%~70%，建筑空间约为球磨机粉磨系统的 50%-60%，与相同能力的生产情况下球磨机相比，立式磨粉机的质量较轻。
（5）耐磨件磨损小，寿命长。立式磨粉机的磨辊系统设置了限位装置，使得磨辊辊套和耐磨衬板之间不直接接触，所以耐磨部件磨损小，易损件寿命长。
(6) 扬尘少，噪音低，操作环境舒适。立式磨粉机的噪音低，仅为 80-85dB，噪音比球磨机低20%左右。
（7）检修方便。

立式磨粉机在当今世界发展加快，走在在世界研制前沿的立式磨厂家有德国的非凡公、莱歇公司、伯利鸠斯公司、丹麦的史密斯公司以及日本的宇部等。如图1.4为两种不同类型的立式磨粉机结构示意图。虽然各个公司生产的立式磨粉机的结构形式不同，但所有的立式磨粉机的粉磨原理是相同的。
立式磨粉机在我国粉磨行业的兴起和发展比发达国家晚 20 到 30 年左右，当今我国立式磨的发展水平相当于发达国家九十年代的水平。

表1.2是我国2000-2012年间新建水泥项目立式磨的选用状况，由此可知，2000 年前后立式磨在我国水泥行业的应用刚刚起步，所有的立式磨粉机都是从国外进口的，这种国内立式磨依赖国外进口的情况持续到2007年才开始被国产立式磨所打破。

近几年对于国产立式磨来说发展尤为迅速，例如合肥院自主研制的 HRM 立磨、沈阳重型机械集团引进的 MLS 立磨以及在国外产品的基础上黎明重工研制的LM 立式辊磨机、MTW欧版磨粉机等，其粉磨性能较以前国内自主研制的磨粉机来说有很大的提高，至今已基本上取代了国外进口立式磨的市场份额。到现在为止，国产的立式磨在我国水泥行业占的份额已经超过了90%。提升了立式磨在我国粉磨行业的选用率，为立式磨在我国的水泥行业的推广和做出了重要的贡献。