1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.水泥粉磨工艺的研究背景和意义

我国的水泥生产总量占世界之首，但是水泥的粉磨的效率不高，水泥的生产消耗着大量的资源和能源。水泥工业能源消耗约占全国能耗总量的5%，是中国乃至世界节能减排的重点攻关任务之一。水泥粉磨工艺是水泥生产中的关键环节，能耗约占总能耗的70%以上^[1]。据国家统计局统计，我国2009年的水泥总产量已经达到16.3亿吨，平均生产每吨水泥综合电耗80kw.h以上，水泥企业每生产1t水泥需要粉磨的各种物料有3-4t之多，粉磨电耗约占水泥生产总电耗的65%～70%，粉磨成本占水泥生产总成本的35%左右。因此，提高水泥企业粉磨系统工艺装备技术水平可以较大幅度节能，经济利益与社会利益十分显著。在水泥生产中，粉磨能耗的高低已成为粉磨技术进步的重要标志^[2]。行星磨克服了球磨机受临界转速限制的缺点，将粉磨筒体置于偏离旋转中心，从而提高了粉磨效率，降低了能耗。有许多国内外学者对行星磨的粉磨性能和放大方法进行研究，并建立了包含粉碎工艺参数的动力学方程^[3,5]。离心力场作用下粉磨系统( 行星磨系统) 是水泥粉磨系统中电耗最低的，具有显著的节能效果和推广应用前景。因此，离心力场中高效粉磨节能技术( 行星磨粉磨技术)，是一个有可能替代水泥球磨机的新技术，具有十分广阔的应用前景和重要的环保意义^[6,7]。

影响水泥粉磨效率的因素很多，其中研磨体的级配是否合理，对粉磨效率影响很大^[8]。磨机的粉磨作用包括破碎与研磨两个部分，粉磨工况的最优化就是使破碎与研磨能力达到综合平衡，从而提高粉磨效率。对于正常运转、入磨物料相对稳定的磨机来说，能否达到破碎与研磨能力的综合平衡，关键在于磨机是否有合理的研磨体级配方案^[9]。因此，确定合理的研磨体级配，优化行星磨的破碎参数，通过粉磨动力学方程的研究提高行星磨的粉磨效率，从而降低能耗、减少生产成本。本实验通过研究研磨体尺寸形状、级配、填充率等对水泥熟料粉磨功耗的影响，为行星磨的工业放大提供理论指导。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1.主要研究内容及关键技术

论文研究主要内容是确定粉碎所需能量与产物粒度特性以及物料物理性质如比表面积的关系。这种研究的观点是，根据能量为强度因素和容量因素之积。强度因素用瓦尔克公式，因为它表示使单位质量的物料发生粒度减小所需要的能量。容量因素用粒度特性方程式求累积产率，由于用的粒度特性方程式的不同，所导出的能量与产物粒度特性的关系式也就不同。

关键技术是（1）应用和，测定在不同粉碎条件下所耗的能量（E），以及根据它们的粉碎产物的筛分分析数据，用lg-lg坐标纸或lglg-lg坐标纸绘制筛分分析曲线，分别求出对应的粒度模数K或绝对粒度系数b。再用求得的K 值或b 值和测定的对应E值， 分别在lg-lg 坐标中绘图。

2.拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析

研究方法

改变行星式球磨机操作参数和给料及研磨体参数，研究单一变量下功耗与产品粒度特性及比表面积的拟合关系，通过拟合分析的方法拟合出实际粉磨过程的粉磨功定律方程，可以利用的拟合分析方法有MINITAB、EXCEL和绘图程序PLOT79。

技术路线

实验方案

试验原料采用宿迁中联水泥有限公司的水泥熟料，粒级为-3.35 2.36mm(6到8目)。试验采用自制卧式行星球磨机，磨机性质参数如下表所示。分别称量75.12g上述粒级的水泥熟料加入磨机的三个磨筒中，粉磨时间为0.5，1，2，3，4min，粉磨完取出全部物料于振动套筛中进行筛分处理，采用力矩仪和M400数据采集软件采集数据，并计算所耗功率。

表1

试验过程中分5个参数因素来研究粉磨功耗与粒度模数的关系

1、采用不同研磨体级配粉磨水泥熟料，包括φ20：φ16：φ12=2：5：3、

φ20：φ16：φ12=1：6：3、φ16：φ12：φ10=5：3：2、φ16：φ12：

φ10=5： 4：1、φ16：φ10=5：5、φ16：φ10=3：7粉磨。

2、采用不同形状研磨体包括φ20mm钢球和φ20#215;20mm的钢锻粉

3.35 2.36mm 粒级水泥熟料。