國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)技術(shù)的發(fā)展和裝備的大型化
2006-12-27 00:00
一、發(fā)展概況：
輥壓機(jī)技術(shù)的在我國(guó)的引進(jìn)和推廣應(yīng)用歷經(jīng)二十年，迄今為止，不論在設(shè)備制造技術(shù)或系統(tǒng)工藝技術(shù)方面都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，設(shè)備制造技術(shù)的不斷優(yōu)化和系統(tǒng)工藝技術(shù)持續(xù)的推陳出新給這項(xiàng)新技術(shù)帶來了強(qiáng)大的生命力，節(jié)能幅度達(dá)30%以上。優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在給廣大用戶帶來了顯著經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也為我們獲得了廣闊的發(fā)展前景?？梢詷酚^地說，在目前能源極度緊缺的形勢(shì)下，這項(xiàng)節(jié)能效果顯著的粉磨新技術(shù)已經(jīng)成為各水泥生產(chǎn)企業(yè)粉磨技術(shù)改造擴(kuò)建項(xiàng)目的主要首選方案。
二、工作原理：
輥壓機(jī)對(duì)物料進(jìn)行有效粉碎采用的是大能量一次性輸入的單顆粒粉碎群體化，亦即粒間粉碎的原理，其實(shí)現(xiàn)粉碎原理的方式是采用一對(duì)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的磨輥，一只為活動(dòng)輥，一只為固定輥。其中活動(dòng)輥軸承座與提供壓力的液壓系統(tǒng)相連，固定輥固裝在主機(jī)架內(nèi)腔。活動(dòng)輥在液壓系統(tǒng)壓力的作用下向物料施以高壓，將持續(xù)通過兩磨輥之間壓力區(qū)的物料以擠壓粉碎的方式有效粉碎。通過高倍顯微鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)被粉碎的物料表面布滿裂紋，這說明不僅物料的粒度被大幅度減小，其易磨性也獲得顯著改善，這將對(duì)粉磨系統(tǒng)的大幅度增產(chǎn)節(jié)能起到至關(guān)重要的作用。
三、系統(tǒng)工藝技術(shù)的發(fā)展：
輥壓機(jī)早期的技術(shù)僅僅局限于擠壓預(yù)粉磨工藝，該工藝雖然給粉磨系統(tǒng)帶來了一定的增產(chǎn)節(jié)能效益，但同時(shí)也暴露了輥壓機(jī)設(shè)備本身固有的技術(shù)缺陷，輥壓機(jī)側(cè)擋板盡管設(shè)置了彈性頂緊裝置以減少邊緣漏料，但仍有一定量未經(jīng)有效擠壓的物料從磨輥邊緣通過；物料之間由于物理性能差異造成的選擇性粉碎現(xiàn)象使得擠壓后的料餅中仍存在少量未經(jīng)有效擠壓，易磨性未獲得有效改善的物料顆粒；設(shè)備卸壓?jiǎn)?dòng)造成大量未經(jīng)有效擠壓粉碎的物料通過輥壓機(jī)。上述物料在進(jìn)入球磨機(jī)后長(zhǎng)時(shí)間滯留在磨中，將會(huì)造成粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量的波動(dòng)。所以，如何杜絕上述物料對(duì)球磨機(jī)的負(fù)面影響，充分發(fā)揮輥壓機(jī)高效節(jié)能的特點(diǎn)成為擠壓粉磨系統(tǒng)工藝技術(shù)如何進(jìn)一步完善優(yōu)化的重要課題。
四、系統(tǒng)工藝技術(shù)的完善與優(yōu)化：
輥壓機(jī)和球磨機(jī)構(gòu)成擠壓粉磨工藝，兩者的機(jī)械效率孰優(yōu)孰劣無須贄述，如何匹配兩者之間的能力，盡可能將更多的粉磨功從機(jī)械效率相對(duì)低下的球磨機(jī)內(nèi)移出，由效率更高的輥壓機(jī)完成，并充分發(fā)揮各自的能力和特點(diǎn)是該技術(shù)能否獲得更加優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵。因此，我們根據(jù)輥壓機(jī)擠壓后物料的特性，研制開發(fā)了具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家專利產(chǎn)品——SF系列打散分級(jí)機(jī)以及“V”型分級(jí)機(jī)這樣的物料分級(jí)設(shè)備，物料分級(jí)設(shè)備將輥壓機(jī)和球磨機(jī)合理有效地銜接，將小于一定粒徑的物料送入球磨機(jī)繼續(xù)研磨至成品，大于一定粒徑的物料返回輥壓機(jī)重新擠壓，輥壓機(jī)和物料分級(jí)設(shè)備均在一定量的循環(huán)負(fù)荷率下運(yùn)行，從而構(gòu)成現(xiàn)在的擠壓聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)。兩種物料分級(jí)設(shè)備的大致結(jié)構(gòu)和工作原理介紹如下：
圖1、打散分級(jí)機(jī)
圖2、“V”型分級(jí)機(jī)
SF系列打散分級(jí)機(jī)以及“V”型分級(jí)機(jī)均為物料分級(jí)設(shè)備，具有類似的分級(jí)功能。前者以2～3毫米為分割粒徑，以離心沖擊方式對(duì)料餅實(shí)施打散，采用風(fēng)力分選和機(jī)械篩分相結(jié)合的方式分選物料，具有較大幅度的系統(tǒng)增產(chǎn)節(jié)能效果，技術(shù)成熟可靠，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)異，應(yīng)用業(yè)績(jī)眾多。后者以0.5毫米為分割粒徑，物料在進(jìn)入機(jī)體內(nèi)腔時(shí)以重力撞擊連續(xù)交錯(cuò)布置的打散隔板被粉碎，靠風(fēng)力提升分選，打散與分級(jí)過程在同一區(qū)域內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。球磨機(jī)增產(chǎn)幅度明顯優(yōu)于前者，但由于系統(tǒng)裝機(jī)功率較大，風(fēng)力系統(tǒng)機(jī)械能的大量損失，磨機(jī)的增產(chǎn)節(jié)能效果被完全平抑。到目前為止，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較前者尚無任何優(yōu)勢(shì)可言，甚至稍遜于前者，而且由于裝機(jī)功率較大，系統(tǒng)投資明顯高于前者。但由于在設(shè)備規(guī)模大型化的前提下，在設(shè)備的安裝與維修方面，“V”型分級(jí)機(jī)顯然較之SF系列打散分級(jí)機(jī)更為實(shí)用便利，所以仍然適用于生產(chǎn)規(guī)模較大的水泥粉磨系統(tǒng)，在推廣應(yīng)用的業(yè)績(jī)方面，盡管“V”型分級(jí)機(jī)在目前稍遜于SF系列打散分級(jí)機(jī)，但在湖南瀏陽(yáng)兆山、內(nèi)蒙呼和浩特冀東和江蘇江陰技術(shù)改造項(xiàng)目均有推廣成功的范例，已經(jīng)具備一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
幾種典型系統(tǒng)的主機(jī)配置
|
使用廠家 |
國(guó)產(chǎn)福建 |
內(nèi)蒙冀東 |
嘉新京陽(yáng) |
上海崛榮 |
山東山鋁 |
|
輥壓機(jī) |
2×1120kW |
2×1120kW |
2×1800kW |
2×500kW |
2×500kW |
|
分級(jí)設(shè)備 |
V型分級(jí)機(jī) |
V型分級(jí)機(jī) |
V型分級(jí)機(jī) |
打散分級(jí)機(jī) |
打散分級(jí)機(jī) |
|
球磨機(jī) |
3550kW
(閉路) |
3550kW
(開路) |
3150kW
(閉路) |
3150kW
(開路) |
2500kW
(開路) |
|
裝機(jī)功率比 |
0.63 |
0.63 |
1.14 |
0.32 |
0.40 |
|
磨輥直徑mm |
1600 |
1600 |
1700 |
1400 |
1400 |
|
磨輥寬度mm |
1400 |
1400 |
1800 |
800 |
650 |
|
磨輥長(zhǎng)徑比 |
0.88 |
0.88 |
1.06 |
0.57 |
0.46 |
|
磨輥線壓力t/cm |
5.2 |
5.0 |
4.8 |
6.3 |
6.25 |
|
水泥品種 |
PO42.5 |
PO32.5 |
PO42.5 |
PO42.5 |
PO42.5 |
|
產(chǎn)量指標(biāo)t/h |
180 |
170 |
180～230 |
135 |
110 |
其中四種典型配置的系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)
|
運(yùn)行參數(shù) |
內(nèi)蒙冀東 |
嘉新京陽(yáng) |
上海崛榮 |
山東山鋁 |
|
水泥品種 |
PO32.5 |
PO42.5 |
PO42.5 |
PO42.5 |
|
系統(tǒng)產(chǎn)量（t/h） |
172 |
230 |
135 |
112.5 |
|
產(chǎn)品比表面積（m2/kg） |
360 |
360 |
345 |
355 |
|
輥壓機(jī)通過量（t/h） |
590 |
～900 |
310 |
260 |
|
輥壓機(jī)裝機(jī)功率(kW) |
2×1120 |
2×1800 |
2×500 |
2×500 |
|
輥壓機(jī)使用功率(kW) |
2×760 |
~2×1400 |
2×345 |
2×320 |
|
V型分級(jí)機(jī)風(fēng)量（m3/h） |
220000 |
360000 |
/ |
/ |
|
打散分級(jí)機(jī)裝機(jī)功率(kW) |
/ |
/ |
100 |
100 |
|
打散分級(jí)機(jī)使用功率(kW) |
/ |
/ |
78 |
72 |
|
球磨機(jī)裝機(jī)功率(kW) |
3550 |
3150 |
3150 |
2500 |
|
球磨機(jī)使用功率(kW) |
3280 |
2860 |
2920 |
2380 |
|
高效選粉機(jī)裝機(jī)功率(kW) |
/ |
315 |
/ |
/ |
|
高效選粉機(jī)使用功率(kW) |
/ |
~236 |
/ |
/ |
一、裝備技術(shù)的優(yōu)化：
從首臺(tái)樣機(jī)問世并成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)后，我們針對(duì)在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題，從磨輥的耐磨性和可修復(fù)性、磨輥的偏載、偏輥、傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振以及液壓系統(tǒng)的濾油、加壓功能的組合方式和油路故障查找功能的強(qiáng)化，到SF系列打散分級(jí)機(jī)內(nèi)循環(huán)風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)理想風(fēng)力場(chǎng)的有效建立，進(jìn)行了一系列有針對(duì)性的完善與優(yōu)化:以分體式磨輥取代了傳統(tǒng)的整體式磨輥，在保證一次性使用壽命的前提下，可同時(shí)滿足主軸軸體對(duì)抗彎、抗扭強(qiáng)度的力學(xué)要求和磨輥表面對(duì)可焊性的要求；改造后的新型的傳動(dòng)系統(tǒng)有效解決了由于粉狀物料進(jìn)入壓力區(qū)后料層之間發(fā)生滑移，扭矩脈動(dòng)變化產(chǎn)生的高沖擊峰值問題，杜絕了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振現(xiàn)象；優(yōu)化后的液壓系統(tǒng)功能將濾油和加壓功能有機(jī)結(jié)合，更加可靠實(shí)用，油路系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)化使得判斷故障的思路更加明晰，鎖定油路故障源更加簡(jiǎn)捷便利；布置于穩(wěn)流秤重倉(cāng)內(nèi)的物料均衡裝置有效解決了由于物料離析造成的磨輥偏載、偏輥現(xiàn)象；SF系列打散分級(jí)機(jī)內(nèi)循環(huán)風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)理想風(fēng)力場(chǎng)的有效建立在保證設(shè)備分級(jí)功能的前提下，解決了風(fēng)輪磨損過快的問題，有效降低了運(yùn)行成本。上述問題的解決使設(shè)備技術(shù)設(shè)計(jì)更加合理、性能更優(yōu)越，可靠性更高。
二、裝備大型化取得的成果：
輥壓機(jī)設(shè)備制造技術(shù)和工藝配套技術(shù)兩方面問題的解決使擠壓粉磨技術(shù)登上了一個(gè)新的臺(tái)階，為今后大面積推廣應(yīng)用該技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近年來，國(guó)家水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大幅度調(diào)整，淘汰立窯，發(fā)展新型干法旋窯，旋窯向大型化發(fā)展，2500t/d和5000t/d 熟料生產(chǎn)線已成為市場(chǎng)發(fā)展的主要方向，因此，輥壓機(jī)裝備大型化勢(shì)在必行。近年來國(guó)產(chǎn)工業(yè)持續(xù)發(fā)展，設(shè)備加工能力和加工質(zhì)量穩(wěn)步提高，為大型化設(shè)備國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)造了奠定了基礎(chǔ)，同樣也為大型輥壓機(jī)國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)市場(chǎng)需求，我們先后開發(fā)出了裝機(jī)功率為2×500的HFCG140系列、2×900的HFCG150系列、2×1120的HFCG160系列的大型輥壓機(jī)，分別配置3.8×13m、4.2×13m球磨機(jī)開路或圈流操作，水泥粉磨系統(tǒng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量可達(dá)到120～180t/h。取得使磨機(jī)增產(chǎn)100%，節(jié)電30%的效果。
其中5000t/d規(guī)模的水泥粉磨系統(tǒng)，采用“V”型分級(jí)機(jī)作為分級(jí)設(shè)備，內(nèi)蒙冀東項(xiàng)目開路操作的4.2×13m球磨機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量已達(dá)到200t/h的生產(chǎn)能力，但由于輸送設(shè)備的能力不足而構(gòu)成瓶頸，目前只能控制在180t/h左右的生產(chǎn)能力下運(yùn)行。由于采用分割粒徑為0.5毫米的“V”型分級(jí)機(jī)作為分級(jí)設(shè)備，入磨物料粒度可基本控制在1毫米以內(nèi)，從而使球磨機(jī)有著更大的產(chǎn)量增幅潛力，因而在今后的水泥粉磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)酌情考慮系統(tǒng)潛力而預(yù)留一定的潛力空間。如何充分地發(fā)掘磨機(jī)潛力，尋求技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的進(jìn)一步突破，解決球磨機(jī)增產(chǎn)節(jié)能效果被風(fēng)力系統(tǒng)機(jī)械能的大量消耗完全平抑的問題將成為今后殛待解決的一項(xiàng)重要課題。相信通過對(duì)“V”型分級(jí)機(jī)和球磨機(jī)的運(yùn)行工況進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整和優(yōu)化，完全可以獲得更加優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
三、結(jié)束語：
綜上所述，擠壓聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)作為一項(xiàng)成熟可靠的高效節(jié)能技術(shù)，在能源高度緊缺的今天，已成為各大中型水泥生產(chǎn)企業(yè)增產(chǎn)節(jié)能技術(shù)改造的首選方案，具有廣闊的發(fā)展前景，相信這項(xiàng)技術(shù)在得到大范圍推廣應(yīng)用的同時(shí)，也將為眾多水泥生產(chǎn)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
編輯：
監(jiān)督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
本文內(nèi)容為作者個(gè)人觀點(diǎn)，不代表水泥網(wǎng)立場(chǎng)。聯(lián)系電話：0571-85871513，郵箱：news@ccement.com。
