沈重立式輥磨 

4．1磨煤立磨   
沈陽重型機(jī)械公司1985年從原西德的Babcock公司引進(jìn)三種規(guī)格的MPS立磨磨煤機(jī)的全套設(shè)計、制造、檢驗技術(shù)，經(jīng)對引進(jìn)技術(shù)消化吸收后又自行開發(fā)了MPl000～MPS2650各種型式立磨磨煤機(jī)系列。     

由圖8可見，加載系統(tǒng)是通過彈簧或液壓油缸給3個磨輥施加壓力，壓力均勻分布于磨盤煤層上。加載架與磨輥支架通過滾柱可沿徑向作傾斜12?！?5。的擺動，以適應(yīng)物料層厚度變化及磨輥與磨盤襯板磨損所帶來的角度變化。粉磨后煤粉溢出磨盤邊緣，被進(jìn)入的熱風(fēng)通過環(huán)形噴嘴形成的75～90 m／s風(fēng)速將磨好的煤粉吹起，進(jìn)入分離器，成品細(xì)粉送出磨煤機(jī)，粗的回料喂入原煤一起落到磨盤上重新粉磨。     

在選型時，還要根據(jù)煤粉細(xì)度要求，選擇靜態(tài)、動態(tài)和動靜態(tài)三種不同選粉機(jī)。靜態(tài)選粉機(jī)適合于煤粉細(xì)度Rw粗于15％的工況，它結(jié)構(gòu)簡單，沒有運動部件，故運行可靠，但是當(dāng)要求Rw細(xì)于12％t寸，不再考慮用靜態(tài)選粉機(jī)。而動靜態(tài)選粉機(jī)(即籠型高效選粉機(jī))其選粉效率高，明顯降低了磨內(nèi)循環(huán)負(fù)荷，故現(xiàn)在完全取代傳統(tǒng)的動態(tài)選粉機(jī)。動靜態(tài)選粉機(jī)裝有變頻無級調(diào)速電動機(jī)和特殊耐磨合金鋼板葉片及陶瓷襯里，煤粉細(xì)度R90可在4％～15％之間調(diào)節(jié)，運行中也可調(diào)節(jié)。   

在選型時還要考慮原煤水分，要保證通入熱風(fēng)具有足夠烘干能力，MP中速磨在正常隋況下，入口最高溫度400℃，當(dāng)原煤水分較高，要求人口風(fēng)溫超過400℃時，應(yīng)通知制造廠，要求磨內(nèi)相關(guān)零件采用相應(yīng)耐熱合金鋼制造。中速煤磨運行時主要控制出口最高溫度，煙煤為90～95℃，揮發(fā)分高的褐煤不應(yīng)超過70℃，出口最低溫度應(yīng)超過露點10℃，煤粉水分一般可確定1％。     
MP中速磨煤機(jī)系統(tǒng)考慮了防爆措施，當(dāng)煤可燃基揮發(fā)分 Vm在30％～40％時，為易燃性煤種，當(dāng) Vm>40％為強(qiáng)爆炸性煤種。后者要考慮防爆問題，煤粉磨得過細(xì)也要考慮防爆問題。MP中速煤磨煤粉制備系統(tǒng)采用了下列防爆措施：     

(1)采用抗爆型磨煤機(jī)，其殼體抗爆等級為0．35 MPa(非抗爆磨煤機(jī)殼體抗爆等級為0．1 MPa），磨機(jī)頂部裝防爆門。     

(2)粉磨強(qiáng)爆炸性煤粉時，磨機(jī)應(yīng)設(shè)置冷卻風(fēng)裝置，當(dāng)磨內(nèi)著火有爆炸危險時，可迅速將磨內(nèi)高溫零件冷卻到80℃以下。同時啟動裝有隋性氣體氮氣、二氧化碳的消防裝置。     

(3)在磨機(jī)啟動、運行及停機(jī)時采用防爆控制方式，控制參數(shù)也采用防爆參數(shù)。 

4．2 MPS生料立磨和熟料立磨     
沈重于1985年12月引進(jìn)了德國非凡公司的兩類(生料立磨和熟料立磨)8種規(guī)格立磨。首臺MPS3150立磨用在安徽巢湖水泥廠，以后在國內(nèi)有30多家水泥廠應(yīng)用，現(xiàn)將這些工作IMPS立磨技術(shù)性能列于表8，供選型參考。 

4．3沈重自行開發(fā)的：MI§立磨   

我國水泥工業(yè)急需發(fā)展5 000t/d生產(chǎn)線配套立磨，銅陵海螺5 000t/d生產(chǎn)線原料磨系統(tǒng)方案比較見表9。由表9可見，立磨比中卸磨單位電耗省7．3～9．3kWh／t，年省電1 807～2 3007f度，按電價0．43元/度計算，則一年可省777～989 
f元，投資增加705～1 228萬元，因此一年節(jié)約電費就可以補償投資增加費用。而對于立磨采用全部引進(jìn)，其投資費用太高不宜采用，有些外國公司采用分交降低價格，也還是比國產(chǎn)設(shè)備高500多萬元。   

沈重自行開發(fā)了為2 500 t／d、3 000t/d、4 500t/d、5 000t/d生產(chǎn)線配套的MLS立磨，其技術(shù)性能見表10。     
新開發(fā)的MLS立磨是在MPS立磨基礎(chǔ)上改進(jìn)的，采用了高效動靜選粉機(jī)以及磨輥檢修裝置，與德國非凡公司新一代MPSBC型立磨技術(shù)相當(dāng)。     

新的MLS型立磨已經(jīng)售出20多臺，其中以MLS3626立磨占大多數(shù)，說明該型立磨已經(jīng)成熟。   
2002年沈重為銅陵5 OOOt/d生產(chǎn)線配套設(shè)計制造出MLS453l生料立磨，生產(chǎn)能力360～400t/d；人磨水分<6％；出磨水分<0．5％；入磨塊度<100 mm；出磨細(xì)度R90<20％。     

這是我國開發(fā)設(shè)計制造的第一臺大型立磨，試生產(chǎn)期間，曾出現(xiàn)液壓系統(tǒng)漏油、蓄能器能力不足、磨機(jī)振動較大等問題，使立磨粉磨能力和運轉(zhuǎn)率達(dá)不到設(shè)計指標(biāo)，生料產(chǎn)量滿足不了燒成要求，使燒成系統(tǒng)只能低負(fù)荷運轉(zhuǎn)。為此業(yè)主、中材國際、沈重和安裝單位共同研究處理辦法，為液壓油缸增加了2個40 L的蓄能器，對液壓油缸頭處導(dǎo)向套的材質(zhì)與數(shù)量作了改進(jìn)。針對立磨振動大問題，對基礎(chǔ)加固處理。使粉磨能力和運轉(zhuǎn)率達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)，產(chǎn)量超過400們。這證明我國同樣具有高水平的開發(fā)能力，打破了國外公司壟斷大型立磨的局面。   

MLs453 l立磨設(shè)計制造安裝使用的成功，為我國自行建造5 000 t／d大型水泥廠設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到96％作出了巨大貢獻(xiàn)。MLS453l立磨被國家經(jīng)貿(mào)委列為2001年國家級新產(chǎn)品，它的成功是沈重、海螺集團(tuán)、中材國際通力合作的結(jié)果。 

5伯力鳩斯立式輥磨 

5．1結(jié)構(gòu)   

在20世紀(jì)60年代初期克虜伯獲得Berz磨的專利，只有2臺Berz磨用于粉磨水泥原料。但由于該磨存在不可控制的動載荷力，很短時間就在市場上消失了。后來克虜伯和伯力鳩斯合并后，他們?yōu)榱藬U(kuò)大自己立式輥磨在水泥工業(yè)的供應(yīng)范圍，開發(fā)了伯力鳩斯輥式立磨，首先用于粉磨水泥原料，后來用于水泥廠磨煤，現(xiàn)在可用來磨水泥熟料、礦渣等。該磨的2套雙輥運行在具有雙槽輥槽的磨盤上。通過輸送機(jī)和喂料溜子喂人要粉磨的物料，堆積在選粉機(jī)的尾錐中并直接降落到磨盤中心，在離心力作用下使物料進(jìn)入2套單獨的成對磨輥下。被粉磨物料溢出磨盤擋環(huán)和被由環(huán)形噴嘴冒出的熱氣流卷吸走和被烘干?？梢栽谕獠空{(diào)節(jié)環(huán)形噴嘴噴出氣流速度，使一部分物料送到高效選粉機(jī)，不能被熱風(fēng)吹走的物料粗粒部分，通過環(huán)形噴嘴降落到外部斗式提升機(jī)輸送到選粉機(jī)中。比較高的外部再循環(huán)最適宜從礦渣中用磁鼓吸取出鐵塊和保證通過磨機(jī)系統(tǒng)具有低的壓力損失。該選粉機(jī)把物料分成細(xì)的成品和粗顆粒。粗顆粒降落返回磨盤，同時細(xì)的產(chǎn)品被氣流帶出和用袋收塵器收集起來。 

雙槽磨盤和弧形表面的輥子可防止物料在輥壓過程中逃逸，而且輥子可上下位移和在表面上擺動，這樣即使在磨盤和輥子有一定磨損后還保持相互吻合，能使料床穩(wěn)定，改善粉磨效率，減少振動。輥子磨損后可調(diào)頭使用。為防止輥子與磨盤兩導(dǎo)槽中間部分的磨損，這部分用較軟材料“軟鐵”制造，磨損后，更換“軟鐵”的高度視輥子和磨盤的當(dāng)時情況而定(圖9一c)。輥子和磨盤襯板材料為高鉻合金冷硬鑄鐵。表面硬度63～65HRC,Cr含量18％～20％。當(dāng)物料中大于O．09 mm的篩余為8％時，輥套壽命可達(dá)10 000 h。磨礦渣(邦德指數(shù)20)時，使用壽命為6000h。   

磨輥結(jié)構(gòu)見圖10。過去軸承采用潤滑脂潤滑，現(xiàn)在改為稀油用專門潤滑系統(tǒng)進(jìn)行潤滑，并加強(qiáng)了磨輥密封，以提高軸承壽命。采用雙輥道使磨盤與磨輥之間切向速度差降低，降低了磨盤與磨輥切向速度差產(chǎn)生刮削帶來的磨損。     
由圖lO可見雙磨輥支承兩端錨柱，成對磨輥在磨機(jī)殼中被導(dǎo)向。      

導(dǎo)向系統(tǒng)允許圍繞磨輥水平軸作豎直運動和傾斜，這樣即使內(nèi)外輥之間因粉磨層厚度變化也能使2個磨輥總是保持接觸。采用導(dǎo)向托輥使錨柱在磨機(jī)殼體內(nèi)切向受限制，磨機(jī)殼體承受由于磨盤回轉(zhuǎn)在成對磨輥上產(chǎn)生的切向推力。該裝置包括磨輥支座和成對磨輥，它們在液壓橫桿拉力作用下壓向粉磨層。       

維護(hù)中需要磨機(jī)空轉(zhuǎn)時，磨輥與磨盤之間存在金屬接觸。這時磨機(jī)要降低彈簧加載系統(tǒng)中液壓系統(tǒng)的工作壓力，使之在部分卸載下啟動。用于水泥原料的大型磨機(jī)一般帶有輔助傳動，這時要像MPS磨一樣在主電動機(jī)通電前，最初要以非常低的磨盤速度去鋪勻粉磨層。輔助傳動在維護(hù)工作期間完全可以使用。   

在液壓氣動彈簧系統(tǒng)工作期間，磨輥作垂直運動。由于整個裝置可以繞樞軸旋轉(zhuǎn)去適應(yīng)粉磨盤，故成對的雙磨輥可共同繞支承自動調(diào)位。在一對磨輥與另一對磨輥之間不存在共同影響，每對磨輥它們自行單獨定位。    
 

內(nèi)部磨輥(即位于緊靠磨機(jī)中心的磨輥)運行時大大地慢于外部磨輥，因為與之匹配的粉磨槽的直徑小，因此內(nèi)部磨輥磨損速度慢于外部磨輥。  
 

更換包括磨輥支座和成對磨輥的磨輥裝置要使用架空軌道吊送機(jī)吊到磨機(jī)殼體外部，這樣在磨機(jī)附近需要與磨機(jī)基礎(chǔ)同樣大小面積的維護(hù)場地。 

5．1．2環(huán)形噴嘴   
伯力鳩斯立磨的2對磨輥相間1 80。，1 2個噴嘴(圖11)不是均布。噴人熱氣流的分布應(yīng)與從磨盤撒出物料的分布一致，否則會引起氣流“短路”或過大的空氣循環(huán)。為此伯力鳩斯對他們1臺46／23立磨進(jìn)行了測試。測試方法是在同樣的風(fēng)速下沿磨盤周邊噴環(huán)以上1 m處均布8個測點，抽出含塵氣體，測量含塵濃度，得出如圖12的環(huán)形噴嘴上物料分布圖。由該圖可見剛從磨輥壓出處的物料量最大(6 000～12 000g/m3)；距離磨輥越遠(yuǎn)物料量越少，到進(jìn)入磨輥處物料量最小(2 000～6 000g/m3)。顯然熱氣流應(yīng)導(dǎo)向物料量分布最大的地方。因此伯力鳩斯只在圓周上布置8個噴嘴，每個噴嘴裝氣流調(diào)節(jié)裝置(圖11)：通過蓋板單獨調(diào)節(jié)每個噴嘴的開度，來調(diào)節(jié)氣流分布。 

5．1．3控制立磨振動   
伯力鳩斯公司認(rèn)為磨盤上料層厚度過薄或過厚都會使料層不穩(wěn)，使磨輥載荷波動，繼而引起振動。     
當(dāng)料層過薄時(圖13a)，物料顆粒尺寸不均對輥壓載荷波動影響很大，當(dāng)特別薄引起磨輥與磨盤發(fā)生金屬接觸時，影響振動更大。隨著料層加厚，物料顆粒尺寸的不均性影響逐漸減弱，振動也逐漸變?nèi)?，一直到某一料層厚度，達(dá)到最平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(圖13)，這個料層厚度在立磨運轉(zhuǎn)時，通過多次調(diào)整參數(shù)找出最適當(dāng)料層厚度的控制范圍。 

如果料層厚度繼續(xù)增加，由于磨輥和磨盤相對運動，磨輥猛推物料使物料有堆積突起趨勢。隨著料層越厚，這個突起越大，磨輥越難推動和越過，從而磨輥的載荷聚增，使振動迅速上升(見圖13c)。通過試驗發(fā)現(xiàn)料層過厚時，隨厚度增加振動速度上升極快。從圖14中可以看出不同物料對振動速度反應(yīng)不一樣，對難粉磨的礦渣水泥，要求料層要薄些，但振動速度要高些。 

  我們知道，磨機(jī)振動與料層的穩(wěn)定性有很大關(guān)系，而料層穩(wěn)定性與物料下列特性有關(guān)：     

(1)與物料粉磨阻力有關(guān)，當(dāng)物料很硬難磨時不易保持料層穩(wěn)定。     

(2)物料水分：水分適當(dāng)大一些有利于料層穩(wěn)定，有時為使料層穩(wěn)定要適當(dāng)噴水。    
 

(3)物料顆粒組成中沒有特大塊度，有利于料層穩(wěn)定。    
 

(4)與物料流動性有關(guān)，粉狀物料多、流動性大的物料，不易被磨輥捕獲，不易形成穩(wěn)定料層。     

(5)調(diào)節(jié)擋環(huán)高度，不同物料料層厚度敏感度不相同。由圖15可見，第1種物料的料層厚度對擋環(huán)高度變化極為敏感，而第2種物料的料層厚度對擋環(huán)高度變化不敏感，第3種物料居中。 

由圖15還可以看出，同一擋環(huán)高度，不同物料由于其特性不同，其料層厚度差異很大。   
要控制立磨振動，最根本的是控制料層厚度的穩(wěn)定性，主要措施是：  
 

(1)保證喂人立磨喂料量穩(wěn)定；   
(2)控制噴嘴空氣量恒定，即噴出風(fēng)速恒定，使吹回磨的物料量恒定，料層厚度也就不會變化；     
(3)適當(dāng)向磨內(nèi)噴水，水可噴至磨盤中心，也可噴至磨輥前方物料突起處； 
(4)正確選擇蓄能器大小，正確設(shè)定氮氣壓力。        

由圖16可見磨輥的油缸壓力在運行中的變化曲線。當(dāng)蓄能器太小，設(shè)定壓力尸n太大時，則液壓彈簧系統(tǒng)很硬，這時磨輥隨著料層厚度變化使液壓系統(tǒng)壓力變化幅度很大。為很好地發(fā)揮蓄能器緩沖振動作用，蓄能器要選得足夠大，與液壓油缸相連管道應(yīng)有足夠的斷面，而且蓄能器應(yīng)盡量靠近油缸。前面所述銅陵海螺MLs453 1立磨蓄能器選得小，產(chǎn)生較大振動即為一例。一般認(rèn)為在磨輥加壓的接桿上測得振動速度在1～5mm/s內(nèi)較為合適，以此為標(biāo)準(zhǔn)來選擇蓄能器。還建議蓄能器氮氣充氣壓力：     

Po=0．9×pmin   (12) 
式中：Pmin一液壓系統(tǒng)最小壓力，MPa；   
液壓系統(tǒng)壓力變化值△P=max—_Pmin=25％Pn  (13) 
式中：‰—液壓系統(tǒng)最大壓力，MPa；     
Pn一正常工作壓力，MPa。   

為測定拉桿上下振動速度和確定磨內(nèi)料層厚度，在拉桿與油缸連接法蘭上裝位移傳感器，把位移變化信號傳到中控室，操作人員可及時了解磨內(nèi)料層厚度變化，并采取相應(yīng)控制措施。 

5．1．4立磨節(jié)能措施  
 

(1)把老式靜態(tài)分離器改成動靜態(tài)選粉機(jī)。改裝SEPOL高效選粉機(jī)，可以提高選粉效率，使回粉中細(xì)粉減少；這樣可提高立磨粉磨效率和降低能量消耗。同時可以在運行中調(diào)節(jié)選粉機(jī)籠型輪轉(zhuǎn)速，很方便地調(diào)節(jié)產(chǎn)品細(xì)度；特別是粉磨水泥和礦渣時，可隨意調(diào)節(jié)水泥或礦渣粉的細(xì)度為320～500 mM2/kg，對提高水泥質(zhì)量很有利。     

(2)合理調(diào)節(jié)環(huán)形噴嘴的氣流分布。如前所述，通過在磨盤周邊合理分布噴嘴，以及通過蓋板單獨調(diào)節(jié)每個噴嘴開度，可以使噴嘴噴人的空氣量與磨盤撒出物料量一致，不會引起氣流短路和過大空氣循環(huán)，因而可降低通過噴嘴空氣壓力來降低能量消耗。  
 

(3)采用外部物料循環(huán)。立磨很大一部分壓降損失消耗在噴嘴區(qū)域，這里內(nèi)循環(huán)需要很高氣流速度(60～85 m／s)，會產(chǎn)生大約3 000～5 000Pa的壓損。如果氣流速度降到20～40 rrgs，壓損大大降低，這時有更多物料落下來?？梢杂锰嵘龣C(jī)使落下物料重新返回磨內(nèi)，這樣就減少了內(nèi)部氣力輸送物料所需要的壓損和能量。在粉磨礦渣時，一般外循環(huán)量為產(chǎn)量的2倍，例如用立磨粉磨礦渣水泥產(chǎn)量為75 t／h，則通過提升機(jī)的外循環(huán)量為150t/h。這樣確保了系統(tǒng)壓降很小，使磨機(jī)風(fēng)機(jī)電耗大大降低。  
 通過外部循環(huán)還可將礦渣中含有的鐵通過磁力吸鐵器選出，實踐中，原來礦渣中含有210 Kg/h的鐵，經(jīng)外循環(huán)排除170Kg/h后，只有40 kg／h的鐵殘余在物料中，不會影響磨輥外套和磨盤襯板磨損量，也不會影響礦渣水泥質(zhì)量。    

5．2伯力鳩斯立磨選型  
 和其它立磨選型一樣，首先一定要做好被粉磨物料的立磨試驗，測定各種參數(shù)，才能選定立磨的型號，確定內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計和操作數(shù)據(jù)。伯力鳩斯試驗立磨(．ATROL)的規(guī)格和流程見圖17。   
每次立磨(ATROl)試驗需要原料800kg。其測定內(nèi)容如下：     
(1) 物料流的特性——物料在氣體輸送時的自由度；     
(2)物料的壓縮性——物料形成穩(wěn)定料床的性能；     
(3)振動——物料產(chǎn)生振動的趨勢；     
(4)動力消耗——易磨f!生；     
(5)空氣消耗量一輸送物料需要的空氣量；     
(6)磨蝕性——磨機(jī)各種部件的磨損(磨輥、磨盤、磨體、噴嘴等)。  

 伯力鳩斯公司通過各種物料的ATROI應(yīng)磨試驗，與其實際工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較，得到從ATROI。立磨試驗結(jié)果換算到工業(yè)立磨系數(shù)。如根據(jù)ATROI。立磨試驗測得物料的易磨性，通過圖18可以求得工業(yè)RM立磨的物料易磨性；根據(jù)ATROL立磨試驗測得物料的摩擦系數(shù)(μ)，通過圖19，可以求出工業(yè)RM立磨摩擦系數(shù)，并計算該工業(yè)立磨主動軸所需的功率。 

所以不會因為磨盤轉(zhuǎn)速過陜把物料甩出。 

5．3伯力鳩斯公司立磨業(yè)績     
伯力鳩斯公司在20世紀(jì)80年代初參加我國冀東和寧國水泥廠競標(biāo)失敗后離開中國市場。到90年代，該公司開始在中國設(shè)代辦處，當(dāng)時我國新建≤2000T/D水泥生產(chǎn)線較多，≤2 000T/D水泥生產(chǎn)線的生料磨多采用比較便宜的國產(chǎn)MPS立磨、TRM立磨和HRM立磨。而>2 000T/D生產(chǎn)線采用ATOX立磨及uM立磨比較多，這是因為后兩家公司一直和我國做生意，以及對非關(guān)鍵件采用讓中國分交制造，每噸8 000元左右，因此大大降低了成本。有些日資廠執(zhí)意采用日本神戶制鋼LM立磨。而伯力鳩斯公司不適應(yīng)這種情況，所以DOROI。立磨競爭無力。   

韓資的大宇水泥廠使用RM5 1／26生料立磨，原設(shè)計原料配比中砂巖為6％，易磨性中等，產(chǎn)量300 t／h。實際原料配料采用11％砂巖，產(chǎn)量只達(dá)230 t／h，磨機(jī)一直未達(dá)到設(shè)計產(chǎn)量，說明原料的易磨性對產(chǎn)量的影響較大。