辊压机使用保养和常见故障

唐山冀东水泥股份有限公司
辊压机专题技术讲座和技术交流会议材料汇总一．股份公司在用和将投入的辊压机统计
二．在用辊压机存在问题的技术交流成果
三．股份公司技术开发中心马骏工程师讲稿
四．盾石机械公司技术开发中心张永红副主任讲稿
一．股份公司在用和将投入的辊压机统计
二．在用辊压机存在问题的技术交流成果
三．股份公司技术开发中心马骏工程师讲稿
辊压机的使用及操作
在此我主主要针对辊压机的使用及操作，综合我公司在线辊压机的使用经验以及通过各种渠道获取的知识、信息，在此向大家做一简要介绍一．辊压机的基本结构
对此大家可能都比较清楚，在此简要叙述一下：它主要由轴线平行一对辊子组成，辊子通过辊轴两端的轴承座安设在框架内，一个辊子相对框架是固定的，称为定辊，另一辊子的轴承座可以在框架内沿滑道作水平往复运动，称为动辊，工作时两辊向中间作相向转动，液压系统施加的压力通过动辊轴承座将定辊推向定辊，机械限位保持两辊间存在一定间隙，此时压力通过机械限位传递给框架，当有物料喂入两辊之间时，物料被咬入，两辊被撑开，此时液压系统施加的压力通过动辊传给物料，再经定辊、定辊轴承座、定位销、传给框架，在此过程中，两辊间通过物料产生作用力及反作用力，使物料得到粉碎。

由于两辊的转动，物料被不断的咬入，并被强制卸出，从而实现连续的粉碎作业。

二．辊压机的工作原理
与辊压机结构比较相近的一种设备是辊式破碎机，但他们的工作原理是绝然不同的，辊式破碎机是但颗粒破碎，而辊压机是根据料床粉碎的原理设计的，即在较高的压力作用下，物料颗粒之间相互挤压而产生破碎，要实现这种作用，必须保证辊压机的过饱和喂料，即要求在两辊上方存续有一定的料柱高度，保持一定的料压。

这也是辊压机系统必须设置称重仓的原因之一。

三．介绍一下与辊压机使用有关的两个主要参数
1．辊压
压力是决定辊压效果的最基本参数。

液压系统压力是一个设备操作参数，并不是工艺参数。

它并不能直接反映辊压机磨辊对物料的挤压应力，必须通过辊压机的液压缸数量和活塞有效面积，才能换算成两磨辊间的总压力，进而求出表征辊压各种量值。

下列为表征辊压机辊压的几个量值的计算式
▲辊压机总力F（kN）
F＝
n·S·Pr
（1）
式中： n一液压缸数
S一液压缸有效面积（m2）
Pr一液压系统压力（MPa）
▲平均辊压 Pcp（KN/ m2）
Pcp＝2F/D·B sinα
式中： D 一磨辊直径（m）
B —磨辊有效宽度（m）
α---压力角或称咬入角（°）
▲投影压力P T（ KN/ m2）
P T=F/B·D 实际上真正对辊压效果起作用的是最大辊压。

以两辊中心连线为0度，
压力角起始于8.3度，终止于—1.6度，而最大尖峰压力位于1.5度，尖峰压力略大于平均压力的2倍
粉碎效应是压力的函数，试验表明平均压力在80-120MPa之间细颗粒增加速度最快，粉碎效率较高，辊压超过150MPa不再增加。

辊压增加，单位能力电耗也增加，辊面磨损亦加重。

为此辊压机设计时要寻找一个合适的辊压值。

对于特定的辊压机，由于其辊径和有效辊宽已确定，因辊压与液压系统压力呈线性关系。

因此液压系统压力就可以作为辊压机的工艺参数加以调整。

针对不同的工艺系统，辊压机采用的辊压值亦不相同。

早期用于预粉磨的辊压机辊子的投影压力波动于8500-10000kN/m2相当于平均压力为120-150MPa；当前联合粉磨的辊压机投影压力已降至5000-6000kN/m2，相当于平均压力为70-80MPa。

液压系统压力的选择的依据是喂入辊压机物料的物理性能、辊压机系统工艺以及后序设备的配套情况
压力沿辊宽呈不均匀的曲线分布，窄辊压力分布呈三角型，尖峰值2倍于平均压力；宽辊的压力分布呈抛物线型，尖峰值1.5倍于平均压力。

压力沿辊宽的分布状况说明物料通过辊压机时有些部分是压力不足，有些部分又超压浪费
由此可见宽辊有更好的压力分布曲线，意味着粗颗粒循环量少和总的能耗低
端部压力降低的原因是喂料溜子和夹板（也就是两辊端面的侧板）摩擦减慢了端部的喂料速率，这就形成了所谓的边缘效应。

为此加强端部喂料、保持夹板的良好封闭状态即可改善压力分布
2.料饼厚度
辊压机的通过量公式为
Q=3600·B·s·υ·γ（t/h）
式中：B---辊压机宽度（m）
s----料饼厚度（m）
υ----辊压机线速度（m/s）
γ----料饼容重（t/m3）
由于辊压机辊宽、线速度一定,调整料饼厚度也就是调整辊压机的通过量（也就是辊压机的生产能力）
料饼厚度与辊压前后物料的容重、咬入角和辊径有关，压缩前物料的容重决定与物料的粒度组成，压缩后的物料容重于辊压有关，最大可至物料真比重的80%
咬入角（α）决定与物料物理性质以及辊面的状况（一般为8-9度）如果辊压前后容重及咬入角不变则料饼厚度仅与辊径有关，一般料饼厚度≈0.02D，如果辊压降低料饼将变厚，这说明辊压机能力（通过量）将随辊压降低而增加。

在实际生产中，料饼厚度（即通过量）的波动主要是由于物料物理性能（主要是颗粒组成）变化引发的咬入角的变化，在生产实践我们会体会到：物料粒度偏大，料饼就较厚；细粒级含量增多时，辊缝就将减小。

所
以要保证辊压机通过量的稳定，首先要保证入料性能的稳定。

在保持使用压力不变情况下，需要调整辊压机通过量（料饼厚度），只能使用辊压机进料装置的调节插板才能有效，其他方式的调节都将破坏辊压机料床粉碎的工作原理。

一般料饼厚度调节准则是：在工艺设备能够满足要求的前提下，应适当加大料饼厚度，尤其是当所喂料的粒度较大时，可以降低设备的负荷波动，有利于设备安全运转，因为这样可以适度加大辊压机能够耐受的非破碎物的尺寸
由于粉碎效果决定于粒间压力而与料饼厚度无关，所以不要错误地认为增大料饼厚度，会导致辊压机出料中粗颗粒含量的增加
四．辊压机操作参数的调整及操作方式
当一台辊压机应用于具体的工艺生产线中时，其规格参数，包括辊面形状、辊宽、线速度、装机功率以及液压系统最大操作压力均已确定，喂入辊压机新鲜物料的物理特性基本定型（当然对于不同生产品种，亦存在较明显变化）。

因此辊压机可以调整的参数，实际上只有液压系统压力和辊压机出料的料饼厚度（即通过量）
辊压机的功率计算公式为：
N=2·β·PT ·D·B·υ（kW）式中β为作用角，一般为1/3 α咬入角
由于在辊宽、辊径一定情况下，投影压力决定于液压系统压力；辊压及咬入角又与料饼厚度直接相关，所以从上式可以看出辊压机的液压系统压力和料饼厚度决定了辊压机主电机的输出功率。

在保持主电机输出功率相对不变时，不同的压力与料饼厚度的搭配，即不同的操作方式，将对挤
压后的物料产生不同的效果。

当高压力、薄料饼操作时，将使输出料的颗粒分布放宽，既有较高成品含量；低压力、厚料饼操作时，输出物料的颗粒均匀性好，但成品含量会有所降低。

辊压机的操作方式应根据工艺流程、物料情况、设备配置方式进行选择，由压力和物料循环量的不同，形成低压大循环和高压小循环为特征的操作方式。

各种专门为辊压机系统配置的选粉设备的出现，为技压粉磨新工艺的出现提供了条件，使低压大循环成为辊压机的操作方式的主流，为辊压机的可靠、稳定运行奠定了基础，在某种意义上讲辊压机使用的推广亦有赖于此。

五．各种挤压粉磨工艺的特点及辊压机操作具体说明
1.预粉磨系统
预粉磨系统是将物料在辊压机进行挤压预处理，一般采用边料循环方式，将由于边缘效应而辊压不好的边料分出后，中料送入球磨机粉磨至成品。

可采用低压大循环和高压小循环两种操作方式。

实验证明：对于预粉磨系统，高压操作时，循环负荷（回辊压机料量与新喂入料量的比值）在100%时对功耗和节能幅度有一个最佳值，而低压时，循环量增加，系统功耗降低、节能幅度增加，直至300%采趋于稳定。

由此可以认为：低压操作时料饼循环量在200%--300%是有利的，高压操作时料饼循环量宜控制在100%左右。

就系统功耗的绝对值而言，两种方式在循环量为270%时相同，在小于这一循环量范围，高压操作始终低于低压操作；在各自最佳循环负荷下（功
耗最低）前者亦较后者的5%
预粉磨系统由于原料颗粒分布集中、不连贯，细粉含量多，物料辊压前后容重变化大，形成辊压机较大的水平位移，水平振动剧烈，另一方面，物料易出现离析，导致辊缝偏斜，增加载荷，所以上述两种操作方式，均存在一定不足。

具体方式的选择需要依据具体系统的辊压机工况、附属设备及后续球磨能力确定
根据上面所述内容，预粉磨系统采用高压小循环方式较为适宜，降低循环量，秤重仓内细粉比例小，避免发生严重离析现象，减少辊子的偏斜，同时可以杜绝秤重仓内细粉积存形成的塌料、下游输送设备过载的情况。

对于后续磨机由于配置、介质级配、工况等因素形成的与辊压机能力不匹配情况，可采取减薄料饼厚度、控制通过量的方式来保证辊压机较小的循环量，不宜采用过分加大循环量的做法。

这里需要说明的是：通过调整辊压机钳料范围，减小其通过量要注意适度，如果辊压机入料口调的过小，使物料流出速度小于辊压机线速度时将导致在有仓重情况下的喂料不饱和。

对于上述两种系统采用低压大循环的操作方式另一方面因素在于考虑料饼的打散问题，V型选粉机的打散效果直接影响到辊压机系统的循环量以及能耗，如果压力过高，料饼过于密实，细粉难于释放，导致辊压机出料有效粒径的提高。

对于特定的系统，适宜的使用压力应通过生产实践摸索予以确定。

需要注意的是入辊压机物料综合水份亦是影响打散效果的重要因素，在生产中应予以充分注意。

入料水份在一定范围内对挤压效果影响很小，少量水份甚至可以改善挤压性能，2%--3%的水份较为理想。

3.各种辊压机粉磨系统的性能比较
下面介绍一下洪堡、史密斯公司基于经验和试验提出的辊压机粉磨系统的能耗比较
根据上述数据，在我们判定系统工艺改造提产幅度时，应注意球磨与辊压机功耗的对比情况。

六．辊压机使用及操作中应注意的几个问题
1.称重仓的设置及仓重控制的意义
辊压机之所以具有高效节能效果是因为它应用了高压料床粉碎原理进行工作，如前所述，要实现辊压机料床粉碎的机理，必须保证其过饱和喂料。

称重仓是实现过饱和喂料的必然设置。

称重仓主要作用并非是计量仓内物料的重量，而是配合料流调节回路，确保仓内始终存有一定物料，实现过饱和喂料的控制要求。

同时，秤重仓的仓重监控的设置，亦为操作者提供了判定、调整辊压机系统平衡的依据。

从设备角度来说，稳流称重仓虽不属于辊压机，但在工艺系统中，却是挤压粉磨系统中必不可的—部分。

如果采用空仓操作方式，物料将处于松散状态通过辊压机，难以保证辊压机的过饱和喂料要求，不能连续实现料层粉碎，挤压效果差，系统能力难以发挥，同时还会出现因喂料不均匀，负荷波动大，引起设备振动；物料落差高，粉尘飞扬，恶化生产环境等一系列不良后果，所以在生产中一定要避免这种现象
2.确保喂料装置的良好状态
喂料装置是满足辊压机满料操作的重要装置，由弹性支撑的侧挡板和调整通过量的插板组成，该结构应与钳料范围辊面共同组成一个相对密闭的空间，以确保将料压传递给辊子，实现充分的喂料。

如果侧挡板与辊端面存在较大缝隙，出现大量漏料，将导致辊宽近端部喂料更加不充分，边缘效应加剧，如前所述的压力分布曲线将趋于平缓及收束，是更多的物料吸收较低的压力，辊压效果下降，系统能力降低，这一点对于预粉磨系统尤为重要
另一方面如果喂料装置密闭性差，将导致辊压机实际通过量过多地超过理论通过量，在系统循环量较大、入辊压机细粉含量高情况下，极易导致下游设备过载。

所以在运行中应加强对辊端部漏料情况的检查，定期停机检查确认，及时调整，保证合理间隙，磨损后应及时补焊或更换。

在这里需要强调一点：通过减小辊子的喂料宽度，来减少辊端漏料的做法是极不可取的，如前所述这将加剧边缘效应，降低系统能力，同时将导致辊面的不均匀磨损，缩短辊面使用周期。

3.满足使用压力的要求
我公司在线运行预粉磨辊压机功耗普遍偏低，基本处于电机额定功率的60%左右重要原因在于使用压力偏低，使用压力低，料饼中存在完整、未受损伤的颗粒，导致后续球磨吐渣严重，难以遵循合理的配球原则，系统能耗难于降低。

解决这一问题的途径根本在于完善辊压机性能。

4.确保辊压机通过量
辊压机承担的粉磨功耗愈多，系统能耗就愈低、台时就越高，而辊压
机消耗功率取决于使用压力机通过量，所以，在附属设备能力满足情况下，应尽可能加大辊压机通过量，这一点对于联合及半终粉磨系统而言尤为重要。

5.辊子偏斜与两辊电流的差异
辊子的偏斜是由沿辊宽方向物料粒度组成存在差异，导致辊两端
咬入角不同所引发的，而形成入辊压机物料沿辊宽粒度组成的差异的
原因在于：秤重仓内物料的不均匀离析。

辊子长期的固定性的处于较严
重偏斜状态，直接危及到辊子轴承及液压缸，运行中必须加以避免和解决。

在两辊加工良好、轴承、传动设备工况基本一致情况下，理论上定
辊电流比动辊高，但幅度并不大。

如两辊电流相差较多，则说明在垂直
辊子轴线方向物料粒度组成存在差异，由此导致两辊钳入角不同，物料
咬入点连线与两辊中线连线不平行，产生了附加力矩，两辊负载不平衡。

上述两方面问题均主要涉及入辊压机物料粒度组成在辊压机钳料范围内的一致性，对于前者通过辊压机纠偏程序难于根本解决，纠偏造成的单侧压力偏低，将影响到辊压效果；对于后者，就辊压机自身而言更是缺乏手段。

根本解决途径在于找到消除秤重仓内的不均匀离析的手段针对生产品种变化以及生产中不确定因素造成的物料的变化这种手段必须是可调的。

6.辊压机系统连锁程序设置应注意的方面
由于辊压机设有称重仓，可以作为辊压机闭路内物料提供存储和缓冲，喂料闸板可以快速切断辊压机入料，因此，辊压机闭路与后续球磨系统在连锁程序设置上具有相对独立性，为避免辊压机系统高压设备频繁起停，
输送设备带料停机，在后续设备发生故障时，辊压机系统可不参与连锁停机，只须设置喂料闸板连锁关闭程序。

需要着重强调的是：由于辊压机为强制卸料，所以其下游输送设备必须与辊压机主机设置连锁停机程序，皮带机、提升机必须设置测速装置并与辊压机主机设置连锁停机程序，否着有出现设备损坏的可能。

7.除铁装置的使用
由于辊压机使用压力较高，两辊间进入较大金属异物时必然会导致辊面的损伤、进而引起严重的辊面剥落，直接影响辊子的使用寿命及辊压机运转率，为此辊压机来料及循环流程必须设置除铁装置，为防止非磁性金属及大质量金属进入，必须设置金属探测器，我公司在线运行辊压机系统金属探测器均由于性能问题而未投入使用，这已成为我公司辊压机安全运行的一大隐患，急需寻求可靠设备予以解决。

8.蓄能器压力的设置
由于辊压机是在较高负荷下运行，所以必须避免过度的冲击载荷，蓄能器即可起到缓冲、减震作用，蓄能器容量愈大，其缓冲作用愈明显，液压系统特性愈软，虽然动辊水平位移波动大，但辊电流波动小。

蓄能器的预充压力应略低于系统工作压力的波动最低点（工作压力的60-65%），系统工作时氮气囊进油阀应始终处于开启状态。

预充压力过高，系统刚性太大，承受冲击载荷大、蓄能器进油阀将发生频繁开闭，弹簧易损坏，阀芯进入蓄能器内容易划坏氮气囊；预充压力过低，氮气囊进气口部位易于损坏。

9.后续球磨操作的注意事项
对于联合粉磨系统由于辊压及半成品已较细（V选半成品比面积可达
170m2/kg以上），后续球磨在配球方面必须与之相适应，充分发挥研磨作用，在平均球径、衬板形式的选择上均应予以充分考虑，如使用打散分级机，设备本省结构决定其半成品中必然存在一定比例的粗颗粒，磨机球径不可选择过小，一仓衬板必须保有一定带球能力。

由于入磨物料粒度较细，联合粉末系统还会有较大量成品颗粒进入磨机，为减少静电吸附、包球衬垫作用对粉磨效率的影响，应尽量使用助磨剂。

七．辊压机正常运行状态的确认：
1. 辊压机活动辊脱离中间架挡块作规则的水平往复移动，这标志液压压力完全通过物料传递；
2. 两台主电动机电流达到额定电流60% 以上，在额定电流范围内作小幅度的摆动，这标志辊压机对物料输入了粉碎所需的能量。

3.喂入两辊间物料应承堆存状态，溜子出口不存在快速的流量状态，辊端部与夹板间无明显的物料快速流动
4.单位料饼功耗在2.5-3.0kwh/t范围内。

四、浅谈辊压机的粉碎运行机理、主要结构及制造使用中应注意的问题
当前大型新型干法在我国得到蓬勃发展，其生料粉磨、煤粉粉磨以及矿渣粉磨等广泛地采用低能耗的立磨；而水泥的粉磨多采用管磨机加辊压机及其他设备所组合成的各类粉磨系统。

由于辊压机优越的料床粉碎机理，水泥的这种粉磨同样达到了增产节能效果。

下面对辊压机的一些情况谈谈个人的一点认识，以期达到抛转引玉的目的。

1．辊压机的粉碎机理
辊压机是依据料床粉碎的原理设计的。

料床粉碎有别于单颗粒粉碎，单颗粒粉碎是外力直接作用于单颗粒层，形成破坏应力而粉碎；而在料床粉碎时，被粉碎颗粒集合在一起，形成颗粒床，各颗粒均被临近颗粒所限制，外力作用于颗粒层，直接接触的颗粒其数量很少，应力的传递主要靠颗粒本身，颗粒互相作用产生裂缝、断裂、劈裂而粉碎。

实验证明这种粉碎节能明显，运用料床粉碎机理的辊压机与立磨在实践中得到广泛地采用，并取得较好的效果。

辊压机与立磨相比，其料床四周基本受到限制，相对容易形成稳定的料床，挤压力更易有效的传递给物料，因此辊压机能够承受的压力远比立磨高，一定程度上辊压机的粉碎效果更好一些。

能形成一个稳定的料床，对于辊压机的平稳运行、避免大的振动以及延长有关部件的使用寿命等方面将起到较大的作用。

2.辊压机的主要结构
辊压机设计有两个辊子及两个侧挡板。

两个辊子在传动装置驱动下做慢速的相对运动，其中一个辊子的轴承座固定，辊子仅转动，另一个辊子可以做水平方向的滑动；两侧挡板分别由蝶型弹簧压于两辊子两端的轴肩，两个辊子及两个侧挡板形成四周封闭的空间，容易形成稳定的料床。

物料由辊压机上部连续喂入该封闭空间，并通过两个相对运动的辊子之间的间隙，水平活动辊子上施加以液压力使物料受到挤压而粉碎。

2.1机架
机架采用焊接结构，由于辊压机形式的不同具体结构不同，一般由上、
下横梁及立柱组成。

2.2辊子及其轴承
辊子是辊压机的重要部件，辊面堆焊耐磨材料的质量直接影响辊压机的使用及维修。

辊压机形式的不同所选用辊子的轴承形式也不同，有用双列球面调心滚子轴承的，有用多排圆柱轴承及推力轴承的。

我们生产的G120-80辊压机所用的轴承为前者，生产的GYJ140-100辊压机所用的轴承为后者。

所用轴承不同，其水平活动辊子水平方向滑动的方式不同，轴承座的结构也就不同。

使用双列球面调心滚子轴承，运行时辊缝如不均匀，其活动辊子轴线与轴承座孔端面可产生不垂直现象，动力输入端的轴承座其上下设有导向键槽，该端轴承座不能作轴向滑动，男一端轴承座可有轻微轴向滑动以适应辊缝不均；使用多排圆柱轴承及推力轴承，运行时辊缝如不均匀，因该轴承不能调心其活动辊子两端轴承座必须要有水平摆动。

所以该活动辊子两端轴承座下部设有销轴及滑块与机架定位，销轴与滑块间可相对转动，滑块又可在下机架槽内滑动。

2.3喂料装置
喂料装置是满足辊压机满料操作要求的重要装置。

它由蝶型弹簧承压的侧挡板及调整喂料的调节插板组成，通过该插板的调节可改变喂料量并与料饼厚度相适应。

2.4传动装置
目前生产的辊压机，其传动装置都是落地式的．由行星减速机、液力偶合器、万向联轴节及电动机组成。

万向联轴节可适应活动辊的摆动。

2.5液压系统
液压系统为辊子提供压力使物料得以粉碎。

主要自液压站、蓄能器组、液压缸及管路组成。

蓄能器组用于液压系统的保压、吸收压力冲击；液压站设有压力变送器，系统压力低时，压力变送器发信号启动液压泵使其供油；系统压力达到设定值或过高时，压力变送器发信号使液压泵停止供油或相应电磁阀动作而卸压。

液压缸与相关部件的连接形式由于辊压机形式不同而不同。

2.6辊缝控制装置
辊缝控制装置是辊压机控制的重要部件，其位移传感器工作正常与否关系到辊压机的正常运行。

3辊压机加工制造应注意的问题
按图纸的技术要求制定合理工艺，进行单件加工制造及最终组装，可以达到质量控制的目的。

在实践中，G120-80辊压机的轴承与辊子的组装应引起关注．其双列球面调心滚子轴承内孔为锥孔，与同样锥度的辊轴组装。

如其组装不到位，使用中将引发故障。

4辊压机使用中应注意的问题
辊压机的使用与粉磨系统的类型有一定的关系，先进的联合粉磨系统可使辊压机运行更稳定并发挥出更高的效能，而预粉磨系统其辊压机的运行效果相对可能要差些。

根据有关资料及目前粉磨系统的实际使用情况，关注下面几个问题对辊压机的使用可能有一定的益处。

4.1喂料料位高一些可以达到辊压机满喂料操作的状态，对辊压机稳定运行。