无机非金属材料机械与设备第一章

制品机械设备2023/12/91绪论

工厂的每一条工艺生产线都要通过相应的机械设备来实现。工业生产的发展水平，很大程度上取决于机械设备的完善与否。工业生产的技术进步，总是反映在工艺设备的技术进步上。在无机非金属材料工业工厂中亦是如此。2023/12/92

介绍无机非金属材料工业生产过程中常用的机械设备，着重介绍机械过程的基本概念和典型的机械设备，包括粉碎理论及粉碎机械、筛分过程及筛分机械、颗粒流体力学及设备、混合过程及混合机械设备、仓流过程及贮料喂料设备、起重运输机械等。2023/12/93第一章概述

第一节物料粉碎的基本概念笼式粉碎机球磨机颚式破碎机家用打粉机气流粉碎机高速机械冲击式磨机2023/12/94粉碎分为破碎和粉磨两类处理过程：粉碎(comminution)定义：固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程。破碎使大块物料碎裂成小块物料的加工过程粉磨使小块物料碎裂成细粉末状物料的加工过程2023/12/95粉碎过程：

固体物料在外力作用下.克服了内聚力，使之碎裂的过程，称为粉碎过程。2023/12/96粉碎方法2023/12/97粉碎系统粉碎级数一级破碎系统一种破碎机二级破碎系统两种破碎机三级破碎系统三种破碎机目前破碎系统不仅向减少破碎级数、简化生产流程的方向发展，而且在单一工序中同时进行破碎、烘干等多种作业。2023/12/98粉碎流程

目前，我国水泥厂的石灰石破碎多数采用开流流程，有时在中碎机的入料溜槽处加设倾斜的固定格筛，起预先筛分、减轻堵塞与磨损、提高产量等作用。2023/12/99粉碎的作用和意义：

物料经粉碎尤其是经粉磨后，粒度显著减小，比表面积显著增大，因而有利于几种不同物料的均匀混合；便于输送和贮存；有利于提高高温固相反应速度和程度2023/12/910粉磨作业粗磨、细磨开流、圈流使用开流粉磨流程，从磨机卸出的物料全部作为产品，不再经磨机循环。使用圈流粉磨流程时，从磨机卸出的物料要经过一套分级设备。细度合乎要求的颗粒作为产品，其余作为循环料重新送回磨机，再次进行粉磨。2023/12/911分别粉磨与混合粉磨分别粉磨：分别将物料分开，单独地进行粉磨，然后再混合搅拌，使之均匀。混合粉磨或称共同粉磨：将混合物料一起投入磨机中进行粉磨，在粉磨过程中即可使物料混合均匀。值得注意的是，混合粉磨时某种物料会对另一些物料产生影响，可能使其他物料加速粉磨，起助磨作用；或者使其他物料延缓粉磨，起滞磨作用。反过来说，其他物料对该种物料也可能产生助磨或滞磨的作用。2023/12/912图中横坐标是A、B两种物料的配合比，纵坐标是物料的易磨性。物料A的易磨性是HA，物料B的易磨性是HB；物料B比较难磨。直线1表示这两种物料混合粉磨时彼此的易磨性不受影响。曲线2表示这两种物料混合粉磨时两者的易磨性有所提高，可使粉磨速度加快。曲线3表示这两种物料混合粉磨时其中任一种物料都会使另一种物料的易磨性降低，两者都起滞磨作用。曲线4表示B的存在使A的粉磨加速，起助磨作用；A的存在使B的粉磨速度减慢，起滞磨作用。2023/12/913

图1-5显示不同质量配比的水泥熟料和矿渣混合粉磨时对产品比表面积和功耗指标的影响。从图可以看出，矿渣的功耗指标较大，因为它比较难磨。水泥熟料掺入少量矿渣，功耗指标增大，但也可使产品的比表面积增大。必须指出，这时产品比表面积的增大是由于混合产品比表面积的增大是以功耗指标的增大为代价换得的，粉磨要消耗更多的能量。2023/12/914由于混合粉磨会影响颗粒的尺寸，所以会引起某一物料富集于大的或小的粒级之内。图1-6表示这种现象。图中显示难磨的物料A与易磨的物料B在不同的质量配比时的混合粉磨情况。难磨的物料A配比增多时，组分A更加集中于粗粒级中。因此，粉磨水泥时，石膏等易磨性好的物料有富集于细粒级的倾向。2023/12/915第二节物料的易碎性与易磨性一般用相对易碎系数来表示物料的易碎性。它是以标准物料单位产量的电耗为基准做相对比较而得出来的。某一物料的易碎系数KM是指采用同一台粉碎机，同一物料尺寸变化条件下，粉碎标准物料的单位电耗Eb（J/t）与粉碎风干状态下该物料的单位电耗E（J/t）之比，即易碎系数的测定方法目前国家仍无明确规定。水泥工业中，一般选用中等易碎性的回转窑水泥熟料作为标准物料。标准物料的易碎系数KM取1，若被测物料的相对易碎系数KM1大于1，则说明其易碎性好，比标准物料容易破碎。物料的易碎系数越大，越容易粉碎。2023/12/916已知某一种粉碎机粉碎某一种物料的生产能力Q，利用易碎系数，就可求出这台粉碎机在粉碎另一种物料时之生产能力Q1，即2023/12/917易磨性物料粉磨的易难程度往往用消耗单位能量时物料比表面积的增加——cm2/J或cm2/kW.h表示易磨性。用易磨性的倒数——J/cm2表示物料的抗磨性。——物料粉磨的易难程度。一般来说，物料的易磨性与细度有关。人们所说的易磨性的值，往往是指磨到中等细度时的值，即相当与0.08mm筛孔的筛上筛余为10%，或比表面积为3000cm2/g（透气法）时的值；同时还规定喂入磨机的原料在0.08mm的筛上筛余R0.08≈100%。比表面积≈0当颗粒粉碎得很细时，就会发生很严重的聚结，有可能使易磨性变为负数。2023/12/918粉磨功指数Wi——每吨物料从无限尺寸粉磨到一定细度（10μm）时的能量消耗。易磨系数——某种物料的易磨性与标准物料的易磨性的比值。一般选用标准砂作标准物料，有时也用水泥厂的水泥熟料作标准物料。易磨性与粉磨功指数关系的经验式如下：G值越大，物料愈容易粉磨，粉磨功指数也就越小，故G称为物料的易磨特性。2023/12/919为了使上式的形式与功耗的计算式联系起来，特将其改造为如下形式：粉磨功指数的书写，应注明成品筛的筛孔尺寸，如。国家标准规定以它代表被测物料的易磨性系数。2023/12/920粉磨功指数的物理意义被测物料从理论入磨粒度粉磨为成品时，所需要消耗的能量。其数值越大，物料越难粉磨；反之，数值越小，物料越易粉磨。这恰好与相对易碎系数相反，应用时宜注意。2023/12/921第三节粉碎物料的粒度特性粒度表示方法：表示颗粒大小的线性尺寸（一）单颗粒粒径注意：因为绝大多数情形下颗粒都是非球形颗粒，故一般用“粒径或颗粒尺寸”而非“直径”来表示颗粒的大小，2023/12/9222023/12/923（二）粒群平均粒径2023/12/9242023/12/925粒