永興機械：國內輥壓機應用現狀及改進措施

一、國產輥壓機系統(tǒng)現狀

　　我國自上世紀八十年代引進德國KHD公司輥壓機技術以來，國產輥壓機的規(guī)格，輥徑由Φ1200*500mm發(fā)展到Φ2200*2000mm ，裝機功率由220kW×2發(fā)展到1400kW×2 ，配套磨機的產量由70t/h發(fā)展到300t/h。現在生產輥壓機廠家很多，水泥廠使用的輥壓機較多的，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、“V”型分級機、臥式選粉機。配套磨機有開路、閉路；早期小輥壓機配套大磨，后期大輥壓機配小磨。其在提高產能、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、輥壓機設計的主要參數

　　1、輥壓機工作原理

　　輥壓機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。為了實現工業(yè)生產連續(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。輥壓機總力 F（kN）= n·S·Pr式中： n 一液壓缸數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；另一種是以輥子轉速表示。輥子的圓周線速度與產量、功率消耗和運行的平穩(wěn)性有關。輥速高， 產量也大，但過高的轉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，對輥壓機的產量也產生不利影響。

　　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

　　輥壓機的通過量公式為Q=3600·B·s·υ·γ（t/h）式中：B---輥壓機寬度（m）s----料餅厚度（m）υ----輥壓機線速度（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、國產輥壓機系統(tǒng)存在問題的分析

　　1、目前國產輥壓機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，產生的細粉比例少， 細度 0.08mm 篩余在 70-80%,0.9mm以上占50%左右，擠壓效果差；輥壓機運行電流波動大，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；加上回輥壓機細粉偏多，有時會產生劇烈共振。

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

　　4、目前大多輥壓機進料裝置為物料經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的拉入角進行擠壓；流量調節(jié)幅度有限且難以精確穩(wěn)定控制；同時料倉有倉位高低，還有物料離析現象，有時導致輥壓機震動大；改進的進料裝置，有些可以控制開度，但效果不佳，未能達到有效控制流量。

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

　　6、輥壓機配套早期有打散機、后期以V選為主；由于打散機效率低，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)負荷過大，磨損快，雖然控制了細粉粒度，但粗粉中含有大量細粉，使輥壓機做功差。

　　7、聯合粉磨系統(tǒng)的設計中，配料是穩(wěn)定可控的，輥壓機的喂料會出現離析、流量的不穩(wěn)定，而入磨的物料則靠操作輥壓機系統(tǒng)的穩(wěn)定，并且不能顯示流量，靠細度指標及經驗調節(jié)，實際操作難度大。傳統(tǒng)的雙層隔倉板難以適應現在的要求，出現隔倉板堵塞，中風過大，邊風過小，控制不了物料流速的現象，磨內糊磨、飽磨現象嚴重。

　　四、輥壓機系統(tǒng)的改造措施及效果

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

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

　　2、改造輥壓機進料裝置，穩(wěn)定控制物料流量，達到合適的物料流量；參考德國珀力修斯技術，對輥壓機進料裝置進行改進：一、對進料流量、流速進行準確估算，穩(wěn)定控制流速、流量；且其進料方式是直接進入輥壓機的兩輥之間，這樣就降低了輥壓機對喂料粒度的敏感性。二、側擋板進行了重新設計，兩端的固定在輥壓機下部加裝一根圓鋼拉緊，不會出現撐開，防止邊部漏料嚴重；兩端增加邊部流量控制，可以根據情況調節(jié)兩端給料的寬度。

　　3、輥壓機工作距離極短僅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，要確保入輥壓機不進鐵塊、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，推薦選用強力除鐵器和鎮(zhèn)江金石非金屬除鐵）；因為鐵塊一旦進入輥壓機，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)，改進液壓系統(tǒng)，達到液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行，控制可靠（如原液壓控制系統(tǒng)可以通過調節(jié)達到要求，可以不改）

　　通過以上改造，可以使輥壓機穩(wěn)定運行，不會出現劇烈震動，輥壓機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；進料控制穩(wěn)定，物料即使有離析現象，輥壓機運行同樣穩(wěn)定，輥壓機系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定，入磨流量、細度控制穩(wěn)定。在同樣質量控制指標的情況下可以提高臺時產量10-20%。

　　B：由于目前國產輥壓機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，產生的細粉比例少， 細度 0.08mm 篩余在 70-80%,0.9mm以上占50%左右，擠壓效果差；說明輥壓機壓力不足，沒有達到極限壓力，擠壓效果不夠。優(yōu)良的輥壓機能夠形成料餠，產生的細粉細度 0.08mm 篩余在 50%左右，0.9mm以上小于30%（目前國內輥壓機廠家能夠做到這樣的有，但很少）；這樣說明現輥壓機還有非常大的潛力。同時，早期輥壓機型號偏小，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，產生的細粉（輥壓機出料口）細度 0.08mm 篩余在 50%左右，0.9mm以上小于30%。加大電機功率，根據我們的測算和實踐經驗給出電機功率等參數；由于目前輥壓機電機功率配置偏小，運行不穩(wěn)，出現問題多由震動引起，加大電機功率提高輥壓機有效做功。

　　2、加大油缸缸徑或加大油缸壓強，如現油缸壓強較低，加大油缸壓強即可；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)，改進液壓系統(tǒng)，達到液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行，控制可靠（如原液壓控制系統(tǒng)可以通過調節(jié)達到要求，可以不改）。

　　3、增加輥壓機輥縫調整裝置、改造輥壓機進料裝置、增加強力除鐵器和非金屬除鐵；與A1、2、3項相同。

　　通過以上改造，可以使輥壓機穩(wěn)定運行，和A方案相同效果；在同樣質量控制指標的情況下可以提高臺時產量20-50%。一個企業(yè)有較多輥壓機，如將大規(guī)格輥壓機電機用于小輥壓機，可以使小規(guī)格輥壓機達到大一號輥壓機的效果，產能將大大提高。

　　C：打散機、V選，磨內的改造

　　1、對于打散機、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，回料細粉很少，入磨細度可控，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，使用后效果優(yōu)越，分級效率更高，回料細粉很少，入磨細度可控，降低循環(huán)風量（我公司首創(chuàng)產品，專利技術，不得仿冒）。

　　2、采用我公司自創(chuàng)新型《均風、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，改變磨機尾部通風流向，降低通風阻力，增加風量，降低風速；采用全區(qū)域研磨體提升活化技術，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（磨內活化技術，和其他不同，解決研磨體的多方位運動軌跡，解決磨內飽磨、糊磨現象，對系統(tǒng)產量有實際的較大提高）。

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

　　輥壓機系統(tǒng)是一種效率較高的工藝系統(tǒng)，目前國產輥壓機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)產量的高低是反應系統(tǒng)每一個節(jié)點工作任務完善與否的結果，因此在粉磨系統(tǒng)過程中，要圍繞并遵循磨前破碎， 磨內磨細、磨后分選三大要素和節(jié)點控制這一原則，完善數據、科學操作， 進一步實現系統(tǒng)節(jié)能提產。上饒市匠芯機械設備有限公司是專業(yè)從事粉磨工程技術改造和技術服務的公司，竭誠做好技術服務工作，共同推進粉磨系統(tǒng)的技術進步！