重质碳酸钙，简称重质碳酸钙，是以天然方解石、大理石、白云石或白垩为原料，经机械设备研磨分级后达到一定细度的粉状产品。生产方法主要有干法和湿法。钙作为一种廉价的无机填料，广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料等行业。

目前重钙加工企业多采用立磨、球磨机、雷蒙磨。雷蒙磨适用于400目以下粉体的加工，球磨机适用于800 ~ 1250目超细粉体的生产。立磨适用于1250目以下非金属矿粉的规模化加工，规模化和节能效果显著。在很大程度上实现产品精细化生产的同时，具有操作简单、维护方便、工艺布置简单、占地面积小、土建投资少、噪音低、环保性好等优点。立式磨设备及其技术已成为重钙等非金属矿物粉体加工技术研究的新进展之一。

起初，立磨广泛应用于电力、冶金、水泥等行业，但这些成品的细度和粒度分布远低于重钙粉。因此，用于粉磨重钙粉等非矿物粉体的立磨，在设备结构、粉磨部件、分级装置等方面进行了系统的研究和创新设计，对设备调试人员的技术水平和经验提出了更高的要求。

1重质碳酸钙立式研磨工艺

1.1工艺流程

HRM立式磨重钙的磨矿工艺流程及示意图如图1所示。

原矿由叉车送入振动板式给料机，经破碎机破碎，提升机提升，送入原料库备用。来自原料仓的物料由变频控制的电子皮带秤通过给料提升机和气锁给料机定量给到旋转立磨磨盘的中心。在离心力的作用下，物料运动到磨盘边缘，进入磨辊通道。在液压装置和传动臂的作用下，磨辊对辊道中的物料施加压力，物料被破碎、剪切、挤压、研磨。同时，风从磨机边缘的风环中高速吹出，溅出的物料被高速气流吹起，大颗粒落入磨机中。细颗粒经分级机分级，合格的细粉随气流磨出，由高效脉冲袋式除尘器收集为成品，由成品提升机(或气力输送)送至成品仓库，由包装机(小袋/吨袋)包装入库。不合格的粗粉在分级机叶片的作用下落回磨盘，与新加入的物料一起重新研磨。从磨机返回的物料由给料提升机再次送入立磨，整个粉磨分级过程通过这样一个循环完成。

2影响立磨运行和操作的因素

2.1研磨材料的特性

研磨材料的特性主要指材料的硬度、粒度、含水量和可磨性(结合功指数)。

(1)研磨材料的硬度

磨矿物料的硬度通常用莫氏硬度来表征(范围1 ~ 10)，而方解石硬度一般在2.8 ~ 3.0之间，随原矿中包裹体的种类和含量而变化。一般来说，材料硬度高，可磨性差，磨损大，所以材料硬度直接关系到产品成品率和磨机易损件的使用寿命。

(2)研磨材料的粒度

可以根据成品的细度合理控制物料的粒度。原则上是& ldquo多破少磨& rdquo。立式磨需要一定范围的原料粒度。粒度过大或过小都会破坏磨盘上料层的级配平衡，不利于磨机的正常运转。如果给料粒度过大，会降低一次粉磨效率，增加物料循环次数，无形中增加磨机的粉磨电耗。同时，由于缺少细颗粒的缓冲，磨机的振动也会增大。运行中遇到此问题时，应适当减料，以稳定磨机压差和料层。如果饲料粒度过小，其粉状物必然增加。由于细颗粒粘附性差，内部气流的作用，料层流态化趋势明显，使得立磨无法有效咬入大量颗粒群，造成料层不稳定，磨机振动。

在非金属矿物粉体行业，产品细度一般比较高(常用重钙粉D 97 = 325 ~ 1250目，即10 ~ 45 & mum，97%通过，简单对比见下表)。建议控制给料粒度应更小(

控制入料含水量对立磨的稳定运行至关重要。重钙细粉生产线一般不设计热风系统(原料含水量一般为

(4)研磨材料的易磨性

入料的易磨性直接关系到磨机产量、电耗和辊套衬套的使用寿命。物料易磨性好，易于破碎和研磨，易于生产超细粉体；相反，可磨性差的物料需要多次研磨，研磨压力较大，增加了研磨功耗，加速了辊套和衬板的磨损，降低了其使用寿命。原料的可磨性一般用可磨性指数(键功指数)来反映，方解石原料的键功指数通常在9 ~ 9 ~ 11kW & middot；H/t，数值越小，越容易研磨材料。

同时立磨的给料要求是稳定连续的，调整时需要逐渐增减。如果给料量波动较大，会打破磨机内物料的动态平衡，造成料层波动，磨机内物料研磨力不均匀，磨机易振动。重钙粉立式粉碎时料层厚度一般为30 ~ 40 mm，不宜过厚，否则达不到超细粉碎效果。一般情况下，料层厚度为磨辊直径的& plusmn20mm(水泥生料行业经验法则)，非金属矿行业可控制更小。

2.2磨机压差

磨机压差是反映磨机内物料循环负荷的重要参数之一。磨机压差主要由两部分组成，一部分是立磨风环处的局部通风阻力；另一部分是选粉机选粉时产生的阻力，这两个阻力之和就构成了磨机压差。在正常工作条件下，磨机内的内压差应该是稳定的，即在一个范围内处于稳定和变化的状态，这表明进入立磨的原料量和从磨机出来的成品量达到了动态平衡。一旦这种平衡被打破，磨机内循环负荷发生变化，压差就会突然增大或减小，如果不及时有效地控制，就会影响磨机的稳定运行。影响磨机压差的因素很多，如物料的易磨性、给料速度、系统风量、磨矿压力、分级机转速等。几乎所有影响磨机平稳运行的因素都可以在压差上体现出来。

压差增大说明进入磨机的原料量大于从磨机出来的成品量，磨机内循环负荷增大。此时，进料提升机的电流增加，排渣量增加。此时从磨机限位装置可以判断出料层在不断增厚。为保证产品细度合格，一般不调整分离机转速(或在不影响细度的情况下可适当降低转速)。通常的方法是减料，临时断料。当磨机压差恢复到稳定水平后，进料量稳定增加到合理值。或者，在磨机主电机负荷允许范围内，不要做减料和切料，适当增加辊压，增加粉磨量，避免磨机出现& ldquo充分研磨& rdquo情况，过载引起的振动。

压差的减小表明进入磨机的原料量小于从磨机出来的成品量，磨机内循环负荷降低。此时，进料提升机的电流减小，排渣量减少。此时，从磨机限位装置可以判断出料床正在逐渐变薄。这时可以采取加料、减压或减少风量等措施，避免出现磨& ldquo空磨& rdquo情况，因为材料层太薄而产生振动。根据调试经验，在相同工况下，产品细度越细，磨机压差越高，反之亦然。中性磨的许多运行参数是相互关联的，运行中应注意各参数之间的动态协调。

2.3系统通风

一般是根据磨机的容量，理论计算出立磨系统的最大通风量，再考虑系统的风道阻力、漏风等因素的适当富余(5% ~ 10%)，从而得出立磨系统的最大通风量和合理风压，这也是风机选型的依据。

HRM立磨在负压下运行，其物料输送、干燥、分级都需要大量的风。磨机内适当的通风是磨机稳定运行的必要条件。磨机运行时，通风将直接影响产品的产量和细度。通风量大，磨内风速增加，物料干燥和输送能力增强，磨内外循环减少，床层粗颗粒增加，床层变薄，磨机产量增加。风量过大，可能导致产品细度不合格(跑粗)或产品细粉含量降低(循环次数少，粉磨时间短)，质量降低，床层过薄导致磨机振动。通风量小，磨机内风速降低，干燥和承载能力减弱，磨机内外循环增加，料层变厚，磨机粉磨电耗增加，产品细度更细，但磨机产量降低。同时，磨机可能会因料层负荷过大而振动或停机。

立磨系统的通风量主要通过风机风门的开度(或风机电机变频调速)来调节。立式磨机体、除尘器和通风管道的漏风对磨内通风影响很大，往往是造成产量下降和运行不稳定的因素。

根据现场调试经验，生产d97=400目及以下的重质碳酸钙细粉时，立磨排渣通常为少量颗粒和粉末。此时只要保证合理稳定的增加给料和风量，立磨就能稳定运行。当生产d97=600目或以上的细粉时，材料需要在立式磨中反复研磨和分级。因此立磨的排渣口会产生较多的细粉，宜控制合理的给料量和风量。排渣稳定时，可略微增加风量，提高承载能力，排渣减少时，可略微增加给料量，保证磨机在内外循环的动态平衡下运行。

2.4磨辊的工作压力

立磨的研磨力来源于滚筒自重和液压站的增压压力，其中液压张紧装置是研磨力的主要来源。磨辊的工作压力应根据进料速度、料层厚度、产品细度等因素合理给定。如果压力太小，将不能实现有效的研磨，并且粉末产率和产量将较低。如果压力过高，料层可能不稳定，对异径管造成不必要的损伤。根据项目调试经验，立磨生产d97=600目重钙粉，磨辊最佳工作压力为13 ~ 14 MPa。

2.5分类器的速度

HRM高细立磨是集粉磨、输送、分级物料功能于一体的新型粉磨设备，其顶部为自驱动& mdash高效静态分级机可灵活调节产品细度和粒度分布，调节范围广，适应性强。分级机的技术参数主要包括:转子直径、转子高度、转子叶片角度、转子叶片数量、导叶(定子叶片)角度、转子转速。转子的直径和高度是根据磨机的型号专门设计的(合适的径高比)。通常根据工况在停磨时定期调整导风叶片的角度，在设备选型时确定转子叶片的角度和数量(根据产品特性和细度要求)，在生产过程中可以调整转子转速。成品的细度主要取决于转子转速和系统通风。系统通风量一定时，转子转速高，研磨物料细度高。相反，当生产粗粉时，应降低转子转速。

在生产调试过程中，找出不同系列产品的分级机转速经验值后，可以在后期生产中对经验值进行微调，立磨操作方便，生产灵活性明显。在实际生产中，分级机顶部的缝隙容易导致产品细度粗的问题。针对这种情况，HRM高细立磨在分级机顶部密封上采用了独特的气体密封方式，可以有效防止粗颗粒通过。

2.6其他因素

(1)挡圈的高度

挡圈的高度直接影响磨机内料层的稳定性和粉磨效率。挡圈高度过高，不利于粉碎机上的物料溢出，造成料床变厚，料床上的部分合格成品不能及时被气流带走，造成过粉碎；如果挡圈高度过低，会加快溢粉速度，导致床体过薄，造成磨辊不受压或磨机振动。

根据调试经验，HRM高精度研磨生产d 97=600目重钙粉时，为保证研磨效果，进料需在研磨机上停留一定时间，护环高度一般应设置在30 ~ 50 mm。

(2)风环的间隙(面积)

在实际生产中，经常发现磨机返料量大，但立磨运行稳定。此时可以适当减小风环间隙的面积(在挡料环或上风环外缘补焊圆钢)，提高风环处的风速，增加物料携带量，减少排渣，起到一定的增产稳产作用。

(3)磨辊和磨盘的磨损

根据项目情况，当磨机运行时间较长时(重钙行业一般为3 ~ 5年)，磨机的产能会有一定程度的下降。主要原因是由于磨辊和磨盘的磨损，磨辊磨盘磨削区的磨削结构和压力发生了变化。第一阶段，辊盘粗磨:由于离心力的作用，落入磨盘中心的物料被挟入磨辊下沿，完成进一步破碎和粗磨；第二阶段，压实:粗磨后的物料由于离心力继续向磨盘外缘移动，逐渐被压实；第三阶段，细磨区:该区滚筒与圆盘间隙最小，压实料层在高压下被细磨，溢流被风环处的气流带到选粉机分选成合格产品。三个阶段完成后，滚筒与圆盘之间的间隙增大，新加入的物料无法得到有效的粉碎和粗磨。进入压实区和细磨区后，磨辊的高压无法完全传递到料层，无法实现高效的研磨。因此，很难生产足够的细粉。同时，由于各区域磨损程度不同，料层不稳定，制约了磨机运行。

对于具有高细度要求的成品，辊磨损的问题更容易通过生产率的突然下降反映出来。此时，建议调整辊套表面，对其进行表面修整(表面修整辊套适用)或更换新的辊套和磨盘衬板(如果产能降低10%以上，应考虑上述措施)。HRM立磨辊盘接触面、挡料环、空气环示意图如图2所示。

立磨作为一种大型粉磨设备，自20世纪20年代发展以来，得到了广泛、经济、稳定的应用，并被大量的工程实践所证明。立磨操作人员的丰富经验和细心，各种工艺参数的熟练协调，是立磨稳定运行的关键。立磨应用于非金属矿物粉体行业，显示了其规模化生产和精细化加工的双重特点，逐渐顺应了非金属矿物粉体领域未来的发展趋势。其优异的性能带动了粉体加工设备的技术升级，有利于提高非金属矿物粉体的经济附加值水平。但是，如何实现非金属矿物粉体工业中的大型立磨仍需进一步发展。