辊压机做功不理想原因分析及应对措施

2018-11-22郗清海何胜平

中国水泥 2018年11期

郗清海，王欣，何胜平

（1.新疆圣雄水泥有限公司，新疆吐鲁番 838000；2.甘肃能源化工职业学院，甘肃兰州 730207）

（3.新疆中泰化学托克逊能化绿色建材厂，新疆吐鲁番 838100）

上世纪80年代中期，由合肥水泥研究设计院、天津水泥工业设计研究院、洛阳矿山机器厂、唐山水泥机械厂 4家单位联合引进德国KHD公司辊压机设计制造技术，经过消化吸收和再创新，通过20年的不断完善，作为预粉磨设备，性能日趋完善，2000年开始，辊压机进入快速发展时期，广泛应用于各水泥生产企业及预粉磨行业。但圣雄水泥公司使用的辊压机由于种种原因，有效做功相对偏低，装备振动频繁，台时产量不达标，通过一系列的工艺系统优化、装备的改造，及操作水平的提高，取得了良好的效果。

1 工艺系统介绍

1.1 工艺流程概况

水泥粉磨系统为双闭路循环联合终粉磨系统，其工艺流程见图1。

（1）经过配料计量的物料→配料皮带→NE300提升机→标准稳流称重仓→辊压机→中央链提升机→“V”型选粉机→旋风筒，

（2）“V”型选粉机→粗粉→标准稳流称重仓→辊压机→中央链提升机→“V”型选粉机→旋风筒，组成预粉磨循环系统。

（3）旋风筒收集的细粉→球磨机→高速板链提升机→涡流选粉机→成品经脉冲气箱式收尘装置收集后入水泥库，粗粉与旋风筒来料一同入磨。

1.2 主要装备

圣雄水泥公司粉磨系统采用的是合肥水泥设计研究院生产的180/120型辊压机，配套φ4.2m×13m球磨机。其主要工艺设备见表1。

自2012年投产开始，辊压机在运行过程中电流偏低，在42A～56A之间波动，同行业同规格型号辊压机做功电流一般都达到65A以上，个别调试效果理想的企业，辊压机运行电流控制在72～76A。与之对标，圣雄水泥公司辊压机做功电流明显偏低，磨机台产也相对较低。且辊压机在运行中常出现振动现象，且辊压机在运行中常出现振动现象，导致扭力支撑地脚松动及扭力臂变形，这一问题对设备安全运行，及系统的稳定运行，节能降耗等带来了严重困扰。

表1 主要设备

图1 水泥磨系统工艺流程图

2 原因分析

2.1 装置自身缺陷

（1）辊面受损。辊面凹凸不平会引起辊压机振动。

在2015年车间生产期间，因除铁措施不到位，辊压机活动辊与固定辊辊面都有损伤。当时正是生产旺季，联系了专业修复辊面的外协队伍，在维修队伍到位前，仍在开机生产。在此期间，辊压机氮气瓶气囊由于辊压机压力及辊缝波动变化太大，导致氮气囊损坏，在辊面修复完毕后，运行恢复正常。

（2）辊压机活动辊导轨耐磨衬磨损，至使轴承座与上下横梁间隙较大，引起辊压机振动。

活动辊导轨耐磨衬在运行过程中磨损，与机架上横梁间隙逐渐明显，在投料的瞬间，辊缝变大，系统液压瞬间增高，这时活动辊有可能会上下跳动。这种条件下，通过观察，在刚开始投料时，辊子上还没有形成料压的情况下，当液压缸瞬间压力超过11.5MPa时，活动辊就开始跳动了。

分析认为，当液压缸传导至活动辊的推力足够大时，作用到辊间的料层，在扭力的作用下，克服了辊子自身的重力，就开始向上攀爬，但料面又不能持续给活动辊支撑力，活动辊就会落下来，如此反复，形成了跳动。

2.2 工艺系统问题

（1）配料皮带的来料含有大块物料，且硬度较高。比如石灰石及外倒熟料中含有的戈壁石，窑检修时产生的弱磁耐热钢进入了辊间，都会引起辊压机瞬间的振动。

（2）辊压机来料均匀性不好。配料库底来料经NE300提升机→下料溜管，与V选回料通过Y型三通溜子入稳流仓。Y型三通溜子出口长度600mm，两种物料在这里初步混合。稳流仓入辊压机结构见图2。

图2 稳流仓入辊压机结构图

在停机开检修门检查稳流仓内部时发现了两个问题：①仓壁南侧位置耐磨倒刺磨损较严重。②仓内块状物料和回料细粉布料不均匀，有部分离析现象。

由于细粉的密实度低，在经过辊间高压力区挤压时不受力，辊压机液压缸行程比较大，反应到液压管路及氮气囊就产生了振动。

（3）辊压机来料料压稳定性有波动。来料均匀性不好会引起辊压机辊缝波动频繁且行程较大，引起震动，进而影响辊压机的投料。

从气动插板阀偶尔冒灰现象的存在，不难分析出稳流仓下料不稳定，有蓬料、塌料的问题，而引起这一问题的原因除了物料混合不均匀外，还可能存在稳流仓内部减压装置不合适以及仓体振动而导致物料振实，多种因素混合，从而引起下料料压不稳定，导致辊压机做功低下。

3 提高辊压机做功的措施

3.1 为有效避免辊面受损，清除配料中夹带的金属这项工作要作为重中之重

圣雄水泥公司采用的是在原材料输送皮带、配料皮带等输送设备的电磁除铁器处做技改。具体方法为：①将除铁器下方的输送皮带下安装平托辊，托辊间隔500mm，使皮带运行到接近除铁器位置时是处于平铺状态，皮带上的料层在通过除铁器时金属更容易被剔除。②在辊压机循环提升机出口溜子加装管道除铁器，清除辊压机循环系统运行中可能产生的金属物，比如断裂的螺栓、装置中磨损脱落的耐磨倒刺钢板等。

3.2 活动辊导轨耐磨衬修复更换

定期对导轨耐磨衬进行更换/修复，避免伤及挤压辊轴承基座及机架下横梁，为辊压机的平稳运行保驾护航。

3.3 在稳流仓内部制作布料装置

（1）混料、中心布料装置。

入稳流仓的物料有：①入”V”选后的混合物料，经过”V”选内导向叶片的分散和高速气流的风选，细粉料被风选出来入旋风式除尘器收集后入磨，粗粉回到稳流仓。②调配库底经过配料的熟料、混合材和缓凝剂类物料，经配料提升机后，与V选回料在稳流仓入口Y形三通汇合后进入稳流仓。其中V选回料是进过辊压机辊压过的物料，颗粒在2mm以下，选净率：80μm筛余大于92%，较来自配料称的物料颗粒细小，熟料、混合材的粒度在25mm以下，部分颗粒35mm，大量生产实践及研究表明，块状物料与细小颗粒物料及粉状物料的合适比例及均匀状态是稳定辊压机辊子压力，提高辊压效果的关键。因此，在稳流仓内，“V”选回料管和配料入稳流仓进料口下方，设置见图4漏斗状混料装置，物料通过漏斗壁的反弹，细颗粒、与粗颗粒之间充分混合，防止物料混合不均匀和下料过程中产生的离析，使辊压机工作过程中颗粒状物料之间的空隙被细物料充分填充，防止下料过程中的垮仓，造成入辊压机的料量不稳定见图3。

（2）在辊压机来料进口位置，对下料溜子出口进行调整。

上口600×1 200，下口320×1 200，装置的出料口呈现“鸭嘴状”，物料出料口扁而长，在正常生产过程中，稳流仓内保持70%～80%的料位，保证仓压正常，出料口的物料均匀稳定，避免物料垮塌对辊面的冲击，实现辊压机受料面料量大小恒定，稳定料压及高电流平稳运行。

要点一，缩口角度不能大，开度要根据辊压机规格而定，180/120辊压机进料溜子缩口宽度不宜小于320mm，避免下料不畅；要点二，缩口溜子不宜离辊面太近，因为需要辊间的物料密实且有一定的料压，与辊压机上机架横梁平齐为宜。

稳定的料层，是在辊压机内形成稳定的辊压的前提，也是实现辊子之间稳定“料饼”，形成稳定压力，提高辊压机辊压效率，入磨物料细度的减小，实现磨机台时产量的提高，单机电耗与生产成本的降低。改造后的辊稳流仓结构见图4。

图3 入稳流仓物料分散分布图

图4 改造后的稳流仓结构图（mm）

3.4 正确操作，稳定辊压

在投料操作时，为了排除振动，逐步打开进料装置的过程中，运行压力达到10MPa时，暂停操作进料装置开度，待辊缝变小，压力降低后，再操作进料装置开度，使压力始终不超过10MPa，就没有发生投料活动辊振动的现象。

4 改造后的运行效果

4.1 除铁措施实施的效果

在2016年间，①生产旺季因氮气囊破损造成的停机次数最高达到了3次/月，全年氮气囊更换数量达15只。②辊面受损后停机修复辊面，施工期超过7天的有两次，施工期3天至7天的一次。

2017年，全年氮气囊更换5次，辊面未见大的损伤，部分条纹受损。在冬检期对横条纹进行了补焊见图5。

图5 辊子修补前图

加装除铁装置和改造除铁工艺后，辊面没有出现大的损伤，辊面正常均匀磨损后，大修停机堆焊修复即可正常使用。

4.2 辊压机活动辊导轨耐磨衬定期更换后，配合操作调整，判定为有一定效果

在2017年至今，因振动而导致的扭力臂变形及地脚松动未见发生。而2016年曾发生扭力臂地脚基座焊缝撕裂及扭力臂变形，经校正焊接后恢复原状，再没有出现裂开损坏现象。

4.3 调整前后运行效果对比

（1）系统调整前后辊压机、循环提升机运行参数对比见表2。

表2 调整前后辊压机循环提升机运行图

调整前，因辊压机做功低下，为提升台时产量，就增加辊压机物料通过量，循环提升机电流最高能达到230A。调整后，辊压机运行电流能达到68～71A，有效做功明显提高，辊缝控制比调整前要减少5～10mm，辊压机系统循环提升机运行电流控制在190A，降低了系统循环提升机运行负荷，对循环提升机的安全运行带来保障。同时改造后辊缝压力均匀，辊压机做功压力大幅提升，其他各项运行参数稳定，安全运行参数更加合理。

（2）系统调整前后辊压机、磨机运行电流及台时产量对比见表3。

辊压机预粉磨系统优化改造后平均电流由51A提高至71.6A，φ4.2m×13m球磨机循环负荷率由270%降低至130%左右的理想状态，平均台时产量由156t/h提高至189t/h，提高了约20%，磨机电耗由40kWh/t，降低至36kWh/t，取得了较好的效果。且因辊压机做功提升，入磨物料粒度降低明显，实现出磨提升机低负荷安全运行。