SLM5600立磨在6000t/d生產線的應用

2018-06-19 07:21:44張世英姜利軍

中國水泥 2018年6期

關鍵詞：系統

張世英，姜利軍

（北方重工集團有限公司，遼寧沈陽 110141）

0 引言

北方重工集團通過不斷創新研發已設計制造出多種用途規格及結構的立磨，從三輥磨集中加載發展到三輥磨單臂加載、四輥磨單臂加載等結構，逐步向系列化、規模化、大型化發展，并形成MLS、SLM型生料立磨、MLN型熟料立磨、MLK型礦渣立磨、MLT型脫硫立磨等系列型譜，產品規格型號已達40余種，生產臺量達1 600余臺。產品能夠用于粉磨硬度較大、磨蝕性大的難磨物料，如高爐礦渣、水泥熟料等；不僅能夠用于粉磨普通細度的產品，而且能夠粉磨出超細產品。SML、MLS型立磨可以滿足7500t/d 生產線以下的原料制備的需要，對國內外水泥工業的發展起到了極大的推動作用。

SLM5600立磨是我公司在2009年充分吸收和借鑒國內外成功經驗的基礎上研制與6 000t/d水泥熟料生產線配套的大型原料立磨。首臺SLM5600立磨用于內蒙古天皓水泥有限公司。該生產線經過3個多月的生產運行。在原料易磨性較差的情況下，SLM5600立磨仍然取得了臺時產量480t/h、主電機電耗為9.2kWh/t、生料粉磨系統電耗為21.5kWh/t的先進指標，達到了國際同類產品先進水平。

SLM5600立磨是為5000t/d～6 000t/d水泥熟料生產線設計的原料立磨。研磨區域中徑為4.5m，研磨區域外徑為5.6m，磨盤最大外徑為6.1m，是目前國內最大規格原料立磨之一。

1 SLM5600立磨的主要特點及設計性能

SLM5600立磨的設計是建立在該系列立磨、大量在2 500t/d～3 200t/d水泥熟料生產線的實際生產應用、積累了豐富的設計及實際運行經驗的基礎上的。為配套5 000t/d～7 000t/d水泥熟料生產線粉磨原料而研究設計的高效節能烘干兼粉磨裝備。

1.1 SLM5600立磨工作原理

SLM5600立磨是按全風掃、部分外循環原理進行烘干兼粉磨作業，碾壓粉碎、風掃烘干和選粉為一體。物料從磨機喂料口喂入到磨盤軌道上，物料借助于磨輥組（見圖1）和磨盤（見圖2）間的相對運動碾壓粉碎，被粉碎到一定細度的物料，借助磨盤轉動而產生的離心力向外滑動。磨盤外沿處設有噴口環，在這里具有烘干能力的高速熱氣流，將這些物料吹向上方，當物料繼續上升到設在磨機殼體上方的分離區域時被選粉機進行分離，被分離出的合格粒度物料繼續被氣流帶出磨機，不合格的較粗粒度物料經返料斗再回到磨盤實現再次碾壓粉碎。入磨物料一般需要研磨及穿過上升氣流又落下再研磨，這樣循環多次，才能達到出磨物料細度。

1.2 特點

（1）粉磨效率高，烘干能力強。允許入磨的水分最高可達20%；入磨粒度大，正常為＜110mm，最大可達200mm左右；系統簡單，集破碎、粉磨烘干、選粉等工序為一體，流程簡單，占地面積小，建筑空間小；控制方便，物料在磨內停留時間短，成分、細度調整方便；噪音低；漏風少，有利于利用低溫廢氣；運轉率高。

（2）磨機漏風率低，振動也小。由于磨機的碾磨壓力是通過加載架→磨輥→磨盤→減速機傳遞至設備基礎，磨機殼體不受外部垂直載荷的作用，對運動部件與靜止部件之間的密封性能影響很小，因此，立磨漏風率低，一般＜5%系統風量，同時可降低磨機震動。

圖2 磨盤結構示意圖

圖1 輥組結構示意圖

（3）通過對磨盤、磨輥碾磨曲率對粉磨能力、單位電耗的影響研究，確定了最佳的碾磨曲率。

（4）SLM5600立磨在運行中，立磨的三個磨輥由壓力框架統一施壓的方式加載，因此三個磨輥在磨盤上容易平衡穩定；且磨輥能實現擺動（這是其他立磨形式所沒有的），使碾磨運動始終處于最佳狀態，保持良好的接觸表面，磨損均勻，磨損后期對產量的影響小。

（5）磨輥的潤滑為油池潤滑，磨輥軸承的密封采用單獨的風機，并有對磨輥軸承的溫度監測系統，軸承的溫度顯示在中央控制室，可靠保證了磨輥的使用。無強制潤滑油站，減少了潤滑油站的維護量。

（6）磨輥直徑大。SLM5600立磨的磨輥直徑達3 150mm，比國內同出力的其他立磨磨輥直徑大很多，從而工作時滾動阻力小，物料的碾入條件好，入料粒度大，對提高磨機出力和降低電耗非常有利；磨輥直徑大則耐磨件有效磨損量多，耐磨件使用壽命長，磨盤轉速慢（正常生產時為26.5r/min，磨盤慢轉時0.57r/min），磨機運行平穩。另外，該立磨的磨輥襯板可擺動180°使用；磨盤襯板數量避免了偶性周期磨損，也便于檢修更換；磨盤與磨輥的碾磨襯板材料有硬鎳鑄鐵、高烙鑄鐵和耐磨堆焊三種材質，可以適應不同的物料。

（7）先進的液壓加載系統。液壓系統能實現液壓缸預加載、抬起磨輥組、啟動主電機和落下磨輥等操作；研磨過程中的自動張緊、系統自動卸荷、系統手動卸荷、維修中壓力框架的手動提升和手動下降五個功能，其中立磨由三個液壓缸總成，每個液壓缸總成帶有四個40L的囊式蓄能器；液壓缸內含有用來監控活塞桿高度的位移傳感器，在粉磨過程中實現料層厚度的監控。

（8）三個磨輥鉸接在壓力框架上，可繞鉸接軸內外擺動；擺動量由設置的磨輥擺動限位裝置控制。其中磨輥提升限位裝置限制磨輥向里擺動2°，外止動座限制磨輥向外擺動3°～4°；另磨輥提升限位裝置可以防止磨輥傾倒。

（9）增加了液壓減振緩沖裝置。為了降低磨機的水平振動，通過對磨機振動因素的分析和研究，在架體的壓力框架撞擊處增加了液壓減振緩沖裝置，利用液壓缸的阻尼作用吸收壓力框架對張緊架的撞擊力，從而降低了磨機的水平震動。

（10）配有高效、先進的動靜組合分離器。在研究當代高效組合式分離器的基礎上，開發研制了適合SLM5600立磨的高效組合分離器。重點考慮選粉區域部分及顆粒運動的控制，盡可能限制磨內出現的無規則運動量，確定選粉機的結構尺寸，包括柵格轉籠葉片和導向葉片的數量、形狀及安裝角度。轉子采用耐磨鋼，固定葉片角度合理，不需要調整；分離器由變頻電機帶減速機驅動，可實現變頻調速。該新型選粉機降低磨內循環負荷，減少磨機的阻力，改善碾磨效率，并可降低磨機系統風機電耗10%。

（11）部分物料外循環。可以降低噴口環處的風速，減少磨內的壓力損失，從而減少系統風機的能耗。物料的外循環量為30%～50%，其中易磨性差的物料外循環量大些。如何控制外循環量，即控制噴口環處風速，可通過遮擋噴口環處的通風面積來實現。噴口環襯和空氣導向錐則采用了耐磨鋼板，使襯板壽命大大增強。

（12）磨輥安裝與檢修裝置的技術先進。SLM5600立磨有一大檢修門。檢修時升起壓力框架，利用慢傳裝置將要拆卸的磨輥旋轉到檢修門口，用液壓缸提升被檢修的磨輥或磨盤襯板，然后由電機驅動經大速比減速機減速，將磨輥平穩水平旋出磨外。先進的檢修技術縮短了檢修周期，提高了設備運轉率。

（13）傳動裝置與控制系統的技術特點。SLM5600立磨采用大型立式行星減速機及液體動靜壓潤滑裝置，主電機采用國產的YRKK型電機；主減速機的潤滑采用液體動靜壓潤滑，可靠保證了主減速機的正常運行，主電機的潤滑由一臺專用的潤滑站進行潤滑。該立磨能實現磨機空載（抬輥）啟動和輔傳啟動兩種啟動方式，用戶可根據工況選擇。輔傳裝置還可以用于磨機的檢修。SLM5600立磨的控制方法靈活方便，具有機旁手動、機旁自動和中控遠程控制三種操作方式。

1.3 SLM5600立磨的主要技術參數（見表1）

表1 SLM5600立磨主要技術參數

2 粉磨系統工藝流程及主要設備參數

粉磨系統工藝參數及流程見圖3（使用廠實際工藝流程圖）。

配料庫底由電子皮帶秤配料落到皮帶機2上，再落到皮帶機5上，經除鐵器3除鐵后，經金屬探測器4檢測，若檢測到有較大的金屬，三通閥22將該部分物料剔除到料倉21（在開機、停機時的多余物料也可以儲存在該倉），若無大塊金屬的物料送入鎖風喂料機6再入立磨7進行烘干粉磨。磨機正常運行后，用電子皮帶秤將料倉21內的物料喂到皮帶機25上，到外循環提升機8提升到皮帶機5上，經除鐵器3除鐵后，重新喂入磨內進行粉磨。

由窯尾高溫風機18排出的廢氣，在立磨系統風機13及尾排風機20的抽吸下，一部分與循環風混合進入立磨，在與被立磨粉磨的物料進行熱交換后，帶起物料經選粉機進行分選，細度不合格的物料重新落到磨盤上進行粉磨，合格的物料隨氣流進入旋風收塵器9，90%以上的粉塵被收集下來，經過分格輪10卸入空氣輸送斜槽11，再由提升機12送入生料均化庫。出旋風收塵器9的氣體一部分循環入磨，另一部分與窯尾高溫風機18出口旁路的一部分廢氣混合進入電收塵器19進一步除塵，由尾排風機20排入大氣。

從立磨風環處落下的物料落到皮帶機26上，經除鐵器27除鐵后，到外循環提升機8提升到皮帶機5上，經除鐵器3除鐵后，重新喂人磨內進行粉磨。出磨風溫及循環風量可通過冷風閥16、熱風閥15、循環風閥14、旁路風閥17進行調節。實際生產運行證明該粉磨系統設計是合理的。

內蒙古天皓集團有限公司SLM5600立磨生料制備系統主要設備參數見表2。

3 SLM5600立磨的調試及生產運行結果

SLM5600立磨在天皓水泥生產運行記錄統計，正常運行時，整個磨機系統單位電耗約為21.5kWh/t，與通常管磨機粉磨生料的單位電耗為27kWh/t相比，電耗降低22%，SLM5600立磨設計產量為460t/h，實際從2011年9月投入生產，截止到2012年9月，累計運行時間為5 881h，生料累計2 711 141t，平均臺時產量461t/h。

在SLM5600立磨及其粉磨系統空載聯動試車運行結束后．我們與天皓集團公司相關領導及技術人員詳細討論了負荷斌車方案。詳細分析了其他大型立磨在負荷試車過程中發生的事故，確定保證不出廢料（生料細度＜16%）、保證主減速機萬無一失的負荷試車方案。其中要求無論是減速機的水平振動還是垂直振動值＞4mm/s報警，5mm/s停機，保證減速機不出問題。

2011年9月20日，SLM5600立磨系統進行首次投料試車．由于沒有熱風，磨機產量給定量為280t/h，液壓系統壓力為11MPa，運轉非常順利。磨機運行正常，振動值在3mm/s左右，產品細度為8%（在旋風收塵器下取樣），由于是冷態試車，我們調整了風環風速，穩定料層厚度，將磨機振動值控制在3mm/s以下，很快就連續運行了近20h，粉磨了5 000t生料，為窯系統點火投料作好了準備。

2011年10月18日，窯系統正式點火投料。立磨粉磨系統在有熱風的情況下，產量調整到了410t/h。磨機運行非常平穩，加壓系統壓力僅為11MPa，主電機電流為240A（額定電流為298A），進料粒度＜100mm，出磨氣體溫度能保持在70℃左右，在磨輥液壓系統壓力為13MPa時，產量達到了450t/h，產品細度為14%～16%，單位產品電耗為13.5kWh/t，＜2.5mm/s。第一次投料試機時，由于參數調整不當，磨機振動值瞬間超過4mm/s外，正式投料生產3個多月沒有出現過任何振動。在研究設計人員和生產使用廠家的密切配合和精心調試下，SLM5600立磨從第一次試生產開始僅用了半個月時間達到了設計指標。實際上在有熱風的情況下，8h內產量就達到了460t/h的設計指標。從目前主電機負荷情況看，該磨還有較大潛力，預計產量能達到500t/h。