技术丨辊压机双曲线进料装置开发与应用

近年来，辊压机联合粉磨系统成为国家重点推广的节能技术之一，辊压机得到了水泥企业大量应用。料床粉碎是目前公认的最先进的粉磨技术，提升辊压机功效远大于挖掘球磨机潜能，但各厂辊压机节能效果不一，主要原因是材料性能变化及调节措施缺乏所致，尤其是与辊压机系统配套的稳流仓、喂料装置等技术，推广应用不够。本文就辊压机双曲线进料装置开发与应用作简要介绍。

1　辊压机进料调节必要性辊压机操作影响因素较多，物料、工艺、设备、操作等波动影响较大，合适的进料调节是弱化波动、稳产降耗的必要措施。这些影响因素包括物料水分，粒度分布，辊磨匹配，选粉机配风，进料非标管道尺寸，稳流仓积料、布料离析，仓位失控或料压不足下料不畅，辊面磨损，侧挡板磨损，挡块、导轨磨损，扭力支撑卡滞，液压系统泄漏，氮气压力不合适，上下限压力设定不合适等等，诸多因素影响辊压机功效发挥。以上种种波动影响，可控因素较少，系统工艺调节较为复杂，其中辊压机通过量的调节基本能够应对上述大部分问题，或由此调节来优化系统操作。较好的进料装置能够实现稳定喂料，合理有效做功，从而带来系统节能稳产。2　辊压机进料技术现状由于料床粉碎效率高，辊压机得以广泛应用，近年来辊压机进料技术受到了重视。棒阀打不开、仓位控不住、料饼质量差、塌仓、冒灰、振动、偏辊等现象在一些厂仍时有发生，直接影响了辊压机效率，辊压机进料装置的设计对粉磨系统能耗影响较大。2.1　常见结构目前，常见的辊压机进料调节装置主要由壳体、调节插板、丝杆及传动构成，其调节插板运动主要有直线往复运动和绕轴摆动两种方式，以改变物料与辊面接触面积，实现调节进料量作用。现行的辊压机有单斜插板偏定辊进料，有双斜插板中间进料等方式，有设置排气箱的，有液压或电控控制的。使用较为常见的是年左右面世的CD技术双杠杆进料装置，见图1，其原理为杠杆带动绕轴摆动的调节板，实现下料管通过面积改变，原理见图2左图。图1　双杠杆进料装置图2　三种进料装置调节间隙示意2.2　使用分析现行进料装置多未解决调节插板下端部与圆弧辊面周向泄压漏料，辊端面与侧挡板间侧漏也处理不好，在粉料循环量大时，辊面物料如沸水外溢，或棒阀打不开、仓位控不住致辊面冒灰；如图1及图2的左图，在杠杆带动下，调节插板绕轴转动，下端摆动，调节插板端与圆弧形辊面间间隙无法控制，有时超过mm，侧挡板与辊端间隙超过50mm，造成辊压机系统循环量大，选粉机压力大，粗细粉分选不清，大量细粉循环增加后续输送、选粉设备的工作负荷，造成系统工况不良；漏料泄压，导致有效做功效率降低，部分辊压机做功效率不到50%。对CD、HF等现有辊压机进料技术，本文不作过多分析，只作原理图比较，三种进料装置调节间隙比较见图2，右图双曲线复合动作的调节插板端部与辊面恒间隙，左图旋转摆动型及中图往复拔插型的调节插板端部与辊面间隙变化较大。左图旋转摆动型代表为CD技术进料装置，同图1，调节插板绕轴转动，实线、虚线两种状态时，插板下端与辊面间隙不能恒定，尤其是碰到粉料多需要减少进料量，缩小进料截面插板处虚线位时，调节插板下端与辊面间隙较大，难以锁料，易出现漏料泄压，减少了调节效果，影响辊压机做功；中图为传统技术往复拔插型，调节插板沿座上下直线来回运动，调节插板下端与辊面间隙不能恒定，虚线喂料开大状态时，易出现漏料；右图新型进料装置双曲线复合动作，调节插板上下动作同时绕轴转动，保证调节插板下端与辊面恒间隙，有效地保证了进料装置喂料调节时不漏料。少数单位进料无法调节，过分缩小进料口保守运行，刻意降低辊压机做功不合常理，可能是系统不配套或操作不合理，如真需要如此，不如降低规格选型，还可节省投资。3　辊压机进料装置开发较好的辊压机进料装置料量调节方便、料柱密实、料压稳定、适应力强，下料顺畅无阻、无气震、无扬尘，辊周向面部、辊轴向端部无泄压漏料等等，有效保证系统运行稳定、能耗降低。根据物料易磨性、粒度、温度、水分性质及产品品种、选粉风量、循环负荷等，调节进料量，配合液压压力、挡块调节，保证动辊浮动平稳，做功全部被物料吸收。笔者负责或参与过4种以上进料装置专利开发使用，分析现有辊压机进料装置优劣及运行工况，经过多次尝试，近年设计生产出新型辊压机双曲线进料装置，成功投运并提升辊压机系统功效。3.1　开发进程5年笔者参与WX开发具有平行机构的专利进料装置，8年在物料稳定的情况下，笔者将可调进料装置简化为固定型进料装置。平行机构进料装置特点：（1）垂直调节板沿水平移动，改变辊压机进料管截面积，从而提升辊压机对物料适应能力。（2）垂直调节板下端沿辊面作圆周运动，紧贴辊面无泄漏。（3）人字形侧挡板骑在辊面上，投影压力提升。辊压机轴向、径向全无泄压漏料，有效做功大幅提升。该侧挡板技术被收录于文献[1]中，多家推广成效明显。平行机构进料装置见图3。其后笔者依据工艺操作需求，年开发弧形闸门、年开发滑槽进料装置等用于辊压机进料控制。图3　平行机构进料装置3.2　开发创新为了进一步简化结构，解决现有进料装置的不足，同时达到大型辊压机高循环负荷的进料密封要求，年开发的新型辊压机双曲线进料装置调节插板使用滑槽机构，侧挡板使用楔块机构，侧挡板里侧增设人字形耐磨件，确保辊轴向、周向无泄压漏料。进料装置结构经过精确计算三维设计，基本满足现有辊压机操作使用需求。进料调节装置的端面板下部设轴承座固定下转轴，下转轴穿过调节插板的下滑轨槽，下转轴端部配置下滑轮，调节插板的下滑轨槽相切配合固定下转轴端的下滑轮作上下移动；调节插板上部固定上转轴，上转轴中部连接蜗轮螺杆升降机，上转轴端部配置上滑轮，调节插板及上转轴、上滑轮沿固定的滑轨框内上滑轨槽作曲线移动。在上、下转轴及滑轨槽的限位下，通过蜗轮螺杆升降机推拉，调节插板下端沿辊面圆弧作曲线移动，改变辊压机进料溜管下料截面面积，同时保持调节插板下端与圆弧辊面较小间隙恒定。双曲线进料装置结构见图4，量产设备见图5。图4　双曲线进料装置图5　量产的双曲线进料装置实物图新型辊压机双曲线进料装置调节插板受设定曲线限位移动，组合了传统直线拔插型及旋转摆动型进料优点，部分结构作特别设计：（1）调节插板上端固定转轴及滑轮，在蜗轮螺杆升降机推拉作用下，调节插板沿设计曲线的滑槽运动；调节插板下端沿辊面曲线运动，同时设计对应的人字形曲线耐磨侧挡板骑在辊面上；上下两条曲线限位，故名双曲线进料装置，曲线方程计算较为复杂，不作赘述。蜗轮螺杆升降机带动调节板沿设定滑槽移动，改变辊压机进料管截面积，从而提升辊压机对物料及产品变化适应能力。辊压机轴向、周向没有泄压漏料，有效提升做功。（2）侧挡板采用上部挂装调节式楔块压紧结构，使用梯形丝杆螺母调节，安装及调节方便。人字形侧挡板使用组合结构，迷宫密封防泄漏，并可解决辊端面不齐的泄漏问题。（3）易损部位设计螺栓固定衬板的双层结构，更换方便，采用防尘设计，机构精巧，不影响辊面检修，使用方便。4　双曲线进料装置应用年第一台双曲线进料调节装置在QN二线制成车间二拖一的A列HFCG辊压机上使用，同比B列辊压机效果明显，电流稳定，调节灵活，结构紧凑。B列辊压机使用HF技术，侧挡板锁紧千斤顶经常脱落或损坏，拆装一次或进料口尺寸调整一次需要2个人工，工艺、设备管理较为被动；QN一线制成车间使用CD技术的进料装置，在物料水分较高或生产低标号水泥时，勉强能够调节，在循环量较大的42.5水泥生产时，调节基本无效。A列、B列辊压机动辊电流波动见图6，装有双曲线进料装置的A列（红色）辊压机动辊电流稳定性优于B列（绿色）。图6　运行参数对比截图4.1　外形尺寸HFCG双曲线进料装置高出横梁上1?mm，进料口净长1?mm（辊轴向），进料口宽度在~mm无级调节，动力2×1.1kW，现场安装空间足够。其他小规格辊压机配套的双曲线进料装置，进料口宽度在~mm无级调节，上口高出横梁在1?mm内，一般的稳流仓下都能保证安装空间足够。4.2　使用操作（1）中控远程控制，或现场按钮操作蜗轮螺杆升降机，控制电路如同电动葫芦。当辊压机电流低时，进料口开大，如同图2中的右图虚线状态；在常规控制的液压系统压力下，判断料饼密实情况，以中部不出现碾不碎的夹心颗粒为宜。（2）当辊压机电流高时，进料口缩小，在常规控制的液压系统压力下，观察轴座浮动，以少顶挡块为宜。（3）两辊电流不均衡时，调节蜗轮螺杆升降机重新平衡负载，电流高的一侧，下调调节插板减少辊受料量，电流低的一侧可提升插板以增加辊受料量。（4）颗粒过大需加大初始挡块厚度，以减少液压系统压力波动；颗粒过细，可减少初始挡块厚度。（5）物料难磨，循环量过大，细粉过多会造成塌仓以及排气气震，需减少进料口开度。（6）物料干时，进料口缩小，适当减少循环负荷，可以减少系统电耗。（7）需要提升产量时，进料口开大，辊压机做功能力增加，入磨细料量大。磨与辊匹配，相互补充，细化优化，不断寻找合适的操作参数，建立新平衡。双曲线进料调节装置面世已近两年，经历了各种工况调节考验，除调节插板的衬板有一定的磨损外，其他运行良好。5　结论双曲线进料调节装置弥补了传统进料装置的不足，可带来5%~10%的提产节能效果，适用于水泥品种更换及原材料水分、粒度、温度变化较大的联合粉磨系统优化调节，或用于高产或高效模式转换工艺细化调节。作者简介作者：沈锡荣单位：常州神工节能环保科技有限公司中国散协水泥工程技术专业委员会会员单位水泥工艺专业高级工程师，从业近30年，在水泥粉磨领域拥有十余项专利，对辊压机联合（半终）粉磨系统中的塌仓、偏辊、做功不稳等问题，以及球磨机沟槽衬板、防堵隔仓、料球比在线控制等技术，有着较为前沿的见解和应对措施。近年所做第四代辊压机双曲线进料装置，原理先进，结构精巧耐用，极大地完善了辊压机进料工艺。技术/

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