輥壓機粉磨水泥節能的關鍵技術與輥面的維護

（新疆天業天辰水泥有限責任公司， 新疆 石河子 832000）

0 引言

水泥粉磨,傳統工藝以管磨機為主機，其產品質量在工程應用中得到了充分認可，唯一的缺點就是其粉磨效率低電耗高，這是其沖擊粉碎無效功太多所決定的。輥壓機屬于料層粉碎，由于物料是受到擠壓作用，擠壓的無效功比沖擊的無效功要少得多。擠壓粉碎所需的能耗大大低于傳統粉磨方法所需的能耗，這就是輥壓機被迅速推廣到水泥粉磨工程的原因。由于輥壓機用于水泥行業有很多創新，既可粉磨生料也可粉磨水泥（包括熟料、礦渣等），本文僅談談水泥粉磨中輥壓機節能效果最佳的關鍵技術及輥面的維護要點。

1 輥壓機節能效果最佳的關鍵技術

1.1 工藝

將輥壓機用于粉磨水泥，在工藝上有很多創新，有很多組合，諸如開路輥壓機與開路管磨機串聯、開路輥壓機與閉路管磨機串聯、閉路輥壓機與開路管磨機組合、閉路輥壓機與閉路管磨機組合、輥壓機終粉磨水泥等等。這么多組合，究竟哪一種最節能？按理，我們可以從實踐廣泛的輥壓機終粉磨生料工藝可以判斷，輥壓機終粉磨水泥工藝最節能。有資料稱，結構方面的難關已被逐步突破并相繼獲得解決，國內外開發的輥壓機產品都已取得長足進步，終粉磨系統所生產的水泥質量問題也已經基本解決。但事實上，我國有很多輥壓機與管磨機組合的半終粉磨系統，只要把管磨機關掉，就可實現輥壓機終粉磨工藝，就可以最低的電耗實現水泥生產，為什么不這樣做？筆者認為技術上還存在不足，無法滿足工程應用的產品的穩定生產。而新型雙閉路三選粉半終粉磨系統具有很好的節能效果，該系統起源于新疆，并向全國推廣。該工藝可將輥壓機擠壓階段產生的成品大部分分選出來，亦可根據水泥性能調節分選比例，有效避免了磨內過粉磨現象，粉磨電耗24kWh/t。

1.2 配置

輥壓機與管磨機的配合，目的就是通過管磨機粉碎物料功能外置，實現節能。管磨機粉碎物料功能外置的過程中，我們有一個摸索的階段和過程，究竟外置多少最節能？由于外置的是管磨機粉碎物料功能，是由輥壓機等類似完成同樣功能的設備完成的，對于輥壓機+管磨機配合的系統，究竟外置多少最節能就與配置的輥壓機有關系。

新疆克州QS6000t/d預分解窯生產線的水泥粉磨采用兩套180-160大型輥壓機+Φ4.6m×14.5m管磨機組成的大型開路聯合粉磨系統，其輥壓機功率6400kW ，管磨機功率5000kW，這就是所謂的大型輥壓機配小磨。這種配置理念常常被用于改造，比如把原來的兩臺小輥壓機用來與一臺管磨機匹配，只要兩臺輥壓機功率與管磨機功率比≥1.0，就算得上大型輥壓機配小磨，就會收到很好的節能效果。

據報道，新疆克州 QS6000t/d預分解窯生產線的水泥粉磨系統生產 P·O42.5級水泥，成品比表面積 358m2/kg時，系統產量達 356t/h，系統粉磨電耗為28.43kWh/t。生產P·C32.5R級水泥，成品比表面積364m2/kg時，系統產量達383t/h，系統粉磨電耗為25.75kWh/t。

1.3 優化

從引進到消化吸收和創新，總是要經過一段時間的歷練。最初，我們對輥面的維護和修復很傷腦筋，實際上是在為穩定持久運行傷腦筋，在以鄭州機械研究所為代表的堆焊技術國產化后，我們追求的是輥壓機更加穩定和高效地運行。這是品質提升階段的要求。

為了確保輥壓機安全穩定工作，我們往往從料壓、物料粒度和施加的壓力去要求，即：（1） 喂入的物料應具有一定的料壓，借以保證物料穩定連續地喂入輥間，形成較密實的料層；（2）喂入的物料粒度應滿足設計要求，借以形成較密實的料層，但在高壓料層粉碎前可以發生單顆粒破碎的部分除外；（3） 粉磨時應具有足夠大的擠壓粉碎力，不過，該粉碎力數值對于不同的物料和擠壓效果有不同的要求，應通過試驗確定最佳值。這是多年實踐經驗的總結。

為了更加穩定和高效地運行輥壓機，目前更加需要解決以下問題：一是輥壓機通過輥徑寬比的合理匹配，提高其壓力區的效率；二是開發新型擋板，嚴格控制側擋板漏料，強化邊界的研磨效率；三是優化進料控制裝置提高輥壓機進料控制穩定性；四是開發新型輥面，提高剪切整形功能，提高顆粒整形功能。前三點的目的是確保輥壓機實現更穩定的擠壓做功，第四點是進一步提高運轉率，推動輥壓機終粉磨水泥工藝的發展。開發新型輥面，目前國內已經有裝備供應商推出了柱釘輥，一些新建工程的業主明確表示要選用柱釘輥，一些企業在改造中也在考慮選用。筆者認為，好東西要有好價錢相匹配。擔心的還是以低價中標方式扼殺了裝備供應商的熱情，扼殺了企業自己的效益。

目前，一種輥壓機杠桿式雙進料裝置被廣泛用于輥壓機粉磨系統的改造。該進料裝置實現了輥壓機進料控制的穩定性，應用后，入輥壓機物料形成穩定的受限料床，擠壓做功效果良好，一般可提高系統產量8%-10%，節電3%-5%。

2 輥壓機輥面的維護要點

輥壓機的使用，管理者提出了嚴格的維護要求，要做到內在無隱患外在無危險，既要避免帶病運轉，又要確保輥壓機的安全運轉和高運轉率。對輥壓機的維護，涉及到除鐵、潤滑、結構尺寸、輥面形貌和液壓系統，這幾個方面又依靠更多細節來保障。筆者認為，輥壓機維護最關鍵的是以輥面為中心的維護——保護輥面。

用于粉磨水泥的輥壓機，使用者希望輥面有很好的耐磨性及抗剝落性。輥面的耐磨性及抗剝落性取決于堆焊材料的耐磨性能、物料的特性、輥面是否及時維護等諸多因素。

2.1 輥壓機最怕金屬異物

輥面形貌關系到輥壓機對擠壓物的擠壓效果，也就關系到系統的安全運行和粉磨效率。在輥壓機入料中不可避免的存在各種各樣的金屬雜質，這對輥面造成的極大的威脅，過大的金屬雜質將直接損壞輥面，同時也會引起輥壓機跳停，而小顆粒的雜質富積后，會額外增加輥面的磨損，故在使用中要盡最大的可能減少金屬雜質的存在。為了防止輥面遭受金屬異物傷害，有的企業全民皆兵，從燒成車間的巡檢就提出要求，比如要求巡檢在巡檢熟料環節時，發現金屬異物必須檢出，不能檢出必須報告中控室，報告配料站，并對發現者給與獎勵。對于恒重倉因離析現象積累的金屬，企業也要重視，要定期清除，不要過于依賴除鐵器。

2.2 每隔3周或4周對輥面進行全面檢查

水泥企業一般每隔3周或4周對輥面進行全面檢查，記錄磨損量，檢查是否有剝落現象。上文說到全民皆兵檢異物除鐵塊，就是害怕輥面剝落。在兩個輥子間強大的壓力作用下，金屬雜物就有可能直接破壞輥面，使輥面產生凹坑或將硬質耐磨層崩落。

2.3 過飽和喂料可延緩輥面的磨損

確保料倉始終具有穩定持續的料柱確保下料均勻，可保證輥壓機的過飽和喂料要求。這一要求可從兩個方面理解其對輥面的保護作用：（1）會使物料對輥壓機的沖擊較小，從而減少機身的振動，進而保持輥壓機運行平穩，延緩輥面的磨損；（2）物料可均勻分布在整個輥寬上，可減少物料對輥面的磨損速度。

2.4 正確選擇輥面堆焊工藝

輥壓機輥面優良的耐磨性和抗剝落性能取決于輥面堆焊材料，也就是取決于輥面堆焊材料的硬度和韌性。鄭州機械研究所研制的 ZD系列多規格耐磨藥芯焊絲，離線堆焊時采用埋弧自動焊工藝（加熱堆焊），在線堆焊時采用 CO2氣體保護焊（冷焊）工藝。采用這兩種堆焊工藝非常適合輥壓機的現實工況，能夠可靠地確保堆焊層與母材、各堆焊層之間的具有良好結合性，同時確保輥面具有優良的耐磨性能。

2.5 盡量減少輥面堆焊次數及堆焊量

每次局部堆焊，都會在輥面局部產生焊接殘余應力，且無法對其進行消除。如果堆焊次數多了，焊接殘余應力就會積累，到一定時候，這種應力會傷及輥體。為了減少輥體產生剝落的風險，就必須減少對輥面的焊補次數和焊補量。而要做到這一點，前述幾點就起著關鍵性作用。

3 結束語

從輥壓機粉磨原理講，其具有明顯的節能效果。如果要將其用在水泥粉磨系統的節能效果發揮到極致，筆者認為不僅要注意工藝和配置的先進性，還要對輥壓機本身進行優化，包括輥壓機輥徑寬比的合理匹配、新型擋板、進料控制裝置和新型輥面。對于傳統輥面，是輥壓機維護的關鍵，應該做好以下幾點：拒絕金屬異物的傷害；每隔3周或4周對輥面進行全面檢查；過飽和喂料延緩輥面的磨損；正確選擇輥面堆焊工藝；盡量減少輥面堆焊次數及堆焊量。