天津院辊压机培训教材
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原联邦德国科劳斯特尔大学选矿冶炼工学院Ｋ.逊纳特(schonert)教授对高压料层粉碎进行了深入的系统研究。试验表明,水泥熟料在50～300MPa的压力下就能结块成为料饼。料饼中已含有20～30%的细粉,有60%的物料颗粒小于2mm，就是稍大的颗粒内部也产生微裂纹，这样强度大大降低，对进一步粉磨极为有利。结果证明：料层粉碎比单颗粒粉碎能耗要低得多。立磨和辊压机均属于料层粉碎，由于物料是受到挤压作用，挤压的无效功比冲击的无效功要少得多。管磨机属于单颗粒粉碎，物料主要受冲击作用；国际上许多粉磨专家对单颗粒物料粉碎进行了大量基础研究工作。他们从能量有效利用的观点出发，研究了不同粉碎方式对单一颗粒脆性物料粉碎的能量消耗并进行了比较。结果表明：在一个物料颗粒的粉碎过程中，施加纯粹压力时，物料颗粒所产生的应变是施加纯粹剪力所产生应变的５倍。这就是料层粉碎的基础。单一颗粒在高压50～300 MPa下，粉碎所需的能耗大大低于传统粉磨方法所需的能耗。然而，单颗粒高压粉碎在工业中无法实现，必须对物料颗粒群体进行粉碎才有实用意义。于是开始了高压料层粉碎的理论研究，在此基础上出现了辊压机。1977年逊纳特教授申报了辊压机专利，并与伯力鸠斯公司合作，制造了世界上第一台辊压机。由于辊压机的显著增产节电效果，引起世界上几家著名水泥机械制造公司的极大关注。德国的伯力鸠斯（Polysius）公司、洪堡（KHD）公司，美国的富乐（Fuller）和丹麦史密斯（Smidch）公司都相继开发了自己的辊压机，并向世界各国提供。法国和日本也制造了辊压机。这表明辊压机正在世界上被十分迅速地大量推广采用。
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辊径（mm）
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管磨机的粉碎方式基本属于单颗粒粉碎的范畴。管磨机内物料颗粒在研磨介质之间和研磨介质与衬板之间被冲击和研磨而粉碎，物料颗粒由大变小的过程具有很大的随机性。也就是说，磨球运动产生的能量分布频谱很宽，过大或过小的能量不能及时合理地被物料在粉碎过程中所吸收，因而能量有效利用率极低。由于研磨介质之间存在较大孔隙，理论上是点或线接触，所以，物料属于单粒粉碎的范畴。
第一章前言
第二章辊压机
第三章辊压机工艺系统
第四章设备的安装与调试
第五章液压系统
第六章 润滑系统
第七章减速器
第八章减速器冷却站
第九章电控系统
第十章辊压机的维护与检修
第十一章辊压机挤压辊堆焊
第一章前言
水泥工业是世界上公认的耗能大户，在水泥生产过程中，需要消耗大量的能量。我国又是能耗很高的国家，可见节能在我国水泥工业中具有特殊的意义。在水泥厂中，每生产一吨水泥需要粉磨的各种物料就有３～４吨之多。粉磨生料、熟料和原煤等的电能消耗占工厂总电能消耗的60～70%。粉磨成本占水泥生产总成本的来自百度文库5%左右。这三种磨机的钢铁消耗占工厂钢铁总消耗的55%以上。这些磨机及其辅属设备的维修量约占全厂设备总维修量的60%。尤其应当指出的是这些管磨机的噪音都很高，最高可达130dB，最低也不小于100dB，严重危害工人的健康。由此可见，改善粉磨作业在水泥生产中具有十分重要的意义。
（2）料层粉碎
立磨是一种低压料层粉碎的工业设备。物料层在磨辊与磨盘之间除主要受压力作用之外，还受一定的剪力作用。这是因为磨辊与磨盘在滚动过程中，除中线圆周上的相对速度为零外，两侧都存在一定的相对速度，而且越远离磨盘中心越大。另外，料层在受到压力作用时，这种压力在料层中物料颗粒间传递，受碾压作用的物料，颗粒受一定的剪切作用。物料颗粒受剪力作用时发生的应变比受压力作用时小得多，而受压力作用的强度和比例都远比管磨机大。再者，立磨已是料层粉碎，形成一定的料床，在横断面的边缘，其受离心力作用，不会向里侧堆落延展，其外设置一可调节高度的围板阻挡，只能抛落一部分，不像管磨机内的物料，在受到磨球冲击作用时，可以向四周任意推移，使受冲击颗粒无约无束，吸收的冲击功很少。因此，立磨的粉碎效率比管磨机高，电耗比较低。
装机功率（kW）
2×30
2×45
2×55
2×115
2×135
2×200
2×315
2×500
2×500
2×800
通过量（t/h）熟料
3～5
20
30
50
50～60
60～90
150
240
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450
入料粒度max（mm）
15
25
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40
40
40
40
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45
60
出料粒度
（%）
≤2 mm
65
≤0.09 mm
25
最高入料温度（℃）
100
最大入料湿度（%）
5
重量（t）
8
14
20
30.5
33
36
53
92
96
140
2.2 结构、特点
辊压机的最大特点是高压工作。就辊压机而言，尽管各个公司或厂家的产品结构不同，有的公司新老产品变化也比较大，另外有些公司，则在总结其它公司辊压机使用经验的基础上，自己设计开发出了结构新颖的辊压机。这样，就使当前辊压机的构造千差万别，形状不一。可是，就其构造组成来看，却是基本相同的。即均由机架、固定挤压辊、活动挤压辊、料斗、液压系统和传动装置等组成。
1.2辊压机粉磨的主要特点：
根据辊压机在水泥工业的实际应用结果，人们总结出如下最主要的特点：
（1）提高产量：在粉磨系统中安装辊压机，可以使粉磨设备的潜在能力得以充分发挥，增加产量达50-100%，提高了整个系统的生产效率。
（2）降低电耗：用辊压机粉磨物料，可以使粉磨系统的总电耗显著降低。比传统粉磨方式节能25-50%，每年节电效益相当可观。
第二章辊压机
1．辊压机的工作原理极其特点：
1.1 工作原理：
一种粉碎设备工作效率的高低，取决于它们的工作原理。而它们的工作原理又与物料粉碎的机理息息相关。因此系统地研究物料的粉碎机理和全面地描述粉碎设备的工作状况非常必要，这样才能通过使用某种设备实现物料的粉碎机理，达到高效节能的目的。这就要进行下列方面的研究工作：
辊压机这项新技术在我国发展也较快，不仅从德国KHD公司、Koppern公司、Polysius公司和美国Fuller公司进口了辊压机原装产品,中信重机公司也从德国KHD公司引进了部分型号辊压机的设计、制造技术，并已转化生产了近百台不同规格的辊压机，先后用在新建水泥厂和老水泥厂改造带辊压机的粉磨系统中。我国是世界上水泥生产大国，水泥产量位居世界第一，并仍保持高速增长。水泥工业又是耗能大户,所以推广使用辊压机的意义十分重大。为适应这种需要，不少设计制造单位也研制开发了各种类型的辊压机，并已投入生产使用，均取得了明显的节电效果。
立磨是靠离心力、 液压力通过磨辊对物料层施加压力，磨盘转动，带动磨辊绕其自身的中心线滚动。显然立磨比管磨机的压力要大得多。但相对于辊压机而言，这个压力就低得多。所以说，立式磨是一种低压的料层粉碎设备。由于压力较小，料层比较松散，物料颗粒间存在相互挤压作用，使其表面受到剥磨，即受有剪力作用。
辊压机工作原理如图2-1所示，主要依靠两个水平安装且同步相向旋转的挤压辊进行高压料层粉碎。被封闭的物料层在被迫向下移动的过程中所受挤压力逐渐增至足够大，直至被粉碎且被挤压成密实料饼从机下排出。这种料饼的机械强度很低，手捻即碎。料饼中含有大量的细粉，其中小于90m的成品细小颗粒约占20～30%，粗颗粒的内部结构已被破坏，产生许多微裂纹，易磨性很高。也就是说，在挤压过的料饼中小于2 mm的物料颗粒约占60～70%，而且又有许多微裂纹。
（1）．辊压机如图2－2、2－3所示。
1.粉碎的物理过程；
2.单颗粒的粉碎研究；
3.料层粉碎研究；
4.粉碎过程的数学模拟；
5.粉碎设备的工况及优化控制。
物料颗粒通过粉碎机械所施加的机械力的作用，发生变形，继而碎裂。物料颗粒由大变小完全是物理过程，应用单颗粒粉碎研究和料层粉碎研究可以揭示这个过程的内在关系。
（1）单颗粒粉碎
德国的学者从６０年代起对单颗粒粉碎进行了大量的研究，使用的主要设备有压力试验机，压剪联合试验机和对辊机等。试验表明，物料颗粒仅受纯压力比受剪力产生的应变要大得多。这就是辊压机产生的理论基础。
管磨机在粉碎物料过程中，研磨介质和衬板的表面常吸附一层细粉．起缓冲垫层作用。这层细粉一方面吸收能量进行再粉磨，物料颗粒过细，即造成所谓的“过粉磨’，消耗不必要的能量；另一方面，对真正需要研磨的物料颗粒又得不到充分的冲击能量。磨内研磨体在其运动轨迹中总有一个滞留带，在该区域内研磨体基本作无用功，浪费了能量。 管磨机内的一个研磨体 ，循环冲击1000次，只有一次冲击在物料颗粒上进行粉碎工作，其余的冲击全是无效的，可是提升它们所做功白白地浪费了。这就是导致管磨机粉磨效率极低、电耗很高的基本原因。尽管人们对管磨机及其粉磨系统进行了不断地改进，尤其对磨机本身的内部结构和系统中选粉设备所采取提高效率的许多有益的措施，取得了一定的成效，但终因粉磨机理没有很大改变，所以水泥熟料的破碎和粉磨系统的电耗目前仍很难降低到32kWh／t以下。如欲提高水泥标号，其单位粉磨电耗还会随之激增。
长期以来，承担上述粉磨任务的设备主要是管磨机。它们的粉磨效率极低，能耗很高。根据世界各国粉磨工作者的研究和试验测定证明：管磨机的粉磨效率只有百分之几，其余为声能消耗、研磨介质与衬板的磨损能量消耗等。因此，它一直是世界各国粉磨工作者所关注的大问题，多年来各国专家们都在极力寻求提高粉磨效率的方法。
近代复苏的立磨，具有增产节能的优点。但是，它对磨蚀性大的物料比较敏感，粉磨熟料时磨损严重，这使辊式磨的应用受到一定的限制。不过，它在粉磨机理上给人们以很大的启迪。它与球磨机的粉磨机理完全不同，属于低压（12～14MPa）的料层粉碎，致使粉磨效率高于单粒粉碎的各种管磨机。这就促使人们对高压料层粉碎进行进一步的研究。
（5） 易于发展：传统管磨机受到加工、运输、热处理等条件的限制，管磨机大型化受到很大的制约。配辊压机粉磨系统很好地解决了此类问题。使粉磨系统向大型化发展变成了现实。
1.3辊压机的稳定工作条件
经过多年的实践证明，辊压机安全稳定工作需满足如下条件：
（1） 喂入的物料应具有一定的料压，借以保证物料稳定连续地喂入辊间，形成较密实的料层。
（3）节省投资：对于同样生产能力要求的辊压机与管磨机相比，辊压机结构简单、体积小、重量轻，占用厂房空间小，可以节省土建投资，同时也便于对原有粉磨系统进行改造。此外，辊压机的操作、维修也非常简便。
（4） 工作环境好：物料在挤压辊罩内，被连续稳定地挤压粉碎，有害粉尘不易扩散，同时，由于近乎无冲击发生，故辊压机的噪音比管磨机小得多。
人们不仅在辊压机的结构上进行深入的研究，而且对粉磨的物料和工艺流程也进行了大量的研究工作。结果证明，辊压机不仅适用于水泥工业，而且适用于 煤炭、冶金、化工等行业的脆性物料的粉磨，均可取得大幅度的增产节电效果。对由它所组成的各种粉磨系统也进行了比较，总结出了各自的特点。
纵观国内外的发展趋势，无可置疑地得出以下结论：辊压机特别优越的增产节电性能已经肯定，结构方面的难关已被逐步突破并相继获得解决，国内外开发的辊压机产品都已取得长足进步，终粉磨系统所生产的水泥质量问题也已经基本解决。可以预见，辊压机全部替代使用150余年的低效管磨机的时代已经为期不远了，水泥厂的粉磨系统将以划时代的全新面貌出现于世。
（2） 喂入的物料粒度应满足设计要求，借以形成较密实的料层，但在高压料层粉碎前可以发生单颗粒破碎的部分除外。
（3）粉磨时应具有足够大的挤压粉碎力，不过，该粉碎力数值对于不同的物料和挤压效果有不同的要求，应通过试验确定最佳值。
2．辊压机结构介绍
2.1天津辊压机的主要技术性能
规格
（mm）
420x
100
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图2-1 辊压机工作原理示意图
辊压机从外形上看与辊式破碎机比较类似，都有两个相向旋转的辊子，在外界推力的作用下，把被作用的物料“破碎”，但它们工作原理却截然不同。辊压机工作原理简单概括就是：高压料层粉碎。与破碎机相比这就是：1.由液压系统提供的挤压力达到几百吨甚至上千吨，即压力高。.2.不是单颗粒粉碎，而是物料之间在封闭空间内相互挤压形成高压料层粉碎。辊压机节能就在于此。
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管磨机的粉碎方式基本属于单颗粒粉碎的范畴。管磨机内物料颗粒在研磨介质之间和研磨介质与衬板之间被冲击和研磨而粉碎，物料颗粒由大变小的过程具有很大的随机性。也就是说，磨球运动产生的能量分布频谱很宽，过大或过小的能量不能及时合理地被物料在粉碎过程中所吸收，因而能量有效利用率极低。由于研磨介质之间存在较大孔隙，理论上是点或线接触，所以，物料属于单粒粉碎的范畴。
第一章前言
第二章辊压机
第三章辊压机工艺系统
第四章设备的安装与调试
第五章液压系统
第六章 润滑系统
第七章减速器
第八章减速器冷却站
第九章电控系统
第十章辊压机的维护与检修
第十一章辊压机挤压辊堆焊
第一章前言
水泥工业是世界上公认的耗能大户，在水泥生产过程中，需要消耗大量的能量。我国又是能耗很高的国家，可见节能在我国水泥工业中具有特殊的意义。在水泥厂中，每生产一吨水泥需要粉磨的各种物料就有３～４吨之多。粉磨生料、熟料和原煤等的电能消耗占工厂总电能消耗的60～70%。粉磨成本占水泥生产总成本的来自百度文库5%左右。这三种磨机的钢铁消耗占工厂钢铁总消耗的55%以上。这些磨机及其辅属设备的维修量约占全厂设备总维修量的60%。尤其应当指出的是这些管磨机的噪音都很高，最高可达130dB，最低也不小于100dB，严重危害工人的健康。由此可见，改善粉磨作业在水泥生产中具有十分重要的意义。
（2）料层粉碎
立磨是一种低压料层粉碎的工业设备。物料层在磨辊与磨盘之间除主要受压力作用之外，还受一定的剪力作用。这是因为磨辊与磨盘在滚动过程中，除中线圆周上的相对速度为零外，两侧都存在一定的相对速度，而且越远离磨盘中心越大。另外，料层在受到压力作用时，这种压力在料层中物料颗粒间传递，受碾压作用的物料，颗粒受一定的剪切作用。物料颗粒受剪力作用时发生的应变比受压力作用时小得多，而受压力作用的强度和比例都远比管磨机大。再者，立磨已是料层粉碎，形成一定的料床，在横断面的边缘，其受离心力作用，不会向里侧堆落延展，其外设置一可调节高度的围板阻挡，只能抛落一部分，不像管磨机内的物料，在受到磨球冲击作用时，可以向四周任意推移，使受冲击颗粒无约无束，吸收的冲击功很少。因此，立磨的粉碎效率比管磨机高，电耗比较低。
装机功率（kW）
2×30
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出料粒度
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最高入料温度（℃）
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最大入料湿度（%）
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2.2 结构、特点
辊压机的最大特点是高压工作。就辊压机而言，尽管各个公司或厂家的产品结构不同，有的公司新老产品变化也比较大，另外有些公司，则在总结其它公司辊压机使用经验的基础上，自己设计开发出了结构新颖的辊压机。这样，就使当前辊压机的构造千差万别，形状不一。可是，就其构造组成来看，却是基本相同的。即均由机架、固定挤压辊、活动挤压辊、料斗、液压系统和传动装置等组成。
1.2辊压机粉磨的主要特点：
根据辊压机在水泥工业的实际应用结果，人们总结出如下最主要的特点：
（1）提高产量：在粉磨系统中安装辊压机，可以使粉磨设备的潜在能力得以充分发挥，增加产量达50-100%，提高了整个系统的生产效率。
（2）降低电耗：用辊压机粉磨物料，可以使粉磨系统的总电耗显著降低。比传统粉磨方式节能25-50%，每年节电效益相当可观。
第二章辊压机
1．辊压机的工作原理极其特点：
1.1 工作原理：
一种粉碎设备工作效率的高低，取决于它们的工作原理。而它们的工作原理又与物料粉碎的机理息息相关。因此系统地研究物料的粉碎机理和全面地描述粉碎设备的工作状况非常必要，这样才能通过使用某种设备实现物料的粉碎机理，达到高效节能的目的。这就要进行下列方面的研究工作：
辊压机这项新技术在我国发展也较快，不仅从德国KHD公司、Koppern公司、Polysius公司和美国Fuller公司进口了辊压机原装产品,中信重机公司也从德国KHD公司引进了部分型号辊压机的设计、制造技术，并已转化生产了近百台不同规格的辊压机，先后用在新建水泥厂和老水泥厂改造带辊压机的粉磨系统中。我国是世界上水泥生产大国，水泥产量位居世界第一，并仍保持高速增长。水泥工业又是耗能大户,所以推广使用辊压机的意义十分重大。为适应这种需要，不少设计制造单位也研制开发了各种类型的辊压机，并已投入生产使用，均取得了明显的节电效果。
立磨是靠离心力、 液压力通过磨辊对物料层施加压力，磨盘转动，带动磨辊绕其自身的中心线滚动。显然立磨比管磨机的压力要大得多。但相对于辊压机而言，这个压力就低得多。所以说，立式磨是一种低压的料层粉碎设备。由于压力较小，料层比较松散，物料颗粒间存在相互挤压作用，使其表面受到剥磨，即受有剪力作用。
辊压机工作原理如图2-1所示，主要依靠两个水平安装且同步相向旋转的挤压辊进行高压料层粉碎。被封闭的物料层在被迫向下移动的过程中所受挤压力逐渐增至足够大，直至被粉碎且被挤压成密实料饼从机下排出。这种料饼的机械强度很低，手捻即碎。料饼中含有大量的细粉，其中小于90m的成品细小颗粒约占20～30%，粗颗粒的内部结构已被破坏，产生许多微裂纹，易磨性很高。也就是说，在挤压过的料饼中小于2 mm的物料颗粒约占60～70%，而且又有许多微裂纹。
（1）．辊压机如图2－2、2－3所示。
1.粉碎的物理过程；
2.单颗粒的粉碎研究；
3.料层粉碎研究；
4.粉碎过程的数学模拟；
5.粉碎设备的工况及优化控制。
物料颗粒通过粉碎机械所施加的机械力的作用，发生变形，继而碎裂。物料颗粒由大变小完全是物理过程，应用单颗粒粉碎研究和料层粉碎研究可以揭示这个过程的内在关系。
（1）单颗粒粉碎
德国的学者从６０年代起对单颗粒粉碎进行了大量的研究，使用的主要设备有压力试验机，压剪联合试验机和对辊机等。试验表明，物料颗粒仅受纯压力比受剪力产生的应变要大得多。这就是辊压机产生的理论基础。
管磨机在粉碎物料过程中，研磨介质和衬板的表面常吸附一层细粉．起缓冲垫层作用。这层细粉一方面吸收能量进行再粉磨，物料颗粒过细，即造成所谓的“过粉磨’，消耗不必要的能量；另一方面，对真正需要研磨的物料颗粒又得不到充分的冲击能量。磨内研磨体在其运动轨迹中总有一个滞留带，在该区域内研磨体基本作无用功，浪费了能量。 管磨机内的一个研磨体 ，循环冲击1000次，只有一次冲击在物料颗粒上进行粉碎工作，其余的冲击全是无效的，可是提升它们所做功白白地浪费了。这就是导致管磨机粉磨效率极低、电耗很高的基本原因。尽管人们对管磨机及其粉磨系统进行了不断地改进，尤其对磨机本身的内部结构和系统中选粉设备所采取提高效率的许多有益的措施，取得了一定的成效，但终因粉磨机理没有很大改变，所以水泥熟料的破碎和粉磨系统的电耗目前仍很难降低到32kWh／t以下。如欲提高水泥标号，其单位粉磨电耗还会随之激增。
长期以来，承担上述粉磨任务的设备主要是管磨机。它们的粉磨效率极低，能耗很高。根据世界各国粉磨工作者的研究和试验测定证明：管磨机的粉磨效率只有百分之几，其余为声能消耗、研磨介质与衬板的磨损能量消耗等。因此，它一直是世界各国粉磨工作者所关注的大问题，多年来各国专家们都在极力寻求提高粉磨效率的方法。
近代复苏的立磨，具有增产节能的优点。但是，它对磨蚀性大的物料比较敏感，粉磨熟料时磨损严重，这使辊式磨的应用受到一定的限制。不过，它在粉磨机理上给人们以很大的启迪。它与球磨机的粉磨机理完全不同，属于低压（12～14MPa）的料层粉碎，致使粉磨效率高于单粒粉碎的各种管磨机。这就促使人们对高压料层粉碎进行进一步的研究。
（5） 易于发展：传统管磨机受到加工、运输、热处理等条件的限制，管磨机大型化受到很大的制约。配辊压机粉磨系统很好地解决了此类问题。使粉磨系统向大型化发展变成了现实。
1.3辊压机的稳定工作条件
经过多年的实践证明，辊压机安全稳定工作需满足如下条件：
（1） 喂入的物料应具有一定的料压，借以保证物料稳定连续地喂入辊间，形成较密实的料层。
（3）节省投资：对于同样生产能力要求的辊压机与管磨机相比，辊压机结构简单、体积小、重量轻，占用厂房空间小，可以节省土建投资，同时也便于对原有粉磨系统进行改造。此外，辊压机的操作、维修也非常简便。
（4） 工作环境好：物料在挤压辊罩内，被连续稳定地挤压粉碎，有害粉尘不易扩散，同时，由于近乎无冲击发生，故辊压机的噪音比管磨机小得多。
人们不仅在辊压机的结构上进行深入的研究，而且对粉磨的物料和工艺流程也进行了大量的研究工作。结果证明，辊压机不仅适用于水泥工业，而且适用于 煤炭、冶金、化工等行业的脆性物料的粉磨，均可取得大幅度的增产节电效果。对由它所组成的各种粉磨系统也进行了比较，总结出了各自的特点。
纵观国内外的发展趋势，无可置疑地得出以下结论：辊压机特别优越的增产节电性能已经肯定，结构方面的难关已被逐步突破并相继获得解决，国内外开发的辊压机产品都已取得长足进步，终粉磨系统所生产的水泥质量问题也已经基本解决。可以预见，辊压机全部替代使用150余年的低效管磨机的时代已经为期不远了，水泥厂的粉磨系统将以划时代的全新面貌出现于世。
（2） 喂入的物料粒度应满足设计要求，借以形成较密实的料层，但在高压料层粉碎前可以发生单颗粒破碎的部分除外。
（3）粉磨时应具有足够大的挤压粉碎力，不过，该粉碎力数值对于不同的物料和挤压效果有不同的要求，应通过试验确定最佳值。
2．辊压机结构介绍
2.1天津辊压机的主要技术性能
规格
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图2-1 辊压机工作原理示意图
辊压机从外形上看与辊式破碎机比较类似，都有两个相向旋转的辊子，在外界推力的作用下，把被作用的物料“破碎”，但它们工作原理却截然不同。辊压机工作原理简单概括就是：高压料层粉碎。与破碎机相比这就是：1.由液压系统提供的挤压力达到几百吨甚至上千吨，即压力高。.2.不是单颗粒粉碎，而是物料之间在封闭空间内相互挤压形成高压料层粉碎。辊压机节能就在于此。