輥壓機(jī)及擠壓粉磨技術(shù)的進(jìn)展和實(shí)踐

　　1、前言

　　我國(guó)輥壓機(jī)及擠壓粉磨技術(shù)經(jīng)過近二十年的研究與應(yīng)用已日趨成熟，可以說基本解決了應(yīng)用的一系列關(guān)鍵技術(shù)問題，尤其是通過工藝系統(tǒng)的深入研究和主機(jī)可靠性的提高，輥壓機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率已達(dá)到球磨機(jī)系統(tǒng)的水平，擠壓粉磨的高效節(jié)能特點(diǎn)更加充分地以發(fā)揮。從1999年至2002年7月間近50條水泥生產(chǎn)線相繼應(yīng)用的效果看，這一技術(shù)已成為1000t/d、2000t/d、2500t/d熟料等大型水泥生產(chǎn)線水泥粉磨系統(tǒng)的優(yōu)選方案。由于輥壓機(jī)可以和打散分級(jí)機(jī)、球磨機(jī)、選粉機(jī)等構(gòu)成多種粉磨工藝流程，滿足不同生產(chǎn)線產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的要求，因此，更符合水泥企業(yè)實(shí)施水泥新標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文就此闡述如下,供參考。

　　2、輥壓機(jī)裝備技術(shù)的研究 

　　輥壓機(jī)在我國(guó)已經(jīng)歷十余年的研究與應(yīng)用，一方面體現(xiàn)出其高效節(jié)能的特點(diǎn)，另一方面由于設(shè)備的不成熟和我們對(duì)其固有特性認(rèn)識(shí)不足，給早期的用戶帶來維護(hù)上的麻煩，使輥壓機(jī)的推廣應(yīng)用受到較大阻力，其中輥壓機(jī)輥面的耐磨設(shè)計(jì)及其修復(fù)；輥壓機(jī)設(shè)備的振動(dòng)；輥壓機(jī)工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)與調(diào)整等成為輥壓機(jī)設(shè)備中急待解決的問題。 

　　2.1 輥壓機(jī)輥面耐磨技術(shù)的研究

　　對(duì)于輥壓機(jī)輥面耐磨技術(shù)，國(guó)內(nèi)外各大水泥裝備公司均投入大量的資金和精力加以研究，先后開發(fā)出整體鑄造式、整體堆焊式、堆焊鑲套式、硬質(zhì)合金柱釘式、分塊式以及硬質(zhì)合金燒結(jié)式等。其中整體鑄造、整體堆焊屬于早期技術(shù)；硬質(zhì)合金柱釘式和硬質(zhì)合金燒結(jié)式，因?qū)ξ锪现挟愇锏拿舾行詮?qiáng)或因造價(jià)昂貴，未被廣泛使用；分塊式輥面由于受力的不合理性，在1996年以后即被否定；目前從耐磨設(shè)計(jì)的合理性以及使用、維護(hù)、更換等諸多因素綜合考慮后，被認(rèn)為適應(yīng)強(qiáng)、綜合性能最好的是堆焊鑲套式。

　　由于堆焊鑲套式輥面實(shí)現(xiàn)了磨輥母體與輥面耐磨層的分離，因此，就可以使用不同的材料和熱處理工藝，以分別滿足磨輥主軸的綜合機(jī)械性能和輥面耐磨堆焊性能的需要。其技術(shù)應(yīng)包括以下幾方面：
　　a、根據(jù)被擠壓物料的物理性能，選擇適當(dāng)?shù)哪湍ゲ牧虾洼伱婊y形式，即新輥面的制造技術(shù)；
　　b、輥面使用過程中的現(xiàn)場(chǎng)局部修復(fù)技術(shù)；
　　c、輥面的現(xiàn)場(chǎng)整體修復(fù)技術(shù)；
　　d、輥套更換技術(shù)。

　　2.1.1 新輥面的設(shè)計(jì)與使用

　　a、輥壓機(jī)輥面的磨損為高應(yīng)力磨粒磨損，所選用的耐磨材料，須綜合考慮表面硬度、耐磨性與韌性的有機(jī)結(jié)合。針對(duì)上述情況，開發(fā)出新型耐磨焊接材料，這種材料的主要合金元素是鉻—鉬—釩類型，通過調(diào)整碳—鉻—鉬—釩的不同配比獲得具有不同硬度和韌性的堆焊材料，以滿足不同抗磨損要求和堆焊層厚度方向上硬度梯度變化的要求，并通過焊前和焊后處理，使輥面在提高耐磨性的同時(shí)，確保在使用過程中不出現(xiàn)大面積剝落現(xiàn)象。并且要求這種材料與日后修復(fù)使用的現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)焊材料具有良好的相容性。新磨輥的堆焊一般采用藥芯焊絲埋弧自動(dòng)堆焊工藝。

　　b、多年實(shí)踐證明，輥面花紋形式對(duì)輥面耐磨壽命的影響是較大的。眾所周知，磨損的產(chǎn)生須同時(shí)具備兩個(gè)要素，即壓力和相對(duì)滑動(dòng)。粉碎物料所需的壓力是由被粉碎物料的性能所決定，不可改變，減小物料在擠壓過程中與輥面的相對(duì)滑動(dòng)，是減小磨損、延長(zhǎng)輥面壽命的有效途徑。國(guó)內(nèi)早期使用的“人”字形花紋雖然能夠阻止物料的圓周方向滑動(dòng)，但并未制約對(duì)物料在擠壓過程中的軸向滑動(dòng)，尤其在擠壓物料顆粒較小如生產(chǎn)新型干法礦渣水泥時(shí)，兩“人”之間的磨損較嚴(yán)重。因此，目前在HFCG系列輥壓機(jī)輥面上廣泛采用“棱”形花紋中間加硬質(zhì)點(diǎn)的耐磨表面，取得了良好的使用效果，圖1不同花紋形式的磨輥表面磨損情況；圖2為在大連華能—小野田水泥有限公司RPV100—63型輥壓機(jī)使用HFCG型耐磨輥套的情況。 

圖1 不同花紋形式的磨輥表面磨損情況

未使用輥面（01/04/6日） 8個(gè)月（4600小時(shí)01/12/10攝）13個(gè)月（7000小時(shí)02/5/23攝）    

圖2 大連華能—小野田輥壓機(jī)使用HFCG型耐磨輥套

　　2.1.2 輥壓機(jī)耐磨輥面正常使用過程中的現(xiàn)場(chǎng)局部修復(fù)

　　輥壓機(jī)輥面的局部修復(fù)，主要是針對(duì)輥面因異物的進(jìn)入，造成輥面局部脫落進(jìn)行的。根據(jù)損傷深度確定是否修復(fù)過度層，耐磨層修復(fù)時(shí)應(yīng)與原有的隔離開來，以避免焊接熱應(yīng)力破壞原有的耐磨層，補(bǔ)焊接材料與原有的耐磨層材料應(yīng)具有相容性，并且具有良好的冷焊性能。此外，修復(fù)前的表面清理，包括水泥灰和輥面疲勞層的清理，對(duì)輥面耐磨修復(fù)的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。目前輥面局部修復(fù)主要采用耐磨堆焊焊條手工修復(fù)，也可采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和明弧焊等堆焊方式。

　　2.1.3 輥壓機(jī)耐磨輥面的整體修復(fù)

　　輥壓機(jī)輥面整體修復(fù)分為：直接補(bǔ)焊和整體清除后補(bǔ)焊。針對(duì)輥面沿輥寬方向的不均勻磨損和花紋、硬質(zhì)點(diǎn)的不均勻磨損以及輥面的整體磨損，可以采取上述局部修復(fù)的方法進(jìn)行直接補(bǔ)焊；在經(jīng)過了多次直接補(bǔ)焊（一般5～6次）之后，由于反復(fù)承受高壓擠壓應(yīng)力作用和焊接微裂紋在每次補(bǔ)焊時(shí)的不斷擴(kuò)展，磨輥母體表面會(huì)產(chǎn)生一定厚度的疲勞層，若再用耐磨修復(fù)焊條直接補(bǔ)焊則會(huì)產(chǎn)生從母體層直接脫落，此時(shí)，必須對(duì)磨輥表面的疲勞層進(jìn)行徹底清理后，才能再做耐磨堆焊層。疲勞層的清理主要采用碳弧氣刨或電熔刨，堆焊即可采用自動(dòng)堆焊。無(wú)論是直接補(bǔ)焊，還是整體補(bǔ)焊都應(yīng)注意磨輥的圓度誤差和兩輥直徑差不得過大，否則會(huì)造成修復(fù)后的輥壓機(jī)水平振動(dòng)和兩磨輥不均勻載荷加大。圖3為舊磨輥耐磨表面修復(fù)前后的情況。 

圖3  某廠HFCG120-40型輥壓機(jī)磨輥修復(fù)情況

　　2.2 輥壓機(jī)振動(dòng)控制技術(shù)的研究

　　輥壓機(jī)振動(dòng)是影響其可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。輥壓機(jī)的振動(dòng)分為活動(dòng)輥水平振動(dòng)和輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)扭振?；顒?dòng)輥水平振動(dòng)，會(huì)加劇液壓缸密封圈的磨損、造成液壓系統(tǒng)壓力和傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩波動(dòng)加大，增加輥壓機(jī)水平動(dòng)載荷，對(duì)輥壓機(jī)運(yùn)行的可靠性帶來不利的影響；傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振是輥壓機(jī)運(yùn)行過程中極為惡劣的狀態(tài)，它會(huì)造成傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的損壞、設(shè)備基礎(chǔ)酥松，使輥壓機(jī)和系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。

　　2.2.1 輥壓機(jī)水平振動(dòng)的控制

　　輥壓機(jī)水平振動(dòng)主要是因?yàn)槿胼亯簷C(jī)物料顆粒過大或顆粒級(jí)配波動(dòng)過大，造成物料對(duì)輥壓機(jī)磨輥的反作用力波動(dòng)加大?？刂扑秸駝?dòng)的方法主要有：
　　a、必須控制來料的粒度，滿足輥壓機(jī)對(duì)物料最大粒度的要求；
　　b、調(diào)整、搭配新來料，盡可能使其物料的顆粒級(jí)配趨于均勻；
　　c、適當(dāng)增加料餅回料或打散分級(jí)機(jī)粗粉回料，以調(diào)整入輥壓機(jī)的物料顆粒分布，增加物料密實(shí)度；
　　d、適當(dāng)增加液壓系統(tǒng)的壓力和液壓系統(tǒng)彈簧的剛度。

　　2.2.2 輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)扭振的控制

　　輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振（也有稱為氣振）產(chǎn)生的原因主要是由于帶著氣體的大量細(xì)粉喂入輥壓機(jī)，在擠壓過程中需要排出大量的氣體，造成輥壓機(jī)磨輥對(duì)物料的拉入角非常不穩(wěn)定，也就使得物料對(duì)磨輥的反作用力矩波動(dòng)非常大，形成輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振。根據(jù)研究表明，影響扭振形成的主要因素有：①被擠壓物料的細(xì)度和顆粒分布；②磨輥表面的花紋高度和形狀；③磨輥擠壓的線速度。圖4為物料的細(xì)度和磨輥線速度對(duì)扭振的影響（磨輥花紋形式為“菱”形加硬質(zhì)點(diǎn)）。

圖4 物料細(xì)度及磨輥線速度對(duì)扭振的影響

　　控制輥壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)扭振的方法主要有：
　　a、適當(dāng)增加新給料粒度或者減少回料量（包括料餅回料和打散分級(jí)機(jī)粗粉回料）；
　　b、降低輥壓機(jī)磨輥的線速度，留出擠壓過程中的排氣時(shí)間；
　　c、在輥壓機(jī)進(jìn)料裝置中增設(shè)排氣廂，使得料餅中的氣體得以及時(shí)排出。

　　2.3 輥壓機(jī)主要工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　由于輥壓機(jī)高效節(jié)能的特性被廣泛認(rèn)同，通過聯(lián)合粉磨和半終粉磨工藝，已逐步加大了輥壓機(jī)所承擔(dān)的粉碎負(fù)荷，終粉磨系統(tǒng)則是完全由輥壓機(jī)來完成粉碎作業(yè)。但是，同樣的輥壓機(jī)在擠壓大顆粒物料和擠壓水泥細(xì)粉時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)完全不同，因此，必須根據(jù)所需粉磨物料成品的要求以及所選擇的粉磨系統(tǒng)來確定輥壓機(jī)的輥徑、輥寬、磨輥線速度和液壓系統(tǒng)工作壓力等主要工藝參數(shù)，具體考慮的原則有以下幾方面：（設(shè)定輥壓機(jī)裝機(jī)功率不變）
　　a、當(dāng)來料顆粒較大時(shí)，應(yīng)采用輥寬較窄輥壓機(jī)，以防止傳動(dòng)系統(tǒng)過負(fù)荷；
　　b、在要求輥壓機(jī)系統(tǒng)送出較細(xì)的物料時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加輥寬，降低磨輥轉(zhuǎn)速，以提高主電機(jī)的利用率，防止產(chǎn)生氣振；
　　c、在擠壓細(xì)粉時(shí)，輥寬加大后，為保證擠壓效果必須提高液壓系統(tǒng)的工作壓力，因此主軸承須重新選型，承載能力需要重新核算；

　　3、擠壓粉磨工藝系統(tǒng)的研究

　　伴隨著對(duì)輥壓機(jī)性能特點(diǎn)認(rèn)識(shí)的加深，料餅打散分級(jí)設(shè)備的研究開發(fā)，輥壓機(jī)的粉磨工藝得到迅速發(fā)展，以發(fā)揮輥壓機(jī)卓越的破碎和粗磨功能，球磨機(jī)細(xì)磨功能為宗旨的擠壓聯(lián)合粉磨工藝；以及以先分選經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后的細(xì)粉為宗旨的半終粉磨工藝，已成為輥壓機(jī)應(yīng)用的主要方式。由于粉磨原理合理，各粉磨設(shè)備之間分工明確，使得粉磨系統(tǒng)綜合電耗大幅度下降，系統(tǒng)產(chǎn)量大幅度提高。圖5為各種擠壓粉磨工藝的增產(chǎn)節(jié)電的比較①。 輥壓機(jī)與球磨機(jī)使用功率比值（%）

圖5 各種擠壓粉磨工藝的應(yīng)用范圍

　　但是，隨著輥壓機(jī)使用功率與球磨機(jī)使用功率比值的加大，輥壓機(jī)的循環(huán)負(fù)荷量的增加，必然使入輥壓機(jī)物料的粒度大幅度降低，輥壓機(jī)的磨輥線速度受到氣振的制約必須降低，從而，使輥壓機(jī)的處理能力和裝機(jī)功率利用率得不到充分的發(fā)揮，造成設(shè)備能力的浪費(fèi)。因此，根據(jù)原材料的性能和對(duì)產(chǎn)品的要求，合理選擇工藝流程和主機(jī)的配備，對(duì)降低整個(gè)工程投資、保證粉磨系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、達(dá)到預(yù)期的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是至關(guān)重要的。基于多年的摸索和實(shí)踐，目前可以根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的要求和原材料物性實(shí)驗(yàn)、分析，確定最佳的工藝配置，預(yù)測(cè)粉磨系統(tǒng)建成后的運(yùn)行指標(biāo)。

　　3.1 擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)主要分為：開路擠壓聯(lián)合粉磨和閉路擠壓聯(lián)合粉磨。物料經(jīng)擠壓打散并分選后，細(xì)粉先送入球磨機(jī)粉磨,開路則由球磨機(jī)直接粉磨至成品；閉路則由球磨機(jī)粉磨后送入選粉機(jī)選出成品。其特點(diǎn)是所有的成品完全通過球磨機(jī)再次粉磨完成，產(chǎn)品顆粒分布寬、微粉含量高。因而適合應(yīng)用于水泥成品粉磨。與以前的擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)相比（如圖6所示），進(jìn)行了如下的優(yōu)化設(shè)計(jì)：

圖6  擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)比較

　　a、取消輥壓機(jī)料餅回料。所有擠壓后的物料全部進(jìn)打散分級(jí)機(jī)分選，回料量完全由打散分級(jí)機(jī)來調(diào)節(jié)控制。改進(jìn)后減少了一個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)和系統(tǒng)主要故障點(diǎn)；
　　b、配單臺(tái)球磨機(jī)的條件下,取消包括磨機(jī)的喂料控制設(shè)備在內(nèi)的磨頭倉(cāng)，完全由打散分級(jí)機(jī)控制入磨物料量。以防止因磨頭喂料不均勻造　成磨機(jī)系統(tǒng)的波動(dòng)，以及因喂料設(shè)備磨損影響系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率；
　　c、對(duì)高細(xì)高產(chǎn)篩分磨的深入研究與改型設(shè)計(jì)，根據(jù)打散分級(jí)機(jī)送來的物料重新設(shè)計(jì)并優(yōu)化磨內(nèi)參數(shù)，有效地控制了磨內(nèi)物料的流速，使水泥成品在滿足比表面積和強(qiáng)度的條件下，0.08mm的篩余大幅度下降，已達(dá)到一般閉路磨的水平，產(chǎn)品性能更加優(yōu)良。

　　通過上述優(yōu)化設(shè)計(jì)，使整個(gè)粉磨系統(tǒng)從來料提升機(jī)開始到球磨機(jī)出口，甚至到選粉機(jī)成品出口為止均為密閉狀態(tài)，非常有利于系統(tǒng)收塵；整個(gè)粉磨車間可縮短3～4米；系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率進(jìn)一步提高，投資和運(yùn)行成本進(jìn)一步降低。但是，這種優(yōu)化是建立在對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)參數(shù)準(zhǔn)確設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，尤其是對(duì)經(jīng)擠壓打散后入磨的物料粒徑做出準(zhǔn)確判斷后才能進(jìn)行，否則，整個(gè)系統(tǒng)將無(wú)法正常操作。另外，值得指出的是：由于輥壓機(jī)粉磨效率高，系統(tǒng)發(fā)熱量小，入料綜合水份對(duì)擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)的影響較大，對(duì)于開路擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，由于磨內(nèi)風(fēng)速低，水分更是難以排出，所以，作為擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)應(yīng)用條件之一，控制入料水份在1.2%以內(nèi)是非常重要的。

　　3.2 擠壓半終粉磨系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　擠壓半終粉磨系統(tǒng)主要特點(diǎn)為：將已經(jīng)擠壓后存在大量微粉的物料（表1為某廠水泥配料后，經(jīng)擠壓打散分級(jí)，準(zhǔn)備送入后續(xù)粉磨系統(tǒng)的物料顆粒分布）送入選粉機(jī)，先分選出部分成品，粗粉再送入球磨機(jī)粉磨，出磨物料也送入選粉機(jī)。圖7為比較典型的半終粉磨工藝流程。打散分級(jí)機(jī)在其中除起到打散料餅，粉出細(xì)粉供選粉機(jī)分選外，還起到調(diào)整輥壓機(jī)和球磨機(jī)之間負(fù)荷的作用，使整個(gè)系統(tǒng)平衡、穩(wěn)定運(yùn)行。

表1 某廠水泥擠壓打散分級(jí)前后物料顆粒分布表

　　擠壓半終粉磨工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品顆粒分布相對(duì)集中，尤其是配以第三代高效選粉機(jī)的粉磨系統(tǒng)，產(chǎn)品顆粒更加均齊。這對(duì)于具有一定顆粒分布要求的水泥粉磨來說并不適合，但對(duì)于應(yīng)用于新型干法生產(chǎn)的水泥生料粉磨來說是非常適宜，它既可以控制大于0.2mm顆粒的物料量，防止產(chǎn)生過多的f-CaO，同時(shí)避免產(chǎn)生大量的微粉，不利于窯的煅燒，還可降低粉磨系統(tǒng)電耗。

圖7  擠壓半終粉磨系統(tǒng)

　　由于有部分成品未經(jīng)過球磨機(jī)而被直接選出，球磨機(jī)的通過能力對(duì)整個(gè)粉磨系統(tǒng)的制約小，因此，擠壓半終粉磨工藝使原有的球磨機(jī)產(chǎn)能大幅度提高，可以超過100%。這就為因窯系統(tǒng)改造后的水泥生料粉磨系統(tǒng)改造提供了高效實(shí)用的方案。在制訂擠壓半終粉磨系統(tǒng)方案時(shí)，應(yīng)注意處理好以下的平衡關(guān)系：
　　a、粉磨能力與選粉能力的平衡。輥壓機(jī)的加入無(wú)疑粉磨能力得到增強(qiáng)，但如果選粉能力不能與之相適應(yīng)，同樣不會(huì)達(dá)到預(yù)期的效果。增加選粉能力的方法有兩種：其一是更換大規(guī)格的選粉機(jī)；其二是在原有選粉機(jī)的基礎(chǔ)上并聯(lián)一臺(tái)選粉機(jī)，但這兩臺(tái)選粉機(jī)的平衡很難調(diào)整，操作難度大，影響整個(gè)系統(tǒng)的改造效果；
　　b、粉磨、選粉能力與烘干能力的平衡。輥壓機(jī)粉碎物料達(dá)到同樣效果時(shí)所產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)不如球磨機(jī)大，因此系統(tǒng)改為擠壓半終粉磨工藝后，系統(tǒng)烘干能力相對(duì)下降，所以必須降低入粉磨系統(tǒng)物料的綜合水分或者增加粉磨系統(tǒng)烘干能力，如采取向打散分級(jí)機(jī)、選粉機(jī)和磨機(jī)通熱風(fēng)等措施；
　　c、輥壓機(jī)的主要工藝參數(shù)，包括輥寬、線速度及液壓系統(tǒng)的操作壓力等，均應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)量、細(xì)度的要求和已有球磨機(jī)的規(guī)格來重新核算確認(rèn)。

　　3.3 擠壓終粉磨系統(tǒng)的研究與實(shí)踐

　　二十世紀(jì)九十年代國(guó)外就已將輥壓機(jī)終粉磨工藝成功應(yīng)用于水泥生料、水泥成品以及細(xì)磨礦渣，取得了令人滿意的效果。我國(guó)的水泥行業(yè)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)給予了高度重視，列入國(guó)家“八五”、“九五”科技攻關(guān)課題進(jìn)行研究攻關(guān)，先后在陜西咸陽(yáng)新型建材廠、安徽省安慶白鰭豚水泥有限公司建成水泥終粉磨生產(chǎn)線，通過對(duì)輥壓機(jī)水泥終粉磨工藝的研究，已取得了以下成果：

　　a、通過調(diào)整輥壓機(jī)的操作參數(shù)（液壓壓力、磨輥轉(zhuǎn)速等），已完全掌握了輥壓機(jī)在擠壓不同粒徑物料時(shí)的運(yùn)行規(guī)律。在擠壓300㎡/kg以上比表面積時(shí)，可以保證輥壓機(jī)在安全、平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)物料輸入足夠的粉碎能量，使輥壓機(jī)的設(shè)備能力得到充分發(fā)揮；

　　b、通過調(diào)整粉磨系統(tǒng)的循環(huán)負(fù)荷、打散分級(jí)機(jī)的分級(jí)轉(zhuǎn)速以及選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)，可以使系統(tǒng)保持平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)，粉磨系統(tǒng)的噸水泥電耗（旋窯42.5#普硅水泥，比表面積為300±10㎡/㎏）小于24kW·h/t；

　　c、通過在系統(tǒng)中設(shè)置顆粒分布調(diào)節(jié)器，控制一定量的細(xì)粉返回輥壓機(jī)重新擠壓，使水泥成品的顆粒分布加寬，達(dá)到合理的分布比例（見表2所示）；調(diào)整輥壓機(jī)的循環(huán)負(fù)荷，對(duì)水泥成品顆粒進(jìn)行整形，使其顆粒形貌更加接近球形（見圖8所示），實(shí)現(xiàn)了輥壓機(jī)終粉磨水泥在性能上與普通閉路磨基本一致。

表2 輥壓機(jī)終粉磨工藝的水泥成品顆粒分別

圖8  輥壓機(jī)終粉磨工藝的水泥成品顆粒形貌

　　輥壓機(jī)水泥終粉磨的研究成功，其意義不僅僅在于解決了終粉磨時(shí)的水泥性能問題，更重要的是在于了解并掌握了輥壓機(jī)在擠壓微粉時(shí)的運(yùn)行特性，研究結(jié)果表明在擠壓350㎡/㎏以上比表面積的水泥物料時(shí)，輥壓機(jī)已不能再很有效地將粉碎能量輸入給物料，從而明確了輥壓機(jī)對(duì)物料的有效作用范圍，為今后輥壓機(jī)的選型配套，如礦渣超細(xì)粉磨和水泥生料的終粉磨提供了可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。

　　4、擠壓粉磨工藝在水泥粉磨系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　輥壓機(jī)在破碎和粗磨階段的高效率，使其在水泥粉磨過程中得以廣泛應(yīng)用。到目前為止，主要是預(yù)粉磨和聯(lián)合粉磨工藝為主，應(yīng)用實(shí)際表明無(wú)論在投資、運(yùn)行成本、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率以及水泥成品性能等方面都取得了滿意的結(jié)果，同時(shí)，在解決了物料烘干問題后，對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行改造則不失為一個(gè)很好的方案，眾多廠家的運(yùn)行結(jié)果已一再證實(shí)（見附件）。

　　4.1擠壓粉磨工藝方案比較

　　在水泥的擠壓粉磨工藝中，目前國(guó)內(nèi)主要采用擠壓預(yù)粉磨（包括帶邊料循環(huán)的預(yù)粉磨）和擠壓聯(lián)合粉磨。根據(jù)有關(guān)國(guó)外資料介紹和國(guó)內(nèi)眾多應(yīng)用事例的統(tǒng)計(jì)表明：預(yù)粉磨工藝可將原系統(tǒng)提高產(chǎn)量為30～40%，降低電耗小于20%（3～4kWh/t）；擠壓聯(lián)合粉磨工藝提高產(chǎn)量幅度可超過100%，粉磨系統(tǒng)電耗降低幅度超過30%（8～10 kWh/t）。其主要原因是整個(gè)粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)的合理化：

　　a、在擠壓預(yù)粉磨工藝中，由于輥壓機(jī)磨輥在擠壓時(shí)的邊緣效應(yīng)，以及輥面磨損不均勻，使輥壓機(jī)出料的顆粒分別很寬，并且隨著側(cè)擋板的磨損與更換呈周期性的波動(dòng)；

　　b、輥壓機(jī)工作采用料層粉碎方式，松散、塊狀的物料在被擠壓成料餅的過程中，較軟的、強(qiáng)度較差的物料首先被粉碎，而缺陷較少、強(qiáng)度較高的物料經(jīng)第一次擠壓未必能將其粉碎，這就是會(huì)在料餅中發(fā)現(xiàn)捻不碎的完整的熟料顆粒的原因。擠壓后的物料易磨性存在較大差異；

　　c、帶料餅循環(huán)的擠壓預(yù)粉磨工藝無(wú)法解決上述問題，帶邊料循環(huán)的預(yù)粉磨工藝也僅僅解決了邊料粗顆粒問題，而帶打散分級(jí)的聯(lián)合粉磨工藝，從控制入磨粒度入手，基本解決了上述問題。粉磨系統(tǒng)工藝的合理化，就可以使系統(tǒng)粉磨電耗進(jìn)一步降低。

　　蓖冷機(jī)技術(shù)的成熟，使水泥熟料出窯的溫度大幅度下降，為水泥粉磨提供了良好的條件，尤其是在選用開路粉磨工藝時(shí)，不必再擔(dān)心因溫度高而使球磨機(jī)糊磨或是影響水泥產(chǎn)品性能。因此，將擠壓聯(lián)合粉磨技術(shù)與高細(xì)高產(chǎn)篩分磨技術(shù)結(jié)合起來的開路擠壓聯(lián)合粉磨工藝因其系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作方便、電耗低、投資省、成品中微粉含量高而更具競(jìng)爭(zhēng)力。如德國(guó)波力鳩斯公司在廣東東莞華潤(rùn)水泥有限公司建設(shè)的年產(chǎn)100萬(wàn)噸水泥粉磨系統(tǒng)，是由兩套帶φ3.2×11.0m開路球磨機(jī)的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)組成；由德國(guó)洪堡提供技術(shù)及主要設(shè)備的黑龍江浩良河水泥有限公司的水泥粉磨系統(tǒng)也是由φ3.8×13.0m的開路球磨機(jī)與輥壓機(jī)、打散機(jī)及中間選粉機(jī)組成的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，均取得了滿意的效果。合肥水泥研究設(shè)計(jì)院在這方面做了大量的研究與應(yīng)用，與之相比，無(wú)論在系統(tǒng)投資、單位電耗、工藝流程簡(jiǎn)化等各方面，均達(dá)到或超過了國(guó)外的先進(jìn)水平。

　　4.2開路擠壓聯(lián)合粉磨工藝的應(yīng)用

　　例一、江蘇花山特種水泥廠的水泥粉磨系統(tǒng)經(jīng)歷了由普通閉路磨改為擠壓預(yù)粉磨，又改造為擠壓聯(lián)合粉磨的過程，相同的熟料；相同的物料配比，其結(jié)果則大不相同。（見表3所示）

表3  江蘇花山特種水泥廠水泥粉磨系統(tǒng)兩次改造的結(jié)果 

注：* 與原有的閉路球磨系統(tǒng)比較。

　　例二、浙江兆山水泥有限公司1000t/d熟料新型干法生產(chǎn)線的水泥粉磨系統(tǒng)，采用兩套由HFCG120—40型輥壓機(jī)、SF500/100型打散分級(jí)機(jī)以及φ3.0×11.0m高細(xì)高產(chǎn)篩分磨組成的開路擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，當(dāng)入磨水分小于1.5%，生產(chǎn)32.5#水泥時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)量達(dá)到115t/h以上，粉磨系統(tǒng)噸水泥粉磨電耗小于28kWh/t。

　　例三、浙江紅獅水泥有限公司1#線為2500t/d熟料新型干法生產(chǎn)線，其水泥粉磨系統(tǒng)采用三套由HFCG120—45型輥壓機(jī)、SF500/100型打散分級(jí)機(jī)及φ3.0×11.0m高細(xì)高產(chǎn)篩分磨組成的開路擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，生產(chǎn)32.5#水泥時(shí)的粉磨能力可達(dá)到3×60t/h以上，粉磨系統(tǒng)噸水泥粉磨電耗小于28kWh/t。具體指標(biāo)見表4所示。

表4 浙江紅獅水泥有限公司1#線水泥粉磨系統(tǒng)的主要參數(shù)

　　4.3 開路擠壓聯(lián)合粉磨工藝系統(tǒng)水泥成品的顆粒分布及顆粒形貌
　　a、采用美國(guó)進(jìn)口的COULTER激光顆粒分析儀檢測(cè)得出水泥成品顆粒分布體積百分比如表5所示。

表5  浙江紅獅水泥有限公司水泥成品顆粒分別（體積百分比）

　　b、圖9為采用電子顯微鏡分別放大400倍和1000倍所拍攝海螺寧國(guó)水泥廠和浙江紅獅水泥有限公司的水泥成品顆粒形貌。從照片中可以采用擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)粉磨的水泥成品，其顆粒形貌與傳統(tǒng)的球磨機(jī)閉路系統(tǒng)沒有明顯差別。這說明輥壓機(jī)擠壓后的物料顆粒盡管存在片狀、菱狀等不規(guī)則形狀，但經(jīng)過高細(xì)高產(chǎn)篩分磨的研磨整形后，保持了球磨機(jī)產(chǎn)品的性能，因此，采用擠壓聯(lián)合粉磨系統(tǒng)不會(huì)對(duì)水泥性能產(chǎn)生不良影響。

　　5.  擠壓聯(lián)合粉磨工藝與預(yù)粉磨工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較
采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，能力為110～120t/h的單套水泥粉磨系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)各大水泥設(shè)計(jì)院均選用帶輥壓機(jī)的粉磨系統(tǒng)。并且主要都采用傳統(tǒng)的擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)，合肥水泥研究設(shè)計(jì)院開發(fā)的擠壓聯(lián)合開路粉磨系統(tǒng)，具有投資省、系統(tǒng)設(shè)備少、流程簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)率高、電耗低等特點(diǎn)。以下是我院為山水集團(tuán)青島150萬(wàn)噸水泥粉磨站的擠壓聯(lián)合粉磨工藝與國(guó)內(nèi)一般的輥壓機(jī)預(yù)粉磨工藝比較結(jié)果

　　5.1 系統(tǒng)工藝流程圖：

圖9 輥壓機(jī)預(yù)粉磨工藝流程

圖10 輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨工藝流程

　　5.2 工藝布置圖

圖11  帶邊料循環(huán)的擠壓預(yù)粉磨系統(tǒng)工藝布置

圖12  帶高細(xì)高產(chǎn)篩分磨的開路擠壓聯(lián)合工藝布置

　　5.3  兩方案主要設(shè)備比較表:  

　　5.4  技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表:

　　5.5 投資估算比較表（萬(wàn)元人民幣）:

注：僅供參考。土建費(fèi)：按1100元/㎡計(jì)算；安裝費(fèi)：球磨機(jī)按設(shè)備造價(jià)的7%計(jì)算，其他設(shè)備按造價(jià)的4%計(jì)算；不可預(yù)見費(fèi)：按（設(shè)備費(fèi)+電氣費(fèi)+土建費(fèi)+安裝費(fèi)）×5%計(jì)算；未考慮DCS系統(tǒng)投資，配料系統(tǒng)以及水泥輸送系統(tǒng)和設(shè)計(jì)服務(wù)費(fèi)投資和設(shè)計(jì)服務(wù)費(fèi)。

　　附：參考文獻(xiàn)
　?、?nbsp; 德國(guó)波力鳩斯公司：粉磨系統(tǒng)的效率與可靠性              1999年9月
　　②  合肥水泥研究設(shè)計(jì)院：國(guó)家“九五”科技攻關(guān)課題“無(wú)球磨擠壓粉磨技術(shù)及設(shè)備的研究”驗(yàn)收資料 　 2001年12月

　　附錄