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关于先进粉碎设备高压辊磨机的介绍
2015年01月23日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:4420
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      高压辊磨机(也称辊磨机)是十九世纪八十年代,由德国科学家研制开发的一种先进粉碎设备。由于该产品的结构简单、生产效率高、环保节能和工作机理先进等优点,很快被推广应用到美国、德国、俄罗斯、巴西、智利、澳大利亚等工业先进国家。我国于1988年由德国引进高压辊磨机的许可证制造生产技术,首先应用在水泥熟料的磨碎生产中,收到了显著的效果,并得到了广泛的推广应用。下图即是国内生产的高压辊磨机主机。

      经过二十几年的生产实践,在吸收消化引进技术的基础上,国内企业先后开发设计了多种规格的高压辊磨机。装备于国内各大中型水泥企业,用于磨碎水泥熟料的生产中,并已形成了产品系列。经过长期的生产实践证明,我国自己生产制造的高压辊磨机完全能够替代进口的设备。在冶金工业中,近几年来在烧结厂的磨细铁精粉制备球团给料生产中,也已经成功的应用国产的高压辊磨机,并取得了很好的效果。但在矿山选矿工业领域内,利用国产的高压辊磨机细碎金属矿石,目前还没有成功的先例。


     一、高压辊磨机的组成:


      高压辊磨机的组成如下:给料装置安装在主机机架上部,挤压辊装置安装在机架的机座上,由轴承装置支撑,每个辊子都有单独的传动系统,并通过万向联轴节、安全离合器及行星齿轮减速器,将能量传递给挤压辊。中央润滑系统向各轴承装置提供润滑油和润滑脂。高压辊磨机采用PLC智能控制,设置有现场控制、中控室控制、手动控制和自动控制,并通过中央自控室进行自动监控所有的工作程序和机器的运转数据。



      1)组合式机架
      机架是整个高压辊磨机的主要受力部件,为便于安装、维护、运输,机架主体采用装配结构,机架的部份零件采用焊接件。机架的上、下机架由中间端部件联接而成,中间端部件用高强螺栓把上下两机架联接起来。由辊系传来的推力通过端部件和承力销传递到上下机架上,在机架内自平衡。

机架


      2) 轴承


      两个具有自调心功能的轴承系统分别安装在辊子轴端上。轴承对高压辊磨机机架内的辊子起支撑作用。一般轴承座内设会有测温点。测温系统可监控和测量轴承温度,其可被看作是避免轴承损坏的预防措施。


      3) 辊子、辊胎、辊面


      当高压辊磨机工作时,辊子的抗磨性能主要靠柱钉间嵌满物料时形成的自生式抗磨料垫与矿石接触磨损,而辊面不直接接触矿石而受到保护。因此,可有效的延长辊圈的使用寿命。硬质合金碳化钨柱钉的硬度和耐磨性能很高,但韧性较差,因此,在工作时难免有折断损坏现象。进口设备的柱钉与辊面的装配形式通常采用过盈配合,柱钉折断后没办法修补,只能在大面积折断后更换新辊圈。经过国内厂家研究改进,开发了新的配合方式,当柱钉折断后可以随意更换新的柱钉,极大的延长了辊圈的服役时间。即使粉磨硬度高且磨蚀性强的矿石,使用寿命20000小时以上。


 辊子


       4)液压系统


       高压辊磨机运行过程中,当活动辊两端间隙发生变化,需要调节时,根据控制程序发出的信号,液压站及组合控制阀块相关控制阀门动作,对液压缸压力进行加压或减压调节,从而调整活动辊的位置,对活动辊辊隙进行纠偏调整。当活动辊纠偏完成后,恢复保压运行工况。组合控制阀块上设置有安全溢流阀,可对液压缸的工作压力进行限制。当液压缸内压力达到设计最高压力时,组合控制阀块上的多功能阀组动作,可在极短时间内,将液压缸的工作压力卸压。


液压系统


       二、高压辊磨机机理及结构


      高压辊磨机是利用高挤压力作用使粒群层压破碎原理而设计的。挤压力是通过两个直径相等、转速相同且相向旋转的辊子相互挤压而产生的。其中一个辊子为定辊,另一个为可以前后水平小幅度移动的动辊,压力通过高压油缸加在动辊两端的轴承座上。高压辊磨机工作时,物料由料仓靠自重力压入料腔,同时被两个相向旋转的辊子咬入并在辊面作用下受到加速进入压实腔,由于两辊间距的逐渐减小挤压力由小增大,此时物料颗粒除了受到辊面的直接压力外,物料颗粒之间也产生相互挤压作用导致物料粒群被压实和预粉碎,当辊子旋转至水平中心线时压力达到峰值,各颗粒之间遭到不同程度的粉碎,并随着辊子的转动以压片形式排出机外。下图即是辊间物料粉碎过程的示意图。



     三、高压辊磨机的优点


     1、高压辊磨机工作时与一般同类设备相比单位粉碎能耗低。从该机的工作机理可知,由于是粒群间的层压破碎,使充满粉料腔的物料颗粒接触点多,作用力大,能量利用率髙。因此,使粉碎能耗比其它常规单颗粒粉碎或磨碎设备显著降低。据国内外的生产实践,多数矿石的单位粉碎能耗为0.8-3kwh/t,如果同后续设备共同装机时,其总磨碎能耗可节约40%以上。


      2、 能处理水分含量较高的物料。髙压辊磨机工作时给料中希望含有一定的水分,这样有利于形成较坚固的自生式料垫,改善辊磨机的工况和辊面使用寿命。如磨碎铁矿石制备球团给料时,其水分可高达10%;磨碎铁矿石或贵金属矿石时,国外推荐水分不高于8%。


      3、提高后续作业产品的回收率、可磨性和产量。从照片六可看出,经高压辊磨机加工的物料,其颗粒内部或矿物与周围废岩的界面之间存在许多微裂纹,沒有产生裂纹的颗粒内部,也由于承受压力而产生较大的内应力。因此,当这些颗粒进入后续作业如磨机等设备进行再加工时,可磨度大幅度提高,很容易被磨碎磨细,提高后续作业的生产效率。


      4、机器占地面积小,土建投资少。高压辊磨机结构紧凑、重量轻,外形尺寸小;由于该机的破碎粉磨作用,主要发生在两个辊子之间的相互静压力,而产生的静压力能量全部由机架承载吸收,对基础的作用力很小甚至没有,因此同磨机等设备装机相比,不需要打很坚固的地基,可节省大量的土建投资。


      5、机器振动小、噪音低、粉尘小。高压辊磨机工作时物料主要靠静压力粉碎,粉碎时物料被封闭在辊子和给料装置之间的密闭箱体内。因此,不会产生冲击和物料飞溅现象,故振动和噪音较低,粉尘很少。


      6、机器的作业率高,可在95%以上。高压辊磨机釆用先进的自动控制和自动检测系统,对设备的主要部分如温度、辊缝、压力、给料量、功率等进行监测和控制。保证主机能正常可靠的工作;同时由于辊面结构先进,耐磨材料的抗磨损性能优良,故可极大的延长设备的有效工作时间。


      7、机器易损件工作寿命长。该机主要易损件是挤压辊辊圈,由于工作时辊子表面能生成自生式料垫,它能保护辊面不直接与矿石接触磨损和冲击,使磨损主要发生在抗磨性很强的硬质合金柱釘上,因而使辊面工作寿命大幅度提高;而碳化钨柱钉局部折断后可更换修补,故可使辊面寿命长达10000-20000小时;料柱下端挡料侧板经采用新的复合材料后,寿命可以保证使用一年以上,该侧板体积较小重量轻,更换很容易。


      四、高压辊磨机的应用


      自从由德国引进生产制造技术以来,高压辊磨机在我国应用已有二十几年的历史。其中在建材工业中应用的最成功最普遍,设备的国产化率也最高。可以说目前国内的各大中型水泥企业,基本都装备使用国产的高压辊磨机设备,并取得了很好的经济效益和社会效益。


      进入二十世纪,高压辊磨机开始用于冶金工业。首先由武钢公司引进德国(KHD)洪堡威达克公司一台高压辊磨机,用于生产磨碎铁矿石球团给料,取得了非常好的效果。紧接着其它钢铁集团也都先后从德国引进不同型号的价格昂贵的高压辊磨机,用于磨碎铁矿石球团给料生产。2003年杭州钢铁公司铁前部要求与中信重机公司合作,共同研制开发磨碎铁矿石球团给料用的高压辊磨机设备。经过一年多的先后对国外的巴西铁矿、国内的山西涞源矿、安徵省的霍邱矿等的试验研究,在吸收消化引进国外先进技术基础上,终于在2005年生产出国内第一台冶金工业用的高压辊磨机。经过几年的生产实践证明,其技术性能等各项指标基本达到了国外引进产品水平。


     在矿山选矿工业生产中,高压辊磨机的使用始于2004年,在这个领域中一直是德国公司产品主导市场,国内业界人士已经在关注这个情况,有关装备生产制造企业也对开发选矿磨碎设备很有极积性。相信在不久的将来,国产的高压辊磨机广泛装备于我国的矿山选矿企业。

(粉体圈 作者:终吉)

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