輥壓機偏輥原因分析及處理方法

陳代彥

（中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司，安徽 合肥 230051）

1 前言

輥壓機作為迄今為止粉碎效率最高的設備，在水泥行業的原料及熟料粉磨系統中成為首選裝備，輥壓機運轉時，由于沿輥寬方向物料分布不均，導致活動軸系輥子兩端的輥縫不一致，即產生輥縫差（d=S2-S1），我們稱之為偏輥（如圖1 所示）。小幅度的偏輥是不可避免的，同時也是設備及工藝系統所允許的，但若是長期的大幅度嚴重偏輥，則需要引起足夠的重視，因為會給設備本身到來一系列的問題，如活動輥軸承座的導軌及其導軌槽的磨損、側擋板的磨損、液壓缸活塞桿的偏載、萬向聯軸器的損壞等。導致偏輥的原因是多方面的，每個應用廠家面臨的問題都不盡相同，其處理辦法也需要因廠而異。一些輥壓機制造廠家通過液壓系統左右兩側液壓缸的加減壓以實現糾偏功能，并將左右兩側的輥縫偏差允許值設置為很嚴格的數值，試圖徹底解決輥壓機的偏輥問題，這種本末倒置的辦法是解決不了根本問題的，反而會給應用廠家造成誤解，以為單純通過液壓系統的壓力調整就能徹底解決，忽略了造成偏輥的根本原因，最終結果是造成液壓系統經常性加減壓，液壓元器件壽命受損。與此同時，當液壓系統的糾偏動作完成后還是無法解決輥縫偏差問題，只有通過止料后再重新喂料或是液壓系統整個泄壓再加壓的方式開啟新的一輪的糾偏，這種方法勢必造成整個工藝系統運轉的不連續性，產品的細度及產量斷斷續續，電耗也會隨著增加。本文總結多年的應用經驗，從根源上分析造成偏輥的主要原因并提出解決方案。

2 造成輥壓機偏輥的原因分析

輥壓機偏輥是輥壓機設備故障中比較難以解決的問題之一，因為造成輥壓機偏輥的原因有許多方面，綜合起來主要有以下幾個方面。

2.1 入輥壓機物料粒度波動大

圖1 輥壓機偏輥示意圖

眾所周知，輥壓機在生料粉磨系統中的運行比熟料粉磨系統中的穩定性要好，輥壓機的偏輥幅度比熟料粉磨系統的也要小得多，最主要的原因是原料粉磨系統中物料較熟料粉磨系統的物料要均齊，其配套的破碎系統比熟料粉磨系統要齊全，同時，生料粉磨系統的循環負荷也相對小，因此入輥壓機的物料粒徑相對均齊，一般情況下要求入輥壓機物料平均粒度要小于30mm，最佳物料的粒度不宜超過50mm。一般來說，熟料粒度是能到達要求的，普遍是混合材中有大顆粒物料，尤其是石灰石配料的，在水泥熟料粉磨系統中，混合材很少單獨配置破碎系統，一般都是礦山破碎完后直接進堆場，再由輸送系統入配料庫，物料粒度很不穩定，在破碎機新換錘頭時，石灰石粒度很小，能滿足輥壓機的粒度要求。當錘頭磨損一段時間后，尤其是后期，出破碎機的粒度嚴重超標，個別大的達200mm，這些大顆粒物料占比少，不會引起使用者的足夠重視，但這些極個別大的物料是引起輥壓機頻繁波動的最主要原因，包括輥壓機偏輥故障在內。

2.2 入穩流稱重倉的料管布置不合理

很多時候，解決設備問題需要從工藝方面著手，若是工藝設計本身不合理，單從設備本身去找解決辦法，往往事倍功半。很多廠的偏輥問題就是入穩流稱重倉的料管布置不合理造成的（如圖2 所示），有的是由于受場地限制（高度不夠），有的是設計人員沒有意識到其該工藝布局會導致設備問題。從圖2 我們可以看到，新鮮來料、V 選回粉及選粉機回粉分別單獨入物流稱重倉，由于這三根管道內的物料來源不一樣，其物料粒度差別很大，新鮮來料中絕大部分是30mm左右的粗顆粒，V 選回粉中絕大部分是小于5mm 的細顆粒（有個別輥壓機邊緣漏料的粗顆粒），而選粉機的回粉中基本上都是小于1mm 的細粉物料。按照如圖所示的工藝布置，三種物料沒有充分混合而分別入物流稱重倉，勢必造成物料在倉的內部產生離析，即倉內的物料粗細分離，輥壓機偏輥也就不可避免了。還有一種情況，入穩流稱重倉的料管布置合理，物料粒度也在合理范圍內，但倉內物料仍然發生離析，這時需要檢查穩流倉內是否存在局部物料結皮現象。

2.3 輥子一側側擋板存在漏料嚴重

圖2 入穩流稱重倉料管布置圖

輥壓機輥子兩端面都設置有側擋板，防止輥壓機的邊緣漏料（圖3），邊緣漏料帶來的影響很大，首先會導致循環負荷增加，料餅提升機電流上升，V 型選粉機的選粉效率降低。當穩流稱重倉發生沖料現象時，會導致料餅提升機壓死現象；其次會造成輥壓機邊緣的物料受到的擠壓力低于輥子中心物料受到的擠壓力，從而使輥壓機有效擠壓物料的寬度減小，降低了粉碎效率。最容易讓人忽視的就是邊緣漏料會影響輥壓機的工作輥縫，當輥壓機有一側的漏料嚴重而另一側正常時，偏輥現象就產生了。

圖3 輥壓機邊緣漏料

圖4 無邊緣漏料輥子端面

當輥壓機輥子邊緣漏料嚴重時，這一側的輥縫是撐不開的，因為物料一受擠壓就往側邊逃逸，形成不了壓力區，達不到穩定的料層粉碎效果。導致邊緣漏料的原因有幾個方面，首先要檢查是不是側擋板磨損嚴重導致的，還有就是側擋板的頂緊裝置是不是有松懈，最為重要的是側擋板的結構設計是否合理。

2.5 其他方面的原因

導致輥壓機偏輥故障的除上述常見原因外，還有一些其他方面的因素，如液壓系統系統中存在泄漏，導致左右兩側的壓力不一致，或是輥壓機液壓系統有一側的蓄能器氮氣囊破損，起不到蓄能緩沖的作用；輥子兩端磨損程度不一致，磨損大的那側輥縫撐不開，導致偏輥現象；另外，位移檢測元件也需要定期進行校驗，否則本來兩側運行輥縫相差不大，由于位移傳感器誤測導致輥縫偏差報警；空倉操作，輥壓機不飽和喂料導致兩側物料量不一致而偏輥；還有一些廠家通過手動棒閘開閉來調整偏輥，這是錯誤的做法，既不能有效調整偏輥，同時還會影響輥壓機的擠壓效果和處理量。

3 偏輥帶來的危害及處理方法

輥壓機長期大幅度的偏輥會帶來一系列的問題，如軸承座導軌及導軌槽的磨損，液壓缸活塞桿由于承受側向力帶來的磨損，偏輥還會產生軸向力，嚴重時會導致軸承座的移位以及引起扭矩支撐的偏斜，輥壓機的軸承若采用的是調心輥子軸承，小幅度的偏輥對軸承不會有太大的影響，但有時瞬間的大幅度偏輥伴隨著巨大的沖擊載荷，超出了軸承調心范圍，導致軸承損壞的可能性。所以，輥壓機的偏輥問題需要引起足夠的重視，找到引起偏輥的根本原因，并想辦法予以解決。針對物料粒度波動大，最佳的辦法是對有粗顆?；旌喜娜攵褕龊筮M行再破碎，有效控制物料的粒度，若大顆粒物料很少且受現場條件限制增加破碎難度大，也可以通過在配料秤入配料皮帶處加格柵從而將大顆粒物料篩選出來。

針對入穩流稱重倉料管由于工藝設計不合理，現場空間如果允許，可以通過改造將三股物料合成一道管路后再入穩流倉，讓粗細物料有充分混合的時間，若由于空間受限導致角度不夠，也可以在穩流倉的內部延長入料管道，達到同樣的效果。為了避免物料在穩流倉內發生離析現象，當穩流倉的足夠空間且物料綜合水分≤1.5%的前提下，可以在穩流倉內部設置撒料裝置，如圖5 所示。

撒料裝置起到的主要作用是讓物料有充分的停留和混合時間，以求達到均勻布料的效果，防止穩流倉內物料離析，為了增強效果，可以根據實際情況多增加幾層撒料板。當物料綜合水分超過2%時，不建議加該形式的布料器，因為容易發生堵料現象，影響整個粉磨系統的運行。若發現輥壓機側擋板漏料嚴重時，可以通過更換側擋板或是擰緊頂緊裝置來緩解邊緣漏料，隨著技術的不斷的研發與進步，原有老式進料裝置側擋板很難避免邊緣漏料，老式進料裝置是采用在輥子端面設置單層側擋板，由于側擋板受頂桿壓緊，漏出的物料同時摩擦側擋板和輥子端面，造成側擋板壽命短，長期使用后輥子的端面同時也造成磨損，嚴重時需要堆焊才能修復。為此建議將進料裝置更換成目前使用效果很好的騎輥式電動進料裝置，該新式結構的側擋板密封效果好，提高了輥壓機的擠壓效果，因為物料不與側擋板和輥子端面的正面進行摩擦，因此大幅提高了側擋板的使用壽命，提高同時也杜絕了輥子端面的磨損。

圖5 撒料裝置結構示意圖

4 結語

針對輥壓機偏輥問題，不同的輥壓機研究單位與制造商有著不一樣的處理方式，總體上有兩種思路，一種是沿用最初從國外引進輥壓機技術時的做法，采用恒輥縫控制模式，該模式對輥縫偏差的控制較為嚴格，當一側的輥縫大于另一側輥縫6mm 時（這個偏差值不同廠家有所區別），液壓控制系統開始對左右輥子兩側液壓缸工作壓力進行加減壓，以求達到控制輥縫偏差；另外一種是根據國內物料粒度的實際情況，采取恒壓力控制模式，適當放寬輥縫偏差的控制，保證生產的連續性及產品質量的穩定性。

恒輥縫控制模式的出發點是好的，然而在實際應用中很多時候偏輥是由于物料粒度的不均齊性造成的，通過這種控制模式是很難糾正輥縫偏差的，具有輥壓機使用經驗的都知道，輥縫小的那側一般都是因為細分物料多引起的，通過液壓控制系統減壓，其輥縫也不會隨著變大；而輥縫大的另一側通過加壓其輥縫也不會有太大的變化，因為造成輥縫大的原因是物料粒度，水泥原料都是脆性物料，壓縮比很小，壓力再大也不會影響輥縫大的變化；這樣頻繁的加減壓勢必造成液壓系統的故障，輥子磨損的不均勻等問題，同時當輥縫偏差糾不過來而超上限時，一般采取的辦法是通過止料或是液壓系統泄壓重啟的方式來應對，這勢必會造成生產運行的不連續性及產品質量的波動。所以，解決偏輥的根本問題還是要從上文所述中去找，不能依賴液壓系統的控制模式。

輥壓機設備的運行狀況與原材料的粒度、水分有很大的關系，物料粒度的不均齊性，尤其是大塊物料不僅僅帶來輥壓機的偏輥，還會引起液壓系統大幅的頻繁波動、輥面磨損的加劇、傳動系統扭矩的突然增大等問題。