立式磨設(shè)計改進及應(yīng)用

　　作為水泥企業(yè)的決策者，不可能控制原燃材料價格的飚升及能源價格的上漲，但是采用先進技術(shù)裝備，從而大幅度降低電力消耗或充分利用低谷電、大幅度降低材料消耗及人工費用、提高全員勞動生產(chǎn)率卻完全取決于企業(yè)自身。因此，立式磨裝備及工藝技術(shù)作為高效節(jié)能的粉磨方式不僅在我國的水泥行業(yè)得到越來越廣地應(yīng)用，而且也越來越多地得到鋼鐵、電力、化工、冶金、非金屬礦行業(yè)的認同和采用，這主要是基于以下幾點：
　　●采用了料床粉磨原理，作用在物料上的力能被物料充分吸收，能量利用率高，單位產(chǎn)品的電耗比球磨機節(jié)約30%~40%，完全消除了球磨機內(nèi)研磨體之間以及研磨體與襯板相互之間的隨機碰撞所產(chǎn)生的無用功消耗；
　　●根據(jù)粉磨對象物理性質(zhì)的不同，可以靈活方便地控制粉磨力的大小及料床的厚度，而不象球磨機那樣對物料的粉磨是基于研磨體對被粉磨物料的隨機作用；
　　●產(chǎn)品的破碎、烘干、粉磨、分級高度一體化、自動化地完成，適應(yīng)較大的入磨物料粒度、較高的入磨物料水分，在我國南方的多雨季節(jié)里仍能發(fā)揮正常生產(chǎn)能力；
　　●能最大限度地利用窯尾廢氣的熱能，并共用窯尾收塵器；
　　●產(chǎn)品在磨內(nèi)滯留時間短，對產(chǎn)品的質(zhì)量控制具有快速的反應(yīng)時間，這點在高細粉磨領(lǐng)域尤為重要；
　　●研磨部件采用耐磨合金材料，使用壽命長，磨損率低，特別適用于那些對產(chǎn)品中含鐵量必須控制在微量的行業(yè)；
　　●占地面積及空間小，本體可露天布置，大幅度降低廠房的土建費用；
　　●維護檢修方便，縮短停產(chǎn)時間。
1 立式磨結(jié)構(gòu)及設(shè)計改進
　　無論何種結(jié)構(gòu)型式的立式磨，按其各部分功能劃分，由以下五個部分組成。
1.1 傳動機構(gòu)
　　電機加立式行星齒輪減速機的傳動方式已成為立式磨裝備成熟、標準的傳動方式，根據(jù)啟動方式的不同，電機可選用繞線式或鼠籠式，減速機除驅(qū)動磨盤轉(zhuǎn)動外，還負責將盤座的重量、物料的重量以及運行中所產(chǎn)生的載荷傳至立式磨的基礎(chǔ)。
　　對于大型立式磨裝備，電機及減速機的安全措施應(yīng)引起設(shè)計人員和用戶的高度重視，電機的工作電流、電機的軸承及繞組溫度、電機軸承潤滑的油溫油壓、減速機的軸瓦溫度及其潤滑的油溫油壓、減速機箱體的振動均應(yīng)在中控室集中監(jiān)測控制。
　　有的立式磨會配有輔助傳動，但這并不是設(shè)計人員必須考慮的要素，設(shè)置與否取決于立式磨的啟動方式是重載亦或輕載以及磨輥的檢修是否可以通過獨立的加壓機構(gòu)翻出磨腔。
1.2 粉磨機構(gòu)
　　物料粉磨作業(yè)的關(guān)鍵性部件，由磨盤及磨輥組成。為了保護盤座及輥芯、降低部件的磨損，磨盤上敷設(shè)有分辨的合金襯板、磨輥上安裝有整體輥套或分辨的合金輥皮。
　　磨盤襯板及磨輥的輥套(皮)的設(shè)計應(yīng)符合使用壽命長、磨損均勻、粉磨效率高及易于更換的原則。
　　磨盤襯板基本上有平襯板和帶粉磨輥道的凹襯板二種結(jié)構(gòu)型式，這取決于對應(yīng)的磨輥的形狀。磨輥的輥套(皮)基本上有輪胎(鼓)形、柱形、錐形三種結(jié)構(gòu)型式。錐形輥套(皮)初期粉磨效率較高，但錐角部位易產(chǎn)生磨損，造成整體磨損不均勻，所以后期的粉磨效率會有較大的降低，而輪胎(鼓)形和柱形的輥套(皮)由于結(jié)構(gòu)對稱，在單邊產(chǎn)生一定量的磨損后，可以換面使用，反復地換面可保證磨輥外形磨損均勻，因此可以一直維持較高的粉磨效率，直至輥套報廢為止。
　　磨盤襯板及磨輥的輥套(皮)在生產(chǎn)一定的時間后會產(chǎn)生磨損，需要檢修維護或需要更換，磨盤襯板的更換相對來說較簡單，只需拆除壓環(huán)，以撬棍松動各襯板即可更換，而磨輥的檢修維護相對不來說工作量要大上一些。不同結(jié)構(gòu)的立式磨裝備，其磨輥的檢修有不同的操作方法，基本上可規(guī)納為以下三種：
(1)整體移開法
　　這種方法要求必須整體吊開立式磨頂部的分離器及立式磨的中殼體，再吊出磨輥進行維護作業(yè)，需要耗費較多的人力、物力及時間，作業(yè)強度及工作量相當大。
(2)中心架旋轉(zhuǎn)法
　　這種方法要求在磨盤上放置中心支架，將磨輥壓力框架支起后吊于中心支架上，再利用立式磨的輔助傳動裝置慢轉(zhuǎn)磨盤，將某一個磨輥副慢轉(zhuǎn)至檢修門處，聯(lián)接磨外設(shè)有的升擺裝置，拆除該磨輥和壓力框架的聯(lián)接，再由液壓系統(tǒng)通過升擺裝置將該磨輥水平旋轉(zhuǎn)180度從而旋出磨腔，由起吊設(shè)備整體起吊磨輥，維護完畢后復原該磨輥，再進行下一個磨輥的維護作業(yè)。
　　采用這種檢修方法的立式磨有三只磨輥，一次只能維護一只磨輥，因此比較費時費力，工序也比較復雜，但相對于整體移開法，應(yīng)該說已有了一定的進步。
(3)液壓翻轉(zhuǎn)法
　　這種方法設(shè)有專門的檢修油缸，只需拆除筒體上的檢修門，退出動臂和搖臂之間的聯(lián)接銷釘，即可在液壓的作用下，將磨輥垂直翻轉(zhuǎn)90度從而翻出磨腔，無論是兩輥磨、三輥磨或是四輥磨，磨輥的翻出可單獨操作也可同時操作，目前來說，這是磨輥維護作業(yè)中最便捷、最快速、最實用的方法。
　　輥套及襯板材質(zhì)一般采用高鉻鑄鐵合金或鎳硬郁合金，鑄件的硬度應(yīng)該達到一定的要求，但過高硬度的輥套及襯板難以進行車削加工，而且在使用中容易產(chǎn)生崩潰，所以控制好鑄造的工藝制度，確保硬度及韌性的合理匹配是非常重要的。鑄件還應(yīng)進行內(nèi)部探傷，鑄造缺陷或內(nèi)部裂紋都有可能影響其使用壽命，僅從鑄件表面是否平整或光滑來判斷其質(zhì)量的優(yōu)劣是不全面的。
　　輥套的維護基本上有整體更換和堆焊兩種方法，整體更換的輥套其材質(zhì)一般為高鉻鑄鐵，由于其特殊的脆性，一般不宜采用堆焊方法，如果溫度控制不好，可能會造成輥套的崩裂，所以在輥套磨損到一定量以后，就必須整體報廢。堆焊的好處在于輥套的基材不用報廢，而只需在磨損的表面上直接堆焊，示物料磨蝕性的不同，一般每隔2~3個月需要堆焊一次，對立式磨的運轉(zhuǎn)率有一定的影響。堆焊時必須嚴格控制適宜的溫度，否則堆焊層容易產(chǎn)生裂紋和剝落，而且焊接的人工及材料成本也很高。堆焊作業(yè)一般采用自動焊機較好。
　　通常情況下，輥套及襯板應(yīng)同時更換，才能保證其發(fā)揮較高的粉磨效率。磨輥軸承的潤滑基本上有浸油潤滑和強制循環(huán)潤滑兩種結(jié)構(gòu)型式，浸油潤滑結(jié)構(gòu)簡單，省去了專門的潤滑裝置，但更換潤滑介質(zhì)不甚方便，而強制循環(huán)潤滑可及時帶出磨輥腔內(nèi)的熱量，無論采用何種潤滑方式，磨輥腔內(nèi)應(yīng)設(shè)計有測溫元件，并將信號送至中控室進行監(jiān)控。
　　磨輥的密封是為了防止磨腔內(nèi)的高濃度粉塵進入磨輥腔內(nèi)，保護磨輥軸承的免遭損傷。磨輥密封基本上有機械密封和風壓密封兩種結(jié)構(gòu)型式。機械密封作為常規(guī)的密封結(jié)構(gòu)因其維護量低、使用安全可靠而在機械行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。早期的磨輥機械密封，其密封位置處于磨腔內(nèi)，無法絕對杜絕粉塵的進入，因此在設(shè)計時應(yīng)將其密封位置從工況惡劣的磨腔內(nèi)移至處于大氣環(huán)境中的磨腔外，這種設(shè)計理念可絕對保證磨輥腔內(nèi)不會進入粉塵，這種密封方式已在某種型號的立式磨上普遍采用并已為實踐所檢驗。
　　風壓密封則必須采用各自獨立的密封風機，向磨輥腔內(nèi)鼓入高壓風，以造成磨輥腔內(nèi)呈正壓狀態(tài)，從而達到阻止粉塵進入的目的，但由于磨腔內(nèi)的工況十分復雜，懸浮狀態(tài)的粉塵的濃度很高、在立式磨生產(chǎn)不正常時磨腔內(nèi)會出現(xiàn)正壓現(xiàn)象、在立式磨剛投料運行或停機狀態(tài)下由于磨腔內(nèi)和磨輥腔內(nèi)的溫度場不均勻都有可能在磨輥腔內(nèi)產(chǎn)生微負壓狀態(tài)，再加上工藝管理措施若有不當，風壓密封不能絕對杜絕粉塵的進入，另外，由于增加了密封風機，也就增加了設(shè)備故障點，密封風機及具有動靜接合點的風管若出現(xiàn)任何一個小小的故障就必須停機處理，否則就會造成磨輥腔內(nèi)進入粉塵，有可能引發(fā)磨輥軸承的損傷。
1.3 選粉機構(gòu)
　　物料分級的關(guān)鍵性部件，目前主要有靜態(tài)、動態(tài)、動靜態(tài)組合及高效多轉(zhuǎn)子四種結(jié)構(gòu)型式的分離器。粉磨細度要求不高的物料時靜態(tài)分離器就可以滿足要求，在水泥行業(yè)原料、原煤或熟料的粉磨工藝中，以動態(tài)或動靜態(tài)組合式的分離器應(yīng)用較多，而在非金屬礦的高細粉磨領(lǐng)域，則必須應(yīng)用高效多轉(zhuǎn)子分離器（分級機），以控制出料細度達800~1 250目。
　　分離器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，一般采用變頻器控制，普通電機變頻驅(qū)動時，在低轉(zhuǎn)速情況下溫升較快，熱量不易散發(fā)，所以分離器電機應(yīng)選用變頻電機。
1.4 加壓及潤滑機構(gòu)
　　加壓機構(gòu)由油缸、動臂搖臂或壓力框架、蓄能器、液壓管道以及液壓站組成。潤滑機構(gòu)由潤滑油站及潤滑油管組成。值得注意的是，在安裝之前，液壓管道及潤滑油管必須進行嚴格的酸洗，以除盡管道內(nèi)壁的鐵銹，殘余銹渣進入液壓回路極易造成油缸密封件損壞及各類液壓閥動作失靈。蓄能器的容積必須與液壓系統(tǒng)的流量、壓力相匹配，容積不夠，不能很好地吸收液壓回路中油壓的波動，蓄能器內(nèi)的氮氣壓力也必須維持在合適的范圍，否則不能起到良好地蓄能作用。液壓站應(yīng)該具有良好的保壓功能。
　　液壓管道與油缸的聯(lián)接一般采用高壓軟管，在滿足油缸擺動幅度的前提下，軟管長度應(yīng)盡可能地短，而直徑要相應(yīng)地加大，細長的軟管必定產(chǎn)生劇烈地擺動，嚴重縮短其壽命，盡管固定后情況有所改善，但那也是不得已而為之，設(shè)備設(shè)計應(yīng)該考慮并解決這一并不難以解決的問題而不能安于現(xiàn)狀。潤滑及液壓系統(tǒng)的所有參數(shù)應(yīng)送至中控室進行集中監(jiān)測控制。
1.5 殼體及機架
　　殼體內(nèi)易磨損部位應(yīng)設(shè)有耐磨的易于更換的保護襯板，機架則必須有足夠的剛度和強度，能承受筒體的重量及運行過程中所產(chǎn)生的動載荷。隨著立式磨裝備向大型化方向的發(fā)展，越來越多的立式磨主機采用了露天布置，考慮到防雨防塵的特別要求，電機的防護等級均提高到IP44以上，可是有一點設(shè)備設(shè)計人員卻忽視了，那就是立式磨機架的野防護等級冶是多少呢？就這一點來說，似乎國外的立式磨設(shè)備做得比較好，磨機殼體和機架上基本上不存在積水的可能，而有些國產(chǎn)的立式磨，在設(shè)備設(shè)計上考慮得就有欠缺，雨水會積聚在機架的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)不能自由排出。對于煤磨來說，考慮到煤粉的易燃易爆特性，必須在殼體的適當位置設(shè)計2~3只防爆閥門。
2 立式磨的選型
　　作為業(yè)主來說，經(jīng)過經(jīng)濟和技術(shù)多方面的的比較以及到業(yè)已使用立式磨設(shè)備的廠家考察后，一旦決定采用立式磨設(shè)備，首先要碰到的問題就是，該選用哪種型號哪種規(guī)格的立式磨？　　
一般來說，業(yè)主要綜合考慮以下幾種要素：
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摘自《中國水泥》