一、概述

超细研磨设备采用WRMJ6-355型八角型湿磨机，该湿磨机为我公司自行研制，是目前国内唯一运用于超细湿法研磨碳酸钙领域的大型研磨机；并具有以下特点：

★采用新型设计，搅拌棒及筒体内衬板均采用超厚耐磨材料设计制作，使用寿命长。

★采用低压电机变频调速柔性连接大型进口齿轮箱传动，具有传动比大，传动平稳，噪音小。

★电机与齿轮箱采用柔性联轴器连接，可有效保护齿轮箱避免冲击载荷的损伤。

★齿轮箱采用润滑油润滑，摒弃了传统的内通冷却水管冷却油品的方法；采用外接循环油过滤系统；★避免了冷却水泄漏污染油品，进而破坏齿轮箱的隐患，在冷却油品的同时，进一步过滤油品，达到提高油品清洁度的效果，更有利于延长设备及油品的使用寿命。

二、 产品适用性

由于本系统为纸厂配套，因此在系统设计上充分考虑产品的多样性，可调整性，扩充性；并兼顾操作的简便、直观。

1)主生产线磨机分一段、二段、三段分布，通过功率分配，物料填加等调整，可生产出各种粒径分布、各种固含的产品；同时，通过对工艺的调整，可生产出填料级、涂料级的各类C50、C60、C65、C75、C80、C95、C98等产品，以符合纸机生产线的需求。

2)在设计上充分考虑操作、维修的简便直观。生产操作采用自动化控制，人员巡检特设二层楼面，加之设备高度适中，人员不必在爬梯上上下下。

3)设备部件互换性强，维修时只需要及时更换整体备品，无需在现场解体设备，方面快捷。

设计范围本项目采用当今世界一流的成熟工艺技术，具有高产能、高品质、低消耗等特点。尤其是在制备C95以上等级碳酸钙方面，是目前为止唯一使用最成熟、产品质量最稳定的工艺与设备。

三、设计范围

本技术文本针对碳酸钙超细研磨系统项目的要求而设计，采用325目干粉作为原料通过混合分散、机械研磨、振动筛分得到合格超细碳酸钙溶液的生产系统，选用长沙万荣粉体设备科技公司提供的WRMJ6-355型立式搅拌研磨机为超细研磨主设备，选配国际先进的自动化控制配料系统，设计一条高产量、低能耗、安全环保并具有高可靠性、稳定性的碳酸钙研磨生产系统。

在满足用户的年产量并有富余的前提下，采用325目(＜35um通过率为98%)碳酸钙干粉为原料，主要设计工作范围包括大型立式湿法研磨机的选用、工艺技术、电气、自动化配料系统、冷却、排水、排污系统、总图运输等部分组成，整个系统从厂区内的干粉受料斗开始到碳酸钙溶液成品罐输送泵为止的整条生产线，含生产线所必须具备的生产设施和基本的辅助设施(业主负责部分除外)。

3.1、原矿要求：

降低原矿的标准可能会导致成品浆料的细度、黏度达不到设计标准，原矿的硬度超过要求，会导致设备过快的磨损，缩短设备的使用寿命。

3.2、研磨介质球

研磨机每个阶段配比

根据我们多年的经验，超细研磨碳酸钙的每一台磨机放置介质球的大小应有所不同。对于第×台磨机的介质球大小应大于第二台磨机，第二台磨机介质球应大于第三台磨机。只有选择不同直径介质球在不同阶段的磨机里面，才可以达到最佳的研磨效果。相反，如果所有的磨机使用同样大小的介质球，研磨效率会降低，能耗成本将增加。选择合适比重的介质球也可以提高研磨效率，低于比重要求的介质球会降低产量并增加能耗成本。小于莫氏硬度的介质球会增加介质球的流失，提高生产成本。

3.3、研磨分散剂

根据我们的多年的研磨经验，我们在原矿粉和水高速均化的时候，我们在这个阶段加入A型分散剂提高颗粒的包裹性，使干粉更加容易与水进行融合，均化，消除干粉的团聚性。

在超细研磨过程中，颗粒受到挤压破碎，比表面积成倍的增加，研磨过程中产生的热量会蒸发一部分水分，这个时候浆料的黏度会急剧上升，因此我们在磨机的中部和顶部添加B型分散剂，提高浆料的流动性。

使用不合格的分散剂不仅会导致研磨过程中分散剂的使用量增加而且成品浆料也达不到设计的黏度标准，从而导致生产成本的提高。

3.4、质量控制

为了控制碳酸钙的超细颗粒、黏度、固含量等质量要求，如下的参数对研磨机的性能有很大关系：

1、研磨介质(化学成分、球径、比重);

2、研磨的时间(即流量);

3、研磨的动力结构方式(变频调速)

 4、研磨机的内衬和搅拌盘的结构方式

5、助磨剂(分散剂，这有助于降低研磨粘度和能源)。

除此之外，还应考虑一些其他因素对研磨性能和产品质量的影响：

1、原矿粉的耐磨性和硬度;

2、原矿粉的初始进料最终粒度;

3、325目过筛率(大于等于98%);

4、均化后浆料的固含量;

5、在研磨过程中冷却条件;

6、磨机的容积(容量);

7、水质的因素

8、成本(研磨能源，分散消费，媒体的磨损和机械磨损)。

当所有这些因素都考虑在工艺设计阶段，才能达到高品质的产品。

四、均化缓冲

自动化配料系统按照用户需求配比下料后进入高速均化罐，干粉与水，分散剂三相融合。均化罐采用多面异形桶从而打散浆料被搅拌叶片带动的漩涡路线，使之水良好的浸润到干粉的颗粒中，并消除干粉因为静电而引起的细小干粉团。没有充分被水浸润的粉团进入磨机会造成固含量不准确，生产能力下降，提高生产成本。均化搅拌是采取间歇的工作方式。

由于我们的磨机是连续工作磨机，而均化罐是间歇工作模式，因此需要在均化罐和磨机中部设置一个缓冲罐，均化的浆料才能良好的过渡磨机中得到良好的研磨。

缓冲罐是圆形高速搅拌，因为重质碳酸钙的比重过大，浆料无搅拌会造成过快的沉淀，因此缓冲罐设置为圆形并带有高速搅拌，在搅拌器的匀速搅拌作用下，物料再次得到充分的混合、分散，获得高精度配比的碳酸钙溶液。缓冲罐的容积是均化搅拌罐的1.5倍。

4.1、均化、缓冲技术数据

五、超细研磨

均化后的浆料从磨机上部进入磨腔，动力系统带动多级搅拌器在充满磨矿复合氧化锆介质球和被磨的物料在筒体内作整体的多维循环运动和自转运动。物料在表面光滑的介质球重量压力与旋回转离心压力共同产生的摩擦、挤压、剪切、柔搓和冲击力的作用下，被有效地粉碎。

搅拌磨机在运行过程中，达到合格的物料从只有0.15MM缝隙的筛网中过滤出来，较粗的颗粒则留在磨机里面继续研磨。

采用工业牙齿之称“高罗合金”硬合金制成的搅拌器，大幅度降低磨盘和介质球的损耗，对浆料白度无影响，不改变物料特征。

缓冲罐内的浆料经隔膜泵输送入第×级湿磨机，在湿磨机中与研磨介质(陶瓷珠)在搅拌机的作用下充分混合，摩擦；研磨后的浆料经湿磨机的门筛流入泵中，被打入到第二级湿磨机，经过第二级的研磨又进入到第三级湿磨机。通过三级湿磨机的功率分配，最终得到所需粒径的产品。

为了控制和调整碳酸钙溶液的产量，缓冲罐后隔膜泵采用变频控制，通过调整转速来调整进料量，以达到产量和品质的要求。

在每台湿磨机都设有分散剂、稀释水、研磨介质的入口，用以对产品的粘度、固含、粒径等进行调整。

磨机最大给矿粒度为200-400目，单机可以一次研磨2微米小于D92以下的产品，串联研磨三次研磨2微米大于D95以上的产品。优化的长径比让浆料停留时间长，物料运行路线长，破碎比高，粒度分布均匀，粒型呈球型。

5.1、超细研磨存在的优势

1、介质球级配方式使粗物料在离心力和重力的作用下始终在磨机底部研磨

2、小介质球和物料在研磨室中部剪切运动研磨

3、细小产品从堆积率很高的介质球缝隙沿搅拌径向从底部的筛网中溢出。

4、筒体长径比大，流量稳定，路线长，粒度分布均匀，黏度低。

5、独特的散热技术，超细研磨不降低物料的白度和纯度。

6、优化传动系统节能省电，比传统的设备节能70%以上。

7、湿法生产无扬尘，无三废排放，极具环保效果。

8、运行稳定，可靠。运转效率高度95%以上，噪声低，无震动。

5.2、生产灵活性

考虑到生产产品品种的多样性，在设计上充分考虑产品的多样性、可调整性，兼顾操作的简单、直观；采用两台以上的磨机串联组成多段式磨矿工艺，在每段磨机内加入不同直径、不同规格、不同比重的磨矿介质，实现一条生产线串联即可生产2μm≥D98、D95产品，生产线由串联模式改为并联模式单段工艺就可以生产2μm≤D90、D60级别的产品；

5.3、稳定性和可靠性

由于WRMJ6-355立式研磨机特有的研磨特性以及合理的筒体长径比，保证物料在筒体内研磨时间长，因而流量稳定，产品品质稳定，粒度分布均匀，粒型好，其稳定性和可靠性已经在实际运行中得到了验证。

5.4、磨机技术参数：

六、筛选系统

由研磨机底部出来的成品物料自流进入325目滤网的震动筛，主要筛选破碎的研磨介质，纯净物料进入中间桶缓存，如需再次研磨，返回上一级研磨主机或者进入下一级研磨主机再次研磨，可得到粒度更细的产品；也可直接通过输送泵进入成品罐进行储存。

经过振动筛筛余的大颗粒被水稀释后进入白水系统作进一步回用研磨。

七、储存系统

合格的浆料进入储存罐，储存罐容积50M3L，可储存80吨物料，该罐也配有搅拌器，并设有液位计，显示物料储存量；

八、分散剂系统

分散剂A/B分别储存在分散剂罐内备用，分散剂A由泵输送至均化搅拌罐，由自动配料系统控制流量和时间；

分散剂B由泵输送至研磨机的顶部或中部，在研磨的时候降低浆料的黏度，出料根据顺畅。

分散剂罐出口处装有总流量计，控制总流量，每台研磨机的分散剂入口处装有转子流量计，控制分支流量。

九、冷却系统

研磨机筒体夹套为冷却水冷却位置，冷却水通过管道泵由筒体底部进入，顶部排出，冷却塔冷却后重新进入磨机。

十、白水回收系统

为节约用水，减少污染，厂区内白水全部回用。车间泄漏的浆料以及散落的粉尘经过车间冲洗后进入沉淀池沉淀，清水则可以再次利用冲洗车间，沉淀的浆料由客户自行处理。亦可以加入均化罐后重新均化利用。

十一、系统安全性及环保性

11.1、安全措施

作为大型机械设备，安全为我公司技术设计的首要考虑因素，研磨机采用整体钢架平台垂直安装，利用动平衡的基础原理，保证操作人员现场的安全稳定，所有运行设备都有安全护罩，并设有安全警示标志，做好操作人员的安全操作培训；

11.2、环保措施

为节约用水，减少污染，系统冷却采用闭环循环系统，磨机产生的热量经过冷却塔冷却后重新进入磨机。车间泄漏的浆料冲洗流入沉淀池沉淀后清水重新利用回收，全部回收利用，无任何三废的排放；

11.3、除尘措施

投料区采取负压输送给料系统，缓冲及搅拌罐采用密封罐，杜绝粉尘外扬。

11.4、防噪措施

工厂内噪音符合相关标准，但是为了保障工人的身体健康，建议长时间操作人员佩带耳塞工作。

十二 、厂房总平面布置

以缩短物料运送距离，节约设备和输送管道，减小项目投资资金为原则，充分考虑业主整体厂房的规划，为业主提供紧凑、实用，生产方便、投资小的厂房布置平面图。

十三、 电气

本设计包括以下电气设计：低压控制系统、电力配电系统、变频控制、照明系统、防雷接地系统；

13.1用电总负荷

研磨机动力为一级负荷，其余用电设施为三级负荷。本项目设计总功率约为400KW。

13.2、电压等级

低压配电电压AV 400V

13.3、供电电源

业主负责配置电压等级为AV 400V、容量为630KVA以上变压器一台，并将电源送至配电柜内

13.4、根据工艺流程，配置低压配电室一个；

13.5、低压供电系统采取单母线不分段运行方式；

13.6、大负荷或重要负荷运行设备采取放射式配电，一般设备采取放射式和树干式结合的混合配电方式；

13.7、所有动力及控制电缆均采用阻燃型铜芯电缆；主机需要采用：大截面电缆

13.8、电气设备选型

低压配电柜采用湖南湘龙开关柜，元器件均采用施耐德品牌；

变频器采用深圳微能，

主要电机采用变频调速，防护等级IP45，绝缘等级F级，

搅拌传动减速机采用上海国茂；输送泵由杭州兴龙或者德国奈池泵。

十四、自动化控制与仪表

14.1 系统功能

控制系统采用PLC 与上位机组成完整独立的控制系统，该系统稳定可靠，有效的对全厂所有的设备实施检测、控制、调整。

自动控制系统构成如下：

中央控制监控系统(SIEMENS WINCC)

PLC 系统(SIEMENS STEP7)

1)根据工艺要求共设计了两种控制方式：

a. 自动控制

该控制方式为主要运行方式，此方式将整个生产线分成几个工段，每个工段按预定的逻辑关系自动运行。

b. 现场手动控制

对于重要的关键设备设置现场紧停按钮，确保设备和人员的安全。

每个设备电动机，都设有现场操作盒，用来手动控制及做为现场维护开关。

2)监控系统

中控室设有上位机，采用国际××的SIEMENS WINCC视窗控制系统软件，运用我公司成熟的流程画面组态程序，形象的把工艺生产流程、主机、管道、储存罐、温度、压力、流量、料位、电机电流和转速、呈现在控制画面中，结合SIEMENS S7 PLC 完成对各控制点信号监测，状态指示，过程参数调解，报警、故障和重要参数的归档存储。并具有报表，历史趋势图功能。中控操作员可以通过这些实时的参数，对设备和生产能及时了解，随时对生产进行有效调整。当设备出现故障或工艺参数不正常时，上位机流程操作画面立即调出故障信息，及时提醒操作人员，同时PLC的报警系统会发出报警，并启动报警器，操作人员按动消警按钮后切断报警器。如在规定时间内故障仍未排除，报警系统会重新启动，以催促操作人员或维修人员及时排除故障。

3.5.2 通讯网络

本系统的网络系统由Ethernet工业以太网与PROFIBUS-DP 现场总线两级组成，工业以太网用于工厂级通讯以实现PLC 与上位机之间的通讯。工业以太网抗干扰、抗辐射性能强适合有时要面对的现场恶劣的工业环境。

PROFIBUS 是目前国际上通用的现场总线标准之一，PROFIBUS 通讯速率快,适合高实时性和高动态响应的应用场合。PLC 控制柜完成生产线的自动控制，将设备运行情况通过PLC 输入模块采集起来，通过程序控制设备的启停及联锁。PLC 编程软件采用STEP7 V5.4,上位软件选用西门子WinCC6.2 组态软件。

主要完成功能：

1)利用数字量输入模块和模拟量输入模块将整个系统的工艺参数采集上来，通过CPU 进行数据的转换和传送。

2)经过PLC 的运行，通过数字量输出模块和模拟量输出模块控制工艺设备顺序启、停。

3)工艺线上的设备之间通过程序实现联锁，下一级设备故障时其上级设备自动停止。

4)设备故障时自动发出故障报警。中控室上位机配有UPS不间断电源，在突然断电时确保系统数据保存。

十五、 公共事业(业主负责)

1、所有厂房土建

2、电气线路铺设

3、所有管道阀门

4、所有安装人员以及吊具、工具

5、照明系统

6、防雷接地系统

7、实验仪器

8、连接螺栓

9、各类转泵、变频器未考虑备用方案，建议客户采购备用系统。

10、润滑油、原矿粉、分散剂

十六、 设备安装调试

在业主厂房、电气线路、土建基础都已经完毕后，我公司会安排项目组人员进入现场，指导实施设备安装，

业主需在安装前20天内通知我公司，我公司将提供安装调试时间进度表，并将按照检查、试运行、关机程序制定详尽的调试计划；

十七、 售后服务及技术培训

我公司以“于细微之处见精神”为经营宗旨，每个客户都配备专人负责售后，重大客户配备团队负责售后。

质保期内：对设备故障情况进行判断并协助解决，属于我方责任的故障及时维修和更换；

质保期后：及时处理客户的任何技术问题，对于要收费的服务项目，我公司会提前书面通知客户，负责为客户升级相关软件；

定期回访检查：我们会安排人员定期对客户设备运行状况进行电话、上门拜访等方式，进行质量回访，主动征求客户意见，及时并积极的改进设备存在的不可预见的缺陷，保证设备始终处于××的技术水平

我们会在设备安装调试阶段对客户的各级工作人员以授课和现场演示的方式进行技术培训，直到客户基本掌握操作流程；也会组织客户统一进行技术交流；

我公司在接到客户设备故障通知的24小时之内，派工程师到现场了解并解决问题，研磨主机完成安装调试验收合格之后的十二个月之内为质量保证期，质保期内免费为客户进行基本维护。

十八、 交货期

交货期为合同生效后的90天；

我们希望，我们的建议符合您的要求。

如果您有任何问题，请立即与我们联系。