對輥壓機應用的幾點認識
0前言
水泥工業(yè)正廣泛采用輥壓機作為粉磨系統(tǒng)的預粉碎設備,與其它粉碎設備相比較,具有如下特點:①粉碎比大,一般熟料破碎機的粉碎比在5~30,而輥壓機的破碎比能達到30~400。②能改善物料易磨性,對水泥熟料進行邦德功指數(shù)測試發(fā)現(xiàn),熟料通過輥壓機擠壓后,邦德功指數(shù)下降約4~5kWh/t,說明熟料的易磨性得到很大改善。③輥壓機是與打散分級機或V形分級機組成閉路系統(tǒng)進行工作的。④輥壓機設備和系統(tǒng)是連續(xù)穩(wěn)定工作且輸出量是可調的。由于具有以上特點,采用輥壓機作為預粉碎的粉磨系統(tǒng)有產量高、能耗低、生產穩(wěn)定的優(yōu)點。
在實際使用中,各企業(yè)的輥壓機使用效果有好有壞,產質量有高有低,有的高于設計能力,有的卻長時間達不到設計產量,雖然有其管理方面的原因,但根本問題是沒有掌握技術應用的關鍵。筆者長期從事輥壓機技術的應用研究工作,就水泥粉磨系統(tǒng)中如何更好地應用輥壓機談談自己的看法。
1 主機配置和工藝特點
1.1主機配置
輥壓機一次擠壓后物料中的細粉含量(小于0.08mm)在25%左右,而提供給球磨機系統(tǒng)的物料細粉含量在35%~80%(根據(jù)配置不同有變化),所以輥壓機必須與打散分級機或V形分級機組成閉路工藝系統(tǒng)進行工作,將分選以后的細粉料供給球磨機系統(tǒng)。輥壓機擠壓后的物料粒度分析見表1,各種規(guī)格的磨機、輥壓機和分選設備的常見配置見表2。
工藝選擇應遵循以下規(guī)則:如果選擇的輥壓機的電機功率(兩臺主電機)之和與磨機主電機功率之比值在0.4以下,工藝中應選擇打散分級機;如果這個值在0.5以上,則應選擇V形分級機。這是由分選系統(tǒng)的特點決定的。
表1物料粒度分析%
篩網尺寸/mm | ||||||||
>3.22 |
2.5~3.2 |
2.0~2.5 |
1.8~2.0 |
0.8~1.8 |
0.36~0.8 |
0.18~0.36 |
0.08~0.18 |
<0.08 |
20.05 |
6.15 |
4.85 |
4.25 |
9.03 |
11.58 |
9.13 |
9.28 |
25.70 |
表2磨機、輥壓機和分選設備的常見配置
球磨機 |
輥壓機 |
功率比 |
宜選用的分選設備 | ||
規(guī)格/m |
功率/kW |
規(guī)格/m |
功率/kW | ||
Φ3.0×11 |
1250 |
120-45 |
2×220 |
0.35 |
打散分級機 |
Φ3.2×13 |
1600 |
120-45/50 |
2×220 |
0.28 |
打散分級機 |
140-65/80 |
2×500 |
0.63 |
V形分級機 | ||
150-100 |
2×710 |
0.89 |
V形分級機 | ||
Φ3.8×13 |
2500 |
140-65/80 |
2×500 |
0.40 |
打散分級機 |
150-100 |
2×710 |
0.28 |
V形分級機 | ||
160-120 |
2×900 |
0.72 |
V形分級機 | ||
Φ4.2×13 |
3350/3550 |
140-80 |
2×500/630 |
0.35 |
打散分級機 |
150-100 |
2×710 |
0.40 |
打散分級機 | ||
160-120 |
2×900 |
0.51 |
V形分級機 | ||
160-140 |
2×1120 |
0.63 |
V形分級機 | ||
180-160 |
2×1600 |
0.90 |
V形分級機 |
注:表中“功率比”指輥壓機的兩臺主電機功率之和與磨機主電機功率的比值。
1.2兩種工藝的特點
(1)采用打散分級機的系統(tǒng)特點:①該工藝中物料的循環(huán)量約50%,向球磨機系統(tǒng)提供的物料粒度稍偏粗,d90≈2mm。②由于打散分級機對料餅具有打散功能,輥壓機對物料的擠壓力(作用于物料的壓力,而不是液壓系統(tǒng)壓力)可以比較大,擠壓力大意味著對物料的易磨性改善較好,對磨機增產很有利。③物料中的水分大時,料餅比較結實,采用此工藝能有效地打散料餅,因此該工藝對物料水分的適應能力強。④該工藝系統(tǒng)向球磨機系統(tǒng)供給量調節(jié)范圍大。打散分級機向磨機提供的物料有兩個渠道,一個是風選,一個是機械篩分,而機械篩分的調節(jié)范圍非常大,以致可以使輥壓機的處理量的50%~90%提供給磨機。⑤由于受打散分級機制造尺寸限制,目前使用中的最大處理能力約300t/h,僅適用于系統(tǒng)產量在150t/h以下的粉磨系統(tǒng)。⑥采用打散分級機的粉磨工藝流程簡單。打散分級機對物料的打散、分級在一臺設備內完成,既簡化工藝,也節(jié)省投資。打散分級機工藝流程見圖1。
圖1打散分級機工藝流程示意圖
(2)采用V形分級機的系統(tǒng)特點:①該工藝中物料的循環(huán)量約70%,所有細粉由循環(huán)風抽出,向球磨機系統(tǒng)提供的物料粒度較細,d90≈0.2~0.3mm。②由于V形分級機對料餅沒有打散功能,料餅僅靠在輸送過程中幾次“摔打”進行分散,輥壓機對物料的擠壓力不能太大,否則料餅太密實難分散,對物料的易磨性改善效果差,這點對磨機進一步增產不利。③物料中的水分大時,料餅比較結實難分散,該工藝對物料水分要求比較嚴格。④該工藝系統(tǒng)向球磨機系統(tǒng)供給量受輥壓機處理能力限制,而輥壓機能力受多種因素影響,如果輥壓機能力偏低,就會造成供應不足,被迫拉風以保證磨機的供應,較粗的顆粒被抽出,會造成風路系統(tǒng)的風管、旋風筒和循環(huán)風機磨損嚴重。該系統(tǒng)中,應該是輥壓機處理量的30%提供給磨機,所以輥壓機配置要大。⑤采用V形分級機的擠壓粉磨工藝,工藝流程復雜,對操作人員的技術素質要求較高。V形分級機工藝流程見圖2。
圖2 V形分級機工藝流程示意圖
2 對輥壓機使用效果的評價
輥壓機工作是否正常,可以用兩個指標衡量。一個指標是輥壓機系統(tǒng)向球磨機系統(tǒng)提供的物料中的細粉含量,含量越高效果越好;另一個指標是輥壓機做功的量,做功多輥壓機效果發(fā)揮得充分,做功量太少輥壓機沒有完全發(fā)揮應有的作用,配置有些浪費。做功量應該在一個合適的范圍內。
2.1物料中的細粉含量(加入顆粒分析表)
物料經輥壓機擠壓后可產生約25%的細粉量(小于0.08mm),通過分選設備對物料進行分選,向球磨機系統(tǒng)提供的物料細粉含量在35%~80%。對同一臺磨機而言,輥壓機配置偏大或偏小,系統(tǒng)的產量是不同的。輥壓機偏大時,入磨物料的細粉含量高,系統(tǒng)的產量就高;輥壓機偏小時,入磨物料的細粉含量低,系統(tǒng)的產量也偏低。
因此,對于輥壓機與磨機的配置關系,偏小配置的物料細粉含量約35%~50%,偏大配置為60%~80%。不同配置時入磨物料的顆粒分布見表3。
表3不同配置時入磨物料的顆粒分布%
篩網尺寸/mm |
>3.2 |
2.5~3.2 |
2.0~2.5 |
1.8~2 |
0.8~1.8 |
0.36~0.8 |
0.18~0.36 |
0.08~0.18 |
<0.08 |
系統(tǒng)配置偏小 |
4.60 |
4.50 |
4.25 |
3.95 |
8.85 |
12.45 |
9.10 |
8.86 |
43.44 |
系統(tǒng)配置偏大 |
|
|
|
0.02 |
0.26 |
1.30 |
3.14 |
16.20 |
79.08 |
2.2 輥壓機的做功量
在粉磨系統(tǒng)中,輥壓機作為主要粉磨設備之一,它做功的多少直接影響著粉磨系統(tǒng)的技術經濟指標。有資料介紹,球磨機的粉磨效率為1%~3%,效率很低。輥壓機是高效率設備,據(jù)國外資料介紹,輥壓機效率要比球磨機高約3~4倍。不難理解,讓效率高的輥壓機多做功,粉磨系統(tǒng)的效率才會提高,電耗才能降低,從而提高系統(tǒng)產量。輥壓機的功耗還體現(xiàn)在對物料的擠壓效果上,輥壓機能降低物料顆粒尺寸,將塊狀物料變成細粉,這只是效果之一;輥壓機的另一個效果是:受擠壓的物料顆粒內部產生晶格裂紋,從而改善了物料的易磨性,這一效果是通過輥壓機的做功量來衡量的。那么輥壓機做功多少為合適?根據(jù)生產使用情況統(tǒng)計,至少要達到所配置功率的60%以上,最好能達到70%,輥壓機就充分發(fā)揮作用了。
綜上所述,輥壓機在粉磨過程中有兩個作用,其一是能將塊狀物料擠壓分選成為細粉,向球磨機提供很細的物料粉;另一重要作用就是改善物料的易磨性,使物料變得好磨了,雙重效果使得輥壓機大幅度提高系統(tǒng)產量。所以物料中的細粉量和輥壓機出力大小是衡量系統(tǒng)工作是否正常的兩個關鍵指標。
3 如何提高輥壓機的使用效果
(1)正確的操作理念。在操作上我們要有意識地使輥壓機能力最大化。比如Φ140-65的輥壓機,其生產能力在240~295t/h,假如需向球磨機系統(tǒng)提供100t/h物料,輥壓機在下限運行時處理能力為240t/h,需從中分選出100÷240=41.7%的細粉料;而輥壓機在上限運行時能力為295t/h,需從中分選出100÷295=33.9%的細粉料,后一個100 t/h與前一個100 t/h物料中的細粉含量是不一樣的,后一個100 t/h由于分選的比例低(僅33.9%),物料中的細粉含量要高于前一個100 t/h。這種操作理念無形中“放大了”輥壓機的規(guī)格,系統(tǒng)產量更高。
?。?)從稱重倉至輥壓機入口必須通暢。輥壓機的能力的發(fā)揮與進料是否順暢有直接關系。在稱重倉至輥壓機的溜子上安裝有棒閥、電液閥或氣動閥,這些閥門在輥壓機工作時應全部打開。從稱重倉至輥壓機的溜子里應該充滿著物料并整體垂直向下流動,不允許斷斷續(xù)續(xù)流動。溜子內側應是光滑平面,不允許有任何阻礙物料流動的東西,比如為防止溜子磨漏焊接了角鋼或內部增加的襯板等,都會阻礙物料流動。在稱重倉內粗細物料混合在一起,形成最大堆積容重,通過溜子整體向下流動進入輥壓機,對輥壓機實行過飽和喂料,輥壓機的能力就能充分發(fā)揮。
?。?)壓力的合理調節(jié)。調節(jié)輥壓機液壓系統(tǒng)的壓力,從而調節(jié)輥子對物料的擠壓力。擠壓力大,物料被擠壓的效果就好,但有兩個前提必須注意,輥壓機活動輥的左右兩側必須形成輥縫,所加的壓力才能完全作用在物料上,否則加壓是無效的;另一點須注意的是壓力增加后輥壓機主電機的電流是否增加,如果沒有增加,說明此次加壓無效,應該退回到原來的設置。
?。?)輥壓機側擋板調節(jié)要合理。物料進入兩輥的壓力區(qū)時開始受到擠壓,部分物料會向輥子的兩側逃逸,側擋板的作用正是為了阻止物料的逃逸,使物料通過輥壓機的壓力區(qū)得到有效擠壓。側擋板緊靠兩輥側面,在不接觸輥側的前提下應盡量靠近,使側漏現(xiàn)象盡量減小。
?。?)斜插板合理調節(jié)。調節(jié)斜插板可以控制輥壓機的處理量,由于各廠的物性有差別,有的流動性差,此時輥壓機輥縫小、電流低,向上提拉斜插板以提高輥壓機的處理量;相反,有的廠物料流動性特別好,輥壓機輥縫大、電流高,嚴重時造成輥壓機提升機超負荷,此時應向下移動斜插板,控制進入輥壓機的量。
?。?)合理調節(jié)活動輥墊塊?;顒虞亯|塊要適度,太厚太薄都不好。輥壓機正常工作時,左右兩側輥縫保持在10~30mm且基本相等為好,太小時要減薄墊塊,太大時要加厚。
?。?)操作中粗料、細料搭配。不要輕易中斷配料,配料中斷時,進入稱重倉的全是分級機返回的細料,這些物料在倉內形成細料層,細料層在倉內不穩(wěn)定,造成倉位不穩(wěn)難操作。所以倉位偏高時,可以減少喂料量而不要停止喂料。
?。?)稱重倉倉位的控制。穩(wěn)定倉位是系統(tǒng)操作的基本要求,但倉位有高倉位、中倉位、低倉位甚至空倉位幾種操作模式。各粉磨線有一個最佳倉位,在最佳倉位操作,系統(tǒng)穩(wěn)定、輥壓機效果發(fā)揮充分,產量高細度好。倉位的變化有時還可以調節(jié)偏輥現(xiàn)象。所以新投產的粉磨線要嘗試幾種倉位的操作,從中選擇一種最佳的操作倉位。
?。?)石膏、混合材粒度要與熟料粒度一致。許多企業(yè)石膏和混合材粒度太大,這會影響擠壓效果。石膏或混合材中的大塊通過輥壓機時,將輥子撐開,粒度相對較小的熟料顆粒所受的擠壓力偏小,擠壓效果不好,不能有效改善它的易磨性,難磨細。熟料磨細才能發(fā)揮強度,這種情況下只有犧牲產量來保證水泥強度。
?。?0)礦渣摻入的影響。輥壓機系統(tǒng)對顆粒小、易磨性差的物料適應性差。比如礦渣,礦渣屬難磨物料,它們被擠壓效果的好壞,直接對水泥磨的細度產生影響。但礦渣顆粒又比較小,夾雜在熟料空隙之間,通過輥壓機時,所收到的擠壓力要低于大顆粒物料,低于物料所受的平均壓力,易磨性沒有得到很好的改善。所以,以礦渣作混合材的廠家要控制礦渣摻入量,最好在5%以下。
4 結束語
輥壓機系統(tǒng)的選用,要考慮諸多因素,比如企業(yè)的資金狀況、要求的生產能力、要求的技術經濟指標等等。簡單地說,輥壓機配置越高(指功率比值),系統(tǒng)的技術經濟指標越好;輥壓機配得越大,產量就越高。但配高配大導致設備的購置費用增高,因此要綜合考慮。在滿足生產需要的同時,盡量少花錢并兼顧系統(tǒng)的技術經濟指標。需要注意的是,在不同的配置下,球磨機的技術方案是不同的,應進行專門設計,才能保證整個系統(tǒng)達到最佳狀態(tài)。
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