張世英，姜利軍

（北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110141）

0 引 言

北方重工集團(tuán)通過不斷創(chuàng)新研發(fā)已設(shè)計(jì)制造出多種用途規(guī)格及結(jié)構(gòu)的立磨，從三輥磨集中加載發(fā)展到三輥磨單臂加載、四輥磨單臂加載等結(jié)構(gòu)，逐步向系列化、規(guī)?；?、大型化發(fā)展，并形成MLS、SLM型生料立磨、MLN型熟料立磨、MLK型礦渣立磨、MLT型脫硫立磨等系列型譜，產(chǎn)品規(guī)格型號已達(dá)40余種，生產(chǎn)臺量達(dá)1 600余臺。產(chǎn)品能夠用于粉磨硬度較大、磨蝕性大的難磨物料，如高爐礦渣、水泥熟料等；不僅能夠用于粉磨普通細(xì)度的產(chǎn)品，而且能夠粉磨出超細(xì)產(chǎn)品。SML、MLS型立磨可以滿足7500t/d 生產(chǎn)線以下的原料制備的需要，對國內(nèi)外水泥工業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。

SLM5600立磨是我公司在2009年充分吸收和借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研制與6 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線配套的大型原料立磨。首臺SLM5600立磨用于內(nèi)蒙古天皓水泥有限公司。該生產(chǎn)線經(jīng)過3個(gè)多月的生產(chǎn)運(yùn)行。在原料易磨性較差的情況下，SLM5600立磨仍然取得了臺時(shí)產(chǎn)量480t/h、主電機(jī)電耗為9.2kWh/t、生料粉磨系統(tǒng)電耗為21.5kWh/t的先進(jìn)指標(biāo)，達(dá)到了國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。

SLM5600立磨是為5000t/d～6 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的原料立磨。研磨區(qū)域中徑為4.5m，研磨區(qū)域外徑為5.6m，磨盤最大外徑為6.1m，是目前國內(nèi)最大規(guī)格原料立磨之一。

1 SLM5600立磨的主要特點(diǎn)及設(shè)計(jì)性能

SLM5600立磨的設(shè)計(jì)是建立在該系列立磨、大量在2 500t/d～3 200t/d水泥熟料生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用、積累了豐富的設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的。為配套5 000t/d～7 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線粉磨原料而研究設(shè)計(jì)的高效節(jié)能烘干兼粉磨裝備。

1.1 SLM5600立磨工作原理

SLM5600立磨是按全風(fēng)掃、部分外循環(huán)原理進(jìn)行烘干兼粉磨作業(yè)，碾壓粉碎、風(fēng)掃烘干和選粉為一體。物料從磨機(jī)喂料口喂入到磨盤軌道上，物料借助于磨輥組（見圖1）和磨盤（見圖2）間的相對運(yùn)動(dòng)碾壓粉碎，被粉碎到一定細(xì)度的物料，借助磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力向外滑動(dòng)。磨盤外沿處設(shè)有噴口環(huán)，在這里具有烘干能力的高速熱氣流，將這些物料吹向上方，當(dāng)物料繼續(xù)上升到設(shè)在磨機(jī)殼體上方的分離區(qū)域時(shí)被選粉機(jī)進(jìn)行分離，被分離出的合格粒度物料繼續(xù)被氣流帶出磨機(jī)，不合格的較粗粒度物料經(jīng)返料斗再回到磨盤實(shí)現(xiàn)再次碾壓粉碎。入磨物料一般需要研磨及穿過上升氣流又落下再研磨，這樣循環(huán)多次，才能達(dá)到出磨物料細(xì)度。

1.2 特點(diǎn)

（1）粉磨效率高，烘干能力強(qiáng)。允許入磨的水分最高可達(dá)20%；入磨粒度大，正常為＜110mm，最大可達(dá)200mm左右；系統(tǒng)簡單，集破碎、粉磨烘干、選粉等工序?yàn)橐惑w，流程簡單，占地面積小，建筑空間?。豢刂品奖?，物料在磨內(nèi)停留時(shí)間短，成分、細(xì)度調(diào)整方便；噪音低；漏風(fēng)少，有利于利用低溫廢氣；運(yùn)轉(zhuǎn)率高。

（2）磨機(jī)漏風(fēng)率低，振動(dòng)也小。由于磨機(jī)的碾磨壓力是通過加載架→磨輥→磨盤→減速機(jī)傳遞至設(shè)備基礎(chǔ)，磨機(jī)殼體不受外部垂直載荷的作用，對運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件之間的密封性能影響很小，因此，立磨漏風(fēng)率低，一般＜5%系統(tǒng)風(fēng)量，同時(shí)可降低磨機(jī)震動(dòng)。

圖2 磨盤結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 輥組結(jié)構(gòu)示意圖

（3）通過對磨盤、磨輥碾磨曲率對粉磨能力、單位電耗的影響研究，確定了最佳的碾磨曲率。

（4）SLM5600立磨在運(yùn)行中，立磨的三個(gè)磨輥由壓力框架統(tǒng)一施壓的方式加載，因此三個(gè)磨輥在磨盤上容易平衡穩(wěn)定；且磨輥能實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)（這是其他立磨形式所沒有的），使碾磨運(yùn)動(dòng)始終處于最佳狀態(tài)，保持良好的接觸表面，磨損均勻，磨損后期對產(chǎn)量的影響小。

（5）磨輥的潤滑為油池潤滑，磨輥軸承的密封采用單獨(dú)的風(fēng)機(jī)，并有對磨輥軸承的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，軸承的溫度顯示在中央控制室，可靠保證了磨輥的使用。無強(qiáng)制潤滑油站，減少了潤滑油站的維護(hù)量。

（6）磨輥直徑大。SLM5600立磨的磨輥直徑達(dá)3 150mm，比國內(nèi)同出力的其他立磨磨輥直徑大很多，從而工作時(shí)滾動(dòng)阻力小，物料的碾入條件好，入料粒度大，對提高磨機(jī)出力和降低電耗非常有利；磨輥直徑大則耐磨件有效磨損量多，耐磨件使用壽命長，磨盤轉(zhuǎn)速慢（正常生產(chǎn)時(shí)為26.5r/min，磨盤慢轉(zhuǎn)時(shí)0.57r/min），磨機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。另外，該立磨的磨輥襯板可擺動(dòng)180°使用；磨盤襯板數(shù)量避免了偶性周期磨損，也便于檢修更換；磨盤與磨輥的碾磨襯板材料有硬鎳鑄鐵、高烙鑄鐵和耐磨堆焊三種材質(zhì)，可以適應(yīng)不同的物料。

（7）先進(jìn)的液壓加載系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)液壓缸預(yù)加載、抬起磨輥組、啟動(dòng)主電機(jī)和落下磨輥等操作；研磨過程中的自動(dòng)張緊、系統(tǒng)自動(dòng)卸荷、系統(tǒng)手動(dòng)卸荷、維修中壓力框架的手動(dòng)提升和手動(dòng)下降五個(gè)功能，其中立磨由三個(gè)液壓缸總成，每個(gè)液壓缸總成帶有四個(gè)40L的囊式蓄能器；液壓缸內(nèi)含有用來監(jiān)控活塞桿高度的位移傳感器，在粉磨過程中實(shí)現(xiàn)料層厚度的監(jiān)控。

（8）三個(gè)磨輥鉸接在壓力框架上，可繞鉸接軸內(nèi)外擺動(dòng)；擺動(dòng)量由設(shè)置的磨輥擺動(dòng)限位裝置控制。其中磨輥提升限位裝置限制磨輥向里擺動(dòng)2°，外止動(dòng)座限制磨輥向外擺動(dòng)3°～4°；另磨輥提升限位裝置可以防止磨輥傾倒。

（9）增加了液壓減振緩沖裝置。為了降低磨機(jī)的水平振動(dòng)，通過對磨機(jī)振動(dòng)因素的分析和研究，在架體的壓力框架撞擊處增加了液壓減振緩沖裝置，利用液壓缸的阻尼作用吸收壓力框架對張緊架的撞擊力，從而降低了磨機(jī)的水平震動(dòng)。

（10）配有高效、先進(jìn)的動(dòng)靜組合分離器。在研究當(dāng)代高效組合式分離器的基礎(chǔ)上，開發(fā)研制了適合SLM5600立磨的高效組合分離器。重點(diǎn)考慮選粉區(qū)域部分及顆粒運(yùn)動(dòng)的控制，盡可能限制磨內(nèi)出現(xiàn)的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)量，確定選粉機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸，包括柵格轉(zhuǎn)籠葉片和導(dǎo)向葉片的數(shù)量、形狀及安裝角度。轉(zhuǎn)子采用耐磨鋼，固定葉片角度合理，不需要調(diào)整；分離器由變頻電機(jī)帶減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。該新型選粉機(jī)降低磨內(nèi)循環(huán)負(fù)荷，減少磨機(jī)的阻力，改善碾磨效率，并可降低磨機(jī)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電耗10%。

（11）部分物料外循環(huán)?？梢越档蛧娍诃h(huán)處的風(fēng)速，減少磨內(nèi)的壓力損失，從而減少系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的能耗。物料的外循環(huán)量為30%～50%，其中易磨性差的物料外循環(huán)量大些。如何控制外循環(huán)量，即控制噴口環(huán)處風(fēng)速，可通過遮擋噴口環(huán)處的通風(fēng)面積來實(shí)現(xiàn)。噴口環(huán)襯和空氣導(dǎo)向錐則采用了耐磨鋼板，使襯板壽命大大增強(qiáng)。

（12）磨輥安裝與檢修裝置的技術(shù)先進(jìn)。SLM5600立磨有一大檢修門。檢修時(shí)升起壓力框架，利用慢傳裝置將要拆卸的磨輥旋轉(zhuǎn)到檢修門口，用液壓缸提升被檢修的磨輥或磨盤襯板，然后由電機(jī)驅(qū)動(dòng)經(jīng)大速比減速機(jī)減速，將磨輥平穩(wěn)水平旋出磨外。先進(jìn)的檢修技術(shù)縮短了檢修周期，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

（13）傳動(dòng)裝置與控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)。SLM5600立磨采用大型立式行星減速機(jī)及液體動(dòng)靜壓潤滑裝置，主電機(jī)采用國產(chǎn)的YRKK型電機(jī)；主減速機(jī)的潤滑采用液體動(dòng)靜壓潤滑，可靠保證了主減速機(jī)的正常運(yùn)行，主電機(jī)的潤滑由一臺專用的潤滑站進(jìn)行潤滑。該立磨能實(shí)現(xiàn)磨機(jī)空載（抬輥）啟動(dòng)和輔傳啟動(dòng)兩種啟動(dòng)方式，用戶可根據(jù)工況選擇。輔傳裝置還可以用于磨機(jī)的檢修。SLM5600立磨的控制方法靈活方便，具有機(jī)旁手動(dòng)、機(jī)旁自動(dòng)和中控遠(yuǎn)程控制三種操作方式。

1.3 SLM5600立磨的主要技術(shù)參數(shù)（見表1）

表1 SLM5600立磨主要技術(shù)參數(shù)

2 粉磨系統(tǒng)工藝流程及主要設(shè)備參數(shù)

粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)及流程見圖3（使用廠實(shí)際工藝流程圖）。

配料庫底由電子皮帶秤配料落到皮帶機(jī)2上，再落到皮帶機(jī)5上，經(jīng)除鐵器3除鐵后，經(jīng)金屬探測器4檢測，若檢測到有較大的金屬，三通閥22將該部分物料剔除到料倉21（在開機(jī)、停機(jī)時(shí)的多余物料也可以儲存在該倉），若無大塊金屬的物料送入鎖風(fēng)喂料機(jī)6再入立磨7進(jìn)行烘干粉磨。磨機(jī)正常運(yùn)行后，用電子皮帶秤將料倉21內(nèi)的物料喂到皮帶機(jī)25上，到外循環(huán)提升機(jī)8提升到皮帶機(jī)5上，經(jīng)除鐵器3除鐵后，重新喂入磨內(nèi)進(jìn)行粉磨。

由窯尾高溫風(fēng)機(jī)18排出的廢氣，在立磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)13及尾排風(fēng)機(jī)20的抽吸下，一部分與循環(huán)風(fēng)混合進(jìn)入立磨，在與被立磨粉磨的物料進(jìn)行熱交換后，帶起物料經(jīng)選粉機(jī)進(jìn)行分選，細(xì)度不合格的物料重新落到磨盤上進(jìn)行粉磨，合格的物料隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)收塵器9，90%以上的粉塵被收集下來，經(jīng)過分格輪10卸入空氣輸送斜槽11，再由提升機(jī)12送入生料均化庫。出旋風(fēng)收塵器9的氣體一部分循環(huán)入磨，另一部分與窯尾高溫風(fēng)機(jī)18出口旁路的一部分廢氣混合進(jìn)入電收塵器19進(jìn)一步除塵，由尾排風(fēng)機(jī)20排入大氣。

從立磨風(fēng)環(huán)處落下的物料落到皮帶機(jī)26上，經(jīng)除鐵器27除鐵后，到外循環(huán)提升機(jī)8提升到皮帶機(jī)5上，經(jīng)除鐵器3除鐵后，重新喂人磨內(nèi)進(jìn)行粉磨。出磨風(fēng)溫及循環(huán)風(fēng)量可通過冷風(fēng)閥16、熱風(fēng)閥15、循環(huán)風(fēng)閥14、旁路風(fēng)閥17進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行證明該粉磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)是合理的。

內(nèi)蒙古天皓集團(tuán)有限公司SLM5600立磨生料制備系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)見表2。

3 SLM5600立磨的調(diào)試及生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果

SLM5600立磨在天皓水泥生產(chǎn)運(yùn)行記錄統(tǒng)計(jì)，正常運(yùn)行時(shí)，整個(gè)磨機(jī)系統(tǒng)單位電耗約為21.5kWh/t，與通常管磨機(jī)粉磨生料的單位電耗為27kWh/t相比，電耗降低22%，SLM5600立磨設(shè)計(jì)產(chǎn)量為460t/h，實(shí)際從2011年9月投入生產(chǎn)，截止到2012年9月，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間為5 881h，生料累計(jì)2 711 141t，平均臺時(shí)產(chǎn)量461t/h。

在SLM5600立磨及其粉磨系統(tǒng)空載聯(lián)動(dòng)試車運(yùn)行結(jié)束后．我們與天皓集團(tuán)公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員詳細(xì)討論了負(fù)荷斌車方案。詳細(xì)分析了其他大型立磨在負(fù)荷試車過程中發(fā)生的事故，確定保證不出廢料（生料細(xì)度＜16%）、保證主減速機(jī)萬無一失的負(fù)荷試車方案。其中要求無論是減速機(jī)的水平振動(dòng)還是垂直振動(dòng)值＞4mm/s報(bào)警，5mm/s停機(jī)，保證減速機(jī)不出問題。

2011年9月20日，SLM5600立磨系統(tǒng)進(jìn)行首次投料試車．由于沒有熱風(fēng)，磨機(jī)產(chǎn)量給定量為280t/h，液壓系統(tǒng)壓力為11MPa，運(yùn)轉(zhuǎn)非常順利。磨機(jī)運(yùn)行正常，振動(dòng)值在3mm/s左右，產(chǎn)品細(xì)度為8%（在旋風(fēng)收塵器下取樣），由于是冷態(tài)試車，我們調(diào)整了風(fēng)環(huán)風(fēng)速，穩(wěn)定料層厚度，將磨機(jī)振動(dòng)值控制在3mm/s以下，很快就連續(xù)運(yùn)行了近20h，粉磨了5 000t生料，為窯系統(tǒng)點(diǎn)火投料作好了準(zhǔn)備。

2011年10月18日，窯系統(tǒng)正式點(diǎn)火投料。立磨粉磨系統(tǒng)在有熱風(fēng)的情況下，產(chǎn)量調(diào)整到了410t/h。磨機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn)，加壓系統(tǒng)壓力僅為11MPa，主電機(jī)電流為240A（額定電流為298A），進(jìn)料粒度＜100mm，出磨氣體溫度能保持在70℃左右，在磨輥液壓系統(tǒng)壓力為13MPa時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到了450t/h，產(chǎn)品細(xì)度為14%～16%，單位產(chǎn)品電耗為13.5kWh/t，＜2.5mm/s。第一次投料試機(jī)時(shí)，由于參數(shù)調(diào)整不當(dāng)，磨機(jī)振動(dòng)值瞬間超過4mm/s外，正式投料生產(chǎn)3個(gè)多月沒有出現(xiàn)過任何振動(dòng)。在研究設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)使用廠家的密切配合和精心調(diào)試下，SLM5600立磨從第一次試生產(chǎn)開始僅用了半個(gè)月時(shí)間達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。實(shí)際上在有熱風(fēng)的情況下，8h內(nèi)產(chǎn)量就達(dá)到了460t/h的設(shè)計(jì)指標(biāo)。從目前主電機(jī)負(fù)荷情況看，該磨還有較大潛力，預(yù)計(jì)產(chǎn)量能達(dá)到500t/h。

圖3 SLM5600立磨生料制備系統(tǒng)流程圖

表2 SLM5600立磨運(yùn)行數(shù)據(jù)

圖4 內(nèi)蒙古天皓集團(tuán)水泥熟料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)示意圖

表3 天皓集團(tuán)有限公司SLM5600立磨生料制備系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

表2為SLM5600立磨運(yùn)行數(shù)據(jù)，表3為天皓集團(tuán)SLM5600立磨生料制備系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)。水泥熟料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)見圖4。

4 結(jié)束語

目前，北方重工生產(chǎn)的SLM、MLS、MLT、MLN、MLK、立磨已經(jīng)形成系列產(chǎn)品，并可根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)出各種規(guī)格的立磨，用于粉磨水泥生料、水泥熟料、礦渣、鋼渣、水泥、煤等，對我國水泥工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能高產(chǎn)運(yùn)行起到極大的推動(dòng)作用。

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