调整钢棒配比提高棒磨机煤浆质量

导读:通过对比可以看出，虽然该棒磨机钢棒填充率达43%，且投煤量也较少，但磨制的煤浆质量与生产要求的煤浆指标仍有较大差别，主要表现在：煤浆粒度分布不合理，14~325目之间的颗粒较多，平均达到，而小于325目的细颗粒则太少，平均仅，由此引起煤浆粘度低，煤浆稳定性差，外观上表现为易于分层、沉淀，给煤浆的贮存及输送带来很大不便，同时煤浆颗粒增粗对气化炉的操作带来不良影响。

调整钢棒配比提高棒磨机煤浆质量 1、概况 某厂德土古气化系统1993~2000年，一直运行一台气化炉，采用https://www.flowerba.com/https://www.flowerba.com/球磨机磨制煤浆，到2000年夏季配合双炉系统运行，该厂又安装了一台φ×湿式溢流型棒磨机，该机为洛阳矿山机械厂生产，各项参数见表1。

该磨机2000年5月投入试用，其研磨料的规格及级配由球磨机生产厂家提供，初始添加钢棒60t（填充率为43%），级配如下： φ75，18t；φ63，24t；φ50，18t 该球磨机运行稳定后，我们将磨出的煤浆与德土古公司提供给我厂的指标进行了比较，具体数据见表2。

通过对比可以看出，虽然该棒磨机钢棒填充率达43%，且投煤量也较少，但磨制的煤浆质量与生产要求的煤浆指标仍有较大差别，主要表现在：煤浆粒度分布不合理，14~325目之间的颗粒较多，平均达到，而小于325目的细颗粒则太少，平均仅，由此引起煤浆粘度低，煤浆稳定性差，外观上表现为易于分层、沉淀，给煤浆的贮存及输送带来很大不便，同时煤浆颗粒增粗对气化炉的操作带来不良影响。

2、原因分析及措施 对煤浆粒度分布的影响因素，我们作了如下分析。

（1）磨机的生产负荷 如果投煤量过大，煤在球磨机内停留时间变短，研磨不够充分，粒度就会变粗。

在该棒磨机试运行期间，我们控制投煤量稳定在20~22t/h范围，并未超出该球磨机的额定最大投煤量（30t/h），因此，此项因素可以排除。

（2）原料煤的粒度 我厂原料煤在输送过程中是经过筛分、破碎的，进料粒度基本都在10mm以下，小于棒磨机要求（小于20mm）的指标，不会因此造成煤浆粒度偏粗。

（3）原料煤的硬度 我厂原料煤种的哈氏可磨指数在56~58之间，属于硬度适中的煤种。

此项因素也可以排除。

（4）球磨机内钢棒的级配与粒度的关系 直径大的钢棒堆在一起时，由于钢棒之间的空隙较大，物料在其中流速较快，研磨的时间变短，同时物料与研磨体之间接触面较小，因而会出现研磨不充分的现象。

如果在粗棒中间适量添加细棒，钢棒之间的空隙就会减少，同时钢棒与物料间接触面积会增大，物料在球磨机内的运行受到阻碍，流速变慢，物料有较多的机会与钢棒接触，从而可以提高研磨效率，使煤浆被研磨得更细。

另外，我们又了解了其他几家同类企业棒磨机的煤浆粒度分布情况，在钢棒配比基本相同的情况下，煤浆粒度也普遍偏大，小于325目的细颗粒比例多数在25%~35%之间，说明我厂棒磨机煤浆粒度偏大并非操作原因，而是棒磨机普遍存在的问题。

根据以上分析，我们决定调整棒磨机级配，适当增加部分细棒，并于2001年11朋系统停车大修期间进行了实验。

钢棒规格由三种增加到四种，增加了φ40钢棒，调整后钢棒级配如下： φ75 15t φ50 15t φ63 20t φ40 5t 钢棒添加量由原来的60t减至55t，填充率为38%。

试验过程中，球磨机投煤量与原始开车时相同（20~22t/h），煤浆浓度控制在64%~66%，运行稳定后取样测定，结果见表3。

通过表3与表2对比可知，调整钢棒级配后，煤浆粒度分布虽然距德士古要求的指标还有较大差距，但较初始开车时有了明显的好转，小于325目的细颗粒比例比改变钢棒级配前上升了，煤浆粘度平均值也由762cP上升至1080cP，从外观上看煤浆变得较为稳定，分层、沉淀的时间由原来的不到4h增加到8h以上。

3、结论 （1）通过本次调整钢棒级配的试验结果表明，适当增加细棒数量能增加煤浆中细颗粒的比例，从而提高煤浆的稳定性。

（2）细钢棒的规格及添加比例应以要求的煤浆粒度分布指标来定，具体数据最好由实验确定。

（3）添加较细的钢棒时一定要保证钢棒的硬度及韧性达标，防止发生断棒、弯棒的现象。

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球磨机棒磨机在水煤浆制备中的应用

球磨机棒磨机在水煤浆制备中的应用 煤气化工艺是以煤为原料制取氢气和一氧化碳，可用于合成氨、甲醇及其它化学产品。

德土三古老气化效率高、碳转化率达98%~99%。

高温下有害物质萘、酚等被燃烧，较少环境污染。

煤气化可适用于各种烟煤，在我国建成的几套煤浆气化装置，渭河化肥厂、上海焦化厂、鲁南化肥厂、淮南化工厂都获得良好的经济效益。

随着世界原油价格的上升，充分利用煤资源代油，无论经济效益还是社会效益都很显著，其运行成本是油的1/2左右。

煤浆的性能直接影响到煤气化运行成本，浓度、粒度级配、灰分、灰溶点及杂质是影响煤气化效率的关键因素，其中浓度、灰分、灰溶点受煤质影响，而能耗和粒度级配主要受制浆设备的影响。

这里就棒磨机制浆和球磨机制浆针对气化水煤浆浓度、产量、粒度作一比较，以促进水煤浆技术的发展及更好地进行设备选型。

1、气化水煤浆的特点 、浓度 煤浆浓度越低，有效成分量少，越不利于煤浆气化满负荷、高负荷运行。

实际运行证明煤浆浓度每降低1%，产气量降低1%。

水煤浆经历了从低浓度、中浓度到高浓度的发展过程，高浓度水煤浆正常浓度58%~62%，煤的内水含量越低，可制备煤浆浓度越高，含水量低于3%（低内）水煤可制备浓度66%~68%高浓度水煤浆。

、粒度 煤浆粒度放粗有利于提高煤浆浓度，但粒度放粗易发生沉降与析水，但大于40目比率过高会加剧烧嘴磨损。

中粗型煤粒40~200目作为粉煤主体有利于气化效果，德土古气化炉要求粒度组成： <8目 wt <14目 98%~ wt <40目 90%~95% wt <200目 40%~50% wt <325目 25%~35% wt 、煤质 煤质是影响煤浆性能的重要因素，高固定碳和热值、低内水和挥发性其成浆性好，可制成高浓度水煤浆，低灰分，低硫分，低灰溶点是水煤浆加压气化较理想煤。

2、煤浆制备设备 煤浆制备主要采用球磨机、棒磨机，应根据浓度粒度和煤质等因素综合比较具体选型。

针对气化水煤浆采用德土古气化炉对粒度要求，棒磨机具有明显优势。

棒磨机是以比筒体长度短150mm，以一定配比的圆钢棒为粉磨介质的磨矿设备，具有选择性粉磨的特点，物料从进料端到排料端必将经过多次粉磨加工，较大颗粒得到更多的粉磨机会，其排料粒度均匀，几乎没有超大颗粒排出。

而球磨机为随机性磨矿，排料不均，一部分料可磨得非常细，经使用200目含量在60%以上，另一方面又有超大颗粒排出且不均匀，通常大于8目占以上。

气化水煤浆制备选用棒磨机更为合理。

3、运行比较 煤浆气化是在温度1100~1300℃，压力6~8MPa条件下不充分燃烧生产合成气CO+H2，表1中统计了国内几家合成气生产厂运行情况比较，不难看出，同规格的棒磨机产量比球磨机产量高30%以上，能耗降低30%以上。

4、结论 （1）针对气化水煤浆粒度分布要求，棒磨机较球磨机制浆节能30%以上。

（2）棒磨机制浆能避免煤浆中含超大颗粒，煤浆质量稳定。

（3）棒磨机制浆对入料原煤粒度要求不严，都能实现均匀粉磨。

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棒磨式制砂机是靠其研磨介质钢棒的运动磨碎物料

棒磨式制砂机是人工制砂常用设备，往往把过粉碎量少作为其一大优越性。

其实，用棒磨式制砂机人工制砂时，砂中石粉的含量并不算低，甚至较高。

特别是当原料岩石脆性突出，砂的细度模数较小时，石粉含量尤高，有时排料中的石粉含量竟达 30%，成品砂中的石粉也往往超标。

过多的石粉会带来使流失量增大、成砂率降低、石料不能充分利用;成品砂中石粉含量过高，会使砂的脱水时间延长，砂仓容积增大，而且在脱 水过程中容易“固结”;石粉含量过多会增加混凝土中水泥的用量，甚至降低混凝土的性能。

因此，弄清棒磨式制砂机制砂石粉含量过高原因， 采取相应措施予以解决，对加快施工进度、提高工程质量和节约工程投资十分重要。

　　1 造成砂过粉碎的原因分析 　　 钢棒滑落和泻落所占比重 　　棒磨式制砂机是靠其研磨介质钢棒的运动磨碎物料的。

同一棒磨式制砂机中的钢棒一般具有 3 种不同的运动形式，而以不同形式运动的钢棒将给予物料以不同的作用。

抛落时，钢棒在较高处脱离筒壁，沿抛物线轨迹落下，砸在刚进入筒体的粗粒料上，以其很大的冲击力将这些粗料砸 碎成大小不一的碎屑，钢棒泻落时，上层钢棒沿下层钢棒一步一步地向下滚跌，此时，它既对碎屑产生研磨，又给予冲击，使其进一步破碎成 更小的颗粒。

而滑落时钢棒仅因相对滑动或自身的滚动而产生研磨作用。

虽然钢棒抛落时产生的冲击力 　　很大，但它却不可能成为物料过粉碎的主要原因，这是因为: 岩块在快速冲击作用下，破坏强度将大大提高，可能达到其静力强度的数倍;岩块 在冲击作用下呈脆性破坏。

这种破坏主要是由岩块内部已有的脆弱面的破坏引起的，而这些脆弱面的数量是有限的;抛落钢棒对岩块的冲击作用 是瞬时的，一次性的。

　　当岩块破碎成碎屑后，它便落入棒间缝隙和粗粒岩块的空隙中，从而避免了抛落钢棒的再次冲击。

　　滑落和泻落则不同，它们的作用对象都是已被初碎到一定程度的岩屑。

前者虽然所占的比重很小，但岩屑被夹持着离开钢棒的着落区时是处于靠近衬板的少数几层钢棒的缝隙中的，其上面的钢棒压重很大，所以此时钢棒对岩块的压力很大，研磨作用较强。

泻落虽然仅发生在表面几层 钢棒，岩屑所受压重较小，但此时钢棒既有冲击作用，也产生研磨，它使岩屑内的压应力和剪应力都较高。

由于岩屑的抗剪强度远低于其抗压 强度，故岩屑更容易被剪破，而且钢棒泻落时对岩屑的作用次数多，作用时间较长。

更主要的是，在实际生产条件下，泻落所占的比重最大， 因此泻落和滑落才是引起过粉碎的根本原因。

　　 棒径偏小 　　棒磨式制砂机钢捧之间存在着条形缝隙，这些缝隙可及时地接纳已被初破到一定程度的碎屑。

使之避免遭受钢棒抛落时的再次冲击，并使已达到细度要求的颗粒沿缝隙被水冲出筒体，因而棒缝能起到一定的“筛分”作用。

显然，棒缝横截面大，则它所接纳的碎屑便粗，碎羼中的细粒 受研磨的机会少。

过粉碎现象也就轻。

反之，则过粉碎将加重。

在正常生产情况下，钢捧不断地磨损，其直径逐渐变小，捧缝也相应变小。

然 而，运行过程中往往不能及时检除这些已磨细到一定程度的钢棒。

这样，虽然定期加入新棒，钢捧的级配也常常偏细。

　　 物料停留时间过长 　　岩块进入棒磨式制砂机筒体后，先在抛落钢棒的冲击作用下初碎成碎屑，然后在滑落和泻落钢棒的冲击、研磨作用下进一步粉碎。

显而易见，如果被磨碎到所需粒度的物料能及时地排出筒体，那么，过粉碎现象将大大减少。

否则，物料反复遭受钢棒的研磨，一破再破，必然形成较多 的石粉。

由此可知，物料在筒体中逗留的时间过久，即遭受钢棒的研磨时间过长，也是造成过粉碎的重要原因。

　　目前，用于制砂的棒磨式制砂机一般都为湿式中间周边排料式。

这种棒磨式制砂机是依靠水力排料的。

显然，水的流速大，则其挟砂能力强，易于将细物料冲出筒体;但若水的流速过大，其挟砂能力过强，则将使一部分粗粒被带出而形成超径现象，为避免发生这种情况，生产中不得不 减少加水量。

这样一来，料浆浓度便往往较高，常在 70% 以上，也使它成为引起过粉碎的重要原因。

　　 进料量 　　在生产过程中，砂的细度模数一般都是通过进料量来控制的。

这样，在生产细度模数较小的砂时，棒磨式制砂机的进料量往往较少。

此时，由于简体内物料的有效体积减小，在其它条件不变的情况下，单位体积物料所受的冲击力和研磨力都将增大，亦即物料的实际破碎比功增加，因 而容易造成实际破碎比功过大，引起较严重的过粉碎。

　　3 结语 　　用棒磨式制砂机磨碎不同岩石时，为了保证在成品砂的细度模数符合要求的前提下，尽量减少砂的过粉碎和提高棒磨式制砂机的处理能力。

过去的试验中，衬板的表面结构形式、筒体的工作转速以及分级方法等这样一些对过粉碎现象起决定性作用的因素都是被当作固定因素考虑。

导致优选出的生产条件不能完全与岩石的物理力学性质相适应，过粉碎现象得不到根本解决。

为此，在今后的正交试验中，应该重视这些因素的 作用，将其纳入试验因素中一并考虑。

才有使过粉碎问题得到根本解决。

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