辊压机粉磨水泥节能的关键技术与辊面的维护

（新疆天业天辰水泥有限责任公司， 新疆 石河子 832000）

0 引言

水泥粉磨,传统工艺以管磨机为主机，其产品质量在工程应用中得到了充分认可，唯一的缺点就是其粉磨效率低电耗高，这是其冲击粉碎无效功太多所决定的。辊压机属于料层粉碎，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。挤压粉碎所需的能耗大大低于传统粉磨方法所需的能耗，这就是辊压机被迅速推广到水泥粉磨工程的原因。由于辊压机用于水泥行业有很多创新，既可粉磨生料也可粉磨水泥（包括熟料、矿渣等），本文仅谈谈水泥粉磨中辊压机节能效果最佳的关键技术及辊面的维护要点。

1 辊压机节能效果最佳的关键技术

1.1 工艺

将辊压机用于粉磨水泥，在工艺上有很多创新，有很多组合，诸如开路辊压机与开路管磨机串联、开路辊压机与闭路管磨机串联、闭路辊压机与开路管磨机组合、闭路辊压机与闭路管磨机组合、辊压机终粉磨水泥等等。这么多组合，究竟哪一种最节能？按理，我们可以从实践广泛的辊压机终粉磨生料工艺可以判断，辊压机终粉磨水泥工艺最节能。有资料称，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。但事实上，我国有很多辊压机与管磨机组合的半终粉磨系统，只要把管磨机关掉，就可实现辊压机终粉磨工艺，就可以最低的电耗实现水泥生产，为什么不这样做？笔者认为技术上还存在不足，无法满足工程应用的产品的稳定生产。而新型双闭路三选粉半终粉磨系统具有很好的节能效果，该系统起源于新疆，并向全国推广。该工艺可将辊压机挤压阶段产生的成品大部分分选出来，亦可根据水泥性能调节分选比例，有效避免了磨内过粉磨现象，粉磨电耗24kWh/t。

1.2 配置

辊压机与管磨机的配合，目的就是通过管磨机粉碎物料功能外置，实现节能。管磨机粉碎物料功能外置的过程中，我们有一个摸索的阶段和过程，究竟外置多少最节能？由于外置的是管磨机粉碎物料功能，是由辊压机等类似完成同样功能的设备完成的，对于辊压机+管磨机配合的系统，究竟外置多少最节能就与配置的辊压机有关系。

新疆克州QS6000t/d预分解窑生产线的水泥粉磨采用两套180-160大型辊压机+Φ4.6m×14.5m管磨机组成的大型开路联合粉磨系统，其辊压机功率6400kW ，管磨机功率5000kW，这就是所谓的大型辊压机配小磨。这种配置理念常常被用于改造，比如把原来的两台小辊压机用来与一台管磨机匹配，只要两台辊压机功率与管磨机功率比≥1.0，就算得上大型辊压机配小磨，就会收到很好的节能效果。

据报道，新疆克州 QS6000t/d预分解窑生产线的水泥粉磨系统生产 P·O42.5级水泥，成品比表面积 358m2/kg时，系统产量达 356t/h，系统粉磨电耗为28.43kWh/t。生产P·C32.5R级水泥，成品比表面积364m2/kg时，系统产量达383t/h，系统粉磨电耗为25.75kWh/t。

1.3 优化

从引进到消化吸收和创新，总是要经过一段时间的历练。最初，我们对辊面的维护和修复很伤脑筋，实际上是在为稳定持久运行伤脑筋，在以郑州机械研究所为代表的堆焊技术国产化后，我们追求的是辊压机更加稳定和高效地运行。这是品质提升阶段的要求。

为了确保辊压机安全稳定工作，我们往往从料压、物料粒度和施加的压力去要求，即：（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；（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。这是多年实践经验的总结。

为了更加稳定和高效地运行辊压机，目前更加需要解决以下问题：一是辊压机通过辊径宽比的合理匹配，提高其压力区的效率；二是开发新型挡板，严格控制侧挡板漏料，强化边界的研磨效率；三是优化进料控制装置提高辊压机进料控制稳定性；四是开发新型辊面，提高剪切整形功能，提高颗粒整形功能。前三点的目的是确保辊压机实现更稳定的挤压做功，第四点是进一步提高运转率，推动辊压机终粉磨水泥工艺的发展。开发新型辊面，目前国内已经有装备供应商推出了柱钉辊，一些新建工程的业主明确表示要选用柱钉辊，一些企业在改造中也在考虑选用。笔者认为，好东西要有好价钱相匹配。担心的还是以低价中标方式扼杀了装备供应商的热情，扼杀了企业自己的效益。

目前，一种辊压机杠杆式双进料装置被广泛用于辊压机粉磨系统的改造。该进料装置实现了辊压机进料控制的稳定性，应用后，入辊压机物料形成稳定的受限料床，挤压做功效果良好，一般可提高系统产量8%-10%，节电3%-5%。

2 辊压机辊面的维护要点

辊压机的使用，管理者提出了严格的维护要求，要做到内在无隐患外在无危险，既要避免带病运转，又要确保辊压机的安全运转和高运转率。对辊压机的维护，涉及到除铁、润滑、结构尺寸、辊面形貌和液压系统，这几个方面又依靠更多细节来保障。笔者认为，辊压机维护最关键的是以辊面为中心的维护——保护辊面。

用于粉磨水泥的辊压机，使用者希望辊面有很好的耐磨性及抗剥落性。辊面的耐磨性及抗剥落性取决于堆焊材料的耐磨性能、物料的特性、辊面是否及时维护等诸多因素。

2.1 辊压机最怕金属异物

辊面形貌关系到辊压机对挤压物的挤压效果，也就关系到系统的安全运行和粉磨效率。在辊压机入料中不可避免的存在各种各样的金属杂质，这对辊面造成的极大的威胁，过大的金属杂质将直接损坏辊面，同时也会引起辊压机跳停，而小颗粒的杂质富积后，会额外增加辊面的磨损，故在使用中要尽最大的可能减少金属杂质的存在。为了防止辊面遭受金属异物伤害，有的企业全民皆兵，从烧成车间的巡检就提出要求，比如要求巡检在巡检熟料环节时，发现金属异物必须检出，不能检出必须报告中控室，报告配料站，并对发现者给与奖励。对于恒重仓因离析现象积累的金属，企业也要重视，要定期清除，不要过于依赖除铁器。

2.2 每隔3周或4周对辊面进行全面检查

水泥企业一般每隔3周或4周对辊面进行全面检查，记录磨损量，检查是否有剥落现象。上文说到全民皆兵检异物除铁块，就是害怕辊面剥落。在两个辊子间强大的压力作用下，金属杂物就有可能直接破坏辊面，使辊面产生凹坑或将硬质耐磨层崩落。

2.3 过饱和喂料可延缓辊面的磨损

确保料仓始终具有稳定持续的料柱确保下料均匀，可保证辊压机的过饱和喂料要求。这一要求可从两个方面理解其对辊面的保护作用：（1）会使物料对辊压机的冲击较小，从而减少机身的振动，进而保持辊压机运行平稳，延缓辊面的磨损；（2）物料可均匀分布在整个辊宽上，可减少物料对辊面的磨损速度。

2.4 正确选择辊面堆焊工艺

辊压机辊面优良的耐磨性和抗剥落性能取决于辊面堆焊材料，也就是取决于辊面堆焊材料的硬度和韧性。郑州机械研究所研制的 ZD系列多规格耐磨药芯焊丝，离线堆焊时采用埋弧自动焊工艺（加热堆焊），在线堆焊时采用 CO2气体保护焊（冷焊）工艺。采用这两种堆焊工艺非常适合辊压机的现实工况，能够可靠地确保堆焊层与母材、各堆焊层之间的具有良好结合性，同时确保辊面具有优良的耐磨性能。

2.5 尽量减少辊面堆焊次数及堆焊量

每次局部堆焊，都会在辊面局部产生焊接残余应力，且无法对其进行消除。如果堆焊次数多了，焊接残余应力就会积累，到一定时候，这种应力会伤及辊体。为了减少辊体产生剥落的风险，就必须减少对辊面的焊补次数和焊补量。而要做到这一点，前述几点就起着关键性作用。

3 结束语

从辊压机粉磨原理讲，其具有明显的节能效果。如果要将其用在水泥粉磨系统的节能效果发挥到极致，笔者认为不仅要注意工艺和配置的先进性，还要对辊压机本身进行优化，包括辊压机辊径宽比的合理匹配、新型挡板、进料控制装置和新型辊面。对于传统辊面，是辊压机维护的关键，应该做好以下几点：拒绝金属异物的伤害；每隔3周或4周对辊面进行全面检查；过饱和喂料延缓辊面的磨损；正确选择辊面堆焊工艺；尽量减少辊面堆焊次数及堆焊量。