輥壓機(jī)粉磨水泥節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)與輥面的維護(hù)

（新疆天業(yè)天辰水泥有限責(zé)任公司， 新疆 石河子 832000）

0 引言

水泥粉磨,傳統(tǒng)工藝以管磨機(jī)為主機(jī)，其產(chǎn)品質(zhì)量在工程應(yīng)用中得到了充分認(rèn)可，唯一的缺點(diǎn)就是其粉磨效率低電耗高，這是其沖擊粉碎無效功太多所決定的。輥壓機(jī)屬于料層粉碎，由于物料是受到擠壓作用，擠壓的無效功比沖擊的無效功要少得多。擠壓粉碎所需的能耗大大低于傳統(tǒng)粉磨方法所需的能耗，這就是輥壓機(jī)被迅速推廣到水泥粉磨工程的原因。由于輥壓機(jī)用于水泥行業(yè)有很多創(chuàng)新，既可粉磨生料也可粉磨水泥（包括熟料、礦渣等），本文僅談?wù)勊喾勰ブ休亯簷C(jī)節(jié)能效果最佳的關(guān)鍵技術(shù)及輥面的維護(hù)要點(diǎn)。

1 輥壓機(jī)節(jié)能效果最佳的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 工藝

將輥壓機(jī)用于粉磨水泥，在工藝上有很多創(chuàng)新，有很多組合，諸如開路輥壓機(jī)與開路管磨機(jī)串聯(lián)、開路輥壓機(jī)與閉路管磨機(jī)串聯(lián)、閉路輥壓機(jī)與開路管磨機(jī)組合、閉路輥壓機(jī)與閉路管磨機(jī)組合、輥壓機(jī)終粉磨水泥等等。這么多組合，究竟哪一種最節(jié)能？按理，我們可以從實(shí)踐廣泛的輥壓機(jī)終粉磨生料工藝可以判斷，輥壓機(jī)終粉磨水泥工藝最節(jié)能。有資料稱，結(jié)構(gòu)方面的難關(guān)已被逐步突破并相繼獲得解決，國內(nèi)外開發(fā)的輥壓機(jī)產(chǎn)品都已取得長足進(jìn)步，終粉磨系統(tǒng)所生產(chǎn)的水泥質(zhì)量問題也已經(jīng)基本解決。但事實(shí)上，我國有很多輥壓機(jī)與管磨機(jī)組合的半終粉磨系統(tǒng)，只要把管磨機(jī)關(guān)掉，就可實(shí)現(xiàn)輥壓機(jī)終粉磨工藝，就可以最低的電耗實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)，為什么不這樣做？筆者認(rèn)為技術(shù)上還存在不足，無法滿足工程應(yīng)用的產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)。而新型雙閉路三選粉半終粉磨系統(tǒng)具有很好的節(jié)能效果，該系統(tǒng)起源于新疆，并向全國推廣。該工藝可將輥壓機(jī)擠壓階段產(chǎn)生的成品大部分分選出來，亦可根據(jù)水泥性能調(diào)節(jié)分選比例，有效避免了磨內(nèi)過粉磨現(xiàn)象，粉磨電耗24kWh/t。

1.2 配置

輥壓機(jī)與管磨機(jī)的配合，目的就是通過管磨機(jī)粉碎物料功能外置，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。管磨機(jī)粉碎物料功能外置的過程中，我們有一個(gè)摸索的階段和過程，究竟外置多少最節(jié)能？由于外置的是管磨機(jī)粉碎物料功能，是由輥壓機(jī)等類似完成同樣功能的設(shè)備完成的，對(duì)于輥壓機(jī)+管磨機(jī)配合的系統(tǒng)，究竟外置多少最節(jié)能就與配置的輥壓機(jī)有關(guān)系。

新疆克州QS6000t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線的水泥粉磨采用兩套180-160大型輥壓機(jī)+Φ4.6m×14.5m管磨機(jī)組成的大型開路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，其輥壓機(jī)功率6400kW ，管磨機(jī)功率5000kW，這就是所謂的大型輥壓機(jī)配小磨。這種配置理念常常被用于改造，比如把原來的兩臺(tái)小輥壓機(jī)用來與一臺(tái)管磨機(jī)匹配，只要兩臺(tái)輥壓機(jī)功率與管磨機(jī)功率比≥1.0，就算得上大型輥壓機(jī)配小磨，就會(huì)收到很好的節(jié)能效果。

據(jù)報(bào)道，新疆克州 QS6000t/d預(yù)分解窯生產(chǎn)線的水泥粉磨系統(tǒng)生產(chǎn) P·O42.5級(jí)水泥，成品比表面積 358m2/kg時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)量達(dá) 356t/h，系統(tǒng)粉磨電耗為28.43kWh/t。生產(chǎn)P·C32.5R級(jí)水泥，成品比表面積364m2/kg時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)量達(dá)383t/h，系統(tǒng)粉磨電耗為25.75kWh/t。

1.3 優(yōu)化

從引進(jìn)到消化吸收和創(chuàng)新，總是要經(jīng)過一段時(shí)間的歷練。最初，我們對(duì)輥面的維護(hù)和修復(fù)很傷腦筋，實(shí)際上是在為穩(wěn)定持久運(yùn)行傷腦筋，在以鄭州機(jī)械研究所為代表的堆焊技術(shù)國產(chǎn)化后，我們追求的是輥壓機(jī)更加穩(wěn)定和高效地運(yùn)行。這是品質(zhì)提升階段的要求。

為了確保輥壓機(jī)安全穩(wěn)定工作，我們往往從料壓、物料粒度和施加的壓力去要求，即：（1） 喂入的物料應(yīng)具有一定的料壓，借以保證物料穩(wěn)定連續(xù)地喂入輥間，形成較密實(shí)的料層；（2）喂入的物料粒度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，借以形成較密實(shí)的料層，但在高壓料層粉碎前可以發(fā)生單顆粒破碎的部分除外；（3） 粉磨時(shí)應(yīng)具有足夠大的擠壓粉碎力，不過，該粉碎力數(shù)值對(duì)于不同的物料和擠壓效果有不同的要求，應(yīng)通過試驗(yàn)確定最佳值。這是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。

為了更加穩(wěn)定和高效地運(yùn)行輥壓機(jī)，目前更加需要解決以下問題：一是輥壓機(jī)通過輥徑寬比的合理匹配，提高其壓力區(qū)的效率；二是開發(fā)新型擋板，嚴(yán)格控制側(cè)擋板漏料，強(qiáng)化邊界的研磨效率；三是優(yōu)化進(jìn)料控制裝置提高輥壓機(jī)進(jìn)料控制穩(wěn)定性；四是開發(fā)新型輥面，提高剪切整形功能，提高顆粒整形功能。前三點(diǎn)的目的是確保輥壓機(jī)實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的擠壓做功，第四點(diǎn)是進(jìn)一步提高運(yùn)轉(zhuǎn)率，推動(dòng)輥壓機(jī)終粉磨水泥工藝的發(fā)展。開發(fā)新型輥面，目前國內(nèi)已經(jīng)有裝備供應(yīng)商推出了柱釘輥，一些新建工程的業(yè)主明確表示要選用柱釘輥，一些企業(yè)在改造中也在考慮選用。筆者認(rèn)為，好東西要有好價(jià)錢相匹配。擔(dān)心的還是以低價(jià)中標(biāo)方式扼殺了裝備供應(yīng)商的熱情，扼殺了企業(yè)自己的效益。

目前，一種輥壓機(jī)杠桿式雙進(jìn)料裝置被廣泛用于輥壓機(jī)粉磨系統(tǒng)的改造。該進(jìn)料裝置實(shí)現(xiàn)了輥壓機(jī)進(jìn)料控制的穩(wěn)定性，應(yīng)用后，入輥壓機(jī)物料形成穩(wěn)定的受限料床，擠壓做功效果良好，一般可提高系統(tǒng)產(chǎn)量8%-10%，節(jié)電3%-5%。

2 輥壓機(jī)輥面的維護(hù)要點(diǎn)

輥壓機(jī)的使用，管理者提出了嚴(yán)格的維護(hù)要求，要做到內(nèi)在無隱患外在無危險(xiǎn)，既要避免帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，又要確保輥壓機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和高運(yùn)轉(zhuǎn)率。對(duì)輥壓機(jī)的維護(hù)，涉及到除鐵、潤滑、結(jié)構(gòu)尺寸、輥面形貌和液壓系統(tǒng)，這幾個(gè)方面又依靠更多細(xì)節(jié)來保障。筆者認(rèn)為，輥壓機(jī)維護(hù)最關(guān)鍵的是以輥面為中心的維護(hù)——保護(hù)輥面。

用于粉磨水泥的輥壓機(jī)，使用者希望輥面有很好的耐磨性及抗剝落性。輥面的耐磨性及抗剝落性取決于堆焊材料的耐磨性能、物料的特性、輥面是否及時(shí)維護(hù)等諸多因素。

2.1 輥壓機(jī)最怕金屬異物

輥面形貌關(guān)系到輥壓機(jī)對(duì)擠壓物的擠壓效果，也就關(guān)系到系統(tǒng)的安全運(yùn)行和粉磨效率。在輥壓機(jī)入料中不可避免的存在各種各樣的金屬雜質(zhì)，這對(duì)輥面造成的極大的威脅，過大的金屬雜質(zhì)將直接損壞輥面，同時(shí)也會(huì)引起輥壓機(jī)跳停，而小顆粒的雜質(zhì)富積后，會(huì)額外增加輥面的磨損，故在使用中要盡最大的可能減少金屬雜質(zhì)的存在。為了防止輥面遭受金屬異物傷害，有的企業(yè)全民皆兵，從燒成車間的巡檢就提出要求，比如要求巡檢在巡檢熟料環(huán)節(jié)時(shí)，發(fā)現(xiàn)金屬異物必須檢出，不能檢出必須報(bào)告中控室，報(bào)告配料站，并對(duì)發(fā)現(xiàn)者給與獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)于恒重倉因離析現(xiàn)象積累的金屬，企業(yè)也要重視，要定期清除，不要過于依賴除鐵器。

2.2 每隔3周或4周對(duì)輥面進(jìn)行全面檢查

水泥企業(yè)一般每隔3周或4周對(duì)輥面進(jìn)行全面檢查，記錄磨損量，檢查是否有剝落現(xiàn)象。上文說到全民皆兵檢異物除鐵塊，就是害怕輥面剝落。在兩個(gè)輥?zhàn)娱g強(qiáng)大的壓力作用下，金屬雜物就有可能直接破壞輥面，使輥面產(chǎn)生凹坑或?qū)⒂操|(zhì)耐磨層崩落。

2.3 過飽和喂料可延緩輥面的磨損

確保料倉始終具有穩(wěn)定持續(xù)的料柱確保下料均勻，可保證輥壓機(jī)的過飽和喂料要求。這一要求可從兩個(gè)方面理解其對(duì)輥面的保護(hù)作用：（1）會(huì)使物料對(duì)輥壓機(jī)的沖擊較小，從而減少機(jī)身的振動(dòng)，進(jìn)而保持輥壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，延緩輥面的磨損；（2）物料可均勻分布在整個(gè)輥寬上，可減少物料對(duì)輥面的磨損速度。

2.4 正確選擇輥面堆焊工藝

輥壓機(jī)輥面優(yōu)良的耐磨性和抗剝落性能取決于輥面堆焊材料，也就是取決于輥面堆焊材料的硬度和韌性。鄭州機(jī)械研究所研制的 ZD系列多規(guī)格耐磨藥芯焊絲，離線堆焊時(shí)采用埋弧自動(dòng)焊工藝（加熱堆焊），在線堆焊時(shí)采用 CO2氣體保護(hù)焊（冷焊）工藝。采用這兩種堆焊工藝非常適合輥壓機(jī)的現(xiàn)實(shí)工況，能夠可靠地確保堆焊層與母材、各堆焊層之間的具有良好結(jié)合性，同時(shí)確保輥面具有優(yōu)良的耐磨性能。

2.5 盡量減少輥面堆焊次數(shù)及堆焊量

每次局部堆焊，都會(huì)在輥面局部產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力，且無法對(duì)其進(jìn)行消除。如果堆焊次數(shù)多了，焊接殘余應(yīng)力就會(huì)積累，到一定時(shí)候，這種應(yīng)力會(huì)傷及輥體。為了減少輥體產(chǎn)生剝落的風(fēng)險(xiǎn)，就必須減少對(duì)輥面的焊補(bǔ)次數(shù)和焊補(bǔ)量。而要做到這一點(diǎn)，前述幾點(diǎn)就起著關(guān)鍵性作用。

3 結(jié)束語

從輥壓機(jī)粉磨原理講，其具有明顯的節(jié)能效果。如果要將其用在水泥粉磨系統(tǒng)的節(jié)能效果發(fā)揮到極致，筆者認(rèn)為不僅要注意工藝和配置的先進(jìn)性，還要對(duì)輥壓機(jī)本身進(jìn)行優(yōu)化，包括輥壓機(jī)輥徑寬比的合理匹配、新型擋板、進(jìn)料控制裝置和新型輥面。對(duì)于傳統(tǒng)輥面，是輥壓機(jī)維護(hù)的關(guān)鍵，應(yīng)該做好以下幾點(diǎn)：拒絕金屬異物的傷害；每隔3周或4周對(duì)輥面進(jìn)行全面檢查；過飽和喂料延緩輥面的磨損；正確選擇輥面堆焊工藝；盡量減少輥面堆焊次數(shù)及堆焊量。