立磨在新型干法水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

立磨

在新型干法水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

2023年2月6日概述

立磨亦即輥式立磨，是一種比球磨機(jī)節(jié)能的粉磨設(shè)備。具有粉磨效率高、電耗低、入磨物料粒度大、產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)、設(shè)備工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、噪聲低、揚(yáng)塵小、使用維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低、耐磨材料少等諸多優(yōu)點(diǎn)。又因其對(duì)粉磨物料具有廣泛的適應(yīng)性，立式磨已被廣泛應(yīng)用于建材、冶金、輕工、化工、火力發(fā)電等行業(yè)。如水泥廠的生料粉磨，煉鐵廠、水泥廠和火力發(fā)電廠的煤粉制備，火力發(fā)電廠的石灰石粉制備，非礦行業(yè)的葉臘石粉制備、石膏粉制備、滑石粉制備和高嶺土粉制備，化工行業(yè)的有機(jī)硅粉制備等等。

粉磨機(jī)理

立磨作為一種新型節(jié)能粉磨設(shè)備，其工作原理是：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，需粉磨的物料由鎖風(fēng)喂料設(shè)備送入旋轉(zhuǎn)的磨盤中心，在離心力作用下，物料向磨盤周邊移動(dòng)，進(jìn)入粉磨輥道。在磨輥壓力的作用下，物料受到擠壓、研磨和剪切作用而被粉碎。同時(shí)，熱風(fēng)從圍繞磨盤的風(fēng)環(huán)高速均勻向上噴出，粉磨后的物料被風(fēng)環(huán)處的高速氣流吹起，一方面把粒度較粗的物料吹回磨盤重新粉磨，另一方面對(duì)懸浮物料進(jìn)行烘干，細(xì)粉則由熱風(fēng)帶入分離器進(jìn)行分級(jí)，合格的細(xì)粉隨同氣流出磨，由收塵設(shè)備收集下來(lái)即為產(chǎn)品，不合格的粗粉在分離器葉片作用下重新落至磨盤，與新喂入的物料一起重新粉磨，如此循環(huán)，完成粉磨作業(yè)全過(guò)程。

立磨運(yùn)行具有以下主要特點(diǎn)：

磨輥?zhàn)饔迷谖锪仙系难心毫σ子谡{(diào)節(jié)，確保物料及設(shè)備受力均勻。合格的細(xì)粉可及時(shí)地分選出來(lái)，無(wú)過(guò)粉磨現(xiàn)象。立式磨本體實(shí)現(xiàn)低噪音運(yùn)行。集破碎、粉磨、烘干、分級(jí)、輸送五種工序與一體。

由于立式磨結(jié)構(gòu)及粉磨方式合理，使立式磨的粉磨效率比球磨機(jī)高。

結(jié)構(gòu)特征立磨的主要組成部分傳動(dòng)裝置碾磨裝置加壓裝置限位裝置分離裝置磨輥裝置殼體和機(jī)架傳動(dòng)裝置

立式磨的傳動(dòng)裝置由主電機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)三部分組成，安裝在磨機(jī)下部，既要帶動(dòng)磨盤傳動(dòng)，還要承受磨盤、物料、磨輥的重量以及加壓裝置施加的碾磨壓力，是立式磨中最重要的部件之一。潤(rùn)滑系統(tǒng)采用獨(dú)立的油站，并有油壓、油溫的自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，使全套裝置工作安全可靠。該型式的減速機(jī)具有體積小、重量輕、減速比大、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

碾磨裝置

磨盤和磨輥是重要的研磨部件，它的形狀設(shè)計(jì)必須使被粉磨的物料在磨盤上形成厚度均勻穩(wěn)定的料床，因此合理的磨盤形狀配以相適應(yīng)的磨輥，對(duì)于穩(wěn)定料層、提高粉磨效率、減少研磨消耗有著極為重要的作用。通過(guò)大量的調(diào)研和類比，我們采用盤形的磨盤形狀和錐形輥套，輥套為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。磨盤周邊有可以調(diào)節(jié)料層厚度的擋料圈。加壓裝置

采用液壓自動(dòng)或手動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)施加及控制其對(duì)物料的作用力，可以根據(jù)物料易磨性的變化而自動(dòng)地調(diào)整壓力，因而使磨機(jī)經(jīng)常保持在最經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)行，這樣，既可以減少無(wú)用功的消耗，又能使輥套、襯板的壽命得到延長(zhǎng)。同時(shí)，由于蓄能器的緩沖作用，使液壓缸施加壓力具有較大的彈性，又可自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)遇到大而堅(jiān)硬的雜物時(shí)，磨輥可以跳起，從而避免粉磨部件及傳動(dòng)裝置因承受過(guò)大荷載而損壞。

限位裝置

立式磨獨(dú)特的限位裝置可以使磨機(jī)輕載啟動(dòng)，磨輥和磨盤之間的間隙可調(diào)，這樣既能保持穩(wěn)定的料層厚度，提高粉磨效率，又能保證在斷料等不正常情況下磨輥和磨盤不直接接觸，避免磨機(jī)振動(dòng)，對(duì)減速機(jī)起到保護(hù)作用。

分離裝置

組合式分離器設(shè)計(jì)為機(jī)械傳動(dòng)、轉(zhuǎn)速可調(diào)的動(dòng)靜態(tài)分離器，該分離器通過(guò)錐形轉(zhuǎn)子高速回轉(zhuǎn)，葉片與粗顆粒撞擊，給物料以較大的圓周速度，產(chǎn)生較大的離心力，使其進(jìn)行分離，細(xì)顆?？赏ㄟ^(guò)分離器葉片之間間隙出磨，由收塵器進(jìn)行收集。該分離器分級(jí)效率高，調(diào)節(jié)余地大。

磨輥裝置

磨輥的裝置是采用一對(duì)調(diào)心滾子軸承，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)軸承作等壽命計(jì)算，軸承密封腔延伸到機(jī)殼外，不與含塵氣體接觸，所以只用簡(jiǎn)單的填料密封就能磨輥軸承不進(jìn)灰。磨輥設(shè)計(jì)為斜面安裝，楔形環(huán)壓緊，更換輥套十分方便。

殼體及機(jī)架

立式磨的殼體分為上殼體、下殼體和機(jī)架部分，每部分均采用螺栓連接，下殼體焊接在機(jī)架和連接梁上。

自動(dòng)控制

自動(dòng)控制系統(tǒng)保障立磨及其系統(tǒng)各設(shè)備正常工作，它對(duì)系統(tǒng)的工藝參數(shù)和設(shè)備參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。利用PLC對(duì)參數(shù)的測(cè)量值進(jìn)行整理和分析，對(duì)超出正常值的參數(shù)進(jìn)行報(bào)警和故障停機(jī)等處理，PLC還根據(jù)設(shè)備和工藝要求對(duì)各個(gè)電機(jī)進(jìn)行順序控制。

新線生料立磨具有如下獨(dú)特性能：

能自動(dòng)抬輥和落輥，可實(shí)現(xiàn)空載起動(dòng)。磨輥軸承采用稀油循環(huán)方式，保證軸承在較低溫度下工作，同時(shí)使?jié)櫥偷馁|(zhì)量和純潔度得到控制，有利于延長(zhǎng)軸承的使用壽命。限位結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使磨輥和磨盤之間保持一定距離，避免金屬間摩擦與碰撞，增加了安全性。借助翻輥裝置可將磨輥翻出磨外，便于檢修；液壓工作壓力低，磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少漏油故障，提高安全性，便于操作管理；加壓裝置的液壓裝置配置合理，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好；組合式分離器選粉效率高。磨機(jī)的主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)立磨減速機(jī)潤(rùn)滑油壓和油溫減速機(jī)軸瓦溫度

磨機(jī)振動(dòng)

磨輥軸承溫度

加壓油缸位置信號(hào)

立磨減速機(jī)潤(rùn)滑油壓和油溫

這是立磨主電機(jī)啟動(dòng)的先決條件之一，當(dāng)油壓低于下限值時(shí)，PLC將自動(dòng)將輔助油泵啟動(dòng)，如果油壓降到停機(jī)值，PLC就發(fā)出停機(jī)指令將主電機(jī)停下以免造成更大的設(shè)備故障，當(dāng)油溫大于報(bào)警值時(shí)，PLC將打開(kāi)冷卻水閥。

減速機(jī)軸瓦溫度

這是立磨減速機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。潤(rùn)滑不好或負(fù)載過(guò)大以及不正常的工作狀態(tài)都會(huì)造成軸瓦溫度的升高，如果軸瓦溫度大于70℃就要立即停機(jī)。

磨機(jī)振動(dòng)

當(dāng)磨機(jī)工作狀態(tài)異常時(shí)或喂進(jìn)了較大的金屬物時(shí)都會(huì)使磨機(jī)劇烈的振動(dòng)，這種振動(dòng)會(huì)對(duì)減速機(jī)及立磨本身造成危害，因此，當(dāng)振動(dòng)值大于一定值時(shí)就要立刻停機(jī)。

磨輥軸承溫度

該溫度測(cè)的是磨輥軸承的潤(rùn)滑油的溫度，設(shè)備的異常運(yùn)行，磨內(nèi)熱風(fēng)溫度過(guò)高或缺少潤(rùn)滑油都會(huì)使磨輥軸承溫度上升，PLC對(duì)該溫度是先報(bào)警，如溫度繼續(xù)上升就停機(jī)。

加壓油缸位置信號(hào)

這是數(shù)字信號(hào)，分上、下限，當(dāng)磨盤上料層變簿或空磨時(shí)，下限位開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，當(dāng)正常抬輥時(shí)或處理異常情況需要抬輥到達(dá)上限時(shí)限位開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)。PLC立刻停止抬輥，否則，會(huì)造成事故。

技術(shù)參數(shù)磨盤中徑3.6m磨機(jī)產(chǎn)量(設(shè)計(jì)）>170t/h入磨物料粒度<８０mm入磨物料水分<6%產(chǎn)品細(xì)度12%產(chǎn)品水分<0.5%主電機(jī)功率1800Kw入磨風(fēng)溫<190℃出磨風(fēng)溫90℃出磨風(fēng)量230000磨機(jī)差壓8000Pa設(shè)備重量289T一、立式生料磨系統(tǒng)工藝流程圖1.配料庫(kù)底皮帶機(jī)

2.除鐵器

3.金屬探測(cè)器

4.三通閥

5.皮帶機(jī)

6.鎖風(fēng)喂料機(jī)

7.立式磨

8.外循環(huán)提升機(jī)

9.旋風(fēng)收塵器

10.分格輪

11.空氣輸送斜槽

12.生料入庫(kù)提升機(jī)

13.立磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)

14.循環(huán)風(fēng)閥

15.熱風(fēng)閥

16.冷風(fēng)閥

17.旁路風(fēng)閥

18.窯尾高溫風(fēng)機(jī)

19.電收塵器

20.尾排風(fēng)機(jī)

配料庫(kù)底由電子皮帶秤配料落到皮帶機(jī)，經(jīng)除鐵器除鐵后，再經(jīng)金屬探測(cè)器檢測(cè)，若檢測(cè)到有較大的金屬，三通閥將該部分物料剔除，無(wú)大塊金屬的物料由皮帶機(jī)送入鎖風(fēng)喂料機(jī)再入立式磨進(jìn)行烘干粉磨。由窯尾高溫風(fēng)機(jī)排出的廢氣，在立磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)及尾排風(fēng)機(jī)的抽吸下，一部分與循環(huán)風(fēng)混合進(jìn)入立式磨，在與被立式磨粉磨的物料進(jìn)行熱交換后，帶起物料經(jīng)立式磨分離器進(jìn)行分選，細(xì)度不合格的物料重新落到磨盤上進(jìn)行粉磨，合格的物料隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)收塵器，90%以上的粉塵被收集下來(lái)，經(jīng)過(guò)分格輪卸入空氣輸送斜槽再由提升機(jī)送入生料均化庫(kù)。出旋風(fēng)收塵器的氣體一部分循環(huán)入磨，另一部分與窯尾高溫風(fēng)機(jī)出口旁路的一部分廢氣混合進(jìn)入電收塵器進(jìn)一步除塵，由尾排風(fēng)機(jī)排入大氣。

從立式磨風(fēng)環(huán)處落下的物料通過(guò)外循環(huán)提升機(jī)提升到皮帶機(jī)上，重新喂入磨內(nèi)進(jìn)行粉磨。出磨風(fēng)溫及循環(huán)風(fēng)量通過(guò)冷風(fēng)閥、熱風(fēng)閥、循環(huán)風(fēng)閥、旁路風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。

二、立式煤磨系統(tǒng)工藝流程圖

粉磨理論穩(wěn)定的料層物料平衡風(fēng)量與風(fēng)溫穩(wěn)定的料層

立式磨采用料床粉磨，因此穩(wěn)定的料層對(duì)立式磨的安全運(yùn)行至關(guān)重要。在正常情況下，磨內(nèi)的料層厚度大約40～60mm，此時(shí)磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，磨音柔和，外循環(huán)料量基本保持不變，若無(wú)外循環(huán)，則排渣口只排出鐵塊、矸石等小雜物。料層太薄，磨機(jī)震動(dòng)大；料層太厚，磨機(jī)負(fù)荷大而粉磨效率降低，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)造成劇烈震動(dòng)。

物料平衡

從物料平衡的角度分析問(wèn)題能夠有效地指導(dǎo)立式磨的操作。在立式磨的運(yùn)行過(guò)程中，喂料量、粉磨能力、氣流輸送量（成品量）、排渣量或外循環(huán)量應(yīng)處于平衡狀態(tài)。在喂料量一定的情況下，如果粉磨能力不足則會(huì)造成大量的吐渣，并且吐渣越來(lái)越多，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加高壓油站的工作壓力，以增強(qiáng)粉磨能力或適當(dāng)減少喂料量；反之，粉磨能力過(guò)強(qiáng)，則料層逐漸減薄最終引起磨機(jī)震動(dòng)，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少高壓油站的工作壓力或增加喂料量。另一種情況是，如果粉磨能力合適而氣流輸送能力不足，同樣會(huì)造成大量吐渣，但其中的細(xì)粉含量較大，此時(shí)應(yīng)加大風(fēng)量、增強(qiáng)輸送能力。因此，在立式磨的操作過(guò)程中，運(yùn)用物料平衡原理預(yù)先發(fā)現(xiàn)立式磨運(yùn)行中的問(wèn)題，從而采取相應(yīng)的措施，防止不必要的停機(jī)。風(fēng)量與風(fēng)溫

立式磨采用負(fù)壓操作，其物料輸送、分級(jí)、烘干均需大量的熱風(fēng)。風(fēng)量首先應(yīng)能滿足輸送物料的要求，風(fēng)量過(guò)小會(huì)造成大量合格細(xì)粉不能被及時(shí)輸送出去；風(fēng)量過(guò)大不僅造成浪費(fèi)，還會(huì)造成產(chǎn)品跑粗。風(fēng)溫高低應(yīng)根據(jù)入磨物料水分大小來(lái)決定。水分大應(yīng)提高風(fēng)溫，水分小則降低風(fēng)溫，但入磨風(fēng)溫應(yīng)≤350℃。另外，為防止水泥生料磨袋收塵器結(jié)露，應(yīng)控制出磨風(fēng)溫在80～100℃范圍內(nèi)。

影響立磨性能的幾個(gè)因數(shù)研磨壓力喂料量氣流量選粉機(jī)轉(zhuǎn)速磨輥和磨盤的磨損進(jìn)口溫度擋料圈高度等因素有關(guān)。研磨壓力

研磨壓力的大小可影響到立磨的產(chǎn)量和運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定，因此，液壓系統(tǒng)正常與否也是非常關(guān)鍵的。液壓系統(tǒng)有液壓泵站和４個(gè)液壓缸，每個(gè)液壓缸都裝有蓄壓器，蓄壓器內(nèi)充有氮?dú)?，其作用是利用氣體大于液體的壓縮比吸收磨機(jī)工作中產(chǎn)生的震動(dòng)沖擊，使磨機(jī)及液壓系統(tǒng)處于平穩(wěn)。４個(gè)蓄壓器的壓力基本相等，否則會(huì)影響磨機(jī)的正常運(yùn)行。４個(gè)磨輥通過(guò)輥軸和拉伸桿與各自的液壓缸相連，當(dāng)泵站工作時(shí)，可產(chǎn)生研磨壓力還可抬高磨輥。研磨壓力與產(chǎn)量有直接關(guān)系，壓力大，研磨作用增強(qiáng)，產(chǎn)量高；反之則產(chǎn)量低。但研磨壓力不宜過(guò)大，否則會(huì)增加主電動(dòng)機(jī)負(fù)荷，增加無(wú)用功，同時(shí)還可使振動(dòng)加劇。研磨壓力與蓄壓器壓力的大也有關(guān)，一般蓄壓器保持在研磨壓力的1/2較好。喂料料層厚度及振動(dòng)的控制影響喂料量的因素很多，主要有喂料粒度、水分、氣體流量、溫度、物料易磨性、研磨壓力等。喂料量可用差壓來(lái)控制，差壓是氣體在磨內(nèi)的壓損，差壓過(guò)大表明磨內(nèi)循環(huán)大，磨機(jī)將不穩(wěn)定；反之,喂料量小，可增加喂料量。振動(dòng)是磨機(jī)運(yùn)行是否正常的最直觀反映，測(cè)量裝置安裝在磨機(jī)底座，振動(dòng)過(guò)大則會(huì)自動(dòng)跳停，正常值為1～3mm/s，報(bào)警值為4mm/s，超過(guò)6mm/s則自動(dòng)抬高磨輥，超過(guò)8mm/s則磨機(jī)立即跳停，以免磨機(jī)受損。引起振動(dòng)加劇的原因有喂料過(guò)多或過(guò)少、研磨壓力過(guò)大、料層過(guò)薄、差壓過(guò)大和金屬異物等。

料層厚度主要由喂料量、研磨壓力、入口溫度決定。料層過(guò)厚，磨機(jī)功率將增高，不利于粉磨；料層太薄，振動(dòng)加劇。穩(wěn)定料層厚度減少磨機(jī)振動(dòng)通過(guò)控制噴水量。擋料圈高度

擋料圈的高度決定磨盤料層的厚度，擋料圈越高，料層越厚，若料層過(guò)厚，會(huì)增加磨機(jī)功率，但并不能提高粉磨效率，反而會(huì)降低生產(chǎn)能力，擋料圈過(guò)低，從噴口處漏出的物料必然過(guò)多，外循環(huán)增加，磨機(jī)振動(dòng)也增加。在喂料量和研磨壓力一定時(shí)，料層厚度主要靠擋料圈高度來(lái)調(diào)整。因此，當(dāng)料圈的高度要在試生產(chǎn)期間進(jìn)行摸索。出磨氣體溫度和噴水量

出磨氣溫是可以變化的，主要看出磨產(chǎn)品的水分能否保證≤0.5％。立磨的出磨溫度控制在85～95℃。出磨溫度主要由入口溫度和噴水量來(lái)調(diào)節(jié)控制。噴水量的作用是穩(wěn)定磨盤料層和控制磨振。噴水量過(guò)多會(huì)形成料餅料層變厚使磨內(nèi)通風(fēng)變化，導(dǎo)致磨內(nèi)工況惡化；噴水量過(guò)少，料層不穩(wěn)，振動(dòng)將加劇。噴水量可根據(jù)產(chǎn)量需要調(diào)節(jié)，當(dāng)喂料量和風(fēng)溫風(fēng)量一定時(shí)，噴水量可穩(wěn)定在最低量。出磨溫度高是由入口溫度高或是噴水量少；反之，是由入口溫度低或是噴水量多。正?？刂疲喝肟跍囟?80～220℃出磨溫度85～95℃

噴水量控制3--5m3/h投料量185～200t/h循環(huán)風(fēng)機(jī)的控制立磨產(chǎn)量與風(fēng)量（風(fēng)門控制）有關(guān)，風(fēng)量小，回料大磨內(nèi)刮料層料多易損密封同時(shí)影響系統(tǒng)通風(fēng)，料層厚，磨機(jī)振動(dòng)大，容易出現(xiàn)過(guò)粉磨現(xiàn)象；