辊压机使用与操作

辊压机使用与操作辊压机使用与操作 一 辊压机的基本结构 对此大家可能都比较清楚 在此简要叙述一下 它主要由轴线平行一对辊子组 成 辊子通过辊轴两端的轴承座安设在框架内 一个辊子相对框架是固定的 称为定辊 另一辊子的轴承座可以在框架内沿滑道作水平往复运动 称为动辊 工作时两辊向中间作相向转动 液压系统施加的压力通过动辊轴承座将定辊推 向定辊 机械限位保持两辊间存在一定间隙 此时压力通过机械限位传递给框 架 当有物料喂入两辊之间时 物料被咬入 两辊被撑开 此时液压系统施加 的压力通过动辊传给物料 再经定辊 定辊轴承座 定位销 传给框架 在此 过程中 两辊间通过物料产生作用力及反作用力 使物料得到粉碎 由于两辊 的转动 物料被不断的咬入 并被强制卸出 从而实现连续的粉碎作业 二 辊压机的工作原理 与辊压机结构比较相近的一种设备是辊式破碎机 但他们的工作原理是绝然不 同的 辊式破碎机是但颗粒破碎 而辊压机是根据料床粉碎的原理设计的 即 在较高的压力作用下 物料颗粒之间相互挤压而产生破碎 要实现这种作用 必须保证辊压机的过饱和喂料 即要求在两辊上方存续有一定的料柱高度 保 持一定的料压 这也是辊压机系统必须设置称重仓的原因之一 三 介绍一下与辊压机使用有关的两个主要参数 1 辊压 压力是决定辊压效果的最基本参数 液压系统压力是一个设备操作参数 并不 是工艺参数 它并不能直接反映辊压机磨辊对物料的挤压应力 必须通过辊压 机的液压缸数量和活塞有效面积 才能换算成两磨辊间的总压力 进而求出表 征辊压各种量值 下列为表征辊压机辊压的几个量值的计算式 辊压机总力 f kn f n s pr 1 式中 n 液压缸数 s 液压缸有效面积 m2 pr 液压系统压力 mpa 平均辊压 pcp kn m2 pcp 2f d b sin 式中 d 磨辊直径 m b 磨辊有效宽度 m 压力角或称咬入角 投影压力 pt kn m2 pt f b d 实际上真正对辊压效果起作用的是最大辊压 以两辊中心连线为 0 度 压力角 起始于 8 3 度 终止于 1 6 度 而最大尖峰压力位于 1 5 度 尖峰压力略大 于平均压力的 2 倍 粉碎效应是压力的函数 试验表明平均压力在 80 120mpa 之间细颗粒增加速度 最快 粉碎效率较高 辊压超过 150mpa 不再增加 辊压增加 单位能力电耗也 增加 辊面磨损亦加重 为此辊压机设计时要寻找一个合适的辊压值 对于特 定的辊压机 由于其辊径和有效辊宽已确定 因辊压与液压系统压力呈线性关 系 因此液压系统压力就可以作为辊压机的工艺参数加以调整 针对不同的工艺系统 辊压机采用的辊压值亦不相同 早期用于预粉磨的辊压 机辊子的投影压力波动于 8500 10000kn m2 相当于平均压力为 120 150mpa 当 前联合粉磨的辊压机投影压力已降至 5000 6000kn m2 相当于平均压力为 70 80mpa 液压系统压力的选择的依据是喂入辊压机物料的物理性能 辊压机系统 工艺以及后序设备的配套情况 压力沿辊宽呈不均匀的曲线分布 窄辊压力分布呈三角型 尖峰值 2 倍于平均 压力 宽辊的压力分布呈抛物线型 尖峰值 1 5 倍于平均压力 压力沿辊宽的 分布状况说明物料通过辊压机时有些部分是压力不足 有些部分又超压浪费 小于 0 5 pcp大于 1 5 pcp 窄辊 35 30 宽辊 20 0 由此可见宽辊有更好的压力分布曲线 意味着粗颗粒循环量少和总的能耗低 端部压力降低的原因是喂料溜子和夹板 也就是两辊端面的侧板 摩擦减慢了 端部的喂料速率 这就形成了所谓的边缘效应 为此加强端部喂料 保持夹板 的良好封闭状态即可改善压力分布 2 料饼厚度 辊压机的通过量公式为 q 3600 b s t h 式中 b 辊压机宽度 m s 料饼厚度 m 辊压机线速度 m s 料饼容重 t m3 由于辊压机辊宽 线速度一定 调整料饼厚度也就是调整辊压机的通过量 也就 是辊压机的生产能力 料饼厚度与辊压前后物料的容重 咬入角和辊径有关 压缩前物料的容重决定 与物料的粒度组成 压缩后的物料容重于辊压有关 最大可至物料真比重的 80 咬入角 决定与物料物理性质以及辊面的状况 一般为 8 9 度 如果辊压 前后容重及咬入角不变则料饼厚度仅与辊径有关 一般料饼厚度 0 02d 如果 辊压降低料饼将变厚 这说明辊压机能力 通过量 将随辊压降低而增加 在实际生产中 料饼厚度 即通过量 的波动主要是由于物料物理性能 主要 是颗粒组成 变化引发的咬入角的变化 在生产实践我们会体会到 物料粒度 偏大 料饼就较厚 细粒级含量增多时 辊缝就将减小 所以要保证辊压机通 过量的稳定 首先要保证入料性能的稳定 在保持使用压力不变情况下 需要调整辊压机通过量 料饼厚度 只能使用 辊压机进料装置的调节插板才能有效 其他方式的调节都将破坏辊压机料床粉 碎的工作原理 一般料饼厚度调节准则是 在工艺设备能够满足要求的前提下 应适当加大料饼厚度 尤其是当所喂料的粒度较大时 可以降低设备的负荷波 动 有利于设备安全运转 因为这样可以适度加大辊压机能够耐受的非破碎物 的尺寸 由于粉碎效果决定于粒间压力而与料饼厚度无关 所以不要错误地认为增大料 饼厚度 会导致辊压机出料中粗颗粒含量的增加 四 辊压机操作参数的调整及操作方式 当一台辊压机应用于具体的工艺生产线中时 其规格参数 包括辊面形状 辊 宽 线速度 装机功率以及液压系统最大操作压力均已确定 喂入辊压机新鲜 物料的物理特性基本定型 当然对于不同生产品种 亦存在较明显变化 因 此辊压机可以调整的参数 实际上只有液压系统压力和辊压机出料的料饼厚度 即通过量 辊压机的功率计算公式为 n 2 pt d b kw 式中 为作用角 一般为 1 3 咬入角 由于在辊宽 辊径一定情况下 投影压力决定于液压系统压力 辊压及咬入角 又与料饼厚度直接相关 所以从上式可以看出辊压机的液压系统压力和料饼厚 度决定了辊压机主电机的输出功率 在保持主电机输出功率相对不变时 不同 的压力与料饼厚度的搭配 即不同的操作方式 将对挤压后的物料产生不同的 效果 当高压力 薄料饼操作时 将使输出料的颗粒分布放宽 既有较高成品 含量 低压力 厚料饼操作时 输出物料的颗粒均匀性好 但成品含量会有所 降低 辊压机的操作方式应根据工艺流程 物料情况 设备配置方式进行选择 由压 力和物料循环量的不同 形成低压大循环和高压小循环为特征的操作方式 各种专门为辊压机系统配置的选粉设备的出现 为技压粉磨新工艺的出现提供 了条件 使低压大循环成为辊压机的操作方式的主流 为辊压机的可靠 稳定 运行奠定了基础 在某种意义上讲辊压机使用的推广亦有赖于此 目前 我公 司对带有辊压机的水泥粉磨系统进行增加打散分级机的系统工艺改造 也正是 出于这一原因 五 各种挤压粉磨工艺的特点及辊压机操作具体说明 1 预粉磨系统 预粉磨系统是将物料在辊压机进行挤压预处理 一般采用边料循环方式 将由 于边缘效应而辊压不好的边料分出后 中料送入球磨机粉磨至成品 可采用低 压大循环和高压小循环两种操作方式 实验证明 对于预粉磨系统 高压操作 时 循环负荷 回辊压机料量与新喂入料量的比值 在 100 时对功耗和节能幅 度有一个最佳值 而低压时 循环量增加 系统功耗降低 节能幅度增加 直 至 300 采趋于稳定 由此可以认为 低压操作时料饼循环量在 200 300 是有 利的 高压操作时料饼循环量宜控制在 100 左右 就系统功耗的绝对值而言 两种方式在循环量为 270 时相同 在小于这一循环 量范围 高压操作始终低于低压操作 在各自最佳循环负荷下 功耗最低 前 者亦较后者的 5 预粉磨系统由于原料颗粒分布集中 不连贯 细粉含量多 物料辊压前后容重 变化大 形成辊压机较大的水平位移 水平振动剧烈 另一方面 物料易出现 离析 导致辊缝偏斜 增加载荷 所以上述两种操作方式 均存在一定不足 具体方式的选择需要依据具体系统的辊压机工况 附属设备及后续球磨能力确 定 根据上面所述内容 预粉磨系统采用高压小循环方式较为适宜 降低循环量 秤重仓内细粉比例小 避免发生严重离析现象 减少辊子的偏斜 同时可以杜 绝秤重仓内细粉积存形成的塌料 下游输送设备过载的情况 对于后续磨机由 于配置 介质级配 工况等因素形成的与辊压机能力不匹配情况 可采取减薄 料饼厚度 控制通过量的方式来保证辊压机较小的循环量 不宜采用过分加大 循环量的做法 这里需要说明的是 通过调整辊压机钳料范围 减小其通过量 要注意适度 如果辊压机入料口调的过小 使物料流出速度小于辊压机线速度 时将导致在有仓重情况下的喂料不饱和 无论采取何种操作方式均应保证辊压机达到合理的功耗 充分发挥其在整个系 统中的作用 2 联合粉磨系统 联合粉磨系统是将挤压后的物料 包括料饼 先经打散分级后 小于一定粒径 的半成品 一般为小于 0 5mm 1 mm 送入球磨机继续粉磨 粗颗粒返回辊压 机再次挤压 辊压机的操作原则应该是努力提高打散分级机的半成品总量 降 低半成品粒径 而并不需要追求半成品中的成品含量 因而宜采用低压大循环 的方式操作 尽可能加大辊压机与打散分级之间的循环量 正如前面提到的料 床粉碎作用决定与粒间压力 而不决定于两辊的间隙 所以在压力不变情况下 可以认为 辊压机出料中细粉比例不变 增加通过量就意味着辊压机半成品量 增加 系统产量的提高 3 半终粉磨系统 联合粉磨系统中打散分级机的细粉与球磨机出料一同送入球磨选粉机分选 辊 压机的操作仍与联合粉磨相同 以低压大循环为主 这种系统 由于将辊压机 系统的细粉先经过成品选粉机分选 合格细度的物料不再进入球磨 避免了过 粉磨现象和不必要的能量消耗 系统电耗较联合粉磨系统低 但由于部分经辊 压机处理形貌成片状的物料 未经球磨 打圆 而直接进入成品 会造成成品 标准稠度需水量一定程度的提高 对于上述两种系统采用低压大循环的操作方式另一方面因素在于考虑料饼的打 散问题 v 型选粉机的打散效果直接影响到辊压机系统的循环量以及能耗 如 果压力过高 料饼过于密实 细粉难于释放 导致辊压机出料有效粒径的提高 对于特定的系统 适宜的使用压力应通过生产实践摸索予以确定 需要注意的 是入辊压机物料综合水份亦是影响打散效果的重要因素 在生产中应予以充分 注意 入料水份在一定范围内对挤压效果影响很小 少量水份甚至可以改善挤 压性能 2 3 的水份较为理想 4 各种辊压机粉磨系统的性能比较 下面介绍一下洪堡 史密斯公司基于经验和试验提出的辊压机粉磨系统的能耗 比较 粉磨系统球磨系统预粉磨系统联合粉磨系统终粉磨系统 主机单位电耗 39332824 粉磨系统电耗 4740 538 528 球磨 13 41 30 功耗分配 辊压机 01 42 31 根据上述数据 在我们判定系统工艺改造提产幅度时 应注意球磨与辊压机功 耗的对比情况 六 辊压机使用及操作中应注意的几个问题 1 称重仓的设置及仓重控制的意义 辊压机之所以具有高效节能效果是因为它应用了高压料床粉碎原理进行工作 要实现辊压机料床粉碎的机理 必须保证其过饱和喂料 称重仓是实现过饱和 喂料的必然设置 称重仓主要作用并非是计量仓内物料的重量 而是配合料流 调节回路 确保仓内始终存有一定物料 实现过饱和喂料的控制要求 同时 秤重仓的仓重监控的设置 亦为操作者提供了判定 调整辊压机系统平衡的依 据 从设备角度来说 稳流称重仓虽不属于辊压机 但在工艺系统中 却是挤压粉 磨系统中必不可的 部分 如果采用空仓操作方式 物料将处于松散状态通过 辊压机 难以保证辊压机的过饱和喂料要求 不能连续实现料层粉碎 挤压效 果差 系统能力难以发挥 同时还会出现因喂料不均匀 负荷波动大 引起设 备振动 物料落差高 粉尘飞扬 恶化生产环境等一系列不良后果 所以在生 产中一定要避免这种现象 2 满足使用压力的要求 使用压力低 料饼中存在完整 未受损伤的颗粒 导致后续球磨吐渣严重 难 以遵循合理的配球原则 系统能耗难于降低 解决这一问题的途径根本在于完 善辊压机性能 3 确保辊压机通过量 辊压机承担的粉磨功耗愈多 系统能耗就愈低 台时就越高 而辊压机消耗功 率取决于使用压力机通过量 所以 在附属设备能力满足情况下 应尽可能加 大辊压机通过量 这一点对于联合及半终粉磨系统而言尤为重要 4 辊子偏斜与两辊电流的差异 辊子的偏斜是由沿辊宽方向物料粒度组成存在差异 导致辊两端咬入角不同所 引发的 而形成入辊压机物料沿辊宽粒度组成的差异的原因在于 秤重仓内物 料的不均匀离析 辊子长期的固定性的处于较严重偏斜状态 直接危及到辊子 轴承及液压缸 运行中必须加以避免和解决 在两辊加工良好 轴承 传动设 备工况基本一致情况下 理论上定辊电流比动辊高 但幅度并不大 如两辊电 流相差较多 则说明在垂直辊子轴线方向物料粒度组成存在差异 由此导致两 辊钳入角不同 物料咬入点连线与两辊中线连线不平行 产生了附加力矩 两 辊负载不平衡 上述两方面问题均主要涉及入辊压机物料粒度组成在辊压机钳料范围内的一致 性 对于前者通过辊压机纠偏程序难于根本解决 纠偏造成的单侧压力偏低 将影响到辊压效果 对于后者 就辊压机自身而言更是缺乏手段 根本解决途 径在于找到消除秤重仓内的不均匀离析的手段针对生产品种变化以及生产中不 确定因素造成的物料的变化这种手段必须是可调的 5 辊压机系统连锁程序设置应注意的方面 由于辊压机设有称重仓 可以作为辊压机系统内物料提供存储和缓冲 喂料闸 板可以快速切断辊压机入料 因此 辊压机系统与后续球磨系统在连锁程序设 置上具有相对独立性 为避免辊压机系统高压设备频繁起停 输送设备带料停 机 在后续设备发生故障时 辊压机系统可不参与连锁停机 只须设置喂料闸 板连锁关闭程序 需要着重强调的是 由于辊压机为强制卸料 所以其下游输 送设备必须与辊压机主机设置连锁停机程序 皮带机 提升机必须设置测速装 置并与辊压机主机设置连锁停机程序 否着有出现设备损坏的可能 6 除铁装置的使用 由于辊压机使用压力较高 两辊间进入较大金属异物时必然会导致辊面的损伤 进而引起严重的辊面剥落 直接影响辊子的使用寿命及辊压机运转率 为此辊 压