嘉仁讀書從榨油廠說到變種輥壓機(jī)

小時(shí)候，筆者常常與小伙伴們?nèi)ゼ腋浇舆呅⌒〉恼ビ蛷S玩耍。到了5月，河里的水漲起來了，河邊的樹蔥郁起來了，榨油廠也就忙碌起來了，工人們赤著膀子，一身油光光的，每一個(gè)毛孔里都冒著新菜油的香氣。盡管在榨油廠里玩得很開心，但筆者從來沒有對榨油的原理感興趣過。

閑來無事，翻看《中國現(xiàn)代水泥技術(shù)及裝備》，這是一本老書，是上世紀(jì)八十年代末期張浩楠先生主編的。當(dāng)讀到第四篇第二章時(shí)，因?yàn)榱⒛サ闹T多優(yōu)點(diǎn)而突然想認(rèn)真了解一下立磨的粉磨原理。讀后筆者的思維突然與塵封三十多年的榨油廠建立了聯(lián)系，榨油廠的磨盤是怎么轉(zhuǎn)起來的？不是馬拉，也不是人推，而是其下面流動的水，這樣的動力來源不就是相當(dāng)于今天立磨磨盤下面的電動機(jī)加減速機(jī)么？

我國傳統(tǒng)榨油方法主要經(jīng)過“選籽—炒熟—磨籽—蒸籽—壓榨—出油”等一系列工序，這榨油廠的“磨籽”工藝，應(yīng)該是立磨原理的祖師爺了?；叵朐趦?nèi)蒙昭君墓看到的石輥磨（圖1）和在寧國某耐磨廠看到的榨油廠的石碾（圖2），這兩者的動力要么是人，要么就是牛或與牛相近的動物。筆者家鄉(xiāng)的榨油工藝與這“牛拉石碾人推磨”的工藝相比，先進(jìn)得多，更與當(dāng)代立磨之粉磨原理相近。

圖1 內(nèi)蒙昭君墓景區(qū)里的石輥磨

圖2 寧國石口榨油廠的石碾

我國水泥界老專家黃有豐在《水泥工業(yè)新型擠壓粉磨技術(shù)》的簡介中說：“外國學(xué)者把石輥磨歸入中國古代的重要技術(shù)發(fā)明之列，并認(rèn)為這一技術(shù)的應(yīng)用早于西方國家十多個(gè)世紀(jì)”。讀到這，筆者猜想西方人發(fā)明管磨機(jī)時(shí)，對東方的碾磨技術(shù)并不了解，同時(shí)筆者對老祖宗的聰明才智的佩服之情油然而生；在了解立磨的發(fā)展史后，筆者認(rèn)為老外的模仿和創(chuàng)新能力也莫過于此，無外乎增加了現(xiàn)代機(jī)械和自動控制技術(shù)。

縱觀水泥粉磨技術(shù)的進(jìn)步歷程，無疑是效率提升能耗下降的過程。這個(gè)過程就是現(xiàn)代機(jī)械和自動控制技術(shù)的選用過程，當(dāng)然包含現(xiàn)代機(jī)械結(jié)構(gòu)的變化過程。就拿輥壓機(jī)來說，先是20世紀(jì)八十年代問世的雙傳動輥壓機(jī)，然后是五六年前在國內(nèi)推廣的單傳動輥壓機(jī)。從名字上看，單傳動輥壓機(jī)無非就是少了一套動力，它們的兩個(gè)輥都在一個(gè)水平面上?，F(xiàn)在又冒出來一種單傳動輥壓機(jī)，兩個(gè)輥不在一個(gè)水平面上，兩輥縱剖面圓心的連線與水平面呈60度左右的夾角，有人稱之為BETA磨。在筆者看來這都是大家很熟悉的上世紀(jì)八十年問世的雙傳動輥壓機(jī)的變種。

單傳動輥壓機(jī)與雙傳動輥壓機(jī)相同，一個(gè)為固定輥，一個(gè)為活動輥。所不同的是，單傳動輥壓機(jī)只有一套動力系統(tǒng)，增加了一套聯(lián)動齒系。由定輥傳輸動力，動輥運(yùn)動通過齒系由定輥傳遞。這樣一來，單傳動輥壓機(jī)只需要一套同樣功率傳動系統(tǒng)，能最大限度地發(fā)揮了輸入功率的功用。一些單傳動輥壓機(jī)制造商宣稱，可使系統(tǒng)提產(chǎn)50%以上，與雙傳動輥壓機(jī)粉磨效果相當(dāng)；節(jié)電45%（這可能是相對雙傳動輥壓機(jī)本身配置功率而言的，如果是與整個(gè)系統(tǒng)比，讓人難以置信）； 運(yùn)轉(zhuǎn)率高達(dá)96%以上，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)科學(xué)，無液壓裝置，采用高壓彈簧加壓，幾乎無故障；輥面耐磨（輥面采用合金耐磨焊材堆焊而成，HRC60-63，硬度高于整體鍛造件；彈簧壓力稍低于液壓壓力，既達(dá)到粉碎目的，又保護(hù)了輥面；因此，使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雙傳動輥壓機(jī)）；操作和維護(hù)方便，噪聲低，無鼓風(fēng)楊塵點(diǎn)。對此，筆者企圖在公開出版的紙質(zhì)媒體上查到相關(guān)報(bào)道文獻(xiàn)，但至今未能如愿。筆者建議，對于那些需要改造高能耗的純粹的管磨機(jī)系統(tǒng)的企業(yè)，不要拒絕新生事物，要到實(shí)地去考察，不要錯(cuò)過了更先進(jìn)的設(shè)備。

最近讀2014年第一期《水泥》雜志，讀到了《介紹一種新型粉磨設(shè)備——BETA磨》一文，該文介紹的BETA磨，應(yīng)該是變種輥壓機(jī)中變得很厲害的那種，粉磨工藝上都因之而發(fā)生了一些變化。盡管這篇文章有點(diǎn)像廣告（因?yàn)閿?shù)據(jù)來源基本上沒有自己的研究），但還算一個(gè)新東西，很值得關(guān)注。文章稱，該磨“集球磨機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性、立磨緊湊和輥壓機(jī)低能耗優(yōu)點(diǎn)于一體”。嗯！這是不是粉磨技術(shù)革命又要來了？

由BETA磨的工作原理圖（圖3）可知，制備好穩(wěn)定的料層喂入粉磨區(qū)；上面的輥施加粉磨壓力；下面的輥是變頻控制的傳動系統(tǒng)；料層厚度是根據(jù)不同的粉磨參數(shù)，如物料、含水率、細(xì)度及產(chǎn)量進(jìn)行控制的。

圖3 BETA磨的工作原理圖

文章認(rèn)為，BETA磨是單傳動設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，擁有最有效的能量粉磨原理，有很多優(yōu)點(diǎn)：可使速度差異和摩擦力最小，從而使磨輥有更長的使用壽命；能實(shí)現(xiàn)自由調(diào)整工作速度，可使部分載荷效率無損失，不存在劇烈的振動；屬中高壓操作，擁有廣泛的調(diào)壓范圍，不受物料易磨性的影響（這可推測，該機(jī)能適應(yīng)很多種物料）。文章還將BETA磨與雙傳動輥壓機(jī)的單位能耗進(jìn)行了對比，見表1。

表1 BETA磨與輥壓機(jī)的單位能耗對比

就終粉磨礦渣進(jìn)行分析，從表1知，BETA磨的單位能耗比雙傳動輥壓機(jī)低13.2 kWh/t，節(jié)電率達(dá)29.4%。這數(shù)據(jù)來源于設(shè)備研發(fā)者的工業(yè)性測試，應(yīng)該值得信任。我們知道，我國目前已有企業(yè)采用雙傳動輥壓機(jī)終粉磨生料，有人宣稱單位生料電耗10 kWh/t以下，但大多在12 kWh/t左右。假如采用BETA磨終粉磨生料，單位生料電耗再降低29.4%，倒是真正實(shí)現(xiàn)了10 kWh/t以下的夢想?；仡^看表1，終粉磨礦渣單位能耗為31.7 kWh/t，而我們采用管磨機(jī)粉磨礦渣的單位能耗為70 kWh/t左右。而后者還能在市場上謀取利潤，可見BETA磨能夠帶來的經(jīng)濟(jì)效益。再從節(jié)電而減少CO2排放來看，社會效益也不可低估。

如果將圖3中的施加壓力的輥?zhàn)兂蓛蓚€(gè)，這種BETA磨豈不實(shí)現(xiàn)了一機(jī)兩級粉磨功能，其功效豈不更好？如果全國水泥生產(chǎn)都用這種輥壓機(jī)，即使水泥生產(chǎn)電耗平均下降20%，年節(jié)約的電費(fèi)也可達(dá)百億元以上，少排CO2可達(dá)千萬噸以上。嗚呼！粉磨技術(shù)革命真的又來了！？