基本信息
- 项目名称：
- 矿用防爆型超细水泥湿磨机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 矿用防爆型超细水泥湿磨机是针对煤矿井下超细水泥应用而研发的一种湿磨机，具有结构简单、操作方便、磨细效率高、产量大等特点，生产的超细水泥细度能满足煤矿井下巷道支护的注浆需要，是超细水泥在煤矿井下应用的一大突破。
- 详细介绍：
- 矿用防爆型超细水泥湿磨机可在超细水泥使用现场现磨现用，解决了干法生产的超细水泥成本高，运输难的问题。作品装备了叶片式气动马达，弥补了湿磨机在煤矿井巷中使用的空白；磨头进行了渗硼化学热处理，克服了现有湿磨机自身的耐磨性差、抗侵蚀性能力低等缺陷。研究结果表明：矿用防爆型超细水泥湿磨机可供煤矿井下使用、磨头耐磨性好、结构简单、产量高、体重轻便等特点。创立了湿磨机在矿山使用的首例。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品针对现阶段超细水泥注浆材料在矿井应用中制备工艺复杂、储存与包装成本高等不足，提出了一种新型、安全、经济、有效的现场制备方法，在不影响使用效果的前提下最大程度上的降低使用成本，节约人力物力。在研发过程中以传统湿磨机为基础，不仅改良了湿磨机的研磨效率，延长了使用寿命，更对其进行防爆设计使其能够安全有效的应用于矿井井下环境。 创新点：1.以矿井风压作为动力源；2.磨头的表面进行深度化学热处理；3.改进动静磨体齿型和齿型距，提高破碎效率。 主要技术指标： 风压（MPa） 0.5~0.7 额定功率（Kw） 5.88 风机转速（r/min） 2800 生产能力 0.6∶1水泥浆（m3//h） 1.79 相当于水泥（t/h） 3.08 1∶1水泥浆（m3//h） 1.93 相当于水泥（t/h） 2.91 1.2∶1水泥浆（m3//h） 1.99 相当于水泥（t/h） 2.93 平均粒径（μm） 6~10 最大粒径（μm） <40 排浆口直径（mm） 25 整机重量（kg） 121 外形尺寸（cm×cm×cm） 包括料斗 50×26.5×112.0 不包括料斗 50×26.5×76.6 料斗容积（L） 11L
科学性、先进性
- 矿用防爆型超细水泥湿磨机装备了叶片式气马达，以压力风源作为动力源，以解决井下带电设备需防爆的难点，实现了超细水泥在施工地点现磨现用。 研磨过程利用了颗粒在湿磨机剪切力场中的三种运动方式：沿流体流动方向的平行移动、转动和垂直于流体方向的升举运动。颗粒间由于相对运动而破碎。湿磨机在工作过程中，磨头高速旋转，放出大量的热，温度急剧升高，负荷增大。工作性能和使用寿命也随之降低。解决这一问题通常的办法是在静磨体内设计一个冷水循环通道和改变磨头本身的材质，但单一的冷水循环通道降温很难达到理想的效果，而换用高合金钢耐磨性材质的磨头，则价格高昂。本作品除了在磨头侧壁设计了冷水循环通道之外，又对磨头的表面进行了渗硼化学热处理。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品于2011年1月荣获河南理工大学第五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- -
作品可展示的形式
- 实物、图片、视频、现场演示、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点、优势： 1．本磨机装备了叶片式气动马达，以风压作为动力源，可以在煤矿井下安全作业； 2．磨头渗硼热处理提高了磨头自身硬度，增强了耐磨性，以及抗腐蚀性和抗氧化性，保证了在高温下持续工作； 3．优化了齿形和齿形距，使物料得到更为充分的破碎； 4. 冷水循环通道可以带走摩擦放出的热量，降低磨头温度,提高工作效率，延长使用寿命。
同类课题研究水平概述
- 目前能查到的文献中还没有对于矿用超细水泥湿磨机的介绍，水泥湿磨机一般要求设备磨细效果好、速度快、产量高、结构简单、操作方便、体积小、重量轻、磨头耐用，能够适合在施工现场经常搬迁和运输。为此，我们对国内外的各种磨细机械进行大量的调研，从专用于水泥超细微粉磨的磨机种类来看，有球(棒)磨机、振动磨、雷蒙磨、气流粉碎机、湿磨机、珠磨机等。 国外磨机的发展 国外磨机的发展开始于日本电力公司在80年代中期研制成功的湿式辗磨机（俗称鼓式湿磨机），其粉碎机理与球磨机基本相同，即通过水泥浆液中水泥颗粒与鼓式湿磨机中研磨介质（一般采用钢球作为鼓式湿磨机的研磨介质）之间的碰撞、摩擦等相互作用，从而达到水泥颗粒进一步细化、分散的效果。 鼓式湿磨机主要由电动机、传动系统、辗磨系统、冷却系统、过滤筛及控制系统等组成。使用该机械增加辗磨时间，可以得到较高细度的水泥浆液；其缺点是设备结构复杂、体积大、操作不方便，而且随着水泥颗粒粒度的增加，机械的有效利用率和生产率会降低。 国内磨机的发展 国内磨机于20世纪80年代中后期开始研制，同时有多家单位研制开发。目前国内使用的磨机主要为长江科学院和沈阳航新细化机械有限公司生产的湿磨机。长江科学院是进行湿磨机研制开发的单位之一，于1987年开始进行湿磨细水泥浆材的制备及灌浆新技术的研究，1989年湿磨机研制成功。1993年通过部级鉴定，随后进入工程使用阶段。 2008年长江科学院成功研制了GSW水泥湿磨机，该湿磨机制作技术是我国湿磨机领域的领先水平。 目前国内湿磨机主要是基于胶体磨的原理来研制开发的，该原理机型湿磨机在工作时迫使水泥浆液通过高速相对旋转的转齿和定齿间的微小间隙，此过程中，水泥颗粒受到碰撞、剪切、摩擦、高频振动等多种作用而迅速细化，水泥浆液同时得到分散、搅拌和混合。 国产湿磨机主要由电动机、辗磨盘、细度调节装置、研磨控制装置等组成。其核心部件为辗磨盘，主要用特殊热处理工艺的金属材料或异性非金属材料的专用磨头，基本解决了湿磨机磨头的磨损问题。国产湿磨机结构相对简单，重量轻。其缺点是：设备制造安装水平要求较高，水泥细化程度有限。
