1.概述
1.1石灰石矿简介
石灰石矿的主要成分是碳酸钙，石灰石用途极广，其由于在自然界中分布广、易于获取的特点而被广泛应用，作为重要的建筑材料有着悠久的开采历史。在现代工业中，石灰石是制造水泥、石灰、电石、烟气脱硫的主要原料，是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩，优质石灰石经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化妆品、饲料、密封、粘结、抛光等产品的制造中。而不同的应用领域，对其矿物粉磨细度、白度和纯度要求都有所不同 ，目前石灰石矿粉磨加工应用较广的细度范围在0.125-0.022mm之间。
1.2石灰石粉磨加工设备的使用现状
石灰石各类粉体在我国应用领域广，需求量大，巨大的市场需求带动国内资本、人力在该行业的大量涌入，一度是矿区小厂遍布、乱采乱挖，漫天尘土。特别由于我国技术落后，环保意识薄弱，石灰石矿资源的开发利用所引起的能耗、环境、生态问题越来越多。行业的可持续发展越来越面临着严峻考验。近年来，随着国家对资源管理的日益加强，合理开发、减少浪费，在矿石加工及其他生产环节上做好节能降耗越显重要。目前国内石灰石矿粉磨加工的主要设备种类有很多，其中应用最广的是摆式磨粉机（亦即雷蒙机），这些设备在加工细度0.125-0.022mm之间时，具有能耗较低，一次设备投入少，且操作维护简单，但也普遍存在小机型、单机产量低、环保差。特别是耐磨件，使用寿命短，影响设备的持续生产。而能满足大规模生产的节能大型摆式粉磨设备较为缺乏。
2.HC2000大型摆式磨粉机及其在石灰石粉磨加工中的应用
HC2000大型摆式磨粉机是桂林鸿程矿山设备制造有限责任公司自主开发的新一代大型高效粉体磨粉机。它借鉴了摆式磨粉机的工作原理，改进了摆式磨粉机的摆动方式，在不改变其他参数的情况下，离心碾压力提高近35%，完善了磨辊与磨环接触区，提高了粉碎效能，使得产品产量及细度都有较大提升，产品的细度范围可达0.125-0.022mm之间，同时，采用整体式底座，改进了传动装置和磨辊总成密封结构，设备的运行可靠性更高、维护保养更便捷，再有采用脉冲收尘器进行产品收集，收集效率高，避免了粉尘外溢。通过和高精度分级机、脉冲收尘器等设备组合在一起组成为一个大型粉体加工系统，其具有产量大、单位功率产量高，综合投资费用及运行费用低环保。可满足国家产业政策和不断扩大的工业化规模生产需求。
2.1 HC2000大型摆式磨粉机简介
（1）HC2000大型摆式磨粉机的结构
HC2000大型摆式磨粉机主要由整体底座、减速机传动装置、中心轴、梅花架、磨辊总成、磨环、回气箱、罩筒、分级机等部件组成，设备结构见图1
（2）HC2000大型摆式磨粉机工作原理
在传动装置的驱动下，中心轴带动着梅花架总成、磨辊总成、铲刀架、铲刀座总成一起旋转，磨辊总成安装在直立纵向的摆轴上，旋转产生巨大的离心力使磨辊与磨环紧贴在一起，物料在铲刀座总成作用下，不断把物料铲送至磨环、磨辊间，磨环和磨辊在相对旋转运动中以近8米/秒的线速度在离心力的作用下不断对物料进行碾压、挤压、冲击。对物料进行粉碎细化。粉碎后的粉体在气流的带动下上升到分级区域，由涡轮分级机进行气粒分离，经涡轮分级机分离出的合格粉体通过进粉管道由旋风和脉冲收尘器收集。不合格的粉体降回主机，并被再次碾压破碎，直至合格。
（3）主要技术参数
主要技术参数列于表1。
| 技术参数 |
HC2000 |
| 主机转速(r/min) |
72 |
| 主机功率（kw） |
280 |
| 分级机转速(r/min) |
0~750 |
| 分级机功率（kw） |
75 |
| 风机转速(r/min) |
1700 |
| 风机功率（kw） |
315 |
| 产品粒度（mm） |
0.022~0.125（通筛率97%） |
| 产量（t/h） |
10~60 |
| 主机重量（kg） |
136 |
2.2针对石灰石矿粉磨加工的特殊适应性设计
①整体式底座，结构扎实可靠，抗震能力强，传统的摆式磨粉机回气箱与底座为分体结构，通过双层螺栓紧固在一起，在该区域集中存在碾磨、撞击发生的震动及噪声，而该区域极易出现震动疲劳破坏，采用整体式底座可避免了以往回气箱与底座分体结构因长时间工作震动疲劳而造成的其它构件开裂或损坏。
②采用特种橡胶及耐磨材料制成的减震轴套，不但对设备运转产生的震动进行有效的隔离，也改变以往雷蒙机所采用的胶套结构使用寿命短、维修频繁的缺陷，保证了生产的持续性
③新型结构的梅花架构成紧凑、合理、可靠，不需对其拆卸，即可进行磨环的更换操作，减少了维护时间，也避免象以往雷蒙机梅花架结构需拆装易造成的额外故障
④免维护磨辊总成采用多层阻隔结构保证磨辊装置的密封，磨辊装置的工作环境为极高粉尘浓度，传统的R型摆式磨粉机的磨辊装置靠叠层密封无法可靠进行轴承密封，而本项目采用浮动油封技术、螺旋密封及骨架油封多层阻隔结构，密封可靠，极大地减少设备维护时间
⑤分级机采用大型强制涡轮分级技术，处理量大，分级效率高，可使成品粒度在0.022-0.125mm之间无级调节，同时，采用气封阻隔技术，分级精度高，确保成品合格率的稳定性。
⑥采用离线清灰脉冲收尘系统，具有清灰效果强，滤袋使用寿命长，收尘效率高达99.9%，更能适应高粉尘浓度、大水分的收尘工况，而且经过该收尘系统气粉分离后，排出的气体含尘浓度达到国家排放标准，使得磨粉系统更加环保。
⑦结合摆式磨粉机的工况，其耐磨件工作时多为剪压、碾磨及冲击，传统雷蒙机耐磨件采用的高锰钢在此工况下，很难形成耐磨层，HC2000大型摆式磨粉机的耐磨件材料采用耐磨合金，在此工况下其耐磨性较雷蒙机所采用的高锰钢耐磨性提高1-3倍。
⑧优化设备控制系统，设备控制采用PLC智能操作（多部件联动一键操作）模式，同时在大规模生产中的集中远程控制，使用户可以实时或实地时时监控设备运行。
3.工艺系统和运行效果
3.1工艺流程
HC2000大型摆式磨粉机加工石灰石粉工艺系统流程图如图2：
待粉磨的物料通过破碎机破碎成＜50mm的颗粒。经提升机送至储料斗，可调速的皮带给料机或震动给料机从料斗经罩筒进料口定量输送到主机腔内。物料通过磨辊和磨环的相对运动而产生挤压、碾压成粉体。粉体通过磨内选粉装置，合格的粉体随磨内的气流带出，被旋风收集器收集为成品，不合格的粗颗粒落回主机继续被磨粉，同时，为保持管路内部气流的平衡，多余的部分气量经风机与主机之间的管道排到一套脉冲收尘器内，经气粉分离后从脉冲收尘器排到大气。
3.2运行效果
2011年HC2000大型摆式磨粉机在浙江长兴华星钙业有限公司应用。经检测，单台HC2000大型摆式磨粉机产量稳定在38-42t/h（公司原用的5R雷蒙机单台产量仅为6-7 t/h）。耐磨件的寿命平均在5000-5500小时，与原用的5R雷蒙机耐磨件相比，耐磨件的寿命平均提高1倍多。同时通过与同期其他厂家同类设备的产量对比，结果如下表2：
| 设备名称 |
HC2000摆式磨粉机 |
5R4119摆式磨粉机 |
产品粒度范围（目）
产量（t/h）（D97=250目）
主机功率（kw）
系统装机总功率（kw）
产品收集方式
烘干能力
噪声（dB）
系统设备维护量 |
80-600
38-42
280
680
脉冲收集
高
87
低 |
100-400
6-7
75
157.5
旋风收集
中
92
高 |
产品电耗（kw.h/t）
环保 |
16.5（250目）
好 |
22.5（250目）
差 |
| 外形尺寸（长*宽*高） |
28500*13000*11500 |
11300*6900*10000 |
4.结论
HC2000大型摆式磨粉机的运行效果表明：该设备具备产能高、效率高、环保，能满足碳酸钙行业日益大规模工业化生产的需求。
（1）生产投资费用低。在保证同样细度的前提下，一台HC2000大型摆式磨粉机系统产能相当于6台以上5R4119普通摆式磨粉机，而设备占地仅为其2/3。
（2）生产效率高，节能环保。HC2000大型摆式磨粉机系统单位产品能降和设备消耗比同类普通其他设备降低30%-40%，磨粉系统采用全封闭系统，系统在负压下工作，无扬尘，环境清洁。
操作简单、维修方便。HC2000大型摆式磨粉机系统配备自动控制系统，采用PLC智能操作控制，同时在大规模生产中实现集中远程控制，使用户可以实时或实地时时监控设备运行，同时易损件的更换，拆卸量少，方便快捷。
HC2000大型摆式磨粉机是目前国内国产最大的摆式磨粉机，具有较高的技术创新性，扩展了摆式磨粉机的应用领域，无论在产能，还是在单位能耗上均具有显著优势。目前HC2000摆式磨粉机已在锰矿加工行业、粉煤灰、碳酸钙等近10家大型粉体加工企业得到广泛应用。
资料来源：桂林鸿程矿山设备制造有限责任公司
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