水泥厂立式辊磨的选型(六)

8德国莱歇公司莱歇立磨 

8．1莱歇磨设计理论 

8．1．1莱歇磨粉磨元件的形状     

粉磨元件形状要从运动学和粉磨效率方面加以考虑。进行粉磨物料的粉磨压力包括横杆系统弹性力和磨辊本身自重。首先要讨论横杆系统的运动学。     

莱歇磨磨辊轴的回转中心降得尽可能低，让回转中心处于水平粉磨面内，使磨辊表面对水平粉磨面产生垂直的粉磨压力。这种情况下粉磨效率最高。水平的磨盘表面上作用垂直的粉磨力，可垂直作用于下部减速机壳体，并直接传到底部基础上。    
 随着莱歇磨规格加大，钢弹簧加载系统的缓冲质量不断加大，使得空间和力量太大变得不好控制，从而用液压气动弹簧系统代替。 

8．1．2莱歇磨的优势及机遇     

1960年，最大水泥原料立磨产量是钢弹簧加载系统莱歇磨L．M20，其产量为50 t／h。那时莱歇磨仅适用于磨煤及生料。其主要优点是：(1)比管磨机单位电耗低很多(但那时电能费用较低，不像现在电费那样高)；  (2)需要较小空间；  (3)噪音低；  (4)更换粉磨元件更快；  (5)集中了粉磨、烘干和选粉的立磨风扫操作方式，适合于预热器废气风量和热容量。预分解窑的发展刺激了立磨的发展。 

8．1．3钢弹簧加载系统改成液压气动加载系统     

随着莱歇磨规格加大，钢弹簧加载系统的缓冲质量不断加大，使得占用空间加大和力量太大变得不好控制，因而改用液压气动弹簧加载系统代替，就可以用比较小的液压油缸的活塞杆、活塞和油的质量作为缓冲质量。    
 
从图28可见，左图采用钢弹簧加载系统，右图用液压气动弹簧加载系统，是通过压下油缸活塞经过摇臂驱动磨辊压在磨盘上的粉磨料层上。磨辊摇臂系统中设计出一套摆出装置。把辅助油缸连接到摇臂健；辊装置上就能完全摆出磨机壳体。 

8．1.4模块设计概念     

在20世纪70年代初，水泥工业中出现分解炉新技术，使水泥窑产量由120 t／h： 
曾至240 t／h。这样立磨产量、通过磨机风量和热量也要相应增加。这刺激莱歇磨向大型化发展。为适应这种发展，莱歇公司把磨辊、摇臂、台座和液压气动弹簧系统作成大模块(图29)。    

 图29表示莱歇磨模块设计概念，图29_a表示在磨辊工作时，用机械弹簧缓冲器或用电气控制方法可防止磨辊同磨盘衬板发生金属接触。图29_b采用液压提升磨辊离开粉磨层进行启动，甚至在满负荷下启动，启动时磨机可以在40％满负荷转矩下运行。因此不会增加传动马达的启动力矩，也不要辅助传动。从图29 可见，当摇臂／磨辊摆出时，既可以在磨机外部很容易迅速更换环形的磨辊轮胎，也可更换整个磨辊装置。   

采用模块设计概念，随着要求立磨产量增大，不像其它两辊磨和三辊磨那样，只简单按几何相似原理放大磨辊直径，造成磨辊单个质量增大，也带来动载荷增大。而且根据规格增大要求，把磨辊增至3个、4个。   
磨辊重量降低使动载荷降低，也使带有摇臂和磨辊的台座重量降低，带来台座高度变矮，重量减少，也就降低了制造、运输和安装费。总之可降低成本。   

从图30可见磨辊数与单位投资费用关系。对于辊磨的单位投资费用，理论上来讲随着辊磨产量(磨    盘直径)增加呈双曲线下降。但是辊磨的磨辊质量随磨辊直径的3次方增加，费用也以近似比例增加。也就是说在2辊、3辊和4辊有限带宽中，其单位投资费用是双曲线。而莱歇磨通过优化选择2个、3个和4个磨辊模块，把3条下降双曲线下降部分连结起来形成单位投资费用连续下降的抛物线。    

 由图31可见，莱歇模块设计，可以使它相对磨盘作径向位移，而达到最佳位置。这样一来，模块最佳位置可使磨辊作用在磨盘上粉磨料层的压力通过磨盘作用在减速机壳体上力处于DmaX。和．DMin之间允许范围内。 

8．2莱歇磨选型 
8．2．1莱歇煤磨选型    
 由图32可见，莱歇煤磨有两系列。    
   
系列l：小型两辊磨，由LMl2到LM20范围，其磨盘直径为l 200～2 000 nllil。该系列型号具有几何相似和相同零件。     
系列2：大型辊磨采用2个、3个或4个磨辊。该系列可延伸到超出LM40D而无结构问题或操作危险。     
经图32可见，根据粉磨细度要求及煤的易磨性，可由产量决定磨机规格及磨机功率大小。  
 
最后确定要求用户向制造商提供800T/D 左右煤的试样，通过磨机试验得到单位功率消耗、试验磨机产量及易磨件磨耗最后确定煤磨规格。 

8．2．2莱歇生料磨选型     
图33是水泥原料立磨选型图，可以根据产量要求初步确定立磨规格及装机功率要求。  
         
图34表示出磨机单位功率消耗与易磨性和产品细度的关系。磨机功率消耗由施加在粉磨辊上的力来控制。    
 
随着粉磨立磨规格增大，振动会加大，由图35可见，随着产量增加，磨机振幅会增大。图上表示在立磨不同地方测得振幅值。  
 对于莱歇磨，磨辊同磨盘衬板不会发生直接接触，因此不论是在生产和空载运行都比较平静地运行，不需要采取特殊措施去消除基础振动，只要设计时将基础块与厂房建筑物分离就足够了。   
    

8．2．3用于粉磨水泥熟料和矿渣的莱歇磨     

尽管莱歇磨具有很多优点，但是用作水泥终粉磨和粉磨矿渣粉来说，仅在20世纪90年代中期才开始，现在处于逐步推广阶段。主要是在下面三方面遇到困难：    

(1)在粉磨到高细度成品时要均匀平稳运行遇到困难。     
(2)由于粉磨零件磨损寿命短，在寻求耐磨材料方面遇到困难。    
(3)在给定比表面积情况下，由于颗粒粒度分布过窄，结果使粉磨得到的水泥性能不适宜。     
近年来莱歇磨使用于粉磨水泥方面和高炉矿渣方面得到系统的发展，为此莱歇公司与日本宇部兴产共同合作进行了不断开发，在生产水泥生料的4辊磨的基础上加以改进，尽可能多地采用原来粉磨生料的标准生产立磨机械零件。   
开始用原来磨生料的4辊立磨粉磨水泥和矿渣时，磨机遭受很高的振动不能保证立磨均匀平稳运行。分析其原因是风扫的立磨把物料粉磨到非常细的颗粒(2～50η m)时，破坏了粉磨料层的形成。     

由于很浓的充气颗粒云“淋落”到磨盘上，磨辊不能非常有效地挤压大团的颗粒团，不像粉磨生料粗粒那样，而水泥熟料颗粒组成云状物不能平稳地铺在回转粉磨轨道中。运转中的充气粉尘物理性能像液体，其内摩擦非常低，结果颗粒云围绕磨辊流动绕过磨辊，使得只有少量进入磨辊与粉磨轨道之间间隙。    

在磨辊前，物料必须首先形成牢固的楔形才能被捕获、辊压和粉磨。在粉磨层被压碎后必须立即使颗粒云团再一次慢慢重新压入楔形中，故每个磨辊需要交替准备和粉磨它的本身粉磨层，从而导致滑移——阻塞效应以及产生振动。然而磨机运行要求振动低即要求形成均匀的粉磨层，这就要求提高使用在粉磨生料的单位粉磨力，尤其是粉磨水泥和高炉矿渣。这是一个难题。     
要达到最小振动的方法之一是降低粉磨速度。这样做会成比例降低磨机产量，或者要维持同样产量要有很大的磨机规格。这不是莱歇磨采用的方法。     

莱歇公司是用单独磨辊承担粉磨层的准备工作和单独磨辊进行粉磨，如图36所示，一对磨辊工作情况形成一套工作装置。一般4辊磨具有4个完全相同规格的磨辊，用较小的磨辊代替其中的2个磨辊。每一对磨辊包括1个小的S辊(伺服辊)和一个大的(原有尺寸)M辊(主辊)。S辊是准备粉磨层，M辊位于s辊后粉磨物料，一般两者相隔90。     
      
这种在运转中的配套方式叫“2+2原理”。也可能采用2+2磨的模式去构成3+3磨，即具有3对磨辊。理所当然可以将此模式延续，在很高产量情况下，宁愿采用很多经考验的模块，比把零件增大到不希望的尺寸好，因为增大零件会带来很大单体质量、很大的动载荷力以及带来很高费用。磨辊向下运动受到弹簧缓冲器限制。其上面定位螺栓可防止磨辊和粉磨轨道间发生金属接触，使他们可以采用特别硬的材料制造。  
 
在粉磨硬的和易碎物料时要加大压缩应力，要采用大直径和窄的M辊和使M辊靠向磨盘中心，使得磨辊大头直径和小头直径之间速度差要小(见图37)，在M辊上残余的速度差足以避免压实要粉磨的物料。     

 由图38可见，按2+2原理粉磨水泥时其平均粉磨速度随D增加。例如La’V145水泥磨工作粉磨速度大于5 m／s。按比例增加规律，磨机的功率即产量是随平均直径D的2．5次方成比例增加，即M～D25也可用于新的水泥磨。   
一般认为，同样直径磨盘的2+2原理的磨机生产的产量不低于采用4个大磨辊的辊磨。   
在选粉机选用方面，如果水泥厂仅生产普通水泥，莱歇立磨中使用标准动态选粉机就足够。   
如果生产混合材水泥和高炉矿渣粉时，一般要求改变水泥或矿渣粉的质量，则要求选粉机易于调节和允许在几分钟内改变产品质量。  

 新一代的选粉机带有l根中心喂料管以满足湿的粒状高炉矿渣，使它通过中心喂料管溶入磨机中。该选粉机特点是气体／颗粒流在选粉机的顶部旋转，气流朝下通过可调导向叶片的伞和一个叶片转子。      
    
 图39表示莱歇LSKS高效选粉机，带有圆柱形分布导向叶片机构，同心地装有回转的笼形转子。这种新型L,SKS选粉机满足了市场要求，可以精确分离细粉产品。