永興機(jī)械：國內(nèi)輥壓機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀及改進(jìn)措施

一、國產(chǎn)輥壓機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　我國自上世紀(jì)八十年代引進(jìn)德國KHD公司輥壓機(jī)技術(shù)以來，國產(chǎn)輥壓機(jī)的規(guī)格，輥徑由Φ1200*500mm發(fā)展到Φ2200*2000mm ，裝機(jī)功率由220kW×2發(fā)展到1400kW×2 ，配套磨機(jī)的產(chǎn)量由70t/h發(fā)展到300t/h。現(xiàn)在生產(chǎn)輥壓機(jī)廠家很多，水泥廠使用的輥壓機(jī)較多的，合肥院HFCG120*50,HFCG140*80,HFCG160*140,成都利君Φ1400*400、Φ1700*1000、Φ1800*1200，中信重工Φ1200*800、Φ1700*1200，天津院Φ1400*1200、Φ1800*1200，配套有：SF系列打散分級機(jī)、“V”型分級機(jī)、臥式選粉機(jī)。配套磨機(jī)有開路、閉路；早期小輥壓機(jī)配套大磨，后期大輥壓機(jī)配小磨。其在提高產(chǎn)能、降低電耗取得很大成績，但其存在的問題，一旦到使用廠家水泥廠，就很難做大的改變。

　　二、輥壓機(jī)設(shè)計的主要參數(shù)

　　1、輥壓機(jī)工作原理

　　輥壓機(jī)采用的是高壓料層粉碎原理使物料得以粉碎，是大能量一次性輸入。為了實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)性作業(yè)，采用一對相向運動的輥子（其中一只固定輥一只活動輥），液壓力通過活動輥作用在拉入兩輥之間的物料上，并將其壓實粉碎。

2、工作壓力

　　壓力是決定輥壓效果的最基本參數(shù)。輥壓機(jī)總力 F（kN）= n·S·Pr式中： n 一液壓缸數(shù)S 一液壓缸有效面積（m2）Pr 一液壓系統(tǒng)壓力（MPa）平均輥壓 Pcp（ KN/ m2）Pcp＝2F/D·Bsinα式中：D 一磨輥直徑（m） B -磨輥有效寬度（m）α---壓力角或稱咬入角（°）投影壓力PT（ KN/ m2）PT=F/B·D實際上真正對輥壓效果起作用的是最大輥壓。以兩輥中心連線為 0 度，壓力角起始于 8.3 度，終止于-1.6 度，而最大尖峰壓力位于 1.5 度，尖峰壓力略大于平均壓力的2倍。

　　3、輥速

　　輥壓機(jī)的輥速有兩種表示方法：一種是以輥子圓周線速度 V 表示；另一種是以輥子轉(zhuǎn)速表示。輥子的圓周線速度與產(chǎn)量、功率消耗和運行的平穩(wěn)性有關(guān)。輥速高， 產(chǎn)量也大，但過高的轉(zhuǎn)速使得輥子與物料之間的相對滑動增大，咬合不良，使輥子表面磨損加劇，對輥壓機(jī)的產(chǎn)量也產(chǎn)生不利影響。

　　目前一般輥速在 1 - 1.75m/s 之間，也有人提出，輥速不允許超過 1.5m/s ；輥子線速度：一般在 1.0-1.7 m/s，目前大多在 1.5-1.7m/s。

　　4、料餅厚度

　　輥壓機(jī)的通過量公式為Q=3600·B·s·υ·γ（t/h）式中：B---輥壓機(jī)寬度（m）s----料餅厚度（m）υ----輥壓機(jī)線速度（m/s）γ----料餅容重 （t/m3）

　　一般料餅厚度≈0.02D，如果輥壓降低料餅將變厚，這說明輥壓機(jī)能力（通過量） 將隨輥壓降低而增加。

　　5、控制方式

　　主要有 2 種：1、恒壓力，2、恒輥縫。

        三、國產(chǎn)輥壓機(jī)系統(tǒng)存在問題的分析

　　1、目前國產(chǎn)輥壓機(jī)大多采用低壓大循環(huán)的控制方式，壓力偏低，其平均輥壓在 60-80Mpa，尖峰壓力也在 120-150Mpa，產(chǎn)生的細(xì)粉比例少， 細(xì)度 0.08mm 篩余在 70-80%,0.9mm以上占50%左右，擠壓效果差；輥壓機(jī)運行電流波動大，運行電流在額定電流的 50%左右，實際使用功率更低。

　　2、輥縫的控制有兩種方式，一種為恒壓力控制，一種為恒輥縫控制；其電機(jī)運行電流都波動較大，PLC控制大多采用德國西門子，運行輥縫和壓力波動較大；加上回輥壓機(jī)細(xì)粉偏多，有時會產(chǎn)生劇烈共振。

　　3、除鐵器，硬物清理系統(tǒng)效果較差，系統(tǒng)都有除鐵，但不能確保不進(jìn)鐵塊、硬物，特別是不銹鋼、高鉻鋼球等硬物；由于輥壓機(jī)物料循環(huán)，進(jìn)入硬物、鐵塊無法排除。

　　4、目前大多輥壓機(jī)進(jìn)料裝置為物料經(jīng)過料倉后直接沖到輥縫，將物料拉入兩輥之間，即我們通常所說的輥壓機(jī)的拉入角進(jìn)行擠壓；流量調(diào)節(jié)幅度有限且難以精確穩(wěn)定控制；同時料倉有倉位高低，還有物料離析現(xiàn)象，有時導(dǎo)致輥壓機(jī)震動大；改進(jìn)的進(jìn)料裝置，有些可以控制開度，但效果不佳，未能達(dá)到有效控制流量。

　　5、目前國產(chǎn)輥壓機(jī)輥速一般都在 1.5-1.7 米/秒，線速度偏快，容易導(dǎo)致輥壓機(jī)震動；加上采用低壓大循環(huán)，物料流量大，輥縫波動大，所配用的電機(jī)功率偏小，導(dǎo)致電機(jī)運行電流波動大，運行穩(wěn)定性較差。

　　6、輥壓機(jī)配套早期有打散機(jī)、后期以V選為主；由于打散機(jī)效率低，磨損快，分級控制難度大，使用中問題多，但發(fā)揮的作用卻不大；V選循環(huán)負(fù)荷過大，磨損快，雖然控制了細(xì)粉粒度，但粗粉中含有大量細(xì)粉，使輥壓機(jī)做功差。

　　7、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的設(shè)計中，配料是穩(wěn)定可控的，輥壓機(jī)的喂料會出現(xiàn)離析、流量的不穩(wěn)定，而入磨的物料則靠操作輥壓機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定，并且不能顯示流量，靠細(xì)度指標(biāo)及經(jīng)驗調(diào)節(jié)，實際操作難度大。傳統(tǒng)的雙層隔倉板難以適應(yīng)現(xiàn)在的要求，出現(xiàn)隔倉板堵塞，中風(fēng)過大，邊風(fēng)過小，控制不了物料流速的現(xiàn)象，磨內(nèi)糊磨、飽磨現(xiàn)象嚴(yán)重。

　　四、輥壓機(jī)系統(tǒng)的改造措施及效果

　　A：為克服目前輥壓機(jī)使用中存在有時出現(xiàn)劇烈震動、輥壓機(jī)運行電流低、波動大的問題，進(jìn)料控制不穩(wěn)，物料有離析現(xiàn)象，輥壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)不穩(wěn)定，入磨流量、細(xì)度控制不穩(wěn)定的問題，做如下改進(jìn)：

　　1、增加輥壓機(jī)輥縫調(diào)整裝置（專利技術(shù)），采用恒壓恒輥縫控制，輥縫在一定壓力下有壓力預(yù)調(diào)，即使出現(xiàn)物料離析現(xiàn)象，細(xì)粉也能穩(wěn)定通過輥壓機(jī)，不會因為壓縮氣隙過小而產(chǎn)生震動；輥縫的調(diào)整方式改變，輥子軸承座受力方向的改變，不再出現(xiàn)對輥壓機(jī)上梁中部的沖擊，就不會產(chǎn)生劇烈共振；接近擠碎物料的極限壓力，能夠形成料餠，通過合理調(diào)整，使輥子運行更加平穩(wěn)，使輥壓機(jī)達(dá)到正常運行狀態(tài)， 兩臺主電動機(jī)電流達(dá)到額定電流 80-90% ，運行在一定范圍內(nèi)作小幅度的擺動， 這標(biāo)志輥壓機(jī)對物料輸入了粉碎所需的能量。

　　2、改造輥壓機(jī)進(jìn)料裝置，穩(wěn)定控制物料流量，達(dá)到合適的物料流量；參考德國珀力修斯技術(shù)，對輥壓機(jī)進(jìn)料裝置進(jìn)行改進(jìn)：一、對進(jìn)料流量、流速進(jìn)行準(zhǔn)確估算，穩(wěn)定控制流速、流量；且其進(jìn)料方式是直接進(jìn)入輥壓機(jī)的兩輥之間，這樣就降低了輥壓機(jī)對喂料粒度的敏感性。二、側(cè)擋板進(jìn)行了重新設(shè)計，兩端的固定在輥壓機(jī)下部加裝一根圓鋼拉緊，不會出現(xiàn)撐開，防止邊部漏料嚴(yán)重；兩端增加邊部流量控制，可以根據(jù)情況調(diào)節(jié)兩端給料的寬度。

　　3、輥壓機(jī)工作距離極短僅6-8厘米，壓力很高在500-1000噸；除鐵器、硬物清理系統(tǒng)效果非常重要，要確保入輥壓機(jī)不進(jìn)鐵塊、硬物，特別是不銹鋼、高鉻鋼球等硬物（目前在用除鐵器大多磁力偏小，效果差，推薦選用強(qiáng)力除鐵器和鎮(zhèn)江金石非金屬除鐵）；因為鐵塊一旦進(jìn)入輥壓機(jī)，無法自動排出。

　　4、如液壓系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)存在問題，更換PLC控制系統(tǒng)，改進(jìn)液壓系統(tǒng)，達(dá)到液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行，控制可靠（如原液壓控制系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)達(dá)到要求，可以不改）

　　通過以上改造，可以使輥壓機(jī)穩(wěn)定運行，不會出現(xiàn)劇烈震動，輥壓機(jī)運行電流在額定電流的80-90%，輥縫波動在0-5mm范圍平穩(wěn)波動；進(jìn)料控制穩(wěn)定，物料即使有離析現(xiàn)象，輥壓機(jī)運行同樣穩(wěn)定，輥壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定，入磨流量、細(xì)度控制穩(wěn)定。在同樣質(zhì)量控制指標(biāo)的情況下可以提高臺時產(chǎn)量10-20%。

　　B：由于目前國產(chǎn)輥壓機(jī)大多采用低壓大循環(huán)的控制方式，壓力偏低，其平均輥壓在 60-80Mpa，尖峰壓力也在 120-150Mpa，產(chǎn)生的細(xì)粉比例少， 細(xì)度 0.08mm 篩余在 70-80%,0.9mm以上占50%左右，擠壓效果差；說明輥壓機(jī)壓力不足，沒有達(dá)到極限壓力，擠壓效果不夠。優(yōu)良的輥壓機(jī)能夠形成料餠，產(chǎn)生的細(xì)粉細(xì)度 0.08mm 篩余在 50%左右，0.9mm以上小于30%（目前國內(nèi)輥壓機(jī)廠家能夠做到這樣的有，但很少）；這樣說明現(xiàn)輥壓機(jī)還有非常大的潛力。同時，早期輥壓機(jī)型號偏小，運行效果差，這就有很大的改造空間。

　　1、采用高壓小循環(huán)的控制方式，控制平均輥壓在 120-150Mpa，尖峰壓力也在 260-300Mpa 接近擠碎物料的極限壓力，能夠形成料餠，產(chǎn)生的細(xì)粉（輥壓機(jī)出料口）細(xì)度 0.08mm 篩余在 50%左右，0.9mm以上小于30%。加大電機(jī)功率，根據(jù)我們的測算和實踐經(jīng)驗給出電機(jī)功率等參數(shù)；由于目前輥壓機(jī)電機(jī)功率配置偏小，運行不穩(wěn)，出現(xiàn)問題多由震動引起，加大電機(jī)功率提高輥壓機(jī)有效做功。

　　2、加大油缸缸徑或加大油缸壓強(qiáng)，如現(xiàn)油缸壓強(qiáng)較低，加大油缸壓強(qiáng)即可；如液壓系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)存在問題，更換PLC控制系統(tǒng)，改進(jìn)液壓系統(tǒng)，達(dá)到液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行，控制可靠（如原液壓控制系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)達(dá)到要求，可以不改）。

　　3、增加輥壓機(jī)輥縫調(diào)整裝置、改造輥壓機(jī)進(jìn)料裝置、增加強(qiáng)力除鐵器和非金屬除鐵；與A1、2、3項相同。

　　通過以上改造，可以使輥壓機(jī)穩(wěn)定運行，和A方案相同效果；在同樣質(zhì)量控制指標(biāo)的情況下可以提高臺時產(chǎn)量20-50%。一個企業(yè)有較多輥壓機(jī)，如將大規(guī)格輥壓機(jī)電機(jī)用于小輥壓機(jī)，可以使小規(guī)格輥壓機(jī)達(dá)到大一號輥壓機(jī)的效果，產(chǎn)能將大大提高。

　　C：打散機(jī)、V選，磨內(nèi)的改造

　　1、對于打散機(jī)、V選，我們在使用中無法解決之時，想到一個沒有辦法之辦法；取消打散機(jī)改用氣流分級裝置，使用后效果意想不到，分級效率更高，回料細(xì)粉很少，入磨細(xì)度可控，無動力消耗（噸水泥節(jié)電0.8度），降低配件消耗，減少維修費用，大大減少維修人員。其配套除塵器消耗大量電耗；在V選前增加氣流分級機(jī)，使用后效果優(yōu)越，分級效率更高，回料細(xì)粉很少，入磨細(xì)度可控，降低循環(huán)風(fēng)量（我公司首創(chuàng)產(chǎn)品，專利技術(shù)，不得仿冒）。

　　2、采用我公司自創(chuàng)新型《均風(fēng)、防堵、篩分隔倉板》，采用耐磨鋼板制造，激光切割篦縫；具有通風(fēng)面積大，防堵；采用我公司自創(chuàng)實用新型防堵出料箆板，具有抗磨防堵功效，改變磨機(jī)尾部通風(fēng)流向，降低通風(fēng)阻力，增加風(fēng)量，降低風(fēng)速；采用全區(qū)域研磨體提升活化技術(shù)，全方位激活死區(qū)層研磨體、提升研磨體相對物料的做功效能（磨內(nèi)活化技術(shù)，和其他不同，解決研磨體的多方位運動軌跡，解決磨內(nèi)飽磨、糊磨現(xiàn)象，對系統(tǒng)產(chǎn)量有實際的較大提高）。

　　通過以上改造，入磨物料細(xì)度、流量的更為穩(wěn)定，磨內(nèi)研磨能效充分發(fā)揮，系統(tǒng)穩(wěn)定性更好，水泥顆粒形貌、級配更為合理。

　　輥壓機(jī)系統(tǒng)是一種效率較高的工藝系統(tǒng)，目前國產(chǎn)輥壓機(jī)大多采用低壓大循環(huán)的控制方式，壓力偏低，效率偏低，有著很大的可挖掘潛力；粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量的高低是反應(yīng)系統(tǒng)每一個節(jié)點工作任務(wù)完善與否的結(jié)果，因此在粉磨系統(tǒng)過程中，要圍繞并遵循磨前破碎， 磨內(nèi)磨細(xì)、磨后分選三大要素和節(jié)點控制這一原則，完善數(shù)據(jù)、科學(xué)操作， 進(jìn)一步實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能提產(chǎn)。上饒市匠芯機(jī)械設(shè)備有限公司是專業(yè)從事粉磨工程技術(shù)改造和技術(shù)服務(wù)的公司，竭誠做好技術(shù)服務(wù)工作，共同推進(jìn)粉磨系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步！