輥壓機(jī)做功不理想原因分析及應(yīng)對(duì)措施

郗清海，王 欣，何勝平

（1.新疆圣雄水泥有限公司，新疆 吐魯番 838000；2.甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

（3.新疆中泰化學(xué)托克遜能化綠色建材廠，新疆 吐魯番 838100）

上世紀(jì)80年代中期，由合肥水泥研究設(shè)計(jì)院、天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、洛陽(yáng)礦山機(jī)器廠、唐山水泥機(jī)械廠 4家單位聯(lián)合引進(jìn)德國(guó)KHD公司輥壓機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化吸收和再創(chuàng)新，通過(guò)20年的不斷完善，作為預(yù)粉磨設(shè)備，性能日趨完善，2000年開(kāi)始，輥壓機(jī)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，廣泛應(yīng)用于各水泥生產(chǎn)企業(yè)及預(yù)粉磨行業(yè)。但圣雄水泥公司使用的輥壓機(jī)由于種種原因，有效做功相對(duì)偏低，裝備振動(dòng)頻繁，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量不達(dá)標(biāo)，通過(guò)一系列的工藝系統(tǒng)優(yōu)化、裝備的改造，及操作水平的提高，取得了良好的效果。

1 工藝系統(tǒng)介紹

1.1 工藝流程概況

水泥粉磨系統(tǒng)為雙閉路循環(huán)聯(lián)合終粉磨系統(tǒng)，其工藝流程見(jiàn)圖1。

（1）經(jīng)過(guò)配料計(jì)量的物料→配料皮帶→NE300提升機(jī)→標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)流稱重倉(cāng)→輥壓機(jī)→中央鏈提升機(jī)→“V”型選粉機(jī)→旋風(fēng)筒，

（2）“V”型選粉機(jī)→粗粉→標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)流稱重倉(cāng)→輥壓機(jī)→中央鏈提升機(jī)→“V”型選粉機(jī)→旋風(fēng)筒，組成預(yù)粉磨循環(huán)系統(tǒng)。

（3）旋風(fēng)筒收集的細(xì)粉→球磨機(jī)→高速板鏈提升機(jī)→渦流選粉機(jī)→成品經(jīng)脈沖氣箱式收塵裝置收集后入水泥庫(kù)，粗粉與旋風(fēng)筒來(lái)料一同入磨。

1.2 主要裝備

圣雄水泥公司粉磨系統(tǒng)采用的是合肥水泥設(shè)計(jì)研究院生產(chǎn)的180/120型輥壓機(jī)，配套φ4.2m×13m球磨機(jī)。其主要工藝設(shè)備見(jiàn)表1。

自2012年投產(chǎn)開(kāi)始，輥壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中電流偏低，在42A～56A之間波動(dòng)，同行業(yè)同規(guī)格型號(hào)輥壓機(jī)做功電流一般都達(dá)到65A以上，個(gè)別調(diào)試效果理想的企業(yè)，輥壓機(jī)運(yùn)行電流控制在72～76A。與之對(duì)標(biāo)，圣雄水泥公司輥壓機(jī)做功電流明顯偏低，磨機(jī)臺(tái)產(chǎn)也相對(duì)較低。且輥壓機(jī)在運(yùn)行中常出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，且輥壓機(jī)在運(yùn)行中常出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致扭力支撐地腳松動(dòng)及扭力臂變形，這一問(wèn)題對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行，及系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)能降耗等帶來(lái)了嚴(yán)重困擾。

表1 主要設(shè)備

圖1 水泥磨系統(tǒng)工藝流程圖

2 原因分析

2.1 裝置自身缺陷

（1）輥面受損。輥面凹凸不平會(huì)引起輥壓機(jī)振動(dòng)。

在2015年車間生產(chǎn)期間，因除鐵措施不到位，輥壓機(jī)活動(dòng)輥與固定輥輥面都有損傷。當(dāng)時(shí)正是生產(chǎn)旺季，聯(lián)系了專業(yè)修復(fù)輥面的外協(xié)隊(duì)伍，在維修隊(duì)伍到位前，仍在開(kāi)機(jī)生產(chǎn)。在此期間，輥壓機(jī)氮?dú)馄繗饽矣捎谳亯簷C(jī)壓力及輥縫波動(dòng)變化太大，導(dǎo)致氮?dú)饽覔p壞，在輥面修復(fù)完畢后，運(yùn)行恢復(fù)正常。

（2）輥壓機(jī)活動(dòng)輥導(dǎo)軌耐磨襯磨損，至使軸承座與上下橫梁間隙較大，引起輥壓機(jī)振動(dòng)。

活動(dòng)輥導(dǎo)軌耐磨襯在運(yùn)行過(guò)程中磨損，與機(jī)架上橫梁間隙逐漸明顯，在投料的瞬間，輥縫變大，系統(tǒng)液壓瞬間增高，這時(shí)活動(dòng)輥有可能會(huì)上下跳動(dòng)。這種條件下，通過(guò)觀察，在剛開(kāi)始投料時(shí)，輥?zhàn)由线€沒(méi)有形成料壓的情況下，當(dāng)液壓缸瞬間壓力超過(guò)11.5MPa時(shí)，活動(dòng)輥就開(kāi)始跳動(dòng)了。

分析認(rèn)為，當(dāng)液壓缸傳導(dǎo)至活動(dòng)輥的推力足夠大時(shí)，作用到輥間的料層，在扭力的作用下，克服了輥?zhàn)幼陨淼闹亓?，就開(kāi)始向上攀爬，但料面又不能持續(xù)給活動(dòng)輥支撐力，活動(dòng)輥就會(huì)落下來(lái)，如此反復(fù)，形成了跳動(dòng)。

2.2 工藝系統(tǒng)問(wèn)題

（1）配料皮帶的來(lái)料含有大塊物料，且硬度較高。比如石灰石及外倒熟料中含有的戈壁石，窯檢修時(shí)產(chǎn)生的弱磁耐熱鋼進(jìn)入了輥間，都會(huì)引起輥壓機(jī)瞬間的振動(dòng)。

（2）輥壓機(jī)來(lái)料均勻性不好。配料庫(kù)底來(lái)料經(jīng)NE300提升機(jī)→下料溜管，與V選回料通過(guò)Y型三通溜子入穩(wěn)流倉(cāng)。Y型三通溜子出口長(zhǎng)度600mm，兩種物料在這里初步混合。穩(wěn)流倉(cāng)入輥壓機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 穩(wěn)流倉(cāng)入輥壓機(jī)結(jié)構(gòu)圖

在停機(jī)開(kāi)檢修門檢查穩(wěn)流倉(cāng)內(nèi)部時(shí)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)問(wèn)題：①倉(cāng)壁南側(cè)位置耐磨倒刺磨損較嚴(yán)重。②倉(cāng)內(nèi)塊狀物料和回料細(xì)粉布料不均勻，有部分離析現(xiàn)象。

由于細(xì)粉的密實(shí)度低，在經(jīng)過(guò)輥間高壓力區(qū)擠壓時(shí)不受力，輥壓機(jī)液壓缸行程比較大，反應(yīng)到液壓管路及氮?dú)饽揖彤a(chǎn)生了振動(dòng)。

（3）輥壓機(jī)來(lái)料料壓穩(wěn)定性有波動(dòng)。來(lái)料均勻性不好會(huì)引起輥壓機(jī)輥縫波動(dòng)頻繁且行程較大，引起震動(dòng)，進(jìn)而影響輥壓機(jī)的投料。

從氣動(dòng)插板閥偶爾冒灰現(xiàn)象的存在，不難分析出穩(wěn)流倉(cāng)下料不穩(wěn)定，有蓬料、塌料的問(wèn)題，而引起這一問(wèn)題的原因除了物料混合不均勻外，還可能存在穩(wěn)流倉(cāng)內(nèi)部減壓裝置不合適以及倉(cāng)體振動(dòng)而導(dǎo)致物料振實(shí)，多種因素混合，從而引起下料料壓不穩(wěn)定，導(dǎo)致輥壓機(jī)做功低下。

3 提高輥壓機(jī)做功的措施

3.1 為有效避免輥面受損，清除配料中夾帶的金屬這項(xiàng)工作要作為重中之重

圣雄水泥公司采用的是在原材料輸送皮帶、配料皮帶等輸送設(shè)備的電磁除鐵器處做技改。具體方法為：①將除鐵器下方的輸送皮帶下安裝平托輥，托輥間隔500mm，使皮帶運(yùn)行到接近除鐵器位置時(shí)是處于平鋪狀態(tài)，皮帶上的料層在通過(guò)除鐵器時(shí)金屬更容易被剔除。②在輥壓機(jī)循環(huán)提升機(jī)出口溜子加裝管道除鐵器，清除輥壓機(jī)循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行中可能產(chǎn)生的金屬物，比如斷裂的螺栓、裝置中磨損脫落的耐磨倒刺鋼板等。

3.2 活動(dòng)輥導(dǎo)軌耐磨襯修復(fù)更換

定期對(duì)導(dǎo)軌耐磨襯進(jìn)行更換/修復(fù)，避免傷及擠壓輥軸承基座及機(jī)架下橫梁，為輥壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行保駕護(hù)航。

3.3 在穩(wěn)流倉(cāng)內(nèi)部制作布料裝置

（1）混料、中心布料裝置。

入穩(wěn)流倉(cāng)的物料有：①入”V”選后的混合物料，經(jīng)過(guò)”V”選內(nèi)導(dǎo)向葉片的分散和高速氣流的風(fēng)選，細(xì)粉料被風(fēng)選出來(lái)入旋風(fēng)式除塵器收集后入磨，粗粉回到穩(wěn)流倉(cāng)。②調(diào)配庫(kù)底經(jīng)過(guò)配料的熟料、混合材和緩凝劑類物料，經(jīng)配料提升機(jī)后，與V選回料在穩(wěn)流倉(cāng)入口Y形三通匯合后進(jìn)入穩(wěn)流倉(cāng)。其中V選回料是進(jìn)過(guò)輥壓機(jī)輥壓過(guò)的物料，顆粒在2mm以下，選凈率：80μm篩余大于92%，較來(lái)自配料稱的物料顆粒細(xì)小，熟料、混合材的粒度在25mm以下，部分顆粒35mm，大量生產(chǎn)實(shí)踐及研究表明，塊狀物料與細(xì)小顆粒物料及粉狀物料的合適比例及均勻狀態(tài)是穩(wěn)定輥壓機(jī)輥?zhàn)訅毫Γ岣咻亯盒Ч年P(guān)鍵。因此，在穩(wěn)流倉(cāng)內(nèi)，“V”選回料管和配料入穩(wěn)流倉(cāng)進(jìn)料口下方，設(shè)置見(jiàn)圖4漏斗狀混料裝置，物料通過(guò)漏斗壁的反彈，細(xì)顆粒、與粗顆粒之間充分混合，防止物料混合不均勻和下料過(guò)程中產(chǎn)生的離析，使輥壓機(jī)工作過(guò)程中顆粒狀物料之間的空隙被細(xì)物料充分填充，防止下料過(guò)程中的垮倉(cāng)，造成入輥壓機(jī)的料量不穩(wěn)定見(jiàn)圖3。

（2）在輥壓機(jī)來(lái)料進(jìn)口位置，對(duì)下料溜子出口進(jìn)行調(diào)整。

上口600×1 200，下口320×1 200，裝置的出料口呈現(xiàn)“鴨嘴狀”，物料出料口扁而長(zhǎng)，在正常生產(chǎn)過(guò)程中，穩(wěn)流倉(cāng)內(nèi)保持70%～80%的料位，保證倉(cāng)壓正常，出料口的物料均勻穩(wěn)定，避免物料垮塌對(duì)輥面的沖擊，實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)受料面料量大小恒定，穩(wěn)定料壓及高電流平穩(wěn)運(yùn)行。

要點(diǎn)一，縮口角度不能大，開(kāi)度要根據(jù)輥壓機(jī)規(guī)格而定，180/120輥壓機(jī)進(jìn)料溜子縮口寬度不宜小于320mm，避免下料不暢；要點(diǎn)二，縮口溜子不宜離輥面太近，因?yàn)樾枰侀g的物料密實(shí)且有一定的料壓，與輥壓機(jī)上機(jī)架橫梁平齊為宜。

穩(wěn)定的料層，是在輥壓機(jī)內(nèi)形成穩(wěn)定的輥壓的前提，也是實(shí)現(xiàn)輥?zhàn)又g穩(wěn)定“料餅”，形成穩(wěn)定壓力，提高輥壓機(jī)輥壓效率，入磨物料細(xì)度的減小，實(shí)現(xiàn)磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量的提高，單機(jī)電耗與生產(chǎn)成本的降低。改造后的輥穩(wěn)流倉(cāng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖3 入穩(wěn)流倉(cāng)物料分散分布圖

圖4 改造后的穩(wěn)流倉(cāng)結(jié)構(gòu)圖（mm）

3.4 正確操作，穩(wěn)定輥壓

在投料操作時(shí)，為了排除振動(dòng)，逐步打開(kāi)進(jìn)料裝置的過(guò)程中，運(yùn)行壓力達(dá)到10MPa時(shí)，暫停操作進(jìn)料裝置開(kāi)度，待輥縫變小，壓力降低后，再操作進(jìn)料裝置開(kāi)度，使壓力始終不超過(guò)10MPa，就沒(méi)有發(fā)生投料活動(dòng)輥振動(dòng)的現(xiàn)象。

4 改造后的運(yùn)行效果

4.1 除鐵措施實(shí)施的效果

在2016年間，①生產(chǎn)旺季因氮?dú)饽移茡p造成的停機(jī)次數(shù)最高達(dá)到了3次/月，全年氮?dú)饽腋鼡Q數(shù)量達(dá)15只。②輥面受損后停機(jī)修復(fù)輥面，施工期超過(guò)7天的有兩次，施工期3天至7天的一次。

2017年，全年氮?dú)饽腋鼡Q5次，輥面未見(jiàn)大的損傷，部分條紋受損。在冬檢期對(duì)橫條紋進(jìn)行了補(bǔ)焊見(jiàn)圖5。

圖5 輥?zhàn)有扪a(bǔ)前圖

加裝除鐵裝置和改造除鐵工藝后，輥面沒(méi)有出現(xiàn)大的損傷，輥面正常均勻磨損后，大修停機(jī)堆焊修復(fù)即可正常使用。

4.2 輥壓機(jī)活動(dòng)輥導(dǎo)軌耐磨襯定期更換后，配合操作調(diào)整，判定為有一定效果

在2017年至今，因振動(dòng)而導(dǎo)致的扭力臂變形及地腳松動(dòng)未見(jiàn)發(fā)生。而2016年曾發(fā)生扭力臂地腳基座焊縫撕裂及扭力臂變形，經(jīng)校正焊接后恢復(fù)原狀，再?zèng)]有出現(xiàn)裂開(kāi)損壞現(xiàn)象。

4.3 調(diào)整前后運(yùn)行效果對(duì)比

（1）系統(tǒng)調(diào)整前后輥壓機(jī)、循環(huán)提升機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 調(diào)整前后輥壓機(jī)循環(huán)提升機(jī)運(yùn)行圖

調(diào)整前，因輥壓機(jī)做功低下，為提升臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，就增加輥壓機(jī)物料通過(guò)量，循環(huán)提升機(jī)電流最高能達(dá)到230A。調(diào)整后，輥壓機(jī)運(yùn)行電流能達(dá)到68～71A，有效做功明顯提高，輥縫控制比調(diào)整前要減少5～10mm，輥壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)提升機(jī)運(yùn)行電流控制在190A，降低了系統(tǒng)循環(huán)提升機(jī)運(yùn)行負(fù)荷，對(duì)循環(huán)提升機(jī)的安全運(yùn)行帶來(lái)保障。同時(shí)改造后輥縫壓力均勻，輥壓機(jī)做功壓力大幅提升，其他各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，安全運(yùn)行參數(shù)更加合理。

（2）系統(tǒng)調(diào)整前后輥壓機(jī)、磨機(jī)運(yùn)行電流及臺(tái)時(shí)產(chǎn)量對(duì)比見(jiàn)表3。

輥壓機(jī)預(yù)粉磨系統(tǒng)優(yōu)化改造后平均電流由51A提高至71.6A，φ4.2m×13m球磨機(jī)循環(huán)負(fù)荷率由270%降低至130%左右的理想狀態(tài)，平均臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由156t/h提高至189t/h，提高了約20%，磨機(jī)電耗由40kWh/t，降低至36kWh/t，取得了較好的效果。且因輥壓機(jī)做功提升，入磨物料粒度降低明顯，實(shí)現(xiàn)出磨提升機(jī)低負(fù)荷安全運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

輥壓機(jī)作為預(yù)粉磨裝備，特別是與管磨機(jī)配套使用，運(yùn)行可靠，效果明顯，特別是對(duì)于物料的預(yù)破碎與預(yù)結(jié)構(gòu)破壞，在提高磨機(jī)主機(jī)產(chǎn)量，降低單位產(chǎn)品電耗，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等方面起到了顯著的效果。

表3 系統(tǒng)調(diào)整前后輥壓機(jī)、磨機(jī)運(yùn)行電流及臺(tái)時(shí)產(chǎn)量對(duì)比（t）