KHD（洪堡）輥壓機(jī)的國產(chǎn)化升級改造

宋思遠(yuǎn)中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司，安徽合肥 230002]

0 前言

早期，國內(nèi)水泥廠較多使用KHD輥壓機(jī)，目前大部分水泥廠仍繼續(xù)使用。KHD輥壓機(jī)系統(tǒng)采用“恒輥縫式”控制模式，采用大壓力小蓄能器對物料進(jìn)行擠壓，同時系統(tǒng)對物料粒度進(jìn)行嚴(yán)格控制；通過調(diào)節(jié)比例方向閥的開度大小，對兩側(cè)輥縫和輥縫偏差進(jìn)行控制，使其始終在設(shè)置范圍內(nèi)，避免偏輥現(xiàn)象的發(fā)生。

HZ某廠#1磨采用RP BVP 20-170/180輥壓機(jī)+Ф4.2m×13m的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，長期運行后發(fā)現(xiàn)輥壓機(jī)設(shè)備存在輥面局部磨損嚴(yán)重，設(shè)備振動加劇，傳動系統(tǒng)中液力耦合器的破損率高等問題。當(dāng)物料粒度不均時，系統(tǒng)頻繁對輥縫進(jìn)行糾偏，比例方向閥的開度經(jīng)常在20%～80%來回轉(zhuǎn)換，閥芯磨損加劇，同時對油液清潔度要求非常高，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)堵塞故障，需要經(jīng)常清洗。為此，對該系統(tǒng)輥壓機(jī)進(jìn)行了國產(chǎn)化升級改造。

1 技改原因

1.1 輥壓機(jī)“邊緣漏料”現(xiàn)象嚴(yán)重

由于KHD輥壓機(jī)進(jìn)料裝置的側(cè)擋板是貼合在輥軸端面上，密封效果的好壞與側(cè)擋板內(nèi)側(cè)面和輥軸端面間的距離有關(guān)，當(dāng)側(cè)擋板磨損嚴(yán)重或側(cè)擋板頂桿松動導(dǎo)致間距太大時，“邊緣漏料”現(xiàn)象加劇，系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷增加，使用壽命大幅度降低。因此，“邊緣漏料”現(xiàn)象與現(xiàn)場檢修工的操作水平以及檢修頻次密切相關(guān)。另外，由于該廠的輥壓機(jī)進(jìn)料裝置已經(jīng)使用十多年，控制通過量的調(diào)節(jié)插板結(jié)構(gòu)兩年前也已經(jīng)失效，目前已無法調(diào)節(jié)使用，不能在線將系統(tǒng)參數(shù)與進(jìn)料裝置開度進(jìn)行連鎖控制，影響設(shè)備運行以及系統(tǒng)產(chǎn)量。

1.2 傳動系統(tǒng)中的液力耦合器損壞率高，輥面的使用壽命低

KHD輥壓機(jī)液壓系統(tǒng)采用“恒輥縫”控制模式，通過調(diào)節(jié)比例方向閥的開度，調(diào)整輥子兩端的壓力，實現(xiàn)輥子兩端的輥縫處于控制范圍內(nèi)。整個系統(tǒng)剛度大，柔性差，對輥壓機(jī)本體及傳動設(shè)備不利，當(dāng)大塊物料通過時，傳動系統(tǒng)的尖峰負(fù)荷會急劇增加，嚴(yán)重影響傳動系統(tǒng)的可靠性，尤其是液力耦合器的突然爆裂，對現(xiàn)場人員安全以及生產(chǎn)連續(xù)性造成一定的挑戰(zhàn)；與此同時，輥面的局部應(yīng)力也突然增加，造成輥面不均勻磨損，或出現(xiàn)局部剝落現(xiàn)象，降低了輥面的整體使用壽命。另外，由于比例方向閥的通徑非常小，且開度經(jīng)常在20%～80%來回轉(zhuǎn)換，因此對油液清潔度要求非常高，閥芯抗污染性能差，且輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的粉塵是普遍存在的，致使此比例方向閥經(jīng)常需要清洗，并經(jīng)常導(dǎo)致停機(jī)，使用成本高。

2 改進(jìn)措施

2.1 使用HFCG“恒壓力”液壓控制系統(tǒng)

使用HFCG“恒壓力”液壓控制系統(tǒng)，增強(qiáng)液壓系統(tǒng)柔性，減少傳動系統(tǒng)的尖峰負(fù)荷，以保護(hù)輥壓機(jī)本體及傳動設(shè)備，降低輥面出現(xiàn)坑洞的可能性；與此同時取消液力耦合器，減少故障點。另外，HFCG液壓控制系統(tǒng)采用電磁球閥+節(jié)流閥的新型糾偏方式來代替比例方向閥的功能（見圖1），這兩類閥的通徑都比較大，不會出現(xiàn)堵塞問題。

圖1 糾偏模塊原理圖

2.2 使用HFCG騎輥式輥壓機(jī)電動進(jìn)料裝置

高霖[1]提出，騎輥式輥壓機(jī)電動進(jìn)料裝置大幅度減少了輥壓機(jī)的邊緣漏料，使得經(jīng)過輥壓機(jī)的物料都經(jīng)過高壓充分?jǐn)D壓，提高了設(shè)備的粉碎效率；同時，邊緣漏料的減少帶來料餅提升機(jī)負(fù)荷的降低，有助于提高選粉精度，減少磨損降低能耗。該進(jìn)料裝置采用騎輥式雙層側(cè)擋板（專利號：2014201626215）解決了輥壓機(jī)的邊緣漏料問題（見圖2）。該騎輥式雙層側(cè)擋板的內(nèi)層板騎在磨輥上方，外形尺寸與輥面相貼合并匹配，設(shè)有很小的間隙，避免受擠壓的物料從縫隙中逃逸；騎輥式雙層側(cè)擋板的外層板設(shè)置在輥軸端面外，與輥軸端面留有很小的間隙，對從內(nèi)層板泄露的物料進(jìn)行二次阻攔，兩層結(jié)構(gòu)共同制約輥壓機(jī)的邊緣漏料問題。該進(jìn)料裝置獨特的騎輥式設(shè)計結(jié)構(gòu)改善輥壓機(jī)在使用中出現(xiàn)的邊緣漏料、磨輥端面磨損及側(cè)擋板更換難等問題，提高輥壓機(jī)的擠壓效果、穩(wěn)定性和可靠性；與此同時，降低了系統(tǒng)的循環(huán)負(fù)荷，減少了料餅提升機(jī)電流。

圖2 兩種輥壓機(jī)側(cè)擋板結(jié)構(gòu)

3 改造前后運行參數(shù)對比

相同工況下，取改造前（2019年1月）和改造后（2019年3～5月）連續(xù)生產(chǎn)P·O42.5R（配比：熟料：81.5%，天然石膏：3%，脫硫石膏：3.1%，礦渣：8.4%，石灰石：4%）超過20h以上的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行對比分析，見表1。

改造后，相同工況下，P·O42.5R平均產(chǎn)量提高7.7 t/h，改造前平均值182.1t/h，改造后平均值189.8 t/h；料餅提升機(jī)電流顯著下降，改造后料餅提升機(jī)單邊電機(jī)功率平均值為90 kW，改造前平均值為1020kW；輥壓機(jī)電機(jī)電流下降5%，基本維持在額定電流的70%左右，并且電流波動范圍變小，活動輥和固定輥電流從未超過額定電流的90%；綜合系統(tǒng)來看，噸水泥電耗下降2.2 kWh/t。

改造后，設(shè)備已安全穩(wěn)定運行3個月，結(jié)果表明，液壓系統(tǒng)的故障率明顯降低，操作更加簡單。由于糾偏閥的通徑增加，閥的清洗次數(shù)明顯下降，目前還未有清洗記錄。

表1 改造前后運行參數(shù)對比

4 結(jié)語

（1）騎輥式進(jìn)料裝置的使用減少了輥壓機(jī)的邊緣漏料，使待擠壓物料被包裹在密閉腔內(nèi)，提高了輥壓機(jī)的擠壓效果，有助于提高選粉精度，所以系統(tǒng)產(chǎn)量得到一定提升；同時，邊緣漏料的減少帶來料餅提升機(jī)負(fù)荷降低，減少磨損降低能耗；另外，“恒壓力”液壓系統(tǒng)的使用，穩(wěn)定了輥壓機(jī)電流，減少了電流波動，降低了電流尖峰負(fù)荷，提高傳動系統(tǒng)的可靠性。

（2）改造后，在滿足成品細(xì)度的質(zhì)量指標(biāo)前提下，生產(chǎn)P·O42.5R時系統(tǒng)產(chǎn)量提高了7.7 t/h，噸水泥電耗下降2.2 kWh/t。按照平均180 t/h的臺時產(chǎn)量和80%的運轉(zhuǎn)率計算，平均每年可節(jié)省2 775 000 kWh電，同時提產(chǎn)54000t，提產(chǎn)降耗效果顯著，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。