預粉磨立磨的開發(fā)設計及應用

□□張嘉程

預粉磨立磨的開發(fā)設計及應用

Develop Design and Application for Pre-grind Roller Mill

□□張嘉程

國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的預粉磨立磨?1700三輥立磨于2005年底完成設計，2007年9月出廠，交武漢綠色冶金渣技術(shù)開發(fā)公司使用。目前已交付用戶?1300（二輥）2臺、?1500（三輥）1臺、?1700（三輥）3臺，?1900（三輥）1臺,即將交用戶?1700（三輥）1臺、?2200（三輥）4臺，共計13臺，結(jié)束了我國不生產(chǎn)預粉磨立磨的歷史。

1 預粉磨立磨的設計

1.1 磨輥輥壓（壓強）的確定

預粉磨立磨所磨物料為水泥熟料和礦渣。水泥熟料和礦渣的抗壓強度遠高于水泥生料抗壓強度，所以磨輥輥壓一般為生料磨的1.5～2倍。但并不是輥壓越高,產(chǎn)量越高。輥壓、產(chǎn)量、電耗三個相關(guān)量間有一個最佳點，在該點時，產(chǎn)量最高、電耗最低，當然還要兼顧耐磨材料的磨耗。

1.2 磨輥數(shù)的確定

預粉磨立磨為非風掃磨，為減少物料未經(jīng)磨輥碾壓就逸出磨盤的現(xiàn)象，磨輥數(shù)比同規(guī)格生料立磨多。? 1300及以下為二輥，?1500～?2200為三輥，?2400以上為四輥。

1.3 主電機功率的確定

輥壓增加則電耗增加，因此預、半終粉磨立磨主機功率為同規(guī)格生料立磨的1.2～2倍。

1.4 磨輥和磨盤襯板的形狀

磨輥為輪胎形，磨盤襯板為與磨輥形狀對應的凹槽形，磨輥與垂直夾角15°。磨盤旋轉(zhuǎn)時，在離心力的作用下，物料由中心向外運動，凹槽形盤面易存物料，在輥壓下容易形成料床。

1.5 磨機底座

有報道CKP-180立磨在運行一年后，立磨三個支撐立柱和連接梁發(fā)生法蘭連接螺栓切斷、焊縫撕脫、筋板出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象，嚴重影響生產(chǎn)。

在整體設計中，首先在力學上進行優(yōu)化設計，減少底座受力，使底座所受的力比有些立磨減少了一半。同時底座結(jié)構(gòu)也進行了有自己技術(shù)特點的優(yōu)化設計，800kW以下三輥立磨均不需要連接梁。

經(jīng)用戶一、二年的使用，運行平穩(wěn)，感覺不到震動，結(jié)構(gòu)完好。

1.6 限位器的改進

水泥熟料、礦渣具有較高抗壓強度，要求較薄的料床運行，以提高效率，較薄的料床對限位器控制精度要求大大提高。為提高控制精度，在國內(nèi)外首創(chuàng)橡膠彈簧限位器，限位時，從傳動臂接觸到頂桿，到止停傳動臂，位移僅1.5mm。控制精度高于其他種類限位器。

1.7磨輥

（1）磨輥為可翻輥形式

磨輥為可翻輥形式，便于磨輥檢修和設置限位器。

（2）磨輥軸承采用非對稱形式

磨輥軸承采用非對稱形式，一只NU配一對正排列圓錐滾子軸承或一只調(diào)心滾子軸承。輥芯和輥軸為階梯形式，軸承裝、拆方便。NU軸承內(nèi)圈無擋邊，軸承內(nèi)外圈可分別安裝，方便磨輥的拆、裝，同時在磨輥熱脹冷縮時，兩軸承間距可以調(diào)節(jié)，避免產(chǎn)生內(nèi)應力，造成對軸承的破壞。

（3）磨輥后端蓋加長

磨輥后端蓋延長至粉磨室外，大大減輕粉塵對軸承裝置的污染。稀油潤滑時端蓋口永遠高于油池面，即使密封圈損壞，也不會漏油。

（4）密封

采用橡膠、石棉石墨、干油、迷宮、空氣過濾等多種密封形式組合，總共七道密封，未采用反吹風密封，大大提高了密封的可靠性。在更換軸承前，稀油潤滑的軸承，中間不需安排中、小修來清洗軸承。

1.8 傳動臂

傳動臂為整體形式，兩臂受力均勻，形狀為上大下小“月亮形”，外形過渡平滑，無應力集中，提高了傳動臂可靠性。

表1 主要參數(shù)

表2 數(shù)據(jù)分析

表3 篩后粒度分布

1.9 輥套、磨盤襯板

輥套、磨盤襯板材料為高鉻鑄鐵Cr20，鑄鐵出爐時作變質(zhì)處理，輥套采用鋼模鑄造，鑄件晶體結(jié)構(gòu)細小，提高韌性，硬度控制HRc≥62。

1.10 下殼體中環(huán)形集、排料槽和刮板

所有的物料都靠下殼體中環(huán)形集、排料槽和刮板排出磨外，物料流大，磨損大。為提高使用壽命，環(huán)形集排料槽側(cè)面和底部粘貼剛玉陶瓷襯，刮板工作面襯碳化鉻UP。

1.11 磨體、減速機、電機整體安裝底座

?1300、?1500采用整體鋼結(jié)構(gòu)底座，整臺磨都在一個鋼結(jié)構(gòu)底座上。這種結(jié)構(gòu)磨機安裝方便快捷，對基礎要求低，特別適于技改，對減小磨機震動起到了很好的作用。筆者在瀘州良蘭水泥公司回訪時，手摸磨機底座，感覺不到一點震動。

1.12 固定篩分裝置

磨盤外設置的固定篩分裝置起到了風環(huán)的作用，沒有磨細的料被阻擋在磨盤內(nèi)繼續(xù)粉磨，減少了循環(huán)量，對形成粉磨料床起了有益的作用。

表4 改造前后指標對比

表5 投入費用，萬元

表6 立磨與輥壓機對比

CKP立磨為形成料床，出磨的一部分物料，不分粗細，返回磨內(nèi)。與CKP立磨不同的是，出磨的物料經(jīng)分選后粗粉返回磨內(nèi)，細粉送球磨機。

2 預粉磨立磨性能和應用

2.1 性能

筆者以武漢綠色冶金渣技術(shù)開發(fā)公司80萬噸/年粉磨生產(chǎn)線中的?1700預粉磨立磨為例，介紹國產(chǎn)預粉磨立磨的性能。

?1700預粉磨立磨主機配400kW，是根據(jù)合同要求而設計，顯然主機功率配置偏低，今后可根據(jù)用戶要求增加功率。筆者未有機會參加調(diào)試，沒有大量數(shù)據(jù)提供給讀者，只能以生產(chǎn)記錄數(shù)據(jù)作出分析。設備運行未達到最佳狀態(tài)，磨輥下壓力不夠，表現(xiàn)在所用功率只有294kW，遠低于應用340kW，工藝配置也不盡如人意，盡管如此磨機仍表現(xiàn)出良好的性能。

（1）主要參數(shù)（表1）

（2）數(shù)據(jù)分析（表2）

（3）可靠性，耐久性

經(jīng)武漢2臺?1700磨機和四川1臺?1300磨機一、兩年的運行，整機性能良好，結(jié)構(gòu)和機械部分均未出現(xiàn)問題，磨輥軸承未進行中、小修，運轉(zhuǎn)率高于90%。根據(jù)現(xiàn)場磨損情況，預計磨熟料時輥套、襯板耐磨材料壽命＞20000h，高于輥壓機的磨輥使用壽命。

2.2 應用

預粉磨立磨是節(jié)能產(chǎn)品，要凸顯節(jié)能效果，在立磨與球磨機配合粉磨時，應加大立磨的噸產(chǎn)品吸功功率，而不是加大立磨的產(chǎn)量，吸功功率一般在4.5～12kWh/t,在資金允許的情況下，立磨物料出磨后應加分選裝置，分選粒度控制在1mm內(nèi)。球磨機長徑比應與工藝配合，設兩倉或一倉。

浙江安吉宏大粉磨有限公司? 3.2m×13m球磨水泥粉磨線，改造前裝機功率1600kW,進料粒度＜30mm,產(chǎn)量48t/h,細度0.08mm篩篩余～3%；改造后球磨機前增加1臺1700預粉磨立磨，裝機功率400kW，出料口接1臺篩子，外循環(huán)量30%，篩后粒度分布見表3。水泥成品產(chǎn)量74t/h,成品細度0.08mm篩篩余～3%。

改造前后指標見表4，投入費用見表5，基本指標對比見表6。節(jié)電與增產(chǎn)指標，與輥壓機相比達到國內(nèi)先進水平。

TQ172.632.5

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呂 光