TRM25輥式輥磨
1 概述
在水泥行業(yè)生產(chǎn)中，粉磨作業(yè)耗能是最大的。傳統(tǒng)球磨機(jī)的能量利用率很低，因此，長期以來人們一直探求能大幅度節(jié)能的新技術(shù)。
隨著粉磨技術(shù)不斷發(fā)展，輥式磨的應(yīng)用已成為粉磨行業(yè)中的發(fā)展趨勢。由于磨機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，動力消耗小，可作粉磨兼烘干設(shè)備。由于輥式磨的成品細(xì)度容易調(diào)節(jié)，特別是隨著干法預(yù)熱窯和預(yù)分解窯的發(fā)展，輥式磨已得到水泥待業(yè)中的普遍采用。天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計開發(fā)的TRM25輥磨，于一九九四年在河南省新鄉(xiāng)水泥廠通過國家部級鑒定，并榮獲部級科技進(jìn)步三等獎。
2 工作原理和特點
輥式磨與球磨相比在粉磨機(jī)理上有明顯的區(qū)別，它是借助磨輥和磨盤的相對運(yùn)動為碾磨裝置來粉磨物料的機(jī)械。當(dāng)物料處于輥式磨裝置的作業(yè)區(qū)時，大塊物料被壓碎，細(xì)物料受壓后形成一層料床，顆粒之間相互磨擦、剪切使棱角和邊緣剝落而被粉碎，因此它屬于料床粉磨。在粉磨的同時，通過風(fēng)環(huán)進(jìn)入磨內(nèi)的熱氣體對含水分的物料進(jìn)行烘干 。它又屬于風(fēng)掃式磨，以一定速度上升的氣體將已被粉碎的物料帶到上部的粗粉分離器，在分離器作用下，合格的產(chǎn)品隨氣流排出磨外，而被分離的粗顆粒則重新回到磨盤上進(jìn)行再粉磨，物料的顆粒在此作往復(fù)運(yùn)動，每分鐘達(dá)20～30次之多，因此，輥式磨的粉磨效率比較高。未經(jīng)輥子粉碎或未被粉碎成小顆粒的物料，被磨盤甩到固定在磨機(jī)殼體的風(fēng)環(huán)處，以高達(dá)60～70m/s以上速度通過風(fēng)環(huán)的熱氣體將這部分物料吹回到磨盤上進(jìn)行再粉磨。就這樣，物料被反復(fù)粉磨烘干直至達(dá)到成品細(xì)度要求，隨氣體出磨由設(shè)置在磨機(jī)外部的細(xì)粉分離器分離并收集。
輥式磨之所以發(fā)展快，除了節(jié)能以外，還有如下特點：
（1）一臺磨機(jī)同時對物料進(jìn)行烘干、粉磨和分級，工藝流程簡單；
（2）與球磨相比，占地面積小；
（3）金屬磨耗??；
（4）磨機(jī)噪音比球磨??；
（5）維修方便（輥套和襯板的更換時間為8～10小時）；
（6）可大量利用預(yù)熱器的窯尾廢氣。
此外，物料在磨內(nèi)停留時間短，成品粒度均勻，自控容易，磨機(jī)漏風(fēng)小，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高。
2 技術(shù)性能
（1）型號：TRM25
（2）磨盤直徑：2500mm
（3）磨輥直徑：2000mm
（4）磨盤轉(zhuǎn)速：37r/min
（5）磨輥個數(shù)：2個
（6）一個輥子最大碾磨為：150t
（7）磨機(jī)配用功率：710～800kw
（8）磨機(jī)產(chǎn)量：75～80t/h
條件：粉磨中硬物料，入磨物料粒度≤25mm，物料水份＜6%，成品細(xì)度R80=12～14%。
（9）進(jìn)磨熱風(fēng)溫度：350℃
（10）出磨物料水份：0.5%
（11）出磨氣體溫度：90℃
3 磨機(jī)設(shè)計及結(jié)構(gòu)主要特點
輥磨正常生產(chǎn)的基本條件是要求設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。因此，TRM25輥磨除了滿足工藝要求進(jìn)行常規(guī)機(jī)械設(shè)計外，還根據(jù)輥磨粉磨運(yùn)行特點，重點研究了防振、減振、密封、便于操作和維修等措施，確保設(shè)備生產(chǎn)安全可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。
3.1 磨機(jī)底座與基礎(chǔ)螺栓在確保強(qiáng)度、剛度和質(zhì)量的前提下，充分考慮到受力點合理分布。在與混凝土基礎(chǔ)連接后，能承受強(qiáng)大粉磨力與吸收由此引起的振動，并肥它均勻地傳遞到混凝土基礎(chǔ)中。
3.2 為防止磨輥與磨盤直接接觸產(chǎn)生金屬撞擊并由此引起的振動，磨機(jī)設(shè)有特殊的磨輥與磨盤之間間隙定位、調(diào)節(jié)緩沖裝置。當(dāng)突然停料時，通過它緩沖磨輥壓力，減緩磨機(jī)振動。
3.3 磨機(jī)采用了液—氣彈簧系統(tǒng)的加壓裝置，并選擇了適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)壓力，每個液壓油缸都配置容量和內(nèi)部氣體壓力合理的蓄能器?？朔死鲜浇饘購椈杉訅貉b置在生產(chǎn)中無法改變輥壓的缺點，緩沖性能好。使輥壓波動為最小，減輕了振動。
輥軸與殼體間采用了弧形板密封結(jié)構(gòu)，克服了老式圓形孔橡膠密封板由于搖臂擺動而易損壞的弱點，改善了密封性能，減小了磨機(jī)漏風(fēng)。
3.4 專門配備了液壓式三道鎖風(fēng)進(jìn)料裝置，翻板周期可根據(jù)喂料量變化任意調(diào)節(jié)，喂料過程中，任何時間都有二塊翻板關(guān)閉著，有效地減小了漏風(fēng)。
3.5 磨機(jī)磨輥具有自動抬起和落下的功能，可實現(xiàn)磨機(jī)空載或輕載啟動，無需設(shè)置慢速驅(qū)動裝置。
3.6 磨機(jī)設(shè)有一套液壓翻輥裝置，可將磨輥翻出機(jī)外，檢修方便又省時。
4 磨機(jī)主要部件介紹
4.1 分離器
在磨機(jī)上部設(shè)有回轉(zhuǎn)式粗粉分離器，轉(zhuǎn)速可無級調(diào)節(jié)，其作用是將不合格的粗粒子分離出去進(jìn)行再粉磨。分離器由轉(zhuǎn)子、殼體和傳動等部分組成。
4.2 磨盤
磨盤是輥磨的主要粉磨部件之一，物料被粉磨成合格細(xì)度的產(chǎn)品將在這上面完成。它是通過兩個大直徑的圓柱銷和幾個大直徑螺栓與立式出軸減速機(jī)連接。它主要由盤轂、磨盤襯板、風(fēng)環(huán)、擋料圈、刮料裝置、單作用油缸等部分組成。
4.3 磨輥
物料的粉碎主要是通過磨輥的壓力來進(jìn)行，主要是由輥套、輥軸、輪轂、軸承、潤滑、密封結(jié)構(gòu)等部分組成，輥套耐磨材料制造，它的使用壽命和磨損速度襯板一樣將直接影響到輥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率、粉磨效率和操作費(fèi)用。
4.4 搖臂裝置
搖臂裝置主要磨輥加壓傳遞力矩的部分，它包括搖臂、心軸、滑動軸承和脹套等。搖臂上部與輥軸相連接，下部通過脹套、心軸、脹套支承兩個滑動軸承上。向前伸出的搖臂桿與油缸接桿連接。
4.5 液壓加壓系統(tǒng)
加壓裝置是磨輥壓力的來源。主要是由液壓站和每個磨輥有兩組加壓裝置（每組包括一個液壓油缸、兩個蓄能器及接桿、油缸底座和緩沖裝置）等組成。
5 實際應(yīng)用情況
自1993年我院在新鄉(xiāng)水泥廠推出首臺TRM25型磨以來，相繼在北京周口店水泥廠、廣西橫縣水泥廠推出了2臺TRM17型磨，之后又分別在河南平頂山水廠、杭州水泥廠、河北鑫磊水泥廠推出了4臺TRM25型磨（其中平頂山水泥廠2臺）。另外我院為湖北宜昌水泥廠設(shè)計的首臺TRM22型磨，已準(zhǔn)備安裝。
從以上磨機(jī)的使用情況看，均取得了良好的效果。例如：河南新鄉(xiāng)水泥廠使用的TRM25型磨，1993年1～12月，生產(chǎn)生普166012噸，系統(tǒng)用電289.35萬kwh，生料系統(tǒng)電耗為17.43kwh/t。該廠兩臺φ1.83×6.12m閉路生料磨（原料為白堊土較多，臺時產(chǎn)量17t/h），1993年全年生產(chǎn)22.675萬噸，總用電量445.14kwh，系統(tǒng)電耗19.63kwh/t，兩者相比，年節(jié)省用電101.2萬kwh/t，按該廠當(dāng)時電價0.33元/度計算，年節(jié)省電費(fèi)33.4萬元。輥磨單位成品的金屬磨耗與球磨相比的情況，根據(jù)1993年4月10日對輥磨耐磨材料的實際測量，得出磨盤襯板和輥套的磨損量約為291.68kg，單位成品的金屬總磨耗為4.3g/t，該廠生料球磨的3年平均金屬磨耗（包括襯板、隔倉板、鋼球）為143.45g/t，仍按年產(chǎn)46萬噸生料計，全年可節(jié)省鋼材63.98噸，按當(dāng)時鋼材價格4000元/噸計，由此每年節(jié)約資金25 .59萬元。
6 目前TRM25型磨的優(yōu)化設(shè)計
6.1 將磨內(nèi)選粉機(jī)改為“籠型”選粉機(jī)，目的在于進(jìn)一步提高選粉效率，可使磨機(jī)在原有基礎(chǔ)的臺時門產(chǎn)量提高約10%左右。
6.2 將原磨輥軸承的密封形式，改為獨立式風(fēng)機(jī)密封。
6.3 改進(jìn)了磨輥潤滑裝置。
6.4 可根據(jù)用戶需要加裝測振裝置，主要是有利于系統(tǒng)的自動化控制。
7 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益
國產(chǎn)TRM25輥磨的開發(fā)成功，其經(jīng)濟(jì)和社會效益十分顯著，目前國內(nèi)輥磨機(jī)的應(yīng)用主要有三種形式，一是整機(jī)引進(jìn)國外設(shè)備；二是引進(jìn)技術(shù)國內(nèi)制造；三是國內(nèi)自行設(shè)計制造。那么這三種來源的輥磨除了都能滿足生產(chǎn)要求外，價格上的差異往往是用戶十分關(guān)心的問題。為此，我們作了一些設(shè)備價格的統(tǒng)計與比較淡了較清楚地說明問題，均用人民幣計算，使用外匯購買的，采用國家外匯調(diào)劑價格折算人民幣。比較設(shè)備包括磨機(jī)、減速機(jī)、電機(jī)、喂料鎖風(fēng)裝置。按單位產(chǎn)量設(shè)備費(fèi)計算，三種來源的輥磨價格（價格按一九九四年當(dāng)時統(tǒng)計的市場價格）大致是：
整機(jī)進(jìn)口輥磨： 20～25萬元人民幣/H.t產(chǎn)量
引進(jìn)技術(shù)國內(nèi)制造：11～14萬元人民幣/H.t產(chǎn)量
國產(chǎn)TRM25輥磨： 7.4萬元人民幣/H.t產(chǎn)量
很明顯，國產(chǎn)TRM型輥磨價格約引進(jìn)技術(shù)國內(nèi)制造輥磨的二分之一，是整機(jī)進(jìn)口輥磨的三分之一。
輥磨的生產(chǎn)系統(tǒng)為負(fù)壓操作，設(shè)備環(huán)節(jié)少，特別是減少了粉狀物料的輸送環(huán)節(jié)和由此產(chǎn)生的揚(yáng)塵點，有效降低了粉塵對環(huán)境的污染。
通過對比，由于輥磨與球磨粉磨方式的不同，輥磨的噪音明顯低于球磨，有獨立自主地改善了車間噪音的干擾。
8 結(jié)束語
TRM型輥磨及其系統(tǒng)的利用，不但省略了大量的封建工程，較大幅度地降低了系統(tǒng)電耗，節(jié)省了大量烘干用煤和資金，而且大大改觀了生產(chǎn)環(huán)境。由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分可觀，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。
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