輥壓機(jī)的技術(shù)升級(jí)改造（高壓小循環(huán)）

技術(shù)推薦|輥壓機(jī)的技術(shù)升級(jí)改造（高壓小循環(huán)）廣告部-韓偉斌水泥2020-10-26內(nèi)容大綱一、國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)狀二、國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)系統(tǒng)存在問題的分析三、輥壓機(jī)系統(tǒng)的改造措施四、輥壓機(jī)系統(tǒng)的改造效果五、應(yīng)用案例

1.金隅冀東某廠5#磨

2.江西南方某廠水泥粉磨系統(tǒng)的改造01國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)系統(tǒng)的現(xiàn)狀我國(guó)自上世紀(jì)八十年代引進(jìn)德國(guó)KHD公司輥壓機(jī)技術(shù)以來，國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)的規(guī)格，輥徑由Φ1200*500mm發(fā)展到Φ2200*2000mm，裝機(jī)功率由220kW×2發(fā)展到2240kW×2，配套磨機(jī)的產(chǎn)量由70t/h發(fā)展到350t/h。其采用的是低壓大循環(huán)的控制方式（其實(shí)際使用平均輥壓在80-100Mpa，尖峰壓力也在160-200Mpa，循環(huán)負(fù)荷在300-400%），其在提高產(chǎn)能、降低電耗取得很大成績(jī)，但其存在的問題，一旦到使用廠家水泥廠，就很難做大的改變。

1、輥壓機(jī)工作原理采用一對(duì)相向運(yùn)動(dòng)的輥?zhàn)樱ㄆ渲幸恢还潭ㄝ佉恢换顒?dòng)輥），液壓力通過活動(dòng)輥?zhàn)饔迷诶雰奢佒g的物料上，并將其壓實(shí)粉碎。2、工作壓力

壓力是決定輥壓效果的最基本參數(shù)。輥壓機(jī)總力F（kN）=n·S·Pr式中：n一液壓缸數(shù)S一液壓缸有效面積（m2）Pr一液壓系統(tǒng)壓力（MPa）平均輥壓Pcp（KN/m2）Pcp＝2F/D·Bsinα式中：D一磨輥直徑（m）B—磨輥有效寬度（m）α---壓力角或稱咬入角（°）投影壓力PT（KN/m2）PT=F/B·D實(shí)際上真正對(duì)輥壓效果起作用的是最大輥壓。以兩輥中心連線為0度，壓力角起始于8.3度，終止于—1.6度，而最大尖峰壓力位于1.5度，尖峰壓力略大于平均壓力的2倍。（經(jīng)計(jì)算國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)實(shí)際使用壓力平均輥壓在80-100Mpa，尖峰壓力也在160-200Mpa）3、輥速

輥壓機(jī)的輥速有兩種表示方法：一種是以輥?zhàn)訄A周線速度V表示；另一種是以輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速表示。輥?zhàn)拥膱A周線速度與產(chǎn)量、功率消耗和運(yùn)行的平穩(wěn)性有關(guān)。輥速高，產(chǎn)量也大，但過高的轉(zhuǎn)速使得輥?zhàn)优c物料之間的相對(duì)滑動(dòng)增大，咬合不良，使輥?zhàn)颖砻婺p加劇，對(duì)輥壓機(jī)的產(chǎn)量也產(chǎn)生不利影響。

目前一般輥速在1-1.75m/s之間，也有人提出，輥速不允許超過1.5m/s；輥?zhàn)泳€速度：一般在1.0-1.7m/s，目前大多在1.5-1.7m/s。4、料餅厚度輥壓機(jī)的通過量公式為Q=3600·B·s·υ·γ（t/h）式中：B---輥壓機(jī)寬度（m）s----料餅厚度（m）υ----輥壓機(jī)線速度（m/s）γ----料餅容重（t/m3）一般料餅厚度≈0.02D，如果輥壓降低料餅將變厚，這說明輥壓機(jī)能力（通過量）將隨輥壓降低而增加。5、控制方式

主要有2種：1、恒壓力，2、恒輥縫02國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)系統(tǒng)存在問題的分析

1、目前國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)大多采用低壓大循環(huán)的控制方式,壓力偏低,其平均輥壓在80-100兆帕，產(chǎn)生的細(xì)粉比例少,輥壓機(jī)出料口細(xì)度0.08mm篩余在80-90%，擠壓效果差,沒有達(dá)到輥壓機(jī)的理想效果；輥壓機(jī)運(yùn)行電流波動(dòng)大，運(yùn)行電流在額定電流的50-60%左右。且早期配置電機(jī)功率偏低，輥壓機(jī)效能發(fā)揮更差。2、輥縫的控制有兩種方式，一種為恒壓力控制，其輥縫波動(dòng)大；一種為恒輥縫控制，其壓力波動(dòng)大；其電機(jī)運(yùn)行電流都波動(dòng)較大，運(yùn)行電流偏低。3、目前輥壓機(jī)的進(jìn)料裝置很多經(jīng)過改造，目前改進(jìn)的進(jìn)料裝置可以控制開度，未能達(dá)到有效控制流量，僅從這樣一個(gè)方面改進(jìn)，達(dá)不到理想的使用效果。4、輥壓機(jī)進(jìn)料倉位的控制不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖料現(xiàn)象，邊部漏料嚴(yán)重，中控操作不易控制；入磨的物料不能顯示流量，靠循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，以細(xì)度、比表指標(biāo)控制，穩(wěn)定性不高。03輥壓機(jī)系統(tǒng)的改造措施

1、采用高壓小循環(huán)的控制方式，使物料所受壓力平均在240-300兆帕，能夠形成的大量料餅，優(yōu)良的輥壓機(jī)，輥壓機(jī)出料口細(xì)粉0.08mm篩余在70%左右，比表大大提高,這樣就達(dá)到輥壓機(jī)的理想效果；改造輥壓機(jī)輥縫調(diào)整裝置（專利號(hào)ZL201920969824.8），使輥?zhàn)舆\(yùn)行更加平穩(wěn)，運(yùn)行在一定范圍內(nèi)作小幅度的擺動(dòng)(一般在±5mm)。

2、改造輥壓機(jī)進(jìn)料裝置，采用新型多方位進(jìn)料裝置控制進(jìn)料（專利技術(shù)），達(dá)到合適的物料流量；同時(shí)輥?zhàn)舆\(yùn)行更加平穩(wěn)，使輥壓機(jī)達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)，兩臺(tái)主電動(dòng)機(jī)電流達(dá)到額定電流80-90%，這標(biāo)志輥壓機(jī)對(duì)物料輸入了粉碎所需的能量。

3、改進(jìn)PLC的控制，在原有數(shù)據(jù)控制不變的情況下，把壓強(qiáng)、輥縫控制單獨(dú)增加一個(gè)PLC控制，采用西門子S7-200,結(jié)合西門子驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品及人機(jī)界面產(chǎn)品；CPU標(biāo)配的以太網(wǎng)接口；利用一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，省去了專用編程電纜，經(jīng)濟(jì)快捷。

4、采用輥壓機(jī)倉位自動(dòng)控制系統(tǒng)，達(dá)到倉位的穩(wěn)定，配料的穩(wěn)定；同時(shí)入磨的物料的穩(wěn)定性大大提高。采用物料自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，對(duì)物料的水分、溫度等進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)行自動(dòng)控制，特別是熟料溫度高、粉料多的情況下進(jìn)行控制。04輥壓機(jī)系統(tǒng)的改造效果1、通過以上改造，使輥壓機(jī)做功充分發(fā)揮，輥壓機(jī)出料口細(xì)粉大大增加，比原來0.08mm篩余降低10%左右；入磨比表在原來的基礎(chǔ)上提高40-60㎡/kg。2、通過以上改造，充分發(fā)揮粉磨系統(tǒng)產(chǎn)能，可以在原質(zhì)量指標(biāo)不變的基礎(chǔ)上提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量10-20%，綜合電耗降低。3、由于輥壓機(jī)電機(jī)功率配置偏低，更換輥壓機(jī)電機(jī)到合理的功率，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量可以提高30-50%。4、通過以上改造，可以達(dá)到輥壓機(jī)物料高壓粉磨，充分發(fā)揮熟料強(qiáng)度，水泥3天強(qiáng)度提高2兆帕，改善物料的易磨性，提高熟料強(qiáng)度的有效發(fā)揮，降低熟料配比用量，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高，提高經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能降耗。05應(yīng)用案例

1、金隅冀東某廠5#磨

配置Ф4.2×13m水泥磨開路，輥壓機(jī)規(guī)格型號(hào)JGY2160×140廠家盾石機(jī)械電機(jī)功率1120*2千瓦，運(yùn)行電流（波動(dòng)范圍）60-90A額定電流127A，工作壓力范圍6.0-9.0Mpa，輥縫（波動(dòng)范圍）20-40mm進(jìn)料裝置形式手動(dòng)，出輥壓機(jī)細(xì)粉含量，輥壓機(jī)出料口0.6mm篩余46%，0.08mm篩余80%，入磨細(xì)度0.08mm篩余21%（比表200m2/kg），臺(tái)時(shí)產(chǎn)量180-190噸/小時(shí)。改造項(xiàng)目（1）輥壓機(jī)進(jìn)料裝置，（2）輥縫調(diào)整裝置，（3）PLC控制系統(tǒng)，（4）輥壓機(jī)倉位自動(dòng)控制系統(tǒng)。改造效果輥壓機(jī)運(yùn)行電流100-110A，工作壓力范圍10.0-11.0Mpa，出輥壓機(jī)細(xì)粉含量、入磨細(xì)度見下表，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量210-220噸/小時(shí)。（1）技改后出輥壓機(jī)物料顆粒分布情況（2）技改前后物料入磨數(shù)據(jù)

（3）結(jié)論

a、5號(hào)磨技改后臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高10%以上，臺(tái)時(shí)210-220噸/小時(shí)，臺(tái)時(shí)明顯高于其他磨機(jī)。

b、從出輥壓機(jī)出料口物料數(shù)據(jù)看，80微米以下成品率能穩(wěn)定保持較高水平。

c、調(diào)試過程中未出現(xiàn)輥壓機(jī)因震動(dòng)、電流波動(dòng)大等跳停問題，可滿足高壓高電流的穩(wěn)定運(yùn)行。（4）改造效益及投資

a、水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量在原來190噸/小時(shí)提高到220噸/小時(shí)；原水泥磨電耗26.9度/噸*190噸/小時(shí)＝5111千瓦，輥壓機(jī)運(yùn)行電流提高20A，增加20A*6000伏*1.732*0.85功率因數(shù)*2臺(tái)=416千瓦，磨機(jī)電流基本不變，循環(huán)提升機(jī)電流有所降低，磨尾提升機(jī)電流有所提高，相差不大；總消耗功率5111＋416=5527千瓦/220噸=25.1度/噸水泥，降低電耗1.8度/噸水泥。運(yùn)行6個(gè)月180天*20小時(shí)/天*220噸/小時(shí)*1.8度/噸=85.5萬度電*0.5元/度=71.28萬元

b、由于物料采用高壓擠壓，水泥強(qiáng)度提高2Mpa,可以降低熟料用量1%，半年可以節(jié)約熟料180天*12小時(shí)/天*220噸*2%=9504噸*200元/噸=100萬元

c、由于采用高壓小循環(huán)操作，輥壓機(jī)進(jìn)料倉位的穩(wěn)定性提高，物料離析大大降低，不存在邊部漏料現(xiàn)象；入磨的物料流量穩(wěn)定性提高，中控操作穩(wěn)定性提高，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大提高，質(zhì)量的可控制性大大提高。此項(xiàng)效益更為明顯。

d、輥壓機(jī)的技術(shù)升級(jí)改造投資約120萬元，不到半年就為企業(yè)收回投資，節(jié)能降耗。2、江西南方某廠水泥粉磨系統(tǒng)的改造

江西南方某廠一臺(tái)雙閉路水泥聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，一臺(tái)φ4.2×13m水泥磨+sepa3000選粉機(jī)的閉路粉磨系統(tǒng)，磨前配置一臺(tái)HFGY1600*1200輥壓機(jī)，電機(jī)功率900*2千瓦+V選預(yù)粉磨系統(tǒng)，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量160-180T/H（生產(chǎn)PO42.5），比表面積為320-330m2/kg，質(zhì)量不穩(wěn)定；且輥壓機(jī)循環(huán)提升機(jī)負(fù)荷過大，有時(shí)造成跳停，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。（1）存在的問題

a、輥壓機(jī)出料口經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，取樣920克，0.9mm以上626克，0.2mm以上781克，0.08mm以上864克，總樣0.08篩余864/920=93.4%,0.08mm以下僅6.6%；入磨細(xì)度0.08篩余在34-38%（比表160m2/kg），這樣輥壓機(jī)循環(huán)負(fù)荷很大，輥壓機(jī)循環(huán)提升機(jī)電流高在200-220A,處于滿負(fù)荷工作狀態(tài),有時(shí)造成跳停，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。

b、循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)幅度大在60-90%，輥壓機(jī)料倉倉位波動(dòng)大；輥壓機(jī)運(yùn)行輥縫波動(dòng)大，流量波動(dòng)很大。改進(jìn)的進(jìn)料裝置，可以控制開度，但效果不佳，未能達(dá)到有效控制流量。

C、磨機(jī)系統(tǒng)工況不穩(wěn)定，水泥比表低320-330m2/kg，靠調(diào)節(jié)選粉機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)不到要求，選粉機(jī)轉(zhuǎn)速在1000-1100轉(zhuǎn)/分種，磨尾提升機(jī)電流波動(dòng)大，磨內(nèi)循環(huán)負(fù)荷大。（2）改造項(xiàng)目（1）輥壓機(jī)進(jìn)料裝置（2）輥縫調(diào)整裝置（3）PLC控制系統(tǒng)（4）輥壓機(jī)倉位自動(dòng)控制系統(tǒng)（3）改造效果

a、水泥磨臺(tái)時(shí)產(chǎn)量在原來平均160-180噸/小時(shí)提高到180-200噸/小時(shí)；入磨比表200m2/kg，水泥比表由原來320-330m2/g左右提高到350m2/g左右。

b、輥壓機(jī)運(yùn)行更為穩(wěn)定，運(yùn)行電流提高到40-50A，輥壓機(jī)循環(huán)提升機(jī)電流由原來200-220A降低到170-180A，提升機(jī)工作正常，不會(huì)出現(xiàn)過負(fù)荷跳停。

c、中控操作穩(wěn)定性提高，磨尾提升機(jī)電流相對(duì)穩(wěn)定在70-80A，Sepa選粉機(jī)轉(zhuǎn)速在780-800rpm，輥壓機(jī)系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在75-77%，輥壓機(jī)倉位在10-15噸；操作穩(wěn)定性提高，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大提高，質(zhì)量的可控制性大大提高。

d、此次改造，輥壓機(jī)出料口取樣0.08mm以下15.6%，還有空間，優(yōu)秀的輥壓機(jī)出料口取樣可以達(dá)到0.08mm以下30-40%；由于此輥壓機(jī)為早期產(chǎn)品，輥壓機(jī)電機(jī)功率配置偏低2*900千瓦，如加大配置功率，效率更高。（4）改造周期設(shè)備制造40天左右，安裝周期5天左右（5）改造效益改造后，輥壓機(jī)效率提高，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高20噸/小時(shí)，噸水泥節(jié)電1.0度，按年產(chǎn)水泥100萬噸計(jì)