1 概述
1.1 重鈣簡介
重鈣，是重質碳酸鈣的簡稱，是由天然碳酸鹽礦物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。是常用的粉狀無機填料，具有白度高、化學純度高、惰性大、不易化學反應、熱穩定性好、在400℃以下不會分解、吸油率低、折光率低、質軟、干燥、不含結晶水、硬度低磨耗值小、無毒、無味、無臭、分散性好等優點。廣泛用于人造地磚、橡膠、塑料、造紙、涂料、油漆、油墨、電纜、建筑用品、食品、醫藥、紡織、飼料、牙膏等日用化工行業，作填充劑起到增加產品的體積的作用，降低生產成本。用于橡膠中，可增加橡膠的體積，改善橡膠的加工性，起半補強或補強作用，并可調節橡膠的硬度?？筛鶕枰峁┎煌６纫蟮钠胀ㄖ剽}粉、超細重質碳酸鈣、濕法研磨超細碳酸鈣、超細表面改性重質碳酸鈣。
1.2 重鈣粉磨加工設備的使用現狀
重鈣粉體的加工分為干法和濕法兩種。
干法常用的設備有雷蒙磨、立式磨、環輥磨、球磨等。雷蒙磨主要加工80-400目的粗粉，早期的雷蒙磨主要以4R、5R機型為主，具有單機能耗高、維修率高、環保性能低等特點，隨著重鈣等非金屬礦行業的規?；l展，雷蒙磨也大有改進，尤其以桂林鴻程HC2000大型雷蒙磨的問世，單機成品250目D97產量高達40t/h,極大改變了業內人士對雷蒙磨的傳統觀念。立式磨加多次分級后加工的粉體細度可達2500目，早期立式磨及其技術在國內重鈣行業極少應用，隨著國外及國內臺資重鈣企業的極力推廣應用，立式磨及其技術在內地已經得到廣泛應用。環輥磨主要加工600-1500目超細粉，早期的環輥磨以福建龍巖環輥磨為代表，當時的環輥磨存在機型小、產量低等問題，但是其產品適應了重鈣產業向超細加工的需求。近年來，隨著環輥磨的大量應用，小型化的環輥磨逐步退出歷史舞臺，國內市場對大型化環輥磨需求的呼聲越來越高，2012年，隨著桂林鴻程HCH1395大型環輥磨的誕生，并在廣西地區得到很好的應用，單機產能相對早期的環輥磨得到很大的提升，1250目產品單機產能可達4.0-4.5t/h，為600-1500目超細粉領域規?；a提供了有力的保障。球磨機配套分級機技術在重鈣行業也有應用，主要應用于生產800-2000目的精細產品領域，此類產品附加值相對較高，但其系統工藝的高能耗、高噪音是諸多設備生產企業有待改進的指標。
濕法研磨重鈣的研磨設備主要有剝片機、攪拌磨機和砂磨機等，但無論選擇哪種設備都必須保證重鈣的純度和白度不受污染，比如筒體內襯和磨盤或攪拌器采用聚氨酯、陶瓷或其他高分子耐磨材料制造，而且在高固含量、高黏度、小研磨介質的條件下磨機能夠穩定運行。國內科研院所及企業也紛紛效仿國外超細（濕法）攪拌磨機，據報道長沙某研究院已經取得了一定進步，對于2µm含量達到95%以下的產品可以實現，但是，2µm含量達到95-98%正在研發，而德國諸多公司已經做得比較成功。
2 HCH1395大型環輥磨及其在重鈣微粉加工中的應用
HCH1395大型環輥磨是桂林鴻程礦山設備制造有限責任公司自主開發的新一代大型高效重鈣微粉磨粉機。它借鑒了傳統環輥磨的工作原理，改進了磨輥形狀、大小、數量匹配等，在不改變其他參數的情況下，離心碾壓力提高近30%，完善了磨輥與磨環接觸區，提高了粉碎效能，使得產品產量及細度都有了較大提升，產品的細度范圍可達0.008~0.038mm之間，同時，采用整體鑄造式底座加減震基礎，使得設備的運行可靠性更高、維護保養更便捷，再有采用脈沖收塵器進行產品收集，收集效率高，避免了粉塵外溢。通過和高精度分級機、脈沖收塵器等設備組合在一起組成為一個大型超細粉體加工系統，其具有產量大、單位功率產量高，綜合投資費用及運行費用低，環保性能高等特點?？蓾M足國家產業政策和不斷擴大的工業化規模生產需求。
2.1 HCH1395大型環輥磨簡介
（1）HCH1395大型環輥磨的結構
HCH1395大型環輥磨主要由整體底座、皮帶傳動裝置、中心軸、轉盤、大小磨輥、磨環、潤滑裝置、減震器、分級機等部件組成，設備結構原理見圖1。
 （2）HCH1395大型環輥磨工作原理
電動機通過電機皮帶輪經皮帶傳輸到主機皮帶輪，主機皮帶輪帶動中心軸上的轉盤作圓周公轉，安裝在轉盤上的磨輥繞中心軸旋轉，磨輥與磨輥銷之間存在很大的活動間隙，在離心力的作用下磨輥水平向外擺動，從而使磨輥壓緊磨環，磨輥同時繞磨輥銷自轉。物料通過磨輥與磨環之間的間隙，因磨輥的滾碾而達到粉碎和研磨作用，磨輥分為多層布置，物料通過第一層磨輥與磨環間為一次粉碎，接著將通過多層的多次粉碎，因此，物料得到充分的粉碎研磨，得到的產品細度細。（3）HCH1395大型環輥磨主要技術參數
主要技術參數列于表1。
表1 HCH1395大型環輥磨主要技術參數
| 技術參數
|
HCH1395 |
| 主機轉速(r/min) |
175 |
| 主機功率（kw） |
185 |
| 分級機轉速(r/min) |
0～1480 |
| 分級機功率（kw） |
75 |
| 風機轉速(r/min) |
1480 |
| 風機功率（kw） |
132 |
| 產品粒度（mm） |
0.008～0.038（通篩率97%） |
| 產量（t/h） |
4.0～12.0 |
| 主機重量（kg） |
14580 |
2.2 針對重鈣微粉加工的特殊適應性設計
①整體鑄造式底座，結構扎實可靠，抗震能力強，環輥磨最大的缺點是主機震動、噪音大，采用整體鑄造式底座可避免主機長時間工作震動疲勞而造成的底座或其它構件開裂或損壞。
②主機配備減震彈性基礎，有效降低主機工作中產生的震動，同時消除與其他周邊設備震動引起的共振現象，相對于傳統環輥磨的硬性基礎，主機噪音、震動減少30%，極大提高了設備運行的穩定性，延長了磨機的使用壽命，改善了車間工人的作業環境。
③新型的傳動裝置，主機傳動裝置采用皮帶傳動裝置，傳動穩定、可靠，維修方便快捷，主機研磨本體與主機傳動裝置采用分體結構，有效避免兩者共振現象的發生。
④分級機采用大型強制渦輪分級技術，處理量大，分級效率高，可使成品粒度在0.008~0.038mm之間無級調節，同時，采用氣封阻隔技術，分級精度高，分級效果好，無大顆粒污染，確保成品合格率的穩定性。
⑤成品比表面積大：可一次性產制比表面積22400cm2/g（d97=10μm）～30400cm2/g （d97=3μm）的超微細粉。
⑥采用離線清灰脈沖收塵系統，具有過濾面積大、清灰效果強、濾袋使用壽命長等特點，收塵效率高達99.99%，更能適應高粉塵濃度、大水分的收塵工況，而且經過該收塵系統氣粉分離后，排出的氣體含塵濃度≤30mg/m³達到國家排放標準，使得磨粉系統更加環保。
⑦結合環輥磨的工況，其耐磨件工作時多為擠壓、碾磨及沖擊，HC1395大型環輥磨的耐磨件材料采用耐磨合金制造，通過實踐證明，耐磨件使用壽命較市場上用的小型環輥磨延長30%。
⑧優化設備控制系統，設備控制采用全變頻PLC智能操作（多部件聯動一鍵操作）模式，同時大規模生產中的集中遠程控制，可以使用戶實時或實地時時監控設備運行。
3. 工藝系統和運行效果
3.1 工藝流程及安裝外形
3.1.1 HCH1395大型環輥磨加工重鈣微粉工藝系統流程圖：如圖2
圖2 HCH1395大型環輥磨加重鈣微粉工藝系統流程圖
3.1.2 HCH1395大型環輥磨系統工藝流程簡介
待粉磨的物料（原料）通過破碎機破碎成小于10mm的物料，經斗式提升機提升到儲料斗，再由皮帶給料機定量送入主機腔進行研磨，物料通過磨輥和磨環的相對運動被碾壓成粉體，磨碎的粉末由于重力作用落到底盤上，并在鼓風機的氣流作用下被吹到主機上方的分級機進行分篩，細度過粗者仍落入主機內重磨，細度合乎規格者隨風流入脈沖除塵器，收集后經卸料閥排出即為成品。凈化后的氣流經脈沖除塵器上方余風管流入鼓風機，風路是循環的，除鼓風機至研磨室為正壓外，其余管路內氣流均在負壓下流動，室內衛生條件較好。物料所含水分在研磨時受熱蒸發為氣體，管路中各法蘭接合處、進料口等處泄入的氣體導致循環風路中的風量增加，這些增加的風量經鼓風機和主機之間的三通管道排入大氣。
3.2 HCH1395大型環輥磨粉磨不同細度產品產量及能耗：如下表2
表2 HCH1395大型環輥磨粉磨不同細度產品產量及能耗
| 物料 |
目數（目） |
通篩率% |
產量（t/h) |
電耗（度/噸） |
方解石 |
600 |
D97 |
8.5-10 |
31.5-36.9 |
| 800 |
D97 |
6.5-8.5 |
36.9-48.5 |
| 1250 |
D97 |
4.2-4.5 |
69.5-74.5 |
| 1500 |
D97 |
3.5-4.0 |
78.4-89.6 |
備注：以上以加工方解石莫氏硬度為3.0級，邦德功指數為9.25Kwh/t為例，由于各地物料不同，以上數據略有不同。
3.3 運行效果
2013年HCH1395大型環輥磨在廣西桂林金山化工有限公司進行試用。經檢測，單臺HCH1395大型環輥磨產量穩定在4.2.-4.5t/h。耐磨件的壽命平均在6000-6500小時。同時與同期其他廠家同類設備的產量進行對比，結果如下表3：
表3 HCH1395大型環輥磨生產實踐對比
| 設備名稱 |
HCH1395環輥磨 |
198型環輥磨 |
188型環輥磨 |
| 產品粒度范圍（目） |
400-1500目 |
400-1500目 |
400-1500目 |
| 產量（t/h）（D97=1250目） |
4.2-4.5 |
1.8-2.0 |
1.6-1.8 |
| 主機功率（kw） |
185 |
132 |
132 |
| 系統裝機總功率（kw） |
392 |
217 |
217 |
| 脈沖過濾面積m² |
560 |
200 |
200 |
| 主機震動（減震基礎） |
低（有） |
高（無） |
高（無） |
| 自動化程度 |
高 |
中 |
中 |
| 產品電耗（kw.h/t） |
69.5-74.5 |
86.5-96.5 |
96.5-108.5 |
4 結論
HCH1395大型環輥磨的運行效果表明：該設備具備產能高、效率高、環保性能好等優點，能滿足重鈣微粉行業日益大規模工業化生產的需求。
（1）生產投資費用低。在保證同樣細度的前提下，1臺HCH1395大型環輥磨系統產能相當于2臺以上市場上目前運用較多的198、188型環輥磨，而設備占地僅為其2/3。
（2）生產效率高，節能環保。HCH1395大型環輥磨系統單位產品能降和設備消耗比同類其他設備（立磨、球磨）降低25%-40%，磨粉系統采用全封閉系統，系統在負壓下工作，無揚塵，環境清潔。
作者：黃炳騰，盧樂民，范順利，容北國（桂林鴻程礦山設備制造有限責任公司 廣西 桂林 ）
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