水泥廠立式輥磨的選型(六)

8德國萊歇公司萊歇立磨 

8．1萊歇磨設計理論 

8．1．1萊歇磨粉磨元件的形狀     

粉磨元件形狀要從運動學和粉磨效率方面加以考慮。進行粉磨物料的粉磨壓力包括橫桿系統(tǒng)彈性力和磨輥本身自重。首先要討論橫桿系統(tǒng)的運動學。     

萊歇磨磨輥軸的回轉中心降得盡可能低，讓回轉中心處于水平粉磨面內，使磨輥表面對水平粉磨面產生垂直的粉磨壓力。這種情況下粉磨效率最高。水平的磨盤表面上作用垂直的粉磨力，可垂直作用于下部減速機殼體，并直接傳到底部基礎上。    
 隨著萊歇磨規(guī)格加大，鋼彈簧加載系統(tǒng)的緩沖質量不斷加大，使得空間和力量太大變得不好控制，從而用液壓氣動彈簧系統(tǒng)代替。 

8．1．2萊歇磨的優(yōu)勢及機遇     

1960年，最大水泥原料立磨產量是鋼彈簧加載系統(tǒng)萊歇磨L．M20，其產量為50 t／h。那時萊歇磨僅適用于磨煤及生料。其主要優(yōu)點是：(1)比管磨機單位電耗低很多(但那時電能費用較低，不像現(xiàn)在電費那樣高)；  (2)需要較小空間；  (3)噪音低；  (4)更換粉磨元件更快；  (5)集中了粉磨、烘干和選粉的立磨風掃操作方式，適合于預熱器廢氣風量和熱容量。預分解窯的發(fā)展刺激了立磨的發(fā)展。 

8．1．3鋼彈簧加載系統(tǒng)改成液壓氣動加載系統(tǒng)     

隨著萊歇磨規(guī)格加大，鋼彈簧加載系統(tǒng)的緩沖質量不斷加大，使得占用空間加大和力量太大變得不好控制，因而改用液壓氣動彈簧加載系統(tǒng)代替，就可以用比較小的液壓油缸的活塞桿、活塞和油的質量作為緩沖質量。    
 
從圖28可見，左圖采用鋼彈簧加載系統(tǒng)，右圖用液壓氣動彈簧加載系統(tǒng)，是通過壓下油缸活塞經過搖臂驅動磨輥壓在磨盤上的粉磨料層上。磨輥搖臂系統(tǒng)中設計出一套擺出裝置。把輔助油缸連接到搖臂??；輥裝置上就能完全擺出磨機殼體。 

8．1.4模塊設計概念     

在20世紀70年代初，水泥工業(yè)中出現(xiàn)分解爐新技術，使水泥窯產量由120 t／h： 
曾至240 t／h。這樣立磨產量、通過磨機風量和熱量也要相應增加。這刺激萊歇磨向大型化發(fā)展。為適應這種發(fā)展，萊歇公司把磨輥、搖臂、臺座和液壓氣動彈簧系統(tǒng)作成大模塊(圖29)。    

 圖29表示萊歇磨模塊設計概念，圖29_a表示在磨輥工作時，用機械彈簧緩沖器或用電氣控制方法可防止磨輥同磨盤襯板發(fā)生金屬接觸。圖29_b采用液壓提升磨輥離開粉磨層進行啟動，甚至在滿負荷下啟動，啟動時磨機可以在40％滿負荷轉矩下運行。因此不會增加傳動馬達的啟動力矩，也不要輔助傳動。從圖29 可見，當搖臂／磨輥擺出時，既可以在磨機外部很容易迅速更換環(huán)形的磨輥輪胎，也可更換整個磨輥裝置。   

采用模塊設計概念，隨著要求立磨產量增大，不像其它兩輥磨和三輥磨那樣，只簡單按幾何相似原理放大磨輥直徑，造成磨輥單個質量增大，也帶來動載荷增大。而且根據規(guī)格增大要求，把磨輥增至3個、4個。   
磨輥重量降低使動載荷降低，也使帶有搖臂和磨輥的臺座重量降低，帶來臺座高度變矮，重量減少，也就降低了制造、運輸和安裝費?？傊山档统杀?。   

從圖30可見磨輥數(shù)與單位投資費用關系。對于輥磨的單位投資費用，理論上來講隨著輥磨產量(磨    盤直徑)增加呈雙曲線下降。但是輥磨的磨輥質量隨磨輥直徑的3次方增加，費用也以近似比例增加。也就是說在2輥、3輥和4輥有限帶寬中，其單位投資費用是雙曲線。而萊歇磨通過優(yōu)化選擇2個、3個和4個磨輥模塊，把3條下降雙曲線下降部分連結起來形成單位投資費用連續(xù)下降的拋物線。    

 由圖31可見，萊歇模塊設計，可以使它相對磨盤作徑向位移，而達到最佳位置。這樣一來，模塊最佳位置可使磨輥作用在磨盤上粉磨料層的壓力通過磨盤作用在減速機殼體上力處于DmaX。和．DMin之間允許范圍內。 

8．2萊歇磨選型 
8．2．1萊歇煤磨選型    
 由圖32可見，萊歇煤磨有兩系列。    
   
系列l(wèi)：小型兩輥磨，由LMl2到LM20范圍，其磨盤直徑為l 200～2 000 nllil。該系列型號具有幾何相似和相同零件。     
系列2：大型輥磨采用2個、3個或4個磨輥。該系列可延伸到超出LM40D而無結構問題或操作危險。     
經圖32可見，根據粉磨細度要求及煤的易磨性，可由產量決定磨機規(guī)格及磨機功率大小。  
 
最后確定要求用戶向制造商提供800T/D 左右煤的試樣，通過磨機試驗得到單位功率消耗、試驗磨機產量及易磨件磨耗最后確定煤磨規(guī)格。 

8．2．2萊歇生料磨選型     
圖33是水泥原料立磨選型圖，可以根據產量要求初步確定立磨規(guī)格及裝機功率要求。  
         
圖34表示出磨機單位功率消耗與易磨性和產品細度的關系。磨機功率消耗由施加在粉磨輥上的力來控制。    
 
隨著粉磨立磨規(guī)格增大，振動會加大，由圖35可見，隨著產量增加，磨機振幅會增大。圖上表示在立磨不同地方測得振幅值。  
 對于萊歇磨，磨輥同磨盤襯板不會發(fā)生直接接觸，因此不論是在生產和空載運行都比較平靜地運行，不需要采取特殊措施去消除基礎振動，只要設計時將基礎塊與廠房建筑物分離就足夠了。   
    

8．2．3用于粉磨水泥熟料和礦渣的萊歇磨     

盡管萊歇磨具有很多優(yōu)點，但是用作水泥終粉磨和粉磨礦渣粉來說，僅在20世紀90年代中期才開始，現(xiàn)在處于逐步推廣階段。主要是在下面三方面遇到困難：    

(1)在粉磨到高細度成品時要均勻平穩(wěn)運行遇到困難。     
(2)由于粉磨零件磨損壽命短，在尋求耐磨材料方面遇到困難。    
(3)在給定比表面積情況下，由于顆粒粒度分布過窄，結果使粉磨得到的水泥性能不適宜。     
近年來萊歇磨使用于粉磨水泥方面和高爐礦渣方面得到系統(tǒng)的發(fā)展，為此萊歇公司與日本宇部興產共同合作進行了不斷開發(fā)，在生產水泥生料的4輥磨的基礎上加以改進，盡可能多地采用原來粉磨生料的標準生產立磨機械零件。   
開始用原來磨生料的4輥立磨粉磨水泥和礦渣時，磨機遭受很高的振動不能保證立磨均勻平穩(wěn)運行。分析其原因是風掃的立磨把物料粉磨到非常細的顆粒(2～50η m)時，破壞了粉磨料層的形成。     

由于很濃的充氣顆粒云“淋落”到磨盤上，磨輥不能非常有效地擠壓大團的顆粒團，不像粉磨生料粗粒那樣，而水泥熟料顆粒組成云狀物不能平穩(wěn)地鋪在回轉粉磨軌道中。運轉中的充氣粉塵物理性能像液體，其內摩擦非常低，結果顆粒云圍繞磨輥流動繞過磨輥，使得只有少量進入磨輥與粉磨軌道之間間隙。    

在磨輥前，物料必須首先形成牢固的楔形才能被捕獲、輥壓和粉磨。在粉磨層被壓碎后必須立即使顆粒云團再一次慢慢重新壓入楔形中，故每個磨輥需要交替準備和粉磨它的本身粉磨層，從而導致滑移——阻塞效應以及產生振動。然而磨機運行要求振動低即要求形成均勻的粉磨層，這就要求提高使用在粉磨生料的單位粉磨力，尤其是粉磨水泥和高爐礦渣。這是一個難題。     
要達到最小振動的方法之一是降低粉磨速度。這樣做會成比例降低磨機產量，或者要維持同樣產量要有很大的磨機規(guī)格。這不是萊歇磨采用的方法。     

萊歇公司是用單獨磨輥承擔粉磨層的準備工作和單獨磨輥進行粉磨，如圖36所示，一對磨輥工作情況形成一套工作裝置。一般4輥磨具有4個完全相同規(guī)格的磨輥，用較小的磨輥代替其中的2個磨輥。每一對磨輥包括1個小的S輥(伺服輥)和一個大的(原有尺寸)M輥(主輥)。S輥是準備粉磨層，M輥位于s輥后粉磨物料，一般兩者相隔90。     
      
這種在運轉中的配套方式叫“2+2原理”。也可能采用2+2磨的模式去構成3+3磨，即具有3對磨輥。理所當然可以將此模式延續(xù)，在很高產量情況下，寧愿采用很多經考驗的模塊，比把零件增大到不希望的尺寸好，因為增大零件會帶來很大單體質量、很大的動載荷力以及帶來很高費用。磨輥向下運動受到彈簧緩沖器限制。其上面定位螺栓可防止磨輥和粉磨軌道間發(fā)生金屬接觸，使他們可以采用特別硬的材料制造。  
 
在粉磨硬的和易碎物料時要加大壓縮應力，要采用大直徑和窄的M輥和使M輥靠向磨盤中心，使得磨輥大頭直徑和小頭直徑之間速度差要小(見圖37)，在M輥上殘余的速度差足以避免壓實要粉磨的物料。     

 由圖38可見，按2+2原理粉磨水泥時其平均粉磨速度隨D增加。例如La’V145水泥磨工作粉磨速度大于5 m／s。按比例增加規(guī)律，磨機的功率即產量是隨平均直徑D的2．5次方成比例增加，即M～D25也可用于新的水泥磨。   
一般認為，同樣直徑磨盤的2+2原理的磨機生產的產量不低于采用4個大磨輥的輥磨。   
在選粉機選用方面，如果水泥廠僅生產普通水泥，萊歇立磨中使用標準動態(tài)選粉機就足夠。   
如果生產混合材水泥和高爐礦渣粉時，一般要求改變水泥或礦渣粉的質量，則要求選粉機易于調節(jié)和允許在幾分鐘內改變產品質量。  

 新一代的選粉機帶有l(wèi)根中心喂料管以滿足濕的粒狀高爐礦渣，使它通過中心喂料管溶入磨機中。該選粉機特點是氣體／顆粒流在選粉機的頂部旋轉，氣流朝下通過可調導向葉片的傘和一個葉片轉子。      
    
 圖39表示萊歇LSKS高效選粉機，帶有圓柱形分布導向葉片機構，同心地裝有回轉的籠形轉子。這種新型L,SKS選粉機滿足了市場要求，可以精確分離細粉產品。