辊压机及挤压联合粉磨技术讲义

辊压机及挤压联合粉磨技术讲义辊压机部分一、工作原理和工作方式：该设备根据高压料层粉碎能耗低的原理，采用单颗粒粉碎群体化的工作方式，脆性物料经过高压区挤压后使物料粒度迅速减小，＜0.08mm的细粉含量达20%～30%，＜2mm的物料含量达70%以上，在所有经挤压后的物料表面存有大量的裂纹，易磨性显著改善，使物料在进入下一工序的粉磨时所需的粉磨能耗大幅度降低，获得大幅度增产节能的效果。

辊压机的核心部分是两个辊径辊宽相同，相向转动的磨辊，辊压机采用的工作方式是在两个相向转动的磨辊之间形成高压力区，采用过饱和喂料的方式在磨辊上方设置用于保证仓内料位的称重仓，料位由称重传感器以负反馈方式控制，形成具有一定料压的料柱，通过进料装置喂入两磨辊之间，磨辊将物料拉入辊隙后在压力区以高压将物料压成密实的料饼后从辊隙间落下进入下一工序。

由于辊压机工作时采用完全正压力对物料实施挤压，同时在辊面菱形花纹对物料的限制作用下，物料与磨辊之间无产生剪切效果的相对滑移（注：在获得相同粉碎效果的前提下，剪应变所需能量是压应变的5倍），所以上述工作方式不仅节省能耗，辊面磨损也很小。

二、设备结构：设备由主机架、轴系、液压系统、润滑系统、进料装置、传动系统、检测系统等组成。

1、主机架：主机架用于承受设备的挤压粉碎力，分别由上、下横梁，左、右立柱，承载销，定位销，导轨及高强度联接螺栓组等组成。

上、下横梁采用工字型结构，左、右立柱则采用工字型与箱型相结合的结构形式，均具有较高的刚度，通过高强度螺栓组的联接使整个机架形成一个刚性的整体。

承载销将立柱上所受到的挤压粉碎力传递到上、下横梁；定位销则用于确定两侧上、下横梁的中心距。

安装于两侧下横梁的导轨是活动辊轴承座的导向装置，两侧的导轨宽度稍有不同，靠近传动一侧的导轨稍宽。

高强度螺栓组是确保主机架联接的关键，不可用普通螺栓代替，同时必须保证联接紧密可靠。

2、液压系统原理和操作：液压系统为设备的挤压粉碎力提供所必需的压力源，起液压弹簧作用，并兼有液压保护功能，其性能直接影响挤压粉碎物料的质量和设备的安全运行。

液压系统采用柔性操作的方式，即在系统操作压力大致保持恒定的前提下，工作辊缝随被挤压物料粒度的变化而变化。

系统中两个大容量蓄能器与主油路连通，蓄能器内的皮囊充有一定压力的氮气，在磨辊辊间进入较大粒度的物料时，部分液压油会利用气体的可压缩性进入蓄能器，暂时积蓄多余的能量，允许磨辊作暂时的退让。

液压系统中的滤油与加压油路串联布置，可以使液压油经过滤后进入主油路，避免因杂质进入主油路可能造成的系统元件的堵塞。

系统压力可根据操作需要无级调节。

系统加压进辊时液压油在系统动力源齿轮泵的作用下依次经过滤油器、三位四通电磁换向阀、电磁阀、直角单向阀进入油缸高压腔，将压力通过油缸活塞、移动辊轴承座、移动辊施加在被挤压的物料上，此时，在液压油返回油路中的电磁阀处于断电时的油路开通状态，以保证液压缸低压腔无油压形成。

由于设备是在液压系统处于保压状态下连续工作，因而液压系统在加压回路设置了三道保护功能，液压油的出口压力由泵站溢流阀控制，构成第一道保护，压力值由泵站压力表读取；系统操作压力由电磁溢流阀控制，构成第二道保护，该溢流阀即可电控，也可液控，压力值由电接点压力表读取；最终安全保护压力亦即第三道保护由压力传感器控制，一旦系统由于磨辊间进入异物造成压力骤增，系统将迅速卸压使磨辊退让以保护设备。

设备需要退辊时须将液压系统卸压，然后启动退辊回路，液压油依次经过滤油器、三位四通电磁换向阀退辊通道进入油缸低压腔将磨辊拉回。

此时的退辊压力由退辊回路溢流阀控制，压力由泵站溢流阀读取。

在系统实行退辊操作时，在液压油返回油路中的电磁阀处于通电时的油路闭合状态，以保证在液压油低压腔形成有效油压将磨辊拉回。

设备的退辊功能多用于在坚硬的异物进入磨辊后故障的排除。

3、轴系：主轴轴系由堆焊有一定厚度耐磨材料的磨辊主轴、双列球面滚子轴承、轴承座，以及内外轴承端盖、定位环、端面热电阻、水冷却系统等组成。

轴系分为两套，一套固定，在机架内腔固装于机架立柱，称固定辊轴系；一套安装于机架内腔，可在导轨上随进入磨辊压力区的物料粒度变化作水平方向的往复移动，称活动辊轴系。

磨辊主轴采用分体式结构，由辊体和轴套两部分组成，轴套通过热装方式套装在轴体，表面堆焊高硬度耐磨层，在经过长时间运行磨损后可在磨辊表面直接补焊修复，简便易行。

经多次补焊修复焊接性能逐渐恶化难以继续补焊时可更换新辊套。

主轴两轴承支撑处均为圆锥段，该结构便于检修时轴承的拆卸和安装。

紧贴在主轴承外圈的端面热电阻用以检测主轴承工作温度，保证连续检测、报警，控制主轴承工作温度。

水冷却系统用以降低主轴及主轴承工作温度，保证主轴轴系能够安全稳定地连续运行。

4、进料装置：进料装置用以保证物料能够均匀、定量地进入压力区，使物料受到有效挤压。

在生产运行中，物料始终充满整个进料装置以保证必须的料压，被导入磨辊辊隙间的压力区。

进料装置由挡板、侧挡板、调节插板和侧挡板顶紧装置组成，在磨损倾向严重的侧挡板下端设置了高硬度的硬质合金材料，可以减少磨损，提高使用周期，保证物料的挤压质量。

调节插板用以控制料饼厚度以达到控制处理量的目的，由手轮、调节螺杆和焊有耐磨材料的插板组成。

侧挡板弹性顶紧装置由支架、顶紧螺杆、蝶形弹簧及弹簧座组成，用以控制侧挡板与磨辊端面的最小间隙，在侧挡板不与磨辊端面接触的前提下减少边缘漏料，满足设备过饱和喂料的操作要求，保证物料的挤压质量。

5、传动系统：传动系统采用行星减速机悬挂式传动方式，通过缩套联轴器将行星减速机的输出轴刚性地固定在磨辊主轴轴颈上。

减速机的输出扭矩由扭矩支承装置平衡，扭矩支承装置由弹性系统和四连杆机构组成，系统中的弹性元件采用轴向尺寸小，刚度系数大的碟形弹簧。

弹性系统具有均载、吸振和缓冲的作用；四连杆机构可满足活动辊的水平移动。

缩套联轴器为非标配套件，其工作原理是：拧紧高强度螺栓，使圆锥缩套紧压减速机的中空轴，中空轴发生弹性变形紧抱在主轴轴颈上，利用正压力所产生的摩擦力传递扭矩。

主电机与行星减速机之间采用万向节传动轴联接，由于万向节传动轴设置在高速端，所以所需传递的扭矩相对较小，同时还具有传动效率高、运行平稳、节点倾角大等特点。

6、润滑系统：润滑系统用于主轴承的润滑，密封以及活动辊轴承座的润滑，保证主轴承在良好的润滑状态下安全可靠的运行；保证活动辊轴承座在良好的润滑条件下随物料的粒度变化作自如的往复移动。

润滑系统由多点润滑泵和递进式分配器组成。

多点润滑泵主要由贮油筒、柱塞式泵元件、减速电机组成。

润滑泵打出的润滑脂由递进式分配器按比例分配给各个润滑点。

系统中设有两个分配器，主机架两侧各一个。

系统设置的分配器在所分油路中的任何一个油路受阻，整个系统将停止工作。

这样可避免在某一个或某些油路受阻时，操作人员不能及时发现的现象。

分配器上配有一个滑杆，在系统正常工作时作有规律的往复移动，一旦油路受阻或润滑泵发生故障，滑杆会停止动作，显示故障征兆。

根据设备的运行特点，各润滑点的需油量以主轴承为最多，轴承端盖位置用于密封处次之，导轨位置需油量最少。

在设备安装或检修油路后的重新安装可遵循上述规律将分配器出油口与各润滑点对应连接。

系统工艺部分在传统的水泥粉磨工艺中引入辊压机技术，技术经济指标可在原有基础上获得显著提高，这就是在推广应用挤压粉磨技术的初期应用较多的挤压预粉磨工艺系统。

但是众所周知，由于辊压机自身结构的原因，磨辊边缘漏料的问题始终存在，无法从设备上根本解决。

虽然设备的进料装置设置了侧挡板弹性顶紧装置，但由于较大料压的作用，物料有将侧挡板撑开的趋势，部分未经有效挤压的物料从磨辊边缘的缝隙泻出；同时，辊压机操作规程要求，设备停机后的重新启动必须在卸压状态下进行，以避免设备在带负荷启动时对电网造成较大的冲击，因为在此时设备的进料装置中充满物料。

在这种双重不利因素的作用下，会有大量未经有效挤压的物料通过辊压机，这种粒度与易磨性均未获得显著改善的物料进入球磨机，会使小规格大比面积的研磨体难以适应，使球磨系统的粉磨效率降低，系统产量发生波动，从而影响整个粉磨系统技术经济指标的稳定发挥。

因而，我们只好另辟蹊经，从工艺入手进行突破，从而研制开发了与辊压机配套使用的新型打散分级设备—具有独立知识产权的国家专利产品打散分级机。

打散分级机具有料饼打散和物料的颗粒分级两项功能，打散料饼采用的是离心冲击粉碎方式，物料分级则运用了惯性原理。

密实的料饼通过对称布置的进料口连续喂入后落入高速旋转的打散盘，打散盘表面装配带有锤形凸棱的耐磨衬板，锤形凸棱部分可防止物料在盘面打滑，并对物料施以加速，使物料在脱离打散盘时具有较高的初速度，从而获得较大的动能，沿打散盘旋向的切线方向甩出后剧烈撞击反击板被粉碎，由于上述过程是连续的，撞击反击板反弹回来的物料又受到随后甩出物料的冲击被再次粉碎，因而可以说，料饼的打散是充分的。

料饼被打散后经打散盘下方的环形通道落入分级区，打散分级机的分级功能由内置的风动系统提供，高速旋转的风轮产生的内循环风在风轮的周向形成环形分布并具有一定厚度的风力场，亦即分级区。

物料在通过分级区时，较大颗粒的物料由于具有较大的惯性，无明显偏移以接近自由沉降的形式落入内筒体被收集返回辊压机；粒度较细的物料由于其惯性较小而产生较大的偏移在内筒体与外筒体之间被收集，或进入球磨系统粉磨，或喂入选粉机直接分选出粒度合格的成品。

打散分级机采用的是双驱动方式，可满足不同的动力要求和操作方式，驱动风轮的动力采用变频驱动方式，分级粒径可根据需要从0.5~3.5mm连续调节，简便易行。

辊压机和打散分级机闭路构成独立回路，可以有效消除挤压预粉磨工艺系统长期存在的问题，由于磨辊边缘漏料和设备卸压启动产生未经有效挤压的物料可以在打散分级机的作用下返回辊压机重新挤压。

这样便有更多的粉磨功被移至磨外进行，由高效率的挤压打散回路承担，从而避免了更多的机械能在效率低下的球磨系统中的无谓流失。

新技术新工艺的推广实施不仅仅在于简单的使用，还应该在使用过程中不断地总结经验，优化系统，推陈出新。

在大量的粉磨功被移至磨外以后，增产节能效果更加显著，但球磨系统的效率问题接踵而至地摆在我们面前，因此，如何提高球磨系统的粉磨效率又成为一项新的课题。

在水泥粉磨系统的改造中，高细高产磨技术的选用使我们的挤压联合粉磨工艺系统在技术上得到了进一步的完善和提高。

高细高产磨技术是目前在国内较为先进的磨内改造技术，曾获得国家“六·五”科技攻关成果奖。

众所周知，球磨系统的粉磨效率低下的重要原因之一就是过粉磨现象的逐仓恶化，而高细高产磨技术所特有的高效率磨内筛分装置可以有效地抑制过粉磨现象。

这种筛分装置的严格筛选机制可以将不适宜下一仓小规格研磨体研磨的物料返回球仓继续粉磨，允许较细的物料进入段仓进行细磨。