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国内辊压机应用现状及改进措施

2018/09/11 上饶市匠芯机械设备有限公司 辊压机

我国自上世纪八十年代引进德国KHD公司辊压机技术以来,国产辊压机的规格,辊径由Φ1200mm发展到Φ2000mm ,装机功率由220kW×2发展到1250kW×2 ,配套磨机的产量由70t/h发展到250t/h。......

  一、国产辊压机系统现状

  我国自上世纪八十年代引进德国KHD公司辊压机技术以来,国产辊压机的规格,辊径由Φ1200*500mm发展到Φ2200*2000mm ,装机功率由220kW×2发展到1400kW×2 ,配套磨机的产量由70t/h发展到300t/h。现在生产辊压机厂家很多,水泥厂使用的辊压机较多的,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系列打散分级机、“V”型分级机、卧式选粉机。配套磨机有开路、闭路;早期小辊压机配套大磨,后期大辊压机配小磨。其在提高产能、降低电耗取得很大成绩,但其存在的问题,一旦到使用厂家水泥厂,就很难做大的改变。

  二、辊压机设计的主要参数

  1、辊压机工作原理

  辊压机采用的是高压料层粉碎原理使物料得以粉碎,是大能量一次性输入。为了实现工业生产连续性作业,采用一对相向运动的辊子(其中一只固定辊一只活动辊),液压力通过活动辊作用在拉入两辊之间的物料上,并将其压实粉碎。

  2、工作压力

  压力是决定辊压效果的最基本参数。辊压机总力 F(kN)= n·S·Pr式中: n 一液压缸数S 一液压缸有效面积(m2)Pr 一液压系统压力(MPa)平均辊压 Pcp( KN/ m2)Pcp=2F/D·Bsinα式中:D 一磨辊直径(m) B -磨辊有效宽度(m)α---压力角或称咬入角(°)投影压力PT( KN/ m2)PT=F/B·D实际上真正对辊压效果起作用的是最大辊压。以两辊中心连线为 0 度,压力角起始于 8.3 度,终止于-1.6 度,而最大尖峰压力位于 1.5 度,尖峰压力略大于平均压力的2倍。

  3、辊速

  辊压机的辊速有两种表示方法:一种是以辊子圆周线速度 V 表示;另一种是以辊子转速表示。辊子的圆周线速度与产量、功率消耗和运行的平稳性有关。辊速高, 产量也大,但过高的转速使得辊子与物料之间的相对滑动增大,咬合不良,使辊子表面磨损加剧,对辊压机的产量也产生不利影响。

  目前一般辊速在 1 - 1.75m/s 之间,也有人提出,辊速不允许超过 1.5m/s ;辊子线速度:一般在 1.0-1.7 m/s,目前大多在 1.5-1.7m/s。

  4、料饼厚度

  辊压机的通过量公式为Q=3600·B·s·υ·γ(t/h)式中:B---辊压机宽度(m)s----料饼厚度(m)υ----辊压机线速度(m/s)γ----料饼容重 (t/m3)

  一般料饼厚度≈0.02D,如果辊压降低料饼将变厚,这说明辊压机能力(通过量) 将随辊压降低而增加。

  5、控制方式

  主要有 2 种:1、恒压力,2、恒辊缝。

  三、国产辊压机系统存在问题的分析

  1、目前国产辊压机大多采用低压大循环的控制方式,压力偏低,其平均辊压在 60-80Mpa,尖峰压力也在 120-150Mpa,产生的细粉比例少, 细度 0.08mm 筛余在 70-80%,0.9mm以上占50%左右,挤压效果差;辊压机运行电流波动大,运行电流在额定电流的 50%左右,实际使用功率更低。

  2、辊缝的控制有两种方式,一种为恒压力控制,一种为恒辊缝控制;其电机运行电流都波动较大,PLC控制大多采用德国西门子,运行辊缝和压力波动较大;加上回辊压机细粉偏多,有时会产生剧烈共振。

  3、除铁器,硬物清理系统效果较差,系统都有除铁,但不能确保不进铁块、硬物,特别是不锈钢、高铬钢球等硬物;由于辊压机物料循环,进入硬物、铁块无法排除。

  4、目前大多辊压机进料装置为物料经过料仓后直接冲到辊缝,将物料拉入两辊之间,即我们通常所说的辊压机的拉入角进行挤压;流量调节幅度有限且难以精确稳定控制;同时料仓有仓位高低,还有物料离析现象,有时导致辊压机震动大;改进的进料装置,有些可以控制开度,但效果不佳,未能达到有效控制流量。

  5、目前国产辊压机辊速一般都在 1.5-1.7 米/秒,线速度偏快,容易导致辊压机震动;加上采用低压大循环,物料流量大,辊缝波动大,所配用的电机功率偏小,导致电机运行电流波动大,运行稳定性较差。

  6、辊压机配套早期有打散机、后期以V选为主;由于打散机效率低,磨损快,分级控制难度大,使用中问题多,但发挥的作用却不大;V选循环负荷过大,磨损快,虽然控制了细粉粒度,但粗粉中含有大量细粉,使辊压机做功差。

  7、联合粉磨系统的设计中,配料是稳定可控的,辊压机的喂料会出现离析、流量的不稳定,而入磨的物料则靠操作辊压机系统的稳定,并且不能显示流量,靠细度指标及经验调节,实际操作难度大。传统的双层隔仓板难以适应现在的要求,出现隔仓板堵塞,中风过大,边风过小,控制不了物料流速的现象,磨内糊磨、饱磨现象严重。

  四、辊压机系统的改造措施及效果

  A:为克服目前辊压机使用中存在有时出现剧烈震动、辊压机运行电流低、波动大的问题,进料控制不稳,物料有离析现象,辊压机系统循环不稳定,入磨流量、细度控制不稳定的问题,做如下改进:

  1、增加辊压机辊缝调整装置(专利技术),采用恒压恒辊缝控制,辊缝在一定压力下有压力预调,即使出现物料离析现象,细粉也能稳定通过辊压机,不会因为压缩气隙过小而产生震动;辊缝的调整方式改变,辊子轴承座受力方向的改变,不再出现对辊压机上梁中部的冲击,就不会产生剧烈共振;接近挤碎物料的极限压力,能够形成料餠,通过合理调整,使辊子运行更加平稳,使辊压机达到正常运行状态, 两台主电动机电流达到额定电流 80-90% ,运行在一定范围内作小幅度的摆动, 这标志辊压机对物料输入了粉碎所需的能量。

  2、改造辊压机进料装置,稳定控制物料流量,达到合适的物料流量;参考德国珀力修斯技术,对辊压机进料装置进行改进:一、对进料流量、流速进行准确估算,稳定控制流速、流量;且其进料方式是直接进入辊压机的两辊之间,这样就降低了辊压机对喂料粒度的敏感性。二、侧挡板进行了重新设计,两端的固定在辊压机下部加装一根圆钢拉紧,不会出现撑开,防止边部漏料严重;两端增加边部流量控制,可以根据情况调节两端给料的宽度。

  3、辊压机工作距离极短仅6-8厘米,压力很高在500-1000吨;除铁器、硬物清理系统效果非常重要,要确保入辊压机不进铁块、硬物,特别是不锈钢、高铬钢球等硬物(目前在用除铁器大多磁力偏小,效果差,推荐选用强力除铁器和镇江金石非金属除铁);因为铁块一旦进入辊压机,无法自动排出。

  4、如液压系统或PLC控制系统存在问题,更换PLC控制系统,改进液压系统,达到液压系统稳定运行,控制可靠(如原液压控制系统可以通过调节达到要求,可以不改)

  通过以上改造,可以使辊压机稳定运行,不会出现剧烈震动,辊压机运行电流在额定电流的80-90%,辊缝波动在0-5mm范围平稳波动;进料控制稳定,物料即使有离析现象,辊压机运行同样稳定,辊压机系统循环稳定,入磨流量、细度控制稳定。在同样质量控制指标的情况下可以提高台时产量10-20%。

  B:由于目前国产辊压机大多采用低压大循环的控制方式,压力偏低,其平均辊压在 60-80Mpa,尖峰压力也在 120-150Mpa,产生的细粉比例少, 细度 0.08mm 筛余在 70-80%,0.9mm以上占50%左右,挤压效果差;说明辊压机压力不足,没有达到极限压力,挤压效果不够。优良的辊压机能够形成料餠,产生的细粉细度 0.08mm 筛余在 50%左右,0.9mm以上小于30%(目前国内辊压机厂家能够做到这样的有,但很少);这样说明现辊压机还有非常大的潜力。同时,早期辊压机型号偏小,运行效果差,这就有很大的改造空间。

  1、采用高压小循环的控制方式,控制平均辊压在 120-150Mpa,尖峰压力也在 260-300Mpa 接近挤碎物料的极限压力,能够形成料餠,产生的细粉(辊压机出料口)细度 0.08mm 筛余在 50%左右,0.9mm以上小于30%。加大电机功率,根据我们的测算和实践经验给出电机功率等参数;由于目前辊压机电机功率配置偏小,运行不稳,出现问题多由震动引起,加大电机功率提高辊压机有效做功。

  2、加大油缸缸径或加大油缸压强,如现油缸压强较低,加大油缸压强即可;如液压系统或PLC控制系统存在问题,更换PLC控制系统,改进液压系统,达到液压系统稳定运行,控制可靠(如原液压控制系统可以通过调节达到要求,可以不改)。

  3、增加辊压机辊缝调整装置、改造辊压机进料装置、增加强力除铁器和非金属除铁;与A1、2、3项相同。

  通过以上改造,可以使辊压机稳定运行,和A方案相同效果;在同样质量控制指标的情况下可以提高台时产量20-50%。一个企业有较多辊压机,如将大规格辊压机电机用于小辊压机,可以使小规格辊压机达到大一号辊压机的效果,产能将大大提高。

  C:打散机、V选,磨内的改造

  1、对于打散机、V选,我们在使用中无法解决之时,想到一个没有办法之办法;取消打散机改用气流分级装置,使用后效果意想不到,分级效率更高,回料细粉很少,入磨细度可控,无动力消耗(吨水泥节电0.8度),降低配件消耗,减少维修费用,大大减少维修人员。其配套除尘器消耗大量电耗;在V选前增加气流分级机,使用后效果优越,分级效率更高,回料细粉很少,入磨细度可控,降低循环风量(我公司首创产品,专利技术,不得仿冒)。

  2、采用我公司自创新型《均风、防堵、筛分隔仓板》,采用耐磨钢板制造,激光切割篦缝;具有通风面积大,防堵;采用我公司自创实用新型防堵出料箆板,具有抗磨防堵功效,改变磨机尾部通风流向,降低通风阻力,增加风量,降低风速;采用全区域研磨体提升活化技术,全方位激活死区层研磨体、提升研磨体相对物料的做功效能(磨内活化技术,和其他不同,解决研磨体的多方位运动轨迹,解决磨内饱磨、糊磨现象,对系统产量有实际的较大提高)。

  通过以上改造,入磨物料细度、流量的更为稳定,磨内研磨能效充分发挥,系统稳定性更好,水泥颗粒形貌、级配更为合理。

  辊压机系统是一种效率较高的工艺系统,目前国产辊压机大多采用低压大循环的控制方式,压力偏低,效率偏低,有着很大的可挖掘潜力;粉磨系统产量的高低是反应系统每一个节点工作任务完善与否的结果,因此在粉磨系统过程中,要围绕并遵循磨前破碎, 磨内磨细、磨后分选三大要素和节点控制这一原则,完善数据、科学操作, 进一步实现系统节能提产。上饶市匠芯机械设备有限公司是专业从事粉磨工程技术改造和技术服务的公司,竭诚做好技术服务工作,共同推进粉磨系统的技术进步!


(责任编辑:俞垚伊)

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