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，國產輥壓機的規格，輥徑由Φ1200*500mm發展到Φ2200*2000mm ，裝機功率由220kW×2發展到1400kW×2 ，配套磨機的產量由70t/h發展到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。為了實現工業生產連續性作業，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、國產輥壓機系統存在問題的分析

　　1、目前國產輥壓機大多采用低壓大循環的控制方式，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，硬物清理系統效果較差，系統都有除鐵，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，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；流量調節幅度有限且難以精確穩定控制；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，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，但發揮的作用卻不大；V選循環負荷過大，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、聯合粉磨系統的設計中，配料是穩定可控的，輥壓機的喂料會出現離析、流量的不穩定，而入磨的物料則靠操作輥壓機系統的穩定，并且不能顯示流量，靠細度指標及經驗調節，實際操作難度大。傳統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，物料有離析現象，輥壓機系統循環不穩定，入磨流量、細度控制不穩定的問題，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，使輥壓機達到正常運行狀態， 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、如液壓系統或PLC控制系統存在問題，更換PLC控制系統，改進液壓系統，達到液壓系統穩定運行，控制可靠（如原液壓控制系統可以通過調節達到要求，可以不改）

　　通過以上改造，可以使輥壓機穩定運行，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范圍平穩波動；進料控制穩定，物料即使有離析現象，輥壓機運行同樣穩定，輥壓機系統循環穩定，入磨流量、細度控制穩定。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，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；如液壓系統或PLC控制系統存在問題，更換PLC控制系統，改進液壓系統，達到液壓系統穩定運行，控制可靠（如原液壓控制系統可以通過調節達到要求，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%。一個企業有較多輥壓機，如將大規格輥壓機電機用于小輥壓機，可以使小規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，使用后效果優越，分級效率更高，回料細粉很少，入磨細度可控，降低循環風量（我公司首創產品，專利技術，不得仿冒）。

　　2、采用我公司自創新型《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；采用全區域研磨體提升活化技術，全方位激活死區層研磨體、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、流量的更為穩定，磨內研磨能效充分發揮，系統穩定性更好，水泥顆粒形貌、級配更為合理。

　　輥壓機系統是一種效率較高的工藝系統，目前國產輥壓機大多采用低壓大循環的控制方式，壓力偏低，效率偏低，有著很大的可挖掘潛力；粉磨系統產量的高低是反應系統每一個節點工作任務完善與否的結果，因此在粉磨系統過程中，要圍繞并遵循磨前破碎， 磨內磨細、磨后分選三大要素和節點控制這一原則，完善數據、科學操作， 進一步實現系統節能提產。上饒市匠芯機械設備有限公司是專業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，共同推進粉磨系統的技術進步！