國內(nèi)輥壓機應(yīng)用現(xiàn)狀及改進措施
??一、國產(chǎn)輥壓機系統(tǒng)現(xiàn)狀
我國自上世紀(jì)八十年代引進德國KHD公司輥壓機技術(shù)以來,國產(chǎn)輥壓機的規(guī)格,輥徑由Φ1200*500mm發(fā)展到Φ2200*2000mm ,裝機功率由220kW×2發(fā)展到1400kW×2 ,配套磨機的產(chǎn)量由70t/h發(fā)展到300t/h?,F(xiàn)在生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)計的主要參數(shù)
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(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)性作業(yè),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(shù)。輥壓機總力 F(kN)= n·S·Pr式中: n 一液壓缸數(shù)S 一液壓缸有效面積(m2)Pr 一液壓系統(tǒng)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(zhuǎn)速表示。輥子的圓周線速度與產(chǎn)量、功率消耗和運行的平穩(wěn)性有關(guān)。輥速高, 產(chǎn)量也大,但過高的轉(zhuǎn)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(chǎn)量也產(chǎn)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(chǎn)輥壓機系統(tǒng)存在問題的分析
1、目前國產(chǎn)輥壓機大多采用低壓大循環(huán)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(chǎn)生的細(xì)粉比例少, 細(xì)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(xì)粉偏多,有時會產(chǎn)生劇烈共振。
3、除鐵器,硬物清理系統(tǒng)效果較差,系統(tǒng)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(huán),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(jīng)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(diào)節(jié)幅度有限且難以精確穩(wěn)定控制;同時料倉有倉位高低,還有物料離析現(xiàn)象,有時導(dǎo)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(chǎn)輥壓機輥速一般都在 1.5-1.7 米/秒,線速度偏快,容易導(dǎo)致輥壓機震動;加上采用低壓大循環(huán),物料流量大,輥縫波動大,所配用的電機功率偏小,導(dǎo)致電機運行電流波動大,運行穩(wěn)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(fā)揮的作用卻不大;V選循環(huán)負(fù)荷過大,磨損快,雖然控制了細(xì)粉粒度,但粗粉中含有大量細(xì)粉,使輥壓機做功差。
7、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的設(shè)計中,配料是穩(wěn)定可控的,輥壓機的喂料會出現(xiàn)離析、流量的不穩(wěn)定,而入磨的物料則靠操作輥壓機系統(tǒng)的穩(wěn)定,并且不能顯示流量,靠細(xì)度指標(biāo)及經(jīng)驗調(diào)節(jié),實際操作難度大。傳統(tǒng)的雙層隔倉板難以適應(yīng)現(xiàn)在的要求,出現(xiàn)隔倉板堵塞,中風(fēng)過大,邊風(fēng)過小,控制不了物料流速的現(xiàn)象,磨內(nèi)糊磨、飽磨現(xiàn)象嚴(yán)重。
四、輥壓機系統(tǒng)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(xiàn)劇烈震動、輥壓機運行電流低、波動大的問題,進料控制不穩(wěn),物料有離析現(xiàn)象,輥壓機系統(tǒng)循環(huán)不穩(wěn)定,入磨流量、細(xì)度控制不穩(wěn)定的問題,做如下改進:
1、增加輥壓機輥縫調(diào)整裝置(專利技術(shù)),采用恒壓恒輥縫控制,輥縫在一定壓力下有壓力預(yù)調(diào),即使出現(xiàn)物料離析現(xiàn)象,細(xì)粉也能穩(wěn)定通過輥壓機,不會因為壓縮氣隙過小而產(chǎn)生震動;輥縫的調(diào)整方式改變,輥子軸承座受力方向的改變,不再出現(xiàn)對輥壓機上梁中部的沖擊,就不會產(chǎn)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(diào)整,使輥子運行更加平穩(wěn),使輥壓機達到正常運行狀態(tài), 兩臺主電動機電流達到額定電流 80-90% ,運行在一定范圍內(nèi)作小幅度的擺動, 這標(biāo)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(wěn)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(shù),對輥壓機進料裝置進行改進:一、對進料流量、流速進行準(zhǔn)確估算,穩(wěn)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(cè)擋板進行了重新設(shè)計,兩端的固定在輥壓機下部加裝一根圓鋼拉緊,不會出現(xiàn)撐開,防止邊部漏料嚴(yán)重;兩端增加邊部流量控制,可以根據(jù)情況調(diào)節(jié)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(tǒng)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(zhèn)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(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)存在問題,更換PLC控制系統(tǒng),改進液壓系統(tǒng),達到液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行,控制可靠(如原液壓控制系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)達到要求,可以不改)
通過以上改造,可以使輥壓機穩(wěn)定運行,不會出現(xiàn)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(wěn)波動;進料控制穩(wěn)定,物料即使有離析現(xiàn)象,輥壓機運行同樣穩(wěn)定,輥壓機系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定,入磨流量、細(xì)度控制穩(wěn)定。在同樣質(zhì)量控制指標(biāo)的情況下可以提高臺時產(chǎn)量10-20%。
B:由于目前國產(chǎn)輥壓機大多采用低壓大循環(huán)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(chǎn)生的細(xì)粉比例少, 細(xì)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(yōu)良的輥壓機能夠形成料餠,產(chǎn)生的細(xì)粉細(xì)度 0.08mm 篩余在 50%左右,0.9mm以上小于30%(目前國內(nèi)輥壓機廠家能夠做到這樣的有,但很少);這樣說明現(xiàn)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(huán)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(chǎn)生的細(xì)粉(輥壓機出料口)細(xì)度 0.08mm 篩余在 50%左右,0.9mm以上小于30%。加大電機功率,根據(jù)我們的測算和實踐經(jīng)驗給出電機功率等參數(shù);由于目前輥壓機電機功率配置偏小,運行不穩(wěn),出現(xiàn)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(xiàn)油缸壓強較低,加大油缸壓強即可;如液壓系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)存在問題,更換PLC控制系統(tǒng),改進液壓系統(tǒng),達到液壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行,控制可靠(如原液壓控制系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)達到要求,可以不改)。
3、增加輥壓機輥縫調(diào)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(wěn)定運行,和A方案相同效果;在同樣質(zhì)量控制指標(biāo)的情況下可以提高臺時產(chǎn)量20-50%。一個企業(yè)有較多輥壓機,如將大規(guī)格輥壓機電機用于小輥壓機,可以使小規(guī)格輥壓機達到大一號輥壓機的效果,產(chǎn)能將大大提高。
C:打散機、V選,磨內(nèi)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(xì)粉很少,入磨細(xì)度可控,無動力消耗(噸水泥節(jié)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(yōu)越,分級效率更高,回料細(xì)粉很少,入磨細(xì)度可控,降低循環(huán)風(fēng)量(我公司首創(chuàng)產(chǎn)品,專利技術(shù),不得仿冒)。
2、采用我公司自創(chuàng)新型《均風(fēng)、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(fēng)面積大,防堵;采用我公司自創(chuàng)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(fēng)流向,降低通風(fēng)阻力,增加風(fēng)量,降低風(fēng)速;采用全區(qū)域研磨體提升活化技術(shù),全方位激活死區(qū)層研磨體、提升研磨體相對物料的做功效能(磨內(nèi)活化技術(shù),和其他不同,解決研磨體的多方位運動軌跡,解決磨內(nèi)飽磨、糊磨現(xiàn)象,對系統(tǒng)產(chǎn)量有實際的較大提高)。
通過以上改造,入磨物料細(xì)度、流量的更為穩(wěn)定,磨內(nèi)研磨能效充分發(fā)揮,系統(tǒng)穩(wěn)定性更好,水泥顆粒形貌、級配更為合理。
輥壓機系統(tǒng)是一種效率較高的工藝系統(tǒng),目前國產(chǎn)輥壓機大多采用低壓大循環(huán)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(tǒng)產(chǎn)量的高低是反應(yīng)系統(tǒng)每一個節(jié)點工作任務(wù)完善與否的結(jié)果,因此在粉磨系統(tǒng)過程中,要圍繞并遵循磨前破碎, 磨內(nèi)磨細(xì)、磨后分選三大要素和節(jié)點控制這一原則,完善數(shù)據(jù)、科學(xué)操作, 進一步實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能提產(chǎn)。上饒市匠芯機械設(shè)備有限公司是專業(yè)從事粉磨工程技術(shù)改造和技術(shù)服務(wù)的公司,竭誠做好技術(shù)服務(wù)工作,共同推進粉磨系統(tǒng)的技術(shù)進步!
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