پودر زغال سنگ یک قطعه اصلی از تجهیزات در تولید برق حرارتی، صنایع شیمیایی زغال سنگ و سایر زمینه ها است. عملکرد آن آسیاب کردن زغال سنگ خام به زغال سنگ پودر شده است که می تواند به طور موثر در دیگ سوزانده شود. حلقه های استاتیک و دینامیک اجزای کلیدی هستند که تأثیر تعیین کننده ای بر راندمان آسیاب، پایداری عملیاتی و عمر مفید پودر کننده دارند. این مقاله ساختار، اصل کار، مکانیسم های شکست و توسعه تکنولوژیکی آنها را تحلیل می کند.
1.ساختار اساسی و موقعیت نصب
حلقه های استاتیک و دینامیک که به عنوان حلقه ثابت و حلقه دوار نیز شناخته می شوند، اجزای اصلی منطقه آسیاب یک پودر زغال سنگ هستند.
حلقه استاتیک: به طور ثابت روی پایه یا محفظه پودر کننده نصب می شود و ثابت می ماند. معمولاً یک جزء حلقوی با پروفیل های دندانی یا شیارهای خاص است.
حلقه دینامیک: به قسمت چرخان پودر کننده مانند میز آسیاب یا روتور متصل است که همراه با آن با سرعت بالا می چرخد.
این دو حلقه یکی بالای دیگری یا در داخل و خارج مونتاژ می شوند و یک شکاف قابل تنظیم باقی می گذارند. ذرات زغال سنگ در این شکاف خرد می شوند.
2. اصل کار و توابع اصلی
عملکرد اصلی حلقه های استاتیک و دینامیک تشکیل یک منطقه آسیاب کارآمد است. اصل کار به شرح زیر است.
هدایت و توزیع: زغال سنگ خام از لوله تغذیه زغال سنگ ابتدا روی حلقه پویا در حال چرخش فرود می آید. تحت نیروی گریز از مرکز، به سمت شکاف بین دو حلقه پرتاب می شود. دندانه ها یا شیارهای روی حلقه استاتیک، زغال سنگ را هدایت می کنند تا از ورود یکنواخت به سطح آسیاب اطمینان حاصل کنند.
خرد کردن اولیه: توده‌های زغال‌سنگ بزرگ‌تر هنگام ورود به شکاف باریک، ابتدا تحت فشار و برش قوی قرار می‌گیرند و تحت خرد شدن اولیه قرار می‌گیرند.
سنگ زنی: این مهم ترین مرحله است. همانطور که حلقه دینامیک به چرخش خود ادامه می دهد، زغال سنگ در شکاف به طور مداوم توسط حرکت نسبی بین حلقه های استاتیک و دینامیک خرد شده و بریده می شود. این عمل، شبیه به آسیاب سنگی، ذرات زغال سنگ را به طور مداوم به پودر ریز خرد می کند.
اختلاط و حمل و نقل هوا: زغال سنگ پودر شده توسط هوای گرم خشک شده حمل می شود، از حاشیه حلقه ها خارج می شود و به طبقه بندی کننده برای جداسازی اندازه می رسد. پودر ریز واجد شرایط تخلیه می شود.
3. مکانیسم‌ها و چالش‌های اصلی شکست
حلقه های استاتیک و دینامیک در یک محیط سخت با دمای بالا، گرد و غبار بالا و سایش شدید کار می کنند. خرابی آنها یکی از رایج ترین عیوب در پودرهای زغال سنگ است.
سایش ساینده: این حالت شکست غالب است. زغال سنگ، به ویژه مواد معدنی سخت مانند کوارتز و پیریت، به عنوان یک ساینده عمل می کند که به طور مداوم مواد سطح را بریده و فرسایش می دهد و باعث سایش تدریجی، تغییر شکل و از بین رفتن پروفیل دندان می شود.
ترک‌های خستگی: تحت تنش‌های مکانیکی دوره‌ای ناشی از بارهای ضربه‌ای و ارتعاش، و همچنین تنش حرارتی، میکرو ترک‌ها به راحتی در نقاط تمرکز تنش مانند ریشه‌های دندان و پایین شیارها شروع می‌شوند و به تدریج رشد می‌کنند و احتمالاً منجر به شکستگی می‌شوند.
فرسایش و خوردگی: جریان هوای گرد و غبار زغال سنگ با سرعت بالا باعث فرسایش می شود. علاوه بر این، گوگرد و رطوبت در زغال‌سنگ می‌توانند یک محیط خورنده خفیف در دماهای بالا ایجاد کنند و از بین رفتن مواد را از طریق هم‌افزایی با سایش تسریع کنند.
پیامدهای کاهش عملکرد: پس از سایش، شکاف افزایش می‌یابد، راندمان آسیاب به شدت کاهش می‌یابد که منجر به کاهش خروجی پودر، مصرف انرژی بیشتر و ظرافت زغال سنگ ناکافی می‌شود که مستقیماً بر راندمان احتراق دیگ تأثیر می‌گذارد. سایش شدید ممکن است لرزش را افزایش دهد و ایمنی تجهیزات را تهدید کند.
4. توسعه فناوری مواد و تولید
برای مقابله با سایش شدید، مواد و تکنیک های ساخت حلقه های استاتیک و دینامیک به طور مداوم تکامل یافته اند.
مواد سنتی: در طرح های اولیه از فولاد با منگنز بالا، فولاد آلیاژی مقاوم در برابر سایش، با تکیه بر سختی و چقرمگی برای مقاومت در برابر سایش استفاده می شد.
فن آوری های تقویت سطح: راه حل اصلی فعلی یک لایه مقاوم در برابر سایش سخت را روی یک ماده پایه سخت مانند فولاد ریخته گری اعمال می کند. فرآیندهای اصلی عبارتند از:
مهره‌های مقاوم در برابر سایش: قرار دادن نوار یا مهره‌های مشبکی از آلیاژ کروم بالا بر روی نواحی کلیدی برای تشکیل یک چارچوب مقاوم در برابر سایش.
ریخته گری کامپوزیت: استفاده از ریخته گری کامپوزیت دو فلزی برای دستیابی به پیوند متالورژیکی بین ماده پایه و لایه کاری که اغلب از مواد بسیار سخت مانند چدن با کروم بالا ساخته می شود.
تعبیه آستر مقاوم در برابر سایش: صفحات آلیاژی مقاوم در برابر سایش پیش ساخته روی پایه پیچ می شوند و امکان تعویض موضعی پس از سایش را فراهم می کنند.
کاربرد مواد سرامیکی پیشرفته: این یک جهت توسعه مهم است. بلوک های مقاوم در برابر سایش یا حلقه های کامل ساخته شده از سرامیک های با کارایی بالا مانند آلومینا، آلومینا سخت شده زیرکونیا، و کاربید سیلیکون سختی و مقاومت در برابر سایش بسیار بالایی را ارائه می دهند که بسیار فراتر از فلزات است و فواصل نگهداری را تا حد زیادی افزایش می دهد. با این حال، سرامیک ها شکننده هستند و برای نصب و طراحی مقاوم در برابر ضربه به استانداردهای بالاتری نیاز دارند.
5. راهنمای نگهداری و انتخاب
نظارت و تنظیم منظم: در حین کار، جریان پودر، ارتعاش، خروجی و ظرافت زغال سنگ را برای ارزیابی غیرمستقیم سایش کنترل کنید. به طور دوره ای برای بازرسی خاموش کنید و شکاف را مطابق مشخص شده تنظیم کنید.
جایگزینی جفت: حلقه های استاتیک و دینامیک یک جفت اصطکاک را تشکیل می دهند. برای اطمینان از بهترین تطابق سنگ زنی و پایداری عملیاتی، توصیه می شود هر دو را همزمان تعویض کنید.
انتخاب علمی: بر اساس شاخص سایندگی زغال سنگ در حال آسیاب کردن، مانند شاخص قابلیت سنگ زنی هاردگرو و محتوای معدنی، نوع پودرساز و شرایط عملیاتی، مقرون به صرفه ترین ماده و فرآیند مقاوم به سایش را انتخاب کنید. برای زغال سنگ بسیار ساینده، ریخته گری کامپوزیت یا مواد سرامیکی باید در اولویت قرار گیرند.
به طور خلاصه، حلقه های استاتیک و دینامیکی یک پودر زغال سنگ اجزای حیاتی برای آسیاب زغال سنگ هستند. عملکرد آنها مستقیماً بر اقتصاد و قابلیت اطمینان کل تجهیزات تأثیر می گذارد. چالش فنی اصلی نحوه مقاومت در برابر سایش شدید است. از فولاد آلیاژی مقاوم در برابر سایش گرفته تا فن آوری های تقویت سطح و کاربرد نوظهور مواد سرامیکی، پیشرفت تکنولوژی همیشه بر افزایش عمر مفید متمرکز بوده است. انتخاب، نصب و نگهداری صحیح کلید تضمین عملکرد پایدار طولانی مدت و کاهش هزینه های چرخه عمر است.
