嘉仁读书从榨油厂说到变种辊压机

小时候，笔者常常与小伙伴们去家附近河边小小的榨油厂玩耍。到了5月，河里的水涨起来了，河边的树葱郁起来了，榨油厂也就忙碌起来了，工人们赤着膀子，一身油光光的，每一个毛孔里都冒着新菜油的香气。尽管在榨油厂里玩得很开心，但笔者从来没有对榨油的原理感兴趣过。

闲来无事，翻看《中国现代水泥技术及装备》，这是一本老书，是上世纪八十年代末期张浩楠先生主编的。当读到第四篇第二章时，因为立磨的诸多优点而突然想认真了解一下立磨的粉磨原理。读后笔者的思维突然与尘封三十多年的榨油厂建立了联系，榨油厂的磨盘是怎么转起来的？不是马拉，也不是人推，而是其下面流动的水，这样的动力来源不就是相当于今天立磨磨盘下面的电动机加减速机么？

我国传统榨油方法主要经过“选籽—炒熟—磨籽—蒸籽—压榨—出油”等一系列工序，这榨油厂的“磨籽”工艺，应该是立磨原理的祖师爷了。回想在内蒙昭君墓看到的石辊磨（图1）和在宁国某耐磨厂看到的榨油厂的石碾（图2），这两者的动力要么是人，要么就是牛或与牛相近的动物。笔者家乡的榨油工艺与这“牛拉石碾人推磨”的工艺相比，先进得多，更与当代立磨之粉磨原理相近。

图1 内蒙昭君墓景区里的石辊磨

图2 宁国石口榨油厂的石碾

我国水泥界老专家黄有丰在《水泥工业新型挤压粉磨技术》的简介中说：“外国学者把石辊磨归入中国古代的重要技术发明之列，并认为这一技术的应用早于西方国家十多个世纪”。读到这，笔者猜想西方人发明管磨机时，对东方的碾磨技术并不了解，同时笔者对老祖宗的聪明才智的佩服之情油然而生；在了解立磨的发展史后，笔者认为老外的模仿和创新能力也莫过于此，无外乎增加了现代机械和自动控制技术。

纵观水泥粉磨技术的进步历程，无疑是效率提升能耗下降的过程。这个过程就是现代机械和自动控制技术的选用过程，当然包含现代机械结构的变化过程。就拿辊压机来说，先是20世纪八十年代问世的双传动辊压机，然后是五六年前在国内推广的单传动辊压机。从名字上看，单传动辊压机无非就是少了一套动力，它们的两个辊都在一个水平面上。现在又冒出来一种单传动辊压机，两个辊不在一个水平面上，两辊纵剖面圆心的连线与水平面呈60度左右的夹角，有人称之为BETA磨。在笔者看来这都是大家很熟悉的上世纪八十年问世的双传动辊压机的变种。

单传动辊压机与双传动辊压机相同，一个为固定辊，一个为活动辊。所不同的是，单传动辊压机只有一套动力系统，增加了一套联动齿系。由定辊传输动力，动辊运动通过齿系由定辊传递。这样一来，单传动辊压机只需要一套同样功率传动系统，能最大限度地发挥了输入功率的功用。一些单传动辊压机制造商宣称，可使系统提产50%以上，与双传动辊压机粉磨效果相当；节电45%（这可能是相对双传动辊压机本身配置功率而言的，如果是与整个系统比，让人难以置信）； 运转率高达96%以上，结构简单，设计科学，无液压装置，采用高压弹簧加压，几乎无故障；辊面耐磨（辊面采用合金耐磨焊材堆焊而成，HRC60-63，硬度高于整体锻造件；弹簧压力稍低于液压压力，既达到粉碎目的，又保护了辊面；因此，使用寿命远远高于双传动辊压机）；操作和维护方便，噪声低，无鼓风杨尘点。对此，笔者企图在公开出版的纸质媒体上查到相关报道文献，但至今未能如愿。笔者建议，对于那些需要改造高能耗的纯粹的管磨机系统的企业，不要拒绝新生事物，要到实地去考察，不要错过了更先进的设备。

最近读2014年第一期《水泥》杂志，读到了《介绍一种新型粉磨设备——BETA磨》一文，该文介绍的BETA磨，应该是变种辊压机中变得很厉害的那种，粉磨工艺上都因之而发生了一些变化。尽管这篇文章有点像广告（因为数据来源基本上没有自己的研究），但还算一个新东西，很值得关注。文章称，该磨“集球磨机的产品质量及可靠性、立磨紧凑和辊压机低能耗优点于一体”。嗯！这是不是粉磨技术革命又要来了？

由BETA磨的工作原理图（图3）可知，制备好稳定的料层喂入粉磨区；上面的辊施加粉磨压力；下面的辊是变频控制的传动系统；料层厚度是根据不同的粉磨参数，如物料、含水率、细度及产量进行控制的。

图3 BETA磨的工作原理图

文章认为，BETA磨是单传动设计，结构紧凑，拥有最有效的能量粉磨原理，有很多优点：可使速度差异和摩擦力最小，从而使磨辊有更长的使用寿命；能实现自由调整工作速度，可使部分载荷效率无损失，不存在剧烈的振动；属中高压操作，拥有广泛的调压范围，不受物料易磨性的影响（这可推测，该机能适应很多种物料）。文章还将BETA磨与双传动辊压机的单位能耗进行了对比，见表1。

表1 BETA磨与辊压机的单位能耗对比

就终粉磨矿渣进行分析，从表1知，BETA磨的单位能耗比双传动辊压机低13.2 kWh/t，节电率达29.4%。这数据来源于设备研发者的工业性测试，应该值得信任。我们知道，我国目前已有企业采用双传动辊压机终粉磨生料，有人宣称单位生料电耗10 kWh/t以下，但大多在12 kWh/t左右。假如采用BETA磨终粉磨生料，单位生料电耗再降低29.4%，倒是真正实现了10 kWh/t以下的梦想。回头看表1，终粉磨矿渣单位能耗为31.7 kWh/t，而我们采用管磨机粉磨矿渣的单位能耗为70 kWh/t左右。而后者还能在市场上谋取利润，可见BETA磨能够带来的经济效益。再从节电而减少CO2排放来看，社会效益也不可低估。

如果将图3中的施加压力的辊变成两个，这种BETA磨岂不实现了一机两级粉磨功能，其功效岂不更好？如果全国水泥生产都用这种辊压机，即使水泥生产电耗平均下降20%，年节约的电费也可达百亿元以上，少排CO2可达千万吨以上。呜呼！粉磨技术革命真的又来了！？