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辊压机
添加日期:2013-10-10

辊压机,又名挤压磨、辊压磨,是国际80年代中期发展起来的新型水泥节能粉磨设备,具有替代能耗高、效率低球磨机预粉磨系统,并且降低钢材消耗及噪声的功能,适用于新厂建设,也可用于老厂技术改造,使球磨机系统产量提高30—50%,经过挤压后的物料料饼中0.08mm细料占20—35%,小于2mm占65—85%,小颗粒的内部结构因受挤压而充满许多微小裂纹,易磨性大为改善。辊面采用热堆焊,耐磨层维修更为方便。

工作原理

辊压机是根据料床粉磨原理设计而成,其主要特征是:高压、满速、满料、料床粉碎。辊压机由两个相向同步转动的挤压辊组成,一个为固定辊,一个为活动辊。[1]
物料从两辊上方给入,被挤压辊连续带入辊间,受到100-150MPa的高压作用后,变成密实的料饼从机下排出。排出的料饼,除含有一定比例的细粒成品外。在非成品颗粒的内部,产生大量裂纹,改善了物料的易磨性,且在进一步粉碎过程中,可较大地降低粉磨能耗。

辊压机
物料通过磨辊主要分为三个阶段:满料密集、层压粉碎、结团排料阶段。
2主要结构

说明

[2]辊压机由机架、两个辊系、传动装置、扭矩支承、辊罩、进料装置、液压(加压)系统、主轴承润滑系统、干油润滑系统、电气系统等部份组成。
主要特点

根据辊压机在水泥工业的实际应用结果,人们总结出如下最主要的特点:
(1) 提高产量:在粉磨系统中安装辊压机,其高压负荷通过双辊直径传递到被粉磨的物料层,大部分能量被用于物料之间的相互挤压,物料摩擦产生的声能、热能被转化为物料的变形能,使其变形、撕裂、粉碎,可以使粉磨设备的潜在能力得以充分发挥,增加产量达50-100%,总能耗可降低20%-30%,提高了整个系统的生产效率。
(2) 降低电耗:用辊压机粉磨物料,。辊压后的物料不仅粒度大幅度减小,邦德功指数也明显降低,从而大大改善了后续磨机的粉磨状况,使整个粉磨系统的单位电耗明显下降。可以使粉磨系统的总电耗显著降低。比传统粉磨方式节能25-50%,每年节电效益相当可观。
(3) 节省投资:对于同样生产能力要求的辊压机与管磨机相比,辊压机结构简单、体积小、重量轻,占用厂房空间小,可以节省土建投资,同时也便于对原有粉磨系统进行改造。此外,辊压机的操作、维修也非常简便。
(4) 工作环境好:物料在挤压辊罩内,被连续稳定地挤压粉碎,有害粉尘不易扩散,同时,由于近乎无冲击发生,故辊压机的噪音比管磨机小得多。
(5) 易于发展:传统管磨机受到加工、运输、热处理等条件的限制,管磨机大型化受到很大的制约。配辊压机粉磨系统很好地解决了此类问题。使粉磨系统向大型化发展变成了现实。
工作条件

经过多年的实践证明,辊压机安全稳定工作需满足如下条件:
(1) 喂入的物料应具有一定的料压,借以保证物料稳定连续地喂入辊间,形成较密实的料层。
(2) 喂入的物料粒度应满足设计要求,借以形成较密实的料层,但在高压料层粉碎前可以发生单颗粒破碎的部分除外。
(3) 粉磨时应具有足够大的挤压粉碎力,不过,该粉碎力数值对于不同的物料和挤压效果有不同的要求,应通过试验确定最佳值。
3关键设备

1、稳流称重仓
辊压机必须满料操作,运行过程中两辊之间必须保证充满物料,不能间断,

辊压机
因此在辊压机进料口上部设置稳流作用的称重仓是必要的,称重仓的容量设计也不能太小,否则缓冲余地太小,影响辊压机的正常运行,造成辊压后料饼质量的较大波动。另外要控制好称重仓的料位,如果料位过低,辊压机上方不能形成稳定的料柱,使称重仓失去靠物料重力强制喂料的功能,且容易形成物料偏流人辊现象,引起辊压机振动或跳停。
2、除铁装置
辊压机辊面耐磨层容易磨损,尤其对金属异物反应敏感,因此喂人辊压机的物料应尽可能地除铁彻底。系统中除了在进料皮带上设置除铁器外,还有必要在进料皮带上设置金属探测仪。而且在生产过程中,应确保金属探测仪与进料系统连锁畅通,反应快捷,以便及时排除物料中混杂的金属异物,避免金属异物在辊压机与打散分级机组成的闭路系统中不断循环而反复损伤辊面层。
3、斜插板
辊压机斜插板位置不当,会造成辊压机入口内料柱压力过大或过小,

辊压机
对形成稳定料床有影响。位置过高,料柱压力过大,入辊压机物料多,辊缝大,物料会冲过辊压机或形成料饼过厚,增大下道工序负荷,挤压效果变差,成品含量低;位置过低,料柱压力小,入辊压机物料少,难以形成稳定厚实的料床,产量降低,严重时还可能造成设备振动,无法运行。
4、打散分级机
打散分级机是一种集物料打散与分级于一体的新型设备。挤压过的物料进入打散分级机后首先对其进行充分打散,打散是利用离心冲击破碎的原理。物料接触到高速旋转的打散盘后被加速,加速后的物料在离心力的作用下脱离打散盘,冲击在反击板上而被粉碎。粉碎后的物料进入风力选粉区内,粗粉运动状态改变较小,而细粉运动状态改变较大,从而使粗、细粉分离。如打散效果降低,考虑反击衬板磨损、打散机传动动皮带打滑 、物料水分偏高以及分级环形通道堵塞等原因。
5、V型选粉机
V型选粉机是专为辊压机配套使用的一种静态分级打散设备,左进右出,将从辊压机里出来的成饼物料打散,然后将打散后物料中的合格细粉分离出来,有利于辊压机的平稳运行,提高系统产量,并具有烘干功能。结构简单,耐磨部件使用寿命长。使用风量小,压差损失小,成品细度可以通过调节风速来控制。其功能与打散分级机基本一致,多使用其与辊压机配套。
4影响因素

1、配料原则
辊压机及其挤压粉磨技术对于水泥原料的水分有一定要求,为了达到节能、降耗、提高产量,水泥原料的水分理论上应该控制在<1.5%。因为水分过大,易造成称重仓锥体部分粘料、堵料,下料不畅,辊压机喂料不能连续均匀,易导致辊压机振动以及出现偏辊现象。同时由于水分过大,辊压机挤压过的料饼里细粉含量低,颗粒物里的微裂纹也会大大降低,严重影响挤压效果和料饼质量。对系统中带有打散分级机的系统,也使进入打散分级机的物料难以打散分离,影响分级选粉效果,从而难以达到预期的增产节能效果。
2、物料标准
辊压机对物料粒度的大小和均匀性的要求较为严格,一般95%以上的颗粒应小于辊径的3%,个别大块物料也不宜大于辊径的5%。在使用过程中,当物料粒度和辊径之比在3.5%以内时,辊压机运转平稳;如果喂料粒度增大一倍,将使料床不均匀,还会不利于将物料啮人两辊之间,这就会导致辊压机的振动值上升5倍。辊压机要求在辊面沿长度方向上的粒度分布不能相差太大,否则易造成辊压机的偏辊现象,影响系统操作。辊压机对脆性、空隙较多的物料挤压效果好,但是为了降低生产成本和利用工业废弃物,混合材的加入量越来越大,有的比例达到50%。加入的混合材主要有煤矸石、黑石子、钢渣、水渣等,这些混合材都非常硬,易磨性差,加快了辊压机辊面的磨损速度,对台时产量都有影响。
3、压力标准
辊压机的挤压力是辊压机安全稳定运行的重要参数,其压力大小直接影响挤压效果及挤压质量,压力过小则颗粒间空隙较多,达不到物料破碎所需要的压力,也形不成致密料饼,影响料床粉碎力功效;压力过大,则易使颗粒间产生“重聚合"现象,造成打散分级困难,且使辊面磨损加剧,严重时损坏轴承和液压系统。
根据许多水泥厂的生产经验,对尺寸为1200 mm×450mm辊压机,运行压力控制在6.0~8.0 SPa,此时挤压效果好,液压系统稳定,不损坏轴承,综合效益也高。
5故障处理

1、振动过大
故障表现:运行时辊压机机体振动,有时并伴有强烈的撞击声,这主要与入料粒度过粗或过细、料压不稳或连续性差、挤压力偏高等有关。处理办法:若进料粒度过细,应减少回料量以增大入料平均粒径,反之增大回料量以填充大颗粒间的空隙。同时保持配料的连续性和料仓料层的稳定。还有要保持合适的挤压力(6-8Mp)。
2、液压系统不良
故障表现:压力偏低或上不去,密封圈破损,油缸漏油等.处理方法:保持液压油干净,经常清洗溢流阀、换向阀,各连接部位的密封圈发现破损需及时更换。
3、轴承温度偏高或温差大
辊压机系统润滑是全自动加油,每次开机时加油机自动加油十分钟,但要经常检查油桶是否有油,各润滑点进油是否通畅,减速机过滤网经常清洗,循环冷却水路畅通。
4、两辊缝偏差大
检查两边液压系统压力是否平衡,如两边压力不平衡,则会顶偏;再检查上方料仓两边棒阀开度是否一样。
5、辊面损坏
辊面损坏包括:辊面产生裂纹,辊面凹坑或辊面硬质耐磨层剥落。要求在生产使用时,千万不要把硬质铁器掉进辊压机,在打散机回料粗粉处加装除铁器,防止铁器在辊压机中循环挤压,辊面损坏后,应及时和设备厂家联系,请专业人士现场堆焊修复。
6、轴承损坏
辊压机进口轴承一套价格二十多万元,四套轴承近百万元。设计正常使用寿命都在八到十年,只要我们平常加强设备润滑保养,都不会有问题。还有辊压机因生产厂家不同,其挤压方式和传动结构有所不同,中信重工生产的辊压机是恒辊缝的,它的辊缝恒定不变,压力随着物料而改变;而合肥院辊压机是恒压力的,它的压力恒定不变,辊缝随着物料而改变。在生产时,料仓要保持一定的仓重,运行时物料要有料柱,不得空仓(空仓车间扬尘很大),尽量让辊压机多做功,两辊压机的电流要达到额定电流的70%以上,以提高整个系统的粉磨效率。
7、故障分析
(1)物料粒度超标
按照科本公司辊压机操作手册要求,入辊压机物料平均粒度要小于30mm,最大不能超过50mm。我公司水泥生产配料选用熟料、火山灰、小碎石和石膏,其中熟料、火山灰、石膏粒度都能达到要求,唯独小碎石是由矿山小破碎提供,粒度不稳定。在破碎机新换锤头时,小碎石粒度很小,能满足辊压机的粒度要求。当锤头磨损一段时间后,尤其是后期,出破碎机小碎石粒度严重超标,平均粒度达60mm,最大的直径超过120mm,从而造成辊压机振动增大,系统跳停。
(2)安全销故障
科本辊压机的传动形式是由一台电动机通过一台减速机驱动两个磨辊转动。为了保证电机的安全运转和防止辊面的损坏,科本公司特别在电机和减速机之间设计了一种机械式安全销,其结构见图2。电机和减速机之间的联轴节由安全销的3个凸形块和3个凹形块连接,当辊压机内进入铁器或大块坚硬物料时,从辊子传递给减速机、电机的扭矩将会急剧上升,安全销内凹形块和凸形块间的作用力和反作用力也随之增大。当凸形块受到的反作用力F的轴向分力大于碟形弹簧设定的弹力时,安全销就会向后运动,直至脱离凹形块,使主电机空转。监测定辊转动的速度监测器马上报警,使整个辊压机系统跳停。安全销损坏或碟形弹簧失效,会造成安全销频繁脱出,系统跳停。
(3)液压系统故障
液压系统中的部件如氮气囊、安全阀、卸压阀等出现故障或损坏都会造成辊压机振动、跳停。
(4)辊面磨损
辊压机辊面磨损后,表面凹凸不平,对物料形不成有效的挤压,出料中颗粒料多,料饼少,磨机产量下降,辊压机系统内的循环量大大增加,粉料越来越多,造成称重仓频繁“冲料”,回料皮带及入称重仓斗提压死,系统跳停。
解决措施及效果
(1)从矿山着手,通过缩短更换锤头的周期来减小出破碎机小碎石的平均粒度。
(2)改变氮气囊预充压力,以增强辊压机适应大块物料的能力。众所周知,液压油几乎是不能被压缩的,而空气的压缩比则非常大,氮气囊就是应用这个原理而被引入液压系统的。氮气囊(又叫液压蓄能器)由液体部分和起气密作用的皮囊气体部分组成,皮囊周围的液体与液压油路相连接。当液压管路内的压力升高时,皮囊蓄能器吸收液体能,同时气体被压缩。当压力下降时,被压缩的气体膨胀并将储存的液体压入液压回路内。提高氮气囊的预充压力,可以使氮气囊内存入更多的空气,吸收更多的液体能。我公司辊压机液压系统氮气囊原先的预充压力是95bar,正常工作时的操作压力为210bar,当有大块物料通过辊子时,动辊的后退行程较小,系统压力急剧上升,现场发出巨大声响,减速机振动经常超过8mm/s,引起系统跳停。将氮气囊预充压力升高至130bar后,操作压力仍然设定为210bar,现场观察,在有大块物料通过辊子时,动辊的行程较以前明显增大,减速机振动基本保持在3mm/s以下,有效减少了因大块物料引起辊压机振动跳停的次数。
6维修维护

1、辊压机运行中会受到振动影响,大致可概述为以下两方面的原因。
一是扭矩支承装置调节不当。该装置是用来平衡辊压机运行过程中物料作用于辊子上的反作用力所引起的扭矩。若安装调节不当,其调节螺母就易松动,碟簧在运行过程中就会发出“啪嗒,啪嗒”的撞击声,严重的会导致碟簧碎裂,从而引起辊子的振动,导致辊压机的振动。
二是辊压机回料系统中细粉含量过多。这种情况下,由于细粉的密实度低,其间夹杂着气体,在其经过高压力区的挤压后,密实度增高,夹杂气体聚集成气泡,而气泡在高压力作用下破裂,从而导致辊压机的振动。另外,细粉之间易于滑动,当其被拉入高压力区进行挤压时,易产生滑动,也会导致辊压机的振动。[3]
2、按传统的维修的惯例,轴类设备磨损后一般都是将轴拆出或带整机一起,送到外协修理单位维修刷镀处理。但是作为辊压机来说,体积大重量重,外面修理,产生的费用很高,停机时间长,影响设备的运行。可以采用高分子复合材料进行现场维修,应用较为成熟的有福世蓝系列。高分子复合材料具有极好的粘着力、抗压性及各项综合性能,通过现场快速施工即可对磨损的轴承位实现在线修复,只要露出磨损面即可,修复快速并且能有效避免设备的二次磨损提高设备使用寿命。
3、辊压机侧挡板的维护 侧挡板的作用就是防止物料没有经过辊压机挤压直接从辊面的两端下去,对提高物料细粉率和台时产量起着至关重要的作用。侧挡板的磨损主要是磨料磨损,因此侧挡板磨损后表面修复所用的材料应该用高硬度的耐磨材料。侧挡板的尺寸设计的是否合理对辊压机辊子两侧边的磨损程度影响很大,合理的与辊子侧边重叠部分尺寸为10 —20 mm,侧挡板与辊子端面间隙小于2 nqiil,但不能与辊边接触,这样既能起到很好的挡料效果,也不会导致辊边磨损严重。另外,侧挡板必须经常检查,发现磨损漏料要及时更换修复,防止辊边磨损。
7机器辊面

辊压机辊面可以分为三种:沟槽辊面、“人”字形辊面以及铸钉辊面。
磨辊辊面耐磨层厚度检测方法如下:
3
辊压机辊面
1)停机,将辊罩上观察门打开;
2)将辊压机检测圆柱段圆周∮1200mm表面清洗干净;
3)以∮1200mm辊段的圆弧表面为基准,将检测仪的“V”形块卡于其上,前后滑动几次,确信在其接触面上无异物;
4)用深度尺以检测仪的下侧)为基准,检测磨辊耐磨层距基准梁的高度,并做记录;
5)标准检测时,深度尺应在基准梁上所刻位置上依次测量。沿圆周方向每30°检测一组,并将每次每组的数据记录在记录表上;
6)特殊检测时,必须准确测出耐磨层上最深点至基准梁的高度。
[4]辊压机的辊面一般采用热堆焊,耐磨层维修更为方便。由于辊面需要承受高压等原因,辊面磨损是该设备使用过程中的常见现象,应及时请专业人士现场堆焊修复。

辊压机对滚轴轴承位修复
8单传动

单传动辊压机与双传动辊压机相同,一个为固定辊,一个为活动辊。所不同的是,单传动辊压机只有一套动力系统,增加了一套联动齿系。由定辊传输动力,动辊运动通过齿系由定辊传递。
单传动辊压机在只需要一套同样功率传动系统的情况下能更有效的将输入功率传递到辊压机系统中,这样最大限度的发挥了输入功率的功用,从而降低能耗40%以上,从而大幅度降低粉磨系统的台产电耗,达到了节能减排效果!经济效益大幅增加!
以1200*500mm型辊压机配3.2*13m水泥磨为例:
1、单传动辊压机和双传动辊压机的破碎效果基本一致,完全满足粉磨工艺的质量要求;
2、传统双传动辊压机总装机522kw,而单传动辊压机只有270.5kw,因此单传动辊压机比双传动辊压机节能45%;
3、单传动辊压机设计更加先进,投资成本显著降低,比同规格双传动辊压机一次性投资减少在50-90万元以上;
4、单传动辊压机采用联动齿轮,双辊绝对同步,解决了双传动辊压机因两电机滑差率不同而加大辊面

单传动辊压机
磨损的弊病,因而单传动辊压机辊面使用寿命大幅度提高。该齿系不仅使得两辊轮理论上转速恒等而且十分有效的解决了其中一轮作为移动轮的功用。
9粉磨节能

在水泥生产过程中,单位产品的电耗有60%~70%是消耗在对原料、固体燃料和水泥熟料的粉磨上。因此,必须改变以球磨机为主要设备的粉磨工艺系统,大力采用性能优越、结构先进、能量利用率高的、以“料层粉碎原理”为主要特征的立式磨、辊压机及辊筒磨技术装备。通过采用节能粉磨设备及生产技术,能使粉磨系统节电30%~40%,水泥单位产品的电耗降低20%~30%.若水泥行业普遍采用节能粉磨设备,可望每年全国将节电150亿~250亿千瓦时,相当节省0.375亿~0.625亿吨标准煤。
由辊压机与“V”型分级机(或打散分级机)配套组成的挤压联合粉磨和半终粉磨系统,采用低压、大循环工艺,不仅大幅度提高了粉磨系统的产量,而且延长了设备使用寿命、解决了维护检修的烦恼。从1995年在某水泥厂首次应用开始,其粉磨系统产量比原球磨机粉磨系统翻了一番;现已推广成为国内普遍使用的粉磨工艺,迄今为止,仍是国内水泥粉磨系统效率最高的生产技术。

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