為適應粉體技術的發展，在礦業推廣使用性能優異的立式磨，進行物料粉碎甚至超細粉碎，有必要在現有立式磨結構的基礎上，開發研制一種新型的能適應多種物料粉碎的HS輔助液壓盤式磨機。并已在滑石、重鈣、膨潤土、鎂砂等無黏性、無爆炸性物料的粉碎方面顯示出優越性，是替代高能耗的球磨機、雷蒙機等的理想磨機。
    本文就HS輔助液壓盤式磨機開發涉及的主要問題進行論述，并給出其適用范圍和應用實例。
1、結構特點與工作原理
1.1  結構組成與原理HS輔助液壓盤式磨機，主要包括通風循環系統、粉磨系統、分級系統、自動給料系統、液壓系統、自動回料系統、高精度收塵系統、減速與潤滑系統、提料系統、電控系統、監視系統等十一大系統。其結構，如圖1所示。

    磨機內設有一個水平旋轉的磨盤和三個被動旋轉的磨輪，三個磨輪對稱支撐在旋轉磨盤上，與磨盤之間有一定傾角，每個磨輪后部設有將物料鏟起的鏟刀；每個磨輪支架上設有兩個向下拉壓的液壓缸體，液壓缸體兩端分別固定在磨輪支架和底座上，向下的液壓拉力可使磨機的碾壓力達到10～20t；磨盤中間設有錐形分料器，磨盤周邊設有風道（環）；磨輪和磨盤上均設有可更換的耐磨襯板；磨機上部設有籠形分級機，磨盤下部設有減速機，磨室上部有連續喂料系統；風機出口空氣管道上設有高精度濾筒式收塵器。
    電動機驅動減速機帶動磨盤轉動，待粉磨的物料由帶鎖風的連續喂料設備喂入旋轉的磨盤中心，在離心力作用下，物料向磨盤周邊移動，進入粉磨輥道。在磨輪壓力的作用下，物料受到擠壓、研磨和剪切作用而被粉碎。同時，熱風從圍繞磨盤的風道高速均勻向上噴出，粉磨后的物料，在鏟刀的作用下被推移到噴吹口處，被風道處的高速氣流吹起，一方面把粒度較粗的物料吹回磨盤重新粉磨，另一方面對懸浮物料進行烘干，細粉則由熱風帶入分級機進行分級，合格細粉通過分級機收塵設備收集即為產品；不合格粗粉由磨機內集料器收集后返回到給料口，與新喂入的物料一起重新粉磨，如此循環，完成粉磨作業全過程。在粉磨過程中，被粉碎顆粒與熱氣體在閉路循環風系統中進行熱量交換，使水分蒸發；經高精度濾筒式收塵器收集產品后的潔凈氣體，排入大氣。金屬等不可磨物料則落到噴吹口下方，由所設置的回料排渣系統（圖2）排出機外。

1.2結構特點磨機集物料的粉磨、分級、烘干、輸送等諸多優點于一身。在一般工況條件下，只需通過短期的工藝調節，即能平穩、安全運轉。
    該機的結構特點：①磨輪采用輪胎型的結構形式，輪套采用組合式可更換結構，延長了耐磨材料的使用壽命；②采用液壓裝置翻出機構，可將磨輪總成外翻進行輪套的檢修。檢修空間大，作業方便③磨盤與磨輪的間隙可調，可空載啟動。磨輪能抬離磨盤，使磨機輕（空）載啟動，不需輔助傳動裝置；④設有磨輪限位裝置，能保證磨輪與磨盤之間有一定間隙，不會產生金屬間的直接接觸所造成的不良磨損和工作時因斷料所產生的劇烈振動；⑤分級機采用籠形轉子，可實現物料的動態分級，特別是細粉或超細粉分級能力得以提高；⑥在風機出口空氣管道上設有高精度濾筒式收塵器，可保證磨機在負壓下工作，調整風量、排除水分，并除塵；⑦在研磨盤周圍采用獨特的氣體流道設計，采用雙風道，解決了單風道全周范圍內氣流不等速問題（末端較弱），物料上升能量大致相同，從而可避免氣流末端易堵的問題；同時形成了螺旋相向的上升氣流，可將上升物料中聚集的物料打開，為后續的分級提供有利條件。在相同條件下，雙風道比單風道降低復磨率17%左右。因此，比傳統磨機生產效率提高兩倍以上；⑧完整的全自動控制體系，可實現遠程和現場無人操作；⑨與雷蒙磨相比，改變了對細顆粒粉碎作用較弱、分級效果差等的缺陷，細粉碎能力和細粉分級能力增強，過粉磨現象減少，產品污染減少，并有助于提高產品質量、降低能耗。
2、分系統選擇與參數確定
2.1  液壓系統拉力對于不同物料或不同地域的同類物料，因易磨性不同，所要求的粉碎壓力均不相同。因此，液壓拉力應據此進行選擇，即首先要知道物料的易磨性和被粉碎物料的壓力范圍。實踐中得知，液壓拉力為最大粉碎壓力加上30%～50%。在設計磨機時，充分考慮了這一點，液壓系統的拉力可在很寬的范圍內調節，以適應不同性質物料的粉磨。
    某一種特定物料最佳壓力的選擇，還可實現物料中高硬度雜質的有效去除。雜質硬度大于被磨物料硬度時，不能被粉碎，可由特殊設計的回料排渣系統排出機外，達到提高物料純度的目的，這對于需提純的無機非金屬材料來說，很有意義。
2.2  粉磨物料層厚度一定的壓力和料層厚度，是保證料層粉碎的必要條件。料層厚度由物料本身的易磨程度和液壓拉力來決定。實踐中得知，液壓拉力為最大粉碎壓力加上30%～50%時的料層厚度，為最佳料層厚度，約20mm左右。
    由于料層厚度取決于粉碎過程中所施加的壓力，因此對特定物料而言，液壓拉力應基本保持不變。過大，料層變薄，不能實現層壓原理的研磨要求，產量會急劇下降，產品粒度分布變寬，影響產品質量和經效益；偏小，將使物料層過厚，物料不能得到有效粉碎，且復磨次數增加，造成“脹機”現象，甚至造成自動停機。因此，在磨機的液壓彈力系統設計中，充分考慮了影響料層厚度的壓力穩定問題，保證磨輪在任意波動瞬間恒壓。
2.3  分級系統選擇決定產品細度的主要因素，是分級機轉速和分級機的處理風量。在轉速不變時，增加風量，產品細度降低當風量不變時，提高轉速，產品細度提高；反之，產品細度會降低。在通常情況下，通過分級機的風量是較穩定的，因此，給定其轉速，就意味著產品的細度是固定值。但當轉速過高、產品細度過細時，會造成磨機內復磨次數急劇增加，極易產生“脹機”現象，直至堵機。在實際操作中，應避免上述現象發生。
    磨機設計中，分級機轉速和風量均設計為可調，以方便調整產品的細度。生產中，可根據物料的易磨程度，選擇最經濟的研磨細度段，取得最佳的經濟效益。
2.4通風循環系統
2.4.1  入磨風溫與風量：入磨風溫可控制在130℃以下，以免機內潤滑系統油溫過高，破壞其平衡。另外，還可根據除塵系統的入風溫度來決定入磨風溫。在沒有干燥要求的情況下，冬季生產時，應保持系統循環風溫高于16℃，以避免粉塵聚集系統管道內壁乃至堵死管道的情況發生。
    入磨的熱風量，實際上是由除塵系統入口溫度、物料含水量來決定的。物料含水量在15%～20%時，加入的熱風量占循環風量的20%～30%。根據經驗，冬季粉磨滑石粉時，收塵器入口溫度在80～110℃時，固氣分離通暢，收塵器內壁與排渣口等粉體接觸部位特別是易形成堵塞處均不結冰。
    在成品允許的情況下，熱風可來自原有熱廢氣或直接熱風爐；在成品要求潔凈的情況下，可采用間接式熱風爐。由于后種爐相對阻力很高，系統動力相應增加。因此專門設計了一種低阻、高效專用熱風爐與之配套，使系統動力增加不多。
2.4.2漏風量：由于多個系統的共同運作，各聯接、密封部位，收塵、集料、給料、回料等系統不可避免地產生漏風。理想狀態是完全不漏風，特別是主機正壓段不可漏風，否則會降低風環的風速，從而降低系統的效率，甚至堵機。因此，在磨機設計時采用了特殊的防漏風措施，設計漏風量為5%，實際運轉的漏風量應小于8%。
2.5  高精度收塵系統設計中采用了濾芯式收塵器，其相對效率為99.99%(≥1μm)，當形成粉餅層后，還可達到98.5%(≥0.3 μm)的高精度除塵。此類除塵濾芯還具有疏水性，恰好能滿足排濕的要求。
    收塵系統是整個磨粉閉路系統的支路系統，它的主要功能是將物料在研磨過程中產生的水分排除循環系統之外，同時還將系統中的8%混風增量排除，以避免閉路循環系統壓力降低。也就是說，根據物料的含濕量不同，收塵器的排風量是不同的。不同的物料含濕量相同，收塵系統的排風量基本是一定的。收塵器的風量建議采用下式計算：
  Qs= (22.4X10³/18)mM+ 0.08Q    (1)
式中：M，磨機產量，t/h；m，含濕量，%；Q，風機系統流量，m3／l；Qs，收塵器的排風量，m3/h。
2.6控制系統
2.6.1  電控系統：本系統有六部PLC、三部變頻器、一部軟啟動、九個監測儀表、十個測控點、一個監控儀表等，組成一個非常完整的全自動控制體系，可實現順序啟動、順序停機。
    為降低設備的總裝機容量，降低設備成本和能耗，在設計中采取了一系列有效措施，可實現所有電機空載啟動。
    針對生產過程中粒度離線檢測時間長、精度低、操作不便等問題，現正開發研制適合本機的粉體粒度在線檢測控制儀，以實現在線粒度控制。
2.6.2  自動給料系統：因為磨機的主機電流波動很小，所以像以往的磨機由主機電流控制給料已不現實。本機設計中采取了給料量加復磨量等于粉磨量的程序控制，從而滿足了該磨機的最大有效出料。
2.6.3風量控制：風機系統流量，可根據風機的實際電流與風機性能對照表得知。同樣，收塵器風機也可根據性能表，由風機調節門來調節對應的電流，實現循環系統風量的調節與控制。
3、主要技術參數與應用
3.1主要技術參數見表1。
 
3.2應用磨機具有節能(在產量和細度相同時，其系統能耗僅為氣流磨的1/4～1/6)，高產（與其他同功率磨機相比產量是其二倍以上），運行平穩，密封好，噪音低，除塵效果好，全系統自動控制，以及可任意調節產品細度（1250目以下）等特點，其一般工藝流程如圖3所示。
 
    由于該機具有上述特點，因此它適用于常規物料的粉磨，如高嶺土、石灰石、方解石、滑石、重晶石、石膏、氧化鐵紅、氧化鐵綠、氫氧化鋁、顏料、膨潤土、陶土、煤矸石、粉煤灰等濕度小于15%、莫式硬度6級以下的，非易燃易爆物料的超細粉體的加工，是目前替代雷蒙磨、球磨機的理想產品；在生產800目～1250目粉體產品時，也是替代氣流磨的理想產品。
    2004年，遼寧省海城市三和滑石粉廠使用一臺HS120E輔助液壓盤式磨機用于滑石的粉磨。其設計要求是d95=25μm，產量為8～lOt/h。經短暫調試后，產品粒度在達到產品要求的情況下，正常生產時的產量為9t/h，平均電耗為42.5kW-h/t。該立式磨節能降耗，取得了良好的經濟效益。
4、結論
    HS輔助液壓盤式磨機結構設計合理，實現了全自動控制，運行情況良好，能滿足礦業不同物料的粉碎和超細粉碎，可與國外的MPS磨、萊歇磨等立式磨媲美。目前，該機已成功應用于滑石、重鈣、膨潤土、鎂砂等無黏性、無爆炸性物料的粉碎，從實踐效果來看，它是替代高能耗的球磨機、雷蒙機等的理想磨機。
    三門峽富通新能源還銷售顆粒機、飼料顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料飼料成型機械設備。