國產(chǎn)輥壓機(jī)技術(shù)的發(fā)展和裝備的大型化

2006-12-27 00:00  留言

　　一、發(fā)展概況：

　　輥壓機(jī)技術(shù)的在我國的引進(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?；顒?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)備卸壓啟動(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)后長時(shí)間滯留在磨中，將會造成粉磨系統(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)立自主知識產(chǎn)權(quán)的國家專利產(chǎn)品——SF系列打散分級機(jī)以及“V”型分級機(jī)這樣的物料分級設(shè)備，物料分級設(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、打散分級機(jī)

圖2、“V”型分級機(jī)

　　SF系列打散分級機(jī)以及“V”型分級機(jī)均為物料分級設(shè)備，具有類似的分級功能。前者以2～3毫米為分割粒徑，以離心沖擊方式對料餅實(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”型分級機(jī)顯然較之SF系列打散分級機(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)績方面，盡管“V”型分級機(jī)在目前稍遜于SF系列打散分級機(jī)，但在湖南瀏陽兆山、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	國產(chǎn)福建	內(nèi)蒙冀東	嘉新京陽	上海崛榮	山東山鋁
輥壓機(jī)	2×1120kW	2×1120kW	2×1800kW	2×500kW	2×500kW
分級設(shè)備	V型分級機(jī)	V型分級機(jī)	V型分級機(jī)	打散分級機(jī)	打散分級機(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	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型分級機(jī)風(fēng)量（m³/h）	220000	360000	/	/
打散分級機(jī)裝機(jī)功率(kW)	/	/	100	100
打散分級機(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：

　　從首臺樣機(jī)問世并成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)后，我們針對在生產(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系列打散分級機(jī)內(nèi)循環(huán)風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)理想風(fēng)力場的有效建立，進(jìn)行了一系列有針對性的完善與優(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)滿足主軸軸體對抗彎、抗扭強(qiáng)度的力學(xué)要求和磨輥表面對可焊性的要求；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捷便利；布置于穩(wěn)流秤重倉內(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系列打散分級機(jī)內(nèi)循環(huán)風(fēng)動(dòng)系統(tǒng)理想風(fēng)力場的有效建立在保證設(shè)備分級功能的前提下，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)線已成為市場發(fā)展的主要方向，因此，輥壓機(jī)裝備大型化勢在必行。近年來國產(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)備國產(chǎn)化創(chuàng)造了奠定了基礎(chǔ)，同樣也為大型輥壓機(jī)國產(chǎn)化創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)市場需求，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”型分級機(jī)作為分級設(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”型分級機(jī)作為分級設(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“V”型分級機(jī)和球磨機(jī)的運(yùn)行工況進(jìn)行有針對性的調(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。

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