辊压机主要参数确定

辊压机主要参数确定
第三节辊压机主要参数确定
一、辊径D和辊宽B及最小辊隙S min的确定
目前，在设计和使用上辊径有两种方案：一为大辊径；另一为小辊径。

辊径 D 有如下简化计算式
D=Kd max（9-1）
式中K ———系数，由统计数据而得，K=10-24 ；
d max———喂料最大粒度，mm。

采用大辊径有如下优点：
（1）大块物料容易咬入，向上反弹情况少。

（2）由点载荷、线载荷、径向挤压三者所组成的压力区高度较大，物料受压过程较长。

（3）辊子直径大，惯性大，运转平稳。

（4）辊径大，则轴承大，轴承及机架受力情况较好，且有足够空间便于轴承的安装与维修。

（5）辊面寿命相对延长。

但辊径大，则重量和体积较大，整机重量比小辊径方案重15%左右。

辊宽 B 的设计也有两种方案：一为宽辊；另一为窄辊。

辊宽B可用下式计算B=K B D （9-2）
式中K B———辊宽系数，K B0.2-1.2；
D ———辊径，mm 。

宽辊相应的辊径要小，窄辊相应的辊径要大。

宽辊具有边缘效应小、重量轻、体积小等优点。

但对喂料程度的反应较敏感，出料粒度组成及运转平稳性略差。

辊压机两辊之间的间隙称为辊隙，在两辊中心连线上的辊隙，称为最小辊隙，用S min表示。

根据辊压机的具体工作情况和物料性质的不同，在生产调试时，调整到比较合适的尺寸。

在喂料情况变化时，更应及时调整。

在设计时，最小辊隙S min可按下式确定S min=K s D（9-3）式中K s———最小辊隙系数，因物料不同而异，水泥熟料取K s=0.016-0.024，水泥原料取K s=0.020-0.030；
D ———挤压辊外直径，mm。

二、工作压力
水泥工业用辊压机，对于石灰石和水泥熟料，平均单位压力控制在140-180MPa 之间比较经济，设计最大工作压力宜取200MPa 。

这个压力值又直接控制着辊子的工作间隙和物料受压过程的压实度。

为了更精确地表示辊压机的压力，用辊子的单位长度粉磨力（即线压力）F m（kN/cm）来表示，一般为80-100kN/cm。

三、辊速
辊压机的辊速有两种表示方法：一种是以辊子圆周线速度V 表示；另一种是以辊子转速表示。

辊子的圆周线速度与产量、功率消耗和运行的平稳性有关。

辊速高，产量也大，但过高的转速使得辊子与物料之间的相对滑动增大，咬合不良，使辊子表面磨损加剧，对辊压机的产量也产生不利影响。

目前一般辊速在 1 - 1.75m/s 之间，也有人提出，为了保证合理的轴承使用寿命，辊速不允许超过 1.5m/s 。

转速（单位：r/min ）的确定公式如下
式中K ———因物料不同的系数，对回转窑熟料K=660 ；
D ———辊子外径，m。

四、生产能力Q
辊压机生产能力Q（单位：t/h）的计算公式如下
式中 B ———辊子宽度，m；
S min———最小辊隙，m；
v ———辊子圆周线速度，m/s ；
λ———辊压机产品（料饼）的密度，实验得出，生料为2.3t/m3，熟料为2.5/m3。

五、传动功率N
传动功率N（单位：kW）按下式计算
式中ρ ———辊子的动摩擦系数，实验得出，水泥熟料ρ=0.05-0.1；
F ———辊子粉磨力，kN；
v ———辊子圆周线速度，m/s。

由于上式中的ρ难以精确确定，因而误差较大，仅作参考。

可用经验值来确定辊压机的装机功率。

表9-3是辊压机的单位产量电耗。

表9-3 辊压机的单位产量电耗（kW·h/t）
被粉碎物料需用功率装机功率熟料 3.5 4.0
矿渣 6.0 8.0
石灰石 3.0 3.5
第四节辊压机粉磨系统
辊压机粉磨系统就辊压机在整个粉磨系统中所起的作用来分有以下几种：预粉磨系统（Pre-grinding）；混合粉磨系统（Hybrid grinding ）；部分终粉磨系统（Partial finish grinding ）；联合粉磨系统（Combination grinding ）；终粉磨系统（Finish grinding）。

一、预粉磨系统
辊压机预粉磨是早期应用的工艺流程，其流程如图9-11。

辊压机可以单独操作，料饼用中间贮仓贮存，供一台或者几台磨机粉磨。

辊压机亦可与一台球磨机联合操作，此时辊压机能力必须和后续球磨机相一致。

辊压机预粉磨的特点是流程简单，但辊压机担负的粉磨任务小，即使部分料饼循环，其循环量亦不超过新喂料的100%，否则因料饼中的部分成品再循环辊压，将浪费电能，因此，整个系统的节能幅度变小。

图9-11 辊压机预粉磨
二、混合粉磨系统
辊压机和球磨机联合作业时，磨后选粉机的部分粗粉亦可回入辊压机进行再循环，这就是混合粉磨的流程，如图9-12 所示。

混合粉磨在辊压机应用初期用得较多，当时料饼循环用得较少。

这样预粉磨时料饼辊压次数为1，而混合粉磨可达1.3-1.4。

辊压机承担了更多的粉磨任务，其节能效果也就较预粉磨稍大，但是其流程也较预粉磨复杂。

从整个系统控制来说，料饼循环预粉磨系统入磨料饼量由磨机负荷控制，入辊压机新鲜喂料由辊压机负荷控制，这样直接控制，调整迅速。

而混合粉磨系统由磨机负荷来控制入辊压机新鲜喂料，再由选粉机粗粉来满足辊压机稳料要求，这样控制路程较远，调整缓慢，难于协调。

为此，当前混合粉磨系统已逐渐被预粉磨系统或节能更大的联合粉磨所代替。

图9-12 辊压机混合粉磨
三、部分终粉磨系统
在混合粉磨的基础上将出辊压机入粉磨机系统的料饼先经打散机打散后，与出磨物料混合进选粉机分选。

细粉作为系统的成品，粗粉回磨机和辊压机，这就是部分终粉磨的流程，如图9-13 所示。

由于料饼先经分选，其中由辊压机压出的成品，先由选粉机选出，不再粉磨，为此称为辊压机部分终粉磨。

这种流程一般用于生料粉磨，而很少用于水泥粉磨。

原因是生料成品要求80μm，料饼中含量可达30%以上。

而水泥成品要求＜30μm，料饼中含量很少，喂入选粉机前还要打散，得不偿失。

该流程实质上与混合粉磨相差不大，粗粉颗粒较细，不能更多地返回辊磨机。

辊压机总担负的粉磨任务和节能效果与混合粉磨也没有多大的差别，因此这种系统应用也愈来愈少了。

图9-13 辊压机部分终粉磨
四、联合粉磨系统
联合粉磨是当今辊压机应用的主要流程。

辊压机自成系统，料饼经粗选粉机分选，粗料全部返回辊压机再压，因为颗粒粗不需要料饼再循环而又能大大提高辊压机的循环量；由于回料部分的细粉已被选出，使辊压机辊压更为有效，不再作无用功。

分选后的细粉部分作为中间产品喂入后续球磨机，因为粒度小而均匀，非常有利于磨机的配球，故粉磨效率高，防止了前两种流程入磨料饼含有部分未被压碎的粗粒，难于合理配球的问题。

联合粉磨系统的后续球磨机可以用圈流或者开流，如图9-14（a）和图9-14（b）所示。

图9-14 辊压机联合粉磨
圈流用于成品比表面积要求较高的情况，开流则适于成品比表面积较低的情况。

中间成品的细度随最终成品要求可以变更。

如果成品比表面积高，则中间半成品的比表面积相对控制也高。

中间半成品比表面积高，则辊压机的循环量大，相应的辊压机担负的粉磨工作量大，节能也多。

一般对于成品比表面积为3200cm2/g 左右的水泥，中间半成品比表面积大致可控制在1800-2000cm2，此时辊压机循环负荷为200%-300%。

这种系统流程相对复杂，但辊压机可吸收与系统磨机相等的能量，承担的粉磨工作量远较前两种系统大大增加，为此节能效果也更大。

联合粉磨系统中用于分选料饼的选粉机一般均需将料饼打散后再进入，而且由于其中尚含有较大的粗颗粒，磨损比较严重。

为简化流程、降低磨损，不少专业公司开发了多种适于料饼的选粉机。

五、终粉磨系统
终粉磨表示仅用辊压机来完成粉磨成品的最终任务，其流程如图9-15。

辊压机终粉磨在辊压机出现之初就有不少公司进行了中间试验，对于水泥粉磨可达到比表面积4000-4500cm2/g的要求，与球磨相比节能40%，水泥质量、强度、工作特性均可满足要求。

但是也存在与辊式磨粉磨水泥时的同样问题，即水泥需水量增加。

增加的主要原因是粒度级配过于均匀，RRB 粒度分布曲线的斜率n大于1.2。

其次是粉磨温度低，石膏的脱水程度低，从而影响了易溶SO3的含量（半水石膏和无水石膏存在的SO3）。

水泥中石膏缓凝剂合适掺量是以SO3含量来控制的。

图9-15 辊压机终粉磨
解决的办法是改变粒度分布；调节选粉机参数或用两种不同比表面积的成品相混。

在实验的基础上，目前已有好几家工厂成功地应用了辊压机终粉磨系统来生产水泥。

对于生料粉磨，只需控制成品细度，因此辊压机终粉磨易于实现，早在1990 年就有辊压机终粉磨粉磨生料的工业生产系统投产。

由于辊压机终粉磨选粉机的粗料粒度较粗，可以直接大量回料入辊压机，故辊压机不再需要边料料饼循环。

但是，因为循环量很大，故要求辊压机的辊压能力大大提高，在一定生产能力情况下，则系统产量较低，这也限制了该系统的大量应用。