采用辊压机的粉磨系统的选型计算讨论
辊压机主传动系统的设计选型与性能分析
１ 辊压机主传动系统 的组成及 主要
性 能
辊压 机主传 动 系统 是整个 辊压 机的核 心部 件 主要 由挤 压辊 、主 轴 承 、减速 机 、传 动 轴 （ 向 万
联轴器 ） 组成 。
１ １ 挤 压辊 ．
辊压机主要由液压系统、电控系统 、主传动 系统 、下料装置及框架 、轴承座等组成。其 中主
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｓ ｕｅ ｚ ｏｌｒ； ｐｌｎ ｔｒ ｅ ｒｒ ｄ ｃ ｒ ｓ ｉｋ ｄ ｓ ｑ ｅｅｒｌ ｅ ａ ｅ ａ ｇ ａ ｅ ｕ ｅ ； ｈｒｎ ｉｋ； ｓ ｆ ｔｒ ｙ ｏ ｓａ ｔ ｔ
Ｕ 日 舌 Ｉ Ｊ
并在挤 压辊 和液 压缸 的联合 作用 下将 物 料挤 压成
ｌ ｗ ｓｅ ｖ ｏ ｅ ｕ ｅ ｓ ａ ｅｇｖ ｎ Ａ ｎ ｗ ｓ ｆｔ ｒ ｔｃ ｉｅ ｄ ｖｃ ｒｔ ｅ ｓ ｆ ｓａｔｉ ｒｃ ｍｍｅ ｄ ｄ ｗ ｉｈ ｃ ｎ ｏ ｌｅ ｅｆ ｒｒ ｄ ｃ ｒ ｒ ｉ ｅ ． ｅ ａｅｙ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｉｅ ｆ ｏ ｔｒ ｓ ｅ ｏ ｖ ｏ ｈ ｔ ｎ ｅ ， ｈｃ ａ ｃ ｎ ｒ ｕ ｅ ｍｕ ｈ ｔ ｈ ａｅ ｒ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅ ｒ ｌ ｓ ｕ ｅ ｅ ｓ ｏ ｔ ｂ ｔ ｃ ｏ ｔ ｅ ｓ ｆ ｕ ｎ ｎ ｆｔ ｏ ｌ ｑ ｅ ｚ ｒ ． ｉ ｈ
传动系统是辊 压机 的核心部件 ，为整 机提供 动力 ，
收稿 日期 ：２ １ —０ ０ １ ５—１ ６；修 订日期 ：２ １ —０ ０ ０ １ ７— ５ 作者简 介：王宇航 （９ ６一），男 ，中国重型机 研究院有 限公司 １６ 机械传动与成套装备研 究所高级工程师。
辊压机 的规格 关 系着 产量 、功率 、所需 挤 压 力 的大 小 ，一 般 都 以挤 压 辊 的直 径 与 宽 度 来 表
水泥辊压机预粉磨系统的工艺计算
水泥辊压机预粉磨系统是当前节能的主导系统。
从广义上说预粉磨是区别于终粉磨的总称，就水泥粉磨来说主要有循环预粉磨和联合粉磨，前者流程简单，料饼部分再循环部分直接入磨，辊压机吸收的功率较小，故增产节能的幅度也小；后者流程较复杂，辊压机自成系统，生产出２０００ｃｍ２／ｇ左右比面积的半成品再入后续球磨，辊压机吸收的功率较大，故增产节能幅度大。
以下就其工艺计算问题进行探讨。
１辊压机主要工艺参数辊压机设计必须首先确定合理的工艺参数，但本文只探讨涉及到与系统选型有关的主要工艺参数。
从一般原理出发再根据实际情况进行反求确定。
１．１辊压机生产能力辊压机生产能力可以通过辊压机双辊间隙的料饼量来计算：Ｑ＝３６００・Ｂ・Ｓ２・Ｖ・ｒ２Ｓ２＝（ｒ１ｒ２ｒ１）・Ｄ・（１－ｃｏｓα）Ｑ＝３６００・（ｒ１ｒ２ｒ２ｒ１）・（１－ｃｏｓα）・Ｄ・Ｂ・Ｖ＝ＫＱ・ＶＱ（１）式中：Ｑ—辊压机生产能力，即通过量ｔ／ｈ；Ｂ—辊压机辊宽，ｍ；Ｄ—辊压机辊径，ｍ；Ｖ—辊速，圆周线速度，ｍ／ｓ；ＶＱ—辊压机规格参数，等于Ｄ・Ｂ・Ｖ乘积，ｍ３／ｓ；Ｓ２—辊缝，ｍ；ｒ１—辊压前物料容重，ｔ／ｍ３；ｒ２—辊压后料饼容重，与辊压有关，ｔ／ｍ３；α—压辊啮入角，与辊面结构、物料、辊压有关，ｒａｄ；ＫＱ—物料压缩特性参数，ｔ／ｍ３・ｓ／ｈ。
１．２辊压机需用功率和单位功耗辊压机需用功率可由双辊的传动力矩和角速度的乘积求得：双辊力矩为：Ｔ＝２・Ｆ・ｓｉｎβ・Ｄ２＝Ｄ・Ｆ・ｓｉｎβ＝Ｄ・Ｆ・βＮ０＝Ｔ・ω＝２・Ｖ／Ｄ・Ｔ以ＰＴ＝ＦＤξＢ代入Ｎ０＝２β・ＰＴ・Ｄ・Ｂ・Ｖ＝２β・ＰＴ・ＶＱ（２）式中：Ｎ０—辊压机需用功率，ｋＷ；Ｔ—双辊传动力矩，ｋＮｍ；Ｆ—辊压机作用总力，ｋＮ；β—作用角，一般为α／３，ｒａｄ；ＰＴ—投影辊压，ｋＮ／ｍ２。
作为辊压机的配用功率Ｎ应在Ｎ０的基础上备用１．２，因为辊压机操作时有波动，即：Ｎ＝１．２×Ｎ０料饼的单位功耗值可以直接从辊压机需用功率和生产能力求出：Ｗｇ＝Ｎ０Ｑ＝２ＥξＰＴξＶＱＫＱξＶＱ＝２ＥξＰＴＫＱ（３）式中：Ｗｇ—料饼的单位功耗，ｋＷｈ／ｔ。
辊压机在水泥粉磨系统中的应用
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操作控制 在正常操作控制过程中 ! 只须监控设备状态和调节一
些过程参数 " &% $ 辊压机喂料量 通过调节斜插板开度 " 开度大 ! 则喂料多 " 反之 ! 则喂 料少 " 主要依据辊压机功率决定 ! 一般为 *"")3*"67 时 ! 效 果最好 " &! $ 磨喂料量 通过调节入磨皮带转速 " 转速快 ! 则喂料多 " 反之 ! 则 喂料少 " 主要依据水泥磨能力来定 ! 取 **()5*( 为佳 "
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开机投料 &% $ 水泥磨系统已经正常运转 " &! $ 辊压 机 系 统 所 属 机 ’ 电 ’ 仪 ’ 自 动 化 设 备 均 处 在 正
常状态 " &+ $ 现场巡检确认现场设备完好 " &# $ 中控 操 作 员 选 择 辊 压 机 系 统 程 序 组 ! 启 动 该 组 系 统设备 " &* $ 设备启动完毕 ! 检查确认各设备状态及参数 " 如均 处在正常状态 ! 则可进行喂料 " &5 $ 选择辊压机喂料阀门 ! 物料此时进入辊压机系统 " &3 $ 当称重仓料位达 3"( 时 !横插阀打开 " 操作员只须 缓慢打开斜插板进行喂料即可 "
)"!
辊间隙检测报警 当动辊一侧的轴承座或动辊整体后退量过大 ! 达到设
定保护值时 ! 该辊间隙检测报警 " 曾有一段时期 ! 该辊间隙 经常报警 ! 严重影响了生产 " 最终查明为检测辊间隙的探 针动作不灵活所致 " 通过更换新探针 !报警消除 "
采用辊压栅的粉磨系统的选型计算讨论
邦德［ 上世纪 ５ 年代初 ，根据他的裂缝假说 １ ］ 在 Ｏ
提 出 了粉碎 功耗 的计算 式 ，并针 对 粉磨 运行 的条 件
然是一个重要 的课题 。目前基本上有三种计算模式 来 对这 些 系统进 行计 算 ： （ ）根据邦德公式 Ｉ 或者基于邦德公式为基 １ ｌ ｌ 础的修改型计算公式来计算出辊压机和球磨机联合
维普资讯
赵乃仁 ，等： 用辊压机 的粉磨 系统 的选型计算讨论 采
中图 分 类 号 ： Ｑ１２６ Ｔ ７． ３
文献标识码： Ｂ
文 章 编 号 ： ０ ７ ０ ８ （０ ７ ０ — ０ １ １ １０ — ３ ９ ２０ ）４ ０ ０ — ２
【 编者 的话】 由辊压机和球磨机 组成 的水泥预粉 磨和联合粉磨 系统 已经使 用多年 ，目前也有三种常 用的计算 方法—— 即以邦 德公 式为基础 、以比表 面积为基础和 以增效 系数 Ｋ为基础 的粉磨 系统计算 方法 ，据此 可进行 系统的选型和 配套 计算。但如 何 比较 准确地进行辊压机 、球磨机 的选型计 算和 系统合理 匹配。仍有很 多的课 题需要 研究 、分析和探 索。本 文作者根据 自己 多年 的设计经验和技 术积 累，以及 众采他山之石 ，全面进行 了这三种选型计算方法的研 究分析 ，尤其是对这三种计算方法 中 各种 因素的考虑和相关 系数的确定等方面进行 了逐 个的研 究分析 、总结探 讨和计算归纳。 同时 ，还进行 了同一 系统三种不 同 方法的计算 比对。全文 ２ ０ ０多字大容量 。仅计算和收 集的设计 参数数 据库就达 １ ００ ９个。按 常规处理 ，我们将对篇幅 大的论 文进行 分期刊 发 ；但 编 完全文后 ，我们还是 决定同期刊 发—— 因为这对设 计者是一份非常非 常有 用的技 术资料 和参数来源。 仔 细研读本 文．相信您一定会有更深的感受和更大的收获。
辊压机联合粉磨工艺系统分析
辊压机联合粉磨工艺系统分析辊压机联合粉磨（或半终粉磨）工艺系统，其技术核心在本质上属于“分段粉磨”。
目前，国内水泥制成工序广泛应用由辊压机+打散分级机（动态分级设备）或V型选粉机（静态分级设备）+管磨机开路（或配用高效选粉机组成双闭路）组成的联合粉磨工艺系统（或由辊压机+V型选粉机（静态分级设备）+高效选粉机+管磨机组成的半终粉磨工艺系统），在实际运行过程中，由于各线生产工艺流程及设备配置、物料粉磨特性、水份等方面因素不尽相同，导致系统产量、质量及粉磨电耗等技术经济指标也参差不齐，本文拟对水泥联合粉磨单闭路（管磨机为开路）及双闭路系统（或半终粉磨系统）中各段常出现的工艺技术与设备故障模式进行探讨分析，并提出了相应的解决办法，仅供粉磨工程技术人员在日常工作中参考，文章中谬误之处恳望予以批评指正：一、辊压机系统故障模式：辊压机挤压效果差故障原因1：1. 被挤压物料中的细粉过多，辊压机运行辊缝小，工作压力低影响分析：辊压机作为高压料床（流动料床）粉磨设备，其最大特点是挤压力高（>150Mpa），粉磨效率高，是管磨机的3-4倍，预处理物料通过量大，能够与分级和选粉设备配置用于生料终粉磨系统。
但由于产品粒度分布窄、颗粒形貌不合理及凝结时间过快、标准稠度需水量大与混凝土外加剂相容性差等工作性能参数方面的原因，国内水泥制备工艺未采用辊压机终粉磨系统，辊压机只在水泥联合粉磨系统中承担半终粉磨（预粉磨）的任务，经施以双辊之间的高压力挤压后的物料，其内部结构产生大量的晶格裂纹及微观缺陷、<2.0mm及以下颗粒与<80um细粉含量增多（颗粒裂纹与粒度效应），分级后的入磨物料粉磨功指数显著下降（15-25%），易磨性明显改善；因后续管磨机一仓破碎功能被移至磨前，相当于延长了管磨机细磨仓，从而大幅度提高了系统产量，降低粉磨电耗。
但辊压机作业过程中对入机物料粒度及均匀性非常敏感，粒状料挤压效果好、粉状料挤压效果差，即有“挤粗不挤细”的料床粉磨特性；当入机物料中细粉料量多时会造成辊压机实际运行辊缝小，主电机出力少，工作压力低，若不及时调整，则挤压效果会变差、系统电耗增加。
综合粉磨系统分析选粉机和辊压机
综合粉磨系统分析选粉机和辊压机粉磨在制造水泥工程中占有非常重要的地位，无论是生料(半成品)还是水泥(成品)需要通过粉磨来获得，每生产1吨水泥，需要粉磨各种物料3、5吨左右，电耗约为100～110kw.h，其中60％～70％的电耗消耗在粉磨中。
尤其是水泥粉磨系统比生料粉磨系统耗电量更大，这是因为水泥熟料质量差时，熟料中的硅酸二钙含量高时难磨，粉磨效率就会明显降低，电耗明显增加。
从水泥的水化和硬化反应、胶凝性有效利用率、强度尤其是早期强度来考虑，水泥磨的越细越好，这样还能改善其泌水性和易性等，水泥还要考虑产品的颗粒分布，力争做到节能、环保、确保水泥质量。
Grinding in manufacturing cement engineering occupies a very important position, either in the raw materials (semi-finished products) or cement (finished product) should be obtained by grinding, each 1 tons of cement production, need to all kinds of material 3, 5 tons, power consumption is about 100 ~ 110 kw h, 60% ~ 60% of energy consumption in grinding. Especially for cement grinding system is greater than the system power consumption of raw material grinding, it is because the poor quality of cementclinker, dicalcium silicate content in the clinker high grinding hard, grinding efficiency will be significantly reduced, power consumption increased significantly. From cement hydration and hardening reaction, gel intensity of effective utilization, especially the early strength, cement grinding of the thin the better, it also can improve its workability etc for secretion, and consider product of cement particle distribution and strive to achieve energy saving, environmental protection, to ensure the quality of cement.2.实现宏伟目标2. Achieve the ambitious goals节能是促进经济社会可持续发展、实现全面建设小康社会宏伟目标的关键之一。
辊式磨工艺选型计算2
辊式磨工艺选型计算最近几年来我国节能减排的产业政策推动和增进了水泥工业新工艺技术的推行和应用，在新建水泥厂生料粉磨系统中，辊式磨系统逐渐取代了中卸烘干磨系统。
辊式磨具有结构紧凑、占地面积小、流程简单、噪音小、能耗低、运行平稳，集粉磨、烘干、均化、选粉于一体的优势，因此，辊式磨取得了普遍的应用。
国内各大设计院及各设备制造厂都曾进行了长期的研究，开发出各具特色的辊式磨技术及适应各类规模的辊式磨产品，打破了国外辊式磨垄断的格局，不仅扩大了设计选型范围，而且也方便了建设利用单位在质量、价钱、备件供给和服务周期等方面取得适宜的产品。
辊式磨的结构特点及应用辊式磨结构辊式磨又称立磨，其结构如图3-1所示：物料经三道锁风阀通过溜管落到磨盘上，恒速旋转的磨盘借助于离心力将物料向外均匀分散，形成必然厚度的料床；物料在进入粉磨区域前，先进行预压实、排气，同时磨辊挤压料床上的物料使其粉碎。
图3-1 辊式磨结构示用意在磨盘边缘处的颗粒较细的物料被从风环进入的热气带起并进入分离器进行分选，合格的细粉被带出进入旋风式或袋收尘器搜集成成品；未被带走的粗粉则返回磨盘再次粉磨（磨内循环）；其他大颗粒物料（包括铁渣）由于重力作用，在风环处落入风道，经刮料板和出渣口排出磨外，经除铁后通过输送设备从头送入磨内粉磨（磨外循环）。
如此往复循环，在研磨的同时物料与热气体进行充分的热互换，物料被烘干，最后取得符合细度和湿度要求的合格产品。
新建的水泥生产线中，生料粉磨、煤粉制备采用辊式磨逐渐增多，水泥熟料和矿渣粉磨也有少量采用。
辊式磨在生产中的优势有如下几方面：（1）入磨粒度大，粒径可达辊径的5%，大型磨已能知足100~150mm 的块料直接入磨粉磨，故可减少破碎工序，节省设备投资；（2）可直接利用窑尾废气烘干和粉磨含水8%的原料，另设的热风炉辅助热源，可烘干含15%~25%水分的原料，简化烘干进程，降低热耗；（3）物料在磨内停留时间仅为2~4min（球磨为15~20min），辊式磨的选粉功能可有效的选出细粉，减少过粉磨现象。
水泥粉磨设备选型
水泥粉磨设备选型大多数水泥厂在水泥预粉磨设备的规格选型时，常常是以现有球磨机设计生产能力的2倍来选用。
这种选型思维比较保守，球磨机的增产幅度受到限制，没有充分发挥球磨机和预粉磨设备的各自特点。
为了充分发挥其优点，取得最佳的经济效益，笔者从球磨机结构技改最简化和提产增幅最大化两个方面提出预粉磨生产规格选型的意见以供参考。
1、水泥粉磨的理论依据球磨机用于水泥粉磨生产时，其研磨效率大于破碎效率。
同时球磨机做终粉磨设备，具有产品颗粒级配分布合理、＜30μm颗粒含量高、水泥细度和颗粒级配能充分满足水泥强度发展的要求等特点。
这也是目前辊式磨、辊压机、筒辊磨等预粉磨设备所不能取代球磨机作终粉磨设备的关键原因。
文献［1］中提到：“应该尽量利用效率高的破碎机取代部分球磨机第一仓的工作，第一仓中应该创造条件多装小钢球，第二仓也不能台长，可以缩短球磨机长度。
”为此，本人提出修改看法和意见：（1）应该采用破碎效率高的预粉磨设备完全替代球磨机的破碎仓工作，将球磨机的破碎功能转移到球磨机外部进行，取消球磨机分仓，采用单仓简化磨机结构，全部加装研磨效率高的小直径钢锻，充分发挥球磨机研磨效率高的特点，使球磨机专门用于水泥研磨。
（2）控制入磨物料的细度，最大限度发挥球磨机的研磨作用，提高球磨机的增产幅度，达到最佳的生产效果。
2、球磨机的改造据此，对球磨机进行改造，改造后的优点是：1）最大幅度的增加球磨机的台时产量；2）取消分仓、简化了球磨机结构，降低研磨体和各种备件材料的消耗；3）减少反复配球所造成的人力物力损失，降低工人的劳动强度；4）改善磨内生产状况，降低磨内阻力，使磨机通风更加流畅，产品颗粒级配分布更加合理；5）增加球磨机的运转率。
磨机不再因为内部的分仓结构屡遭破坏而频繁停磨检修，也不因反复配球影响生产；6）采用小直径钢锻作研磨体，降低了大直径钢球对球磨机筒体的冲击，保证了机械设备的稳定运行。
德国R.阿斯穆斯等人作过模拟计算，若将物料预磨到勃氏比表面积150～200m2/kg，则球磨机系统产量可以提高100%，能耗降低24～30%。