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關于先進粉碎設備高壓輥磨機的介紹
2015年01月23日 發布 分類:粉體加工技術 點擊量:4500
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      高壓輥磨機(也稱輥磨機)是十九世紀八十年代,由德國科學家研制開發的一種先進粉碎設備。由于該產品的結構簡單、生產效率高、環保節能和工作機理先進等優點,很快被推廣應用到美國、德國、俄羅斯、巴西、智利、澳大利亞等工業先進國家。我國于1988年由德國引進高壓輥磨機的許可證制造生產技術,首先應用在水泥熟料的磨碎生產中,收到了顯著的效果,并得到了廣泛的推廣應用。下圖即是國內生產的高壓輥磨機主機。

      經過二十幾年的生產實踐,在吸收消化引進技術的基礎上,國內企業先后開發設計了多種規格的高壓輥磨機。裝備于國內各大中型水泥企業,用于磨碎水泥熟料的生產中,并已形成了產品系列。經過長期的生產實踐證明,我國自己生產制造的高壓輥磨機完全能夠替代進口的設備。在冶金工業中,近幾年來在燒結廠的磨細鐵精粉制備球團給料生產中,也已經成功的應用國產的高壓輥磨機,并取得了很好的效果。但在礦山選礦工業領域內,利用國產的高壓輥磨機細碎金屬礦石,目前還沒有成功的先例。


     一、高壓輥磨機的組成:


      高壓輥磨機的組成如下:給料裝置安裝在主機機架上部,擠壓輥裝置安裝在機架的機座上,由軸承裝置支撐,每個輥子都有單獨的傳動系統,并通過萬向聯軸節、安全離合器及行星齒輪減速器,將能量傳遞給擠壓輥。中央潤滑系統向各軸承裝置提供潤滑油和潤滑脂。高壓輥磨機采用PLC智能控制,設置有現場控制、中控室控制、手動控制和自動控制,并通過中央自控室進行自動監控所有的工作程序和機器的運轉數據。



      1)組合式機架
      機架是整個高壓輥磨機的主要受力部件,為便于安裝、維護、運輸,機架主體采用裝配結構,機架的部份零件采用焊接件。機架的上、下機架由中間端部件聯接而成,中間端部件用高強螺栓把上下兩機架聯接起來。由輥系傳來的推力通過端部件和承力銷傳遞到上下機架上,在機架內自平衡。

機架


      2) 軸承


      兩個具有自調心功能的軸承系統分別安裝在輥子軸端上。軸承對高壓輥磨機機架內的輥子起支撐作用。一般軸承座內設會有測溫點。測溫系統可監控和測量軸承溫度,其可被看作是避免軸承損壞的預防措施。


      3) 輥子、輥胎、輥面


      當高壓輥磨機工作時,輥子的抗磨性能主要靠柱釘間嵌滿物料時形成的自生式抗磨料墊與礦石接觸磨損,而輥面不直接接觸礦石而受到保護。因此,可有效的延長輥圈的使用壽命。硬質合金碳化鎢柱釘的硬度和耐磨性能很高,但韌性較差,因此,在工作時難免有折斷損壞現象。進口設備的柱釘與輥面的裝配形式通常采用過盈配合,柱釘折斷后沒辦法修補,只能在大面積折斷后更換新輥圈。經過國內廠家研究改進,開發了新的配合方式,當柱釘折斷后可以隨意更換新的柱釘,極大的延長了輥圈的服役時間。即使粉磨硬度高且磨蝕性強的礦石,使用壽命20000小時以上。


 輥子


       4)液壓系統


       高壓輥磨機運行過程中,當活動輥兩端間隙發生變化,需要調節時,根據控制程序發出的信號,液壓站及組合控制閥塊相關控制閥門動作,對液壓缸壓力進行加壓或減壓調節,從而調整活動輥的位置,對活動輥輥隙進行糾偏調整。當活動輥糾偏完成后,恢復保壓運行工況。組合控制閥塊上設置有安全溢流閥,可對液壓缸的工作壓力進行限制。當液壓缸內壓力達到設計最高壓力時,組合控制閥塊上的多功能閥組動作,可在極短時間內,將液壓缸的工作壓力卸壓。


液壓系統


       二、高壓輥磨機機理及結構


      高壓輥磨機是利用高擠壓力作用使粒群層壓破碎原理而設計的。擠壓力是通過兩個直徑相等、轉速相同且相向旋轉的輥子相互擠壓而產生的。其中一個輥子為定輥,另一個為可以前后水平小幅度移動的動輥,壓力通過高壓油缸加在動輥兩端的軸承座上。高壓輥磨機工作時,物料由料倉靠自重力壓入料腔,同時被兩個相向旋轉的輥子咬入并在輥面作用下受到加速進入壓實腔,由于兩輥間距的逐漸減小擠壓力由小增大,此時物料顆粒除了受到輥面的直接壓力外,物料顆粒之間也產生相互擠壓作用導致物料粒群被壓實和預粉碎,當輥子旋轉至水平中心線時壓力達到峰值,各顆粒之間遭到不同程度的粉碎,并隨著輥子的轉動以壓片形式排出機外。下圖即是輥間物料粉碎過程的示意圖。



     三、高壓輥磨機的優點


     1、高壓輥磨機工作時與一般同類設備相比單位粉碎能耗低。從該機的工作機理可知,由于是粒群間的層壓破碎,使充滿粉料腔的物料顆粒接觸點多,作用力大,能量利用率髙。因此,使粉碎能耗比其它常規單顆粒粉碎或磨碎設備顯著降低。據國內外的生產實踐,多數礦石的單位粉碎能耗為0.8-3kwh/t,如果同后續設備共同裝機時,其總磨碎能耗可節約40%以上。


      2、 能處理水分含量較高的物料。髙壓輥磨機工作時給料中希望含有一定的水分,這樣有利于形成較堅固的自生式料墊,改善輥磨機的工況和輥面使用壽命。如磨碎鐵礦石制備球團給料時,其水分可高達10%;磨碎鐵礦石或貴金屬礦石時,國外推薦水分不高于8%。


      3、提高后續作業產品的回收率、可磨性和產量。從照片六可看出,經高壓輥磨機加工的物料,其顆粒內部或礦物與周圍廢巖的界面之間存在許多微裂紋,沒有產生裂紋的顆粒內部,也由于承受壓力而產生較大的內應力。因此,當這些顆粒進入后續作業如磨機等設備進行再加工時,可磨度大幅度提高,很容易被磨碎磨細,提高后續作業的生產效率。


      4、機器占地面積小,土建投資少。高壓輥磨機結構緊湊、重量輕,外形尺寸小;由于該機的破碎粉磨作用,主要發生在兩個輥子之間的相互靜壓力,而產生的靜壓力能量全部由機架承載吸收,對基礎的作用力很小甚至沒有,因此同磨機等設備裝機相比,不需要打很堅固的地基,可節省大量的土建投資。


      5、機器振動小、噪音低、粉塵小。高壓輥磨機工作時物料主要靠靜壓力粉碎,粉碎時物料被封閉在輥子和給料裝置之間的密閉箱體內。因此,不會產生沖擊和物料飛濺現象,故振動和噪音較低,粉塵很少。


      6、機器的作業率高,可在95%以上。高壓輥磨機釆用先進的自動控制和自動檢測系統,對設備的主要部分如溫度、輥縫、壓力、給料量、功率等進行監測和控制。保證主機能正常可靠的工作;同時由于輥面結構先進,耐磨材料的抗磨損性能優良,故可極大的延長設備的有效工作時間。


      7、機器易損件工作壽命長。該機主要易損件是擠壓輥輥圈,由于工作時輥子表面能生成自生式料墊,它能保護輥面不直接與礦石接觸磨損和沖擊,使磨損主要發生在抗磨性很強的硬質合金柱釘上,因而使輥面工作壽命大幅度提高;而碳化鎢柱釘局部折斷后可更換修補,故可使輥面壽命長達10000-20000小時;料柱下端擋料側板經采用新的復合材料后,壽命可以保證使用一年以上,該側板體積較小重量輕,更換很容易。


      四、高壓輥磨機的應用


      自從由德國引進生產制造技術以來,高壓輥磨機在我國應用已有二十幾年的歷史。其中在建材工業中應用的最成功最普遍,設備的國產化率也最高。可以說目前國內的各大中型水泥企業,基本都裝備使用國產的高壓輥磨機設備,并取得了很好的經濟效益和社會效益。


      進入二十世紀,高壓輥磨機開始用于冶金工業。首先由武鋼公司引進德國(KHD)洪堡威達克公司一臺高壓輥磨機,用于生產磨碎鐵礦石球團給料,取得了非常好的效果。緊接著其它鋼鐵集團也都先后從德國引進不同型號的價格昂貴的高壓輥磨機,用于磨碎鐵礦石球團給料生產。2003年杭州鋼鐵公司鐵前部要求與中信重機公司合作,共同研制開發磨碎鐵礦石球團給料用的高壓輥磨機設備。經過一年多的先后對國外的巴西鐵礦、國內的山西淶源礦、安徵省的霍邱礦等的試驗研究,在吸收消化引進國外先進技術基礎上,終于在2005年生產出國內第一臺冶金工業用的高壓輥磨機。經過幾年的生產實踐證明,其技術性能等各項指標基本達到了國外引進產品水平。


     在礦山選礦工業生產中,高壓輥磨機的使用始于2004年,在這個領域中一直是德國公司產品主導市場,國內業界人士已經在關注這個情況,有關裝備生產制造企業也對開發選礦磨碎設備很有極積性。相信在不久的將來,國產的高壓輥磨機廣泛裝備于我國的礦山選礦企業。

(粉體圈 作者:終吉)

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