国产辊压机技术的发展和装备的大型化

国产辊压机技术的发展和装备的大型化【中国水泥网】作者:董立珂许瑞康单位:合肥水泥研究设计院粉磨所【2006-12-27】摘要：国产辊压机技术的发展和装备的大型化一、发展概况：辊压机技术的在我国的引进和推广应用历经二十年，迄今为止，不论在设备制造技术或系统工艺技术方面都取得了长足的发展，设备制造技术的不断优化和系统工艺技术持续的推陈出新给这项新技术带来了强大的生命力，节能幅度达30%以上。优异的技术经济指标在给广大用户带来了显著经济效益的同时，也为我们获得了广阔的发展前景。可以乐观地说，在目前能源极度紧缺的形势下，这项节能效果显著的粉磨新技术已经成为各水泥生产企业粉磨技术改造扩建项目的主要首选方案。二、工作原理：辊压机对物料进行有效粉碎采用的是大能量一次性输入的单颗粒粉碎群体化，亦即粒间粉碎的原理，其实现粉碎原理的方式是采用一对相向转动的磨辊，一只为活动辊，一只为固定辊。其中活动辊轴承座与提供压力的液压系统相连，固定辊固装在主机架内腔。活动辊在液压系统压力的作用下向物料施以高压，将持续通过两磨辊之间压力区的物料以挤压粉碎的方式有效粉碎。通过高倍显微镜观察，可以发现被粉碎的物料表面布满裂纹，这说明不仅物料的粒度被大幅度减小，其易磨性也获得显著改善，这将对粉磨系统的大幅度增产节能起到至关重要的作用。三、系统工艺技术的发展：辊压机早期的技术仅仅局限于挤压预粉磨工艺，该工艺虽然给粉磨系统带来了一定的增产节能效益，但同时也暴露了辊压机设备本身固有的技术缺陷，辊压机侧挡板尽管设置了弹性顶紧装置以减少边缘漏料，但仍有一定量未经有效挤压的物料从磨辊边缘通过；物料之间由于物理性能差异造成的选择性粉碎现象使得挤压后的料饼中仍存在少量未经有效挤压，易磨性未获得有效改善的物料颗粒；设备卸压启动造成大量未经有效挤压粉碎的物料通过辊压机。上述物料在进入球磨机后长时间滞留在磨中，将会造成粉磨系统产量的波动。所以，如何杜绝上述物料对球磨机的负面影响，充分发挥辊压机高效节能的特点成为挤压粉磨系统工艺技术如何进一步完善优化的重要课题。四、系统工艺技术的完善与优化：辊压机和球磨机构成挤压粉磨工艺，两者的机械效率孰优孰劣无须贽述，如何匹配两者之间的能力，尽可能将更多的粉磨功从机械效率相对低下的球磨机内移出，由效率更高的辊压机完成，并充分发挥各自的能力和特点是该技术能否获得更加优异的技术经济指标的关键。因此，我们根据辊压机挤压后物料的特性，研制开发了具有独立自主知识产权的国家专利产品——SF系列打散分级机以及“V”型分级机这样的物料分级设备，物料分级设备将辊压机和球磨机合理有效地衔接，将小于一定粒径的物料送入球磨机继续研磨至成品，大于一定粒径的物料返回辊压机重新挤压，辊压机和物料分级设备均在一定量的循环负荷率下运行，从而构成现在的挤压联合粉磨工艺系统。两种物料分级设备的大致结构和工作原理介绍如下：图1、打散分级机图2、“V”型分级机SF系列打散分级机以及“V”型分级机均为物料分级设备，具有类似的分级功能。前者以2～3毫米为分割粒径，以离心冲击方式对料饼实施打散，采用风力分选和机械筛分相结合的方式分选物料，具有较大幅度的系统增产节能效果，技术成熟可靠，技术经济指标优异，应用业绩众多。后者以0.5毫米为分割粒径，物料在进入机体内腔时以重力撞击连续交错布置的打散隔板被粉碎，靠风力提升分选，打散与分级过程在同一区域内同时进行。球磨机增产幅度明显优于前者，但由于系统装机功率较大，风力系统机械能的大量损失，磨机的增产节能效果被完全平抑。到目前为止，其技术经济指标较前者尚无任何优势可言，甚至稍逊于前者，而且由于装机功率较大，系统投资明显高于前者。但由于在设备规模大型化的前提下，在设备的安装与维修方面，“V”型分级机显然较之SF系列打散分级机更为实用便利，所以仍然适用于生产规模较大的水泥粉磨系统，在推广应用的业绩方面，尽管“V”型分级机在目前稍逊于SF系列打散分级机，但在湖南浏阳兆山、内蒙呼和浩特冀东和江苏江阴技术改造项目均有推广成功的范例，已经具备一定的推广应用价值。几种典型系统的主机配置使用厂家国产福建内蒙冀东嘉新京阳上海崛荣山东山铝辊压机2×1120kW2×1120kW2×1800kW2×500kW2×500kW分级设备V型分级机V型分级机V型分级机打散分级机打散分级机球磨机3550kW(闭路)3550kW(开路)3150kW(闭路)3150kW(开路)2500kW(开路)装机功率比0.630.631.140.320.40磨辊直径mm16001600170014001400磨辊宽度mm140014001800800650磨辊长径比0.880.881.060.570.46磨辊线压力t/cm5.25.04.86.36.25水泥品种PO42.5PO32.5PO42.5PO42.5PO42.5产量指标t/h180170180～230135110其中四种典型配置的系统主要运行参数运行参数内蒙冀东嘉新京阳上海崛荣山东山铝水泥品种PO32.5PO42.5PO42.5PO42.5系统产量（t/h）172230135112.5产品比表面积（m2/kg）360360345355辊压机通过量（t/h）590～900310260辊压机装机功率(kW)2×11202×18002×5002×500辊压机使用功率(kW)2×760~2×14002×3452×320V型分级机风量（m3/h）220000360000//打散分级机装机功率(kW)//100100打散分级机使用功率(kW)//7872球磨机装机功率(kW)3550315031502500球磨机使用功率(kW)3280286029202380高效选粉机装机功率(kW)/315//高效选粉机使用功率(kW)/~236//一、装备技术的优化：从首台样机问世并成功地应用于工业生产后，我们针对在生产实践中发现的问题，从磨辊的耐磨性和可修复性、磨辊的偏载、偏辊、传动系统的扭振以及液压系统的滤油、加压功能的组合方式和油路故障查找功能的强化，到SF系列打散分级机内循环风动系统理想风力场的有效建立，进行了一系列有针对性的完善与优化:以分体式磨辊取代了传统的整体式磨辊，在保证一次性使用寿命的前提下，可同时满足主轴轴体对抗弯、抗扭强度的力学要求和磨辊表面对可焊性的要求；改造后的新型的传动系统有效解决了由于粉状物料进入压力区后料层之间发生滑移，扭矩脉动变化产生的高冲击峰值问题，杜绝了传动系统的扭振现象；优化后的液压系统功能将滤油和加压功能有机结合，更加可靠实用，油路系统技术的优化使得判断故障的思路更加明晰，锁定油路故障源更加简捷便利；布置于稳流秤重仓内的物料均衡装置有效解决了由于物料离析造成的磨辊偏载、偏辊现象；SF系列打散分级机内循环风动系统理想风力场的有效建立在保证设备分级功能的前提下，解决了风轮磨损过快的问题，有效降低了运行成本。上述问题的解决使设备技术设计更加合理、性能更优越，可靠性更高。二、装备大型化取得的成果：辊压机设备制造技术和工艺配套技术两方面问题的解决使挤压粉磨技术登上了一个新的台阶，为今后大面积推广应用该技术奠定了坚实的基础。近年来，国家水泥产业结构大幅度调整，淘汰立窑，发展新型干法旋窑，旋窑向大型化发展，2500t/d和5000t/d熟料生产线已成为市场发展的主要方向，因此，辊压机装备大型化势在必行。近年来国产工业持续发展，设备加工能力和加工质量稳步提高，为大型化设备国产化创造了奠定了基础，同样也为大型辊压机国产化创造了有利条件。根据市场需求，我们先后开发出了装机功率为2×500的HFCG140系列、2×900的HFCG150系列、2×1120的HFCG160系列的大型辊压机，分别配置3.8×13m、4.2×13m球磨机开路或圈流操作，水泥粉磨系统台时产量可达到120～180t/h。取得使磨机增产100%，节电30%的效果。其中5000t/d规模的水泥粉磨系统，采用“V”型分级机作为分级设备，内蒙冀东项目开路操作的4.2×13m球磨机的台时产量已达到200t/h的生产能力，但由于输送设备的能力不足而构成瓶颈，目前只能控制在180t/h左右的生产能力下运行。由于采用分割粒径为0.5毫米的“V”型分级机作为分级设备，入磨物料粒度可基本控制在1毫米以内，从而使球磨机有着更大的产量增幅潜力，因而在今后的水泥粉磨系统设计中应酌情考虑系统潜力而预留一定的潜力空间。如何充分地发掘磨机潜力，寻求技术经济指标的进一步突破，解决球磨机增产节能效果被风力系统机械能的大量消耗完全平抑的问题将成为今后殛待解决的一项重要课题。相信通过对“V”型分级机和球磨机的运行工况进行有针对性的调整和优化，完全可以获得更加优异的技术经济指标。三、结束语：综上所述，挤压联合粉磨工艺系统作为一项成熟可靠的高效节能技术，在能源高度紧缺的今天，已成为各大中型水泥生产企业增产节能技术改造的首选方案，具有广阔的发展前景，相信这项技术在得到大范围推广应用的同时，也将为众多水泥生产企业带来可观的经济效益。