作者：沈錫榮
1 輥壓機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)
輥壓機(jī)作為一種高效節(jié)能的粉磨設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于生料、水泥的粉磨中，輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)是國家重點(diǎn)推廣的節(jié)能技術(shù)之一，輥壓機(jī)在水泥企業(yè)得到大量應(yīng)用，其粉磨有效做功比例遠(yuǎn)高于球磨機(jī)，輥壓機(jī)終粉磨系統(tǒng)可比球磨機(jī)系統(tǒng)節(jié)電達(dá)40%以上，且金屬磨耗也大大降低，一般傳統(tǒng)球磨單位產(chǎn)品的金屬磨耗近300g/t，而輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)單位產(chǎn)品的磨耗大多在40g/t以下。生料粉磨系統(tǒng)的性能對(duì)比見表1。
表1 生料粉磨系統(tǒng)綜合比較
2 輥壓機(jī)系統(tǒng)常見問題
輥壓機(jī)的使用過程中，也存在一些問題，例如產(chǎn)品顆粒形貌差、顆粒級(jí)配不合理、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大等，這些問題可以通過調(diào)整工藝設(shè)備，如輥壓機(jī)壓力、輥縫控制，高效選粉機(jī)通風(fēng)、轉(zhuǎn)速控制，以及循環(huán)負(fù)荷控制等改善。此外輥壓機(jī)系統(tǒng)還容易出現(xiàn)輥縫偏差、壓力偏差、側(cè)擋板漏料、進(jìn)料口沖料、稱重倉下料不暢等問題。
輥壓機(jī)系統(tǒng)也可能因?yàn)檫M(jìn)料裝置存在設(shè)計(jì)問題而導(dǎo)致出現(xiàn)棒閥打不開、倉位控不住、料餅質(zhì)量差、塌倉、冒灰、振動(dòng)、偏輥等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象目前在一些廠仍時(shí)有發(fā)生，影響了輥壓機(jī)效率，這些問題可以通過采用新型雙曲線進(jìn)料裝置、V選布料器等設(shè)備予以解決。雙曲線進(jìn)料裝置的外觀見圖1。
圖1 雙曲線進(jìn)料裝置的外觀
在輥壓機(jī)應(yīng)用過程中，軸向布料離析引起的偏輥是比較常見和具有代表性的問題，困擾著許多輥壓機(jī)管理和操作人員。針對(duì)這一難題，從導(dǎo)致布料離析和偏輥問題的根源進(jìn)行深入分析，采取創(chuàng)新理念和方案，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種全新的V型混料器，有效解決了這一頑疾，通過實(shí)踐也證明了該解決方案具有理念先進(jìn)、工藝簡(jiǎn)單、無需額外動(dòng)力等諸多優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)對(duì)輥壓機(jī)布料工藝的一些常見誤區(qū)及解決方案進(jìn)行介紹，供同仁參考。
3 輥壓機(jī)布料工藝的常見誤區(qū)
物料因粒度、水分等理化性能、動(dòng)態(tài)休止角不同，在拋撒或滾落地過程中，粗料向前、向低走，引起入穩(wěn)流倉物料離析。離析的粗細(xì)物料在漏斗流或整體流情況下不易出現(xiàn)橫向移動(dòng)或混料，下移到輥壓機(jī)喂料口依舊不會(huì)粗細(xì)混勻，從而造成吃粗料端輥縫撐開，吃細(xì)料端輥縫打不開，直接影響輥壓機(jī)功效，偏輥產(chǎn)生軸向分力，使得軸承易損，輥端錯(cuò)位減少工作面，側(cè)擋板頂不緊漏料。
輥壓機(jī)喂料希望最緊密堆積，粗中有細(xì)軸向均布，如同一斗蠶豆中有半斗黃豆再加兩碗米一碗面粉，粗細(xì)顆粒間空隙少、最緊密堆積才能更好實(shí)現(xiàn)料擠料的密實(shí)料床粉碎。在輥軸向一端粗料、一端細(xì)料的離析現(xiàn)象對(duì)輥壓機(jī)高效運(yùn)行影響極大，偏輥運(yùn)行擠壓效果不會(huì)好，粗細(xì)料混合均布才能提升輥壓機(jī)有效做功。
偏輥不僅影響產(chǎn)量，更影響設(shè)備健康運(yùn)行。偏輥時(shí)產(chǎn)生軸向力（見圖2），使得軸系傾斜竄動(dòng)，導(dǎo)致動(dòng)定輥端面不齊，漏料的同時(shí)加劇了側(cè)擋板磨損；較大的軸向力，容易傷及軸承及軸承座滑軌，影響液壓缸壽命；軸向力使得兩軸承及軸承座向小縫端移動(dòng)，筆者曾碰到過軸承壓蓋螺栓失效，小縫側(cè)軸承外移崩落，大縫側(cè)軸承里移撐裂內(nèi)圈等多種偏輥引起的設(shè)備事故。
圖2 偏輥軸向分力分析
若追求恒輥縫(即恒輥縫控制)，通過單側(cè)增減壓力調(diào)整來穩(wěn)定輥縫，如粗料端撐大輥縫再加壓，長期運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)輥面不均勻磨損；若追求恒壓力(即恒壓力控制)，粗料端撐大輥縫、壓力上升，泄壓會(huì)使輥縫更大，細(xì)粉側(cè)輥縫小、壓力低，加壓更無價(jià)值；若單側(cè)向里擋，如粗料輥縫大側(cè)向里增插板，如同下料管單側(cè)關(guān)棒閘，同樣粗料不會(huì)跑到小縫端一側(cè)，近輥端向插板使有效輥面減少，擋住了料壓勉強(qiáng)能控制輥偏，但輥面磨損更不均勻（圖3），料床受限度會(huì)更差，這些所謂的四面調(diào)或恒輥縫、恒壓力的非工藝思維技術(shù)產(chǎn)品，短期可能有效，但不利于長期穩(wěn)定運(yùn)行。
圖3 輥面不均勻磨損
當(dāng)前業(yè)內(nèi)一些裝備企業(yè)采用機(jī)電液控制，如恒輥縫柔性控制等技術(shù)來解決偏輥問題，短期內(nèi)可取得一定效果，但無法解決導(dǎo)致輥偏的物料粗細(xì)離析根本問題，長期運(yùn)行甚至帶來負(fù)面影響。
4 V型混料器的工作原理
為了解決離析偏輥問題，水泥行業(yè)多年研究，許多單位穩(wěn)流倉內(nèi)集中、延長下料管，增加緩沖板，有一定效果，常因倉位、流量以及物料理化性能等變化，并不能穩(wěn)定改善偏輥。
常見糾偏布料的產(chǎn)品主要有以下幾種方法，各有優(yōu)劣。較為早見的是HF院研究的多層錯(cuò)位扇形布料器，效果較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易堵塞；近年有單位推出雙向插板，主調(diào)節(jié)下料管料流方位，以導(dǎo)流方式改變倉內(nèi)落料點(diǎn)以減少偏輥發(fā)生，操作煩瑣，容易磨損，成功案例較少；動(dòng)力旋轉(zhuǎn)布料器在倉內(nèi)撒料均勻，解決離析等問題較好，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，消耗動(dòng)力，價(jià)格較高。
采用V型混料器可以有效解決輥壓機(jī)存在常見的離析偏輥問題。V型混料器的外觀見圖4。
圖4 V型混料器的外觀
V型混料器工藝簡(jiǎn)單，無動(dòng)力運(yùn)行，采用多個(gè)托盤組合，模仿拌面動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)粗細(xì)均勻布料，配合近年來開始在行業(yè)推廣普及的雙曲線進(jìn)料裝置、V選布料器等，能夠解決輥壓機(jī)常見的異常工況，可以取得更好的提產(chǎn)節(jié)能、穩(wěn)定運(yùn)行效果。
5 案例分析
V形混料器將粗細(xì)料混勻，使得輥壓機(jī)喂料更為密實(shí)均勻，有效提高輥壓機(jī)效率，保障設(shè)備安全運(yùn)行；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需動(dòng)力，不易堵塞和磨損，運(yùn)行較為可靠，部分單位使用中取得了較好的成效。
5.1 案例一
XCHL粉磨系統(tǒng)采用G180160輥壓機(jī)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為280t/h，在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)偏輥、側(cè)漏以及循環(huán)斗提超載等問題，輥壓機(jī)運(yùn)行極不穩(wěn)定，影響了產(chǎn)量和質(zhì)量。
2022年5月，該廠在穩(wěn)流倉內(nèi)安裝了雙曲線進(jìn)料裝置后，輥壓機(jī)效率提升，料餅中合格細(xì)粉比例大幅提升，同等產(chǎn)量時(shí)循環(huán)斗提電流下降20A以上，但偏輥制約了提產(chǎn)幅度。7月繼續(xù)優(yōu)化，在穩(wěn)流倉內(nèi)安裝SG180VH2混料器，徹底解決了偏輥瓶頸問題，有效控制輥縫差下降10mm、提產(chǎn)10t/h以上，輥壓機(jī)電流上升，同時(shí)循環(huán)負(fù)荷下降，選粉效率提升。計(jì)劃下一步繼續(xù)優(yōu)化V選布料器，通過提升選粉效率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)提產(chǎn)降耗。
表2 XCHL采用V型混料器技改前后工藝參數(shù)對(duì)比
5.2 案例二
LLHS粉磨系統(tǒng)多套HFCG150100輥壓機(jī)，較早使用了雙曲線進(jìn)料裝置，因市場(chǎng)不景氣一直處低循環(huán)負(fù)荷節(jié)能模式生產(chǎn)，其工藝設(shè)計(jì)新鮮料與循環(huán)料兩路入穩(wěn)流倉，原物料粒徑差別較大，偏輥較為嚴(yán)重，甚至影響了設(shè)備運(yùn)行。該廠多年治理物料離析成效不明顯，錐形軸頸、軸承座滑軌槽多次在線堆焊、車削修復(fù)。入穩(wěn)流倉料管收縮到400mm×400mm，并增加緩沖托板仍不能解決偏輥，一般輥縫偏差量達(dá)18mm以上，2021年底生產(chǎn)旺季時(shí)出現(xiàn)輥壓機(jī)錐形軸頸磨損、軸承內(nèi)圈開裂的重大設(shè)備事故，更換軸承應(yīng)急復(fù)產(chǎn)后，2022年初再次出現(xiàn)軸承走內(nèi)圓問題，再次停產(chǎn)應(yīng)急涂膠修復(fù)。
圖5 軸壓機(jī)軸承內(nèi)圈開裂
2022年8月，該廠在穩(wěn)流倉內(nèi)安裝了SG150VH2混料器后，徹底解決了輥壓機(jī)偏輥問題，產(chǎn)量同時(shí)提升。采用V型混料器前后工藝參數(shù)對(duì)比見表3。
表3 LLHS采用V型混料器前后工藝參數(shù)對(duì)比
6 結(jié)論
V型混料器配合近年來在行業(yè)逐漸推廣普及的雙曲線進(jìn)料裝置、V選布料器等，可以從工藝原理角度解決偏輥、塌倉問題，改善料床密實(shí)、受限程度，精準(zhǔn)控制循環(huán)負(fù)荷，提升輥壓機(jī)有效做功和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
來源：世界建材網(wǎng)
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