国产大型辊压机及粉磨系统的方案作者：张永龙王学敏王虔虔单位：合肥水泥研究设计院1 国产辊压机发展简介自上世纪八十年代中期由合肥水泥研究设计院、天津水泥工业设计研究院、洛阳矿山机器厂、唐山水泥机械厂四家单位联合引进德国KHD公司辊压机设计制造技术以来，经过了二十年的发展历程。
国产辊压机的规格，辊径由800mm发展到今天的1600mm ；辊宽由200mm发展到今天的1400mm；装机功率由90kW×2发展到今天的1120kW×2 ；整机重量由30多吨发展到今天的200多吨，产品质量逐步提高。
辊压机的通过量由40t/h发展到今天的800t/h；配套磨机的产量由20t/h 发展到今天的180t/h，节能幅度达30%以上。
回顾国产辊压机二十年的发展历程，大致可以分成三个阶段：1.1 研究开发阶段 1986年—1992年在此期间参加引进辊压机设计制造技术的四家单位在做好引进样机的转化设计和制造的同时，相继开发出各自的国产化辊压机，并在1990年前后通过鉴定。
在此期间国内的减速机生产厂家、轴承生产厂家、液压元器件生产厂家、耐磨堆焊生产研发等单位也都为国产化辊压机的研制成功做出了贡献。
合肥水泥研究设计院经国家“七五”重点科技攻关专题研究，推出第一台国产辊压机，并成功地应用于工业性生产，取得了使磨机增产40%，节电15%的效果。
1.2 整改提高阶段 1993年—1999年在此期间由于各厂家制造的辊压机在生产线上相继出现问题，使得许多看中辊压机增产节能效果的厂家想上而不敢上，一些用了辊压机的厂家也觉得是“尝到了甜头，吃尽了苦头”。
合肥水泥研究设计院针对出现的问题进行了分析认为主要存在两个方面问题，一是加工件、配套件的质量问题，二是工艺系统的设计及配套问题。
经国家“八五”、“九五”重点科技攻关课题的持续研究，集十余年的应用经验，推出了具有自主知识产权，设计更合理、性能更优越，可靠性更高的第三代HFCG系列辊压机。
有效解决了包括辊压机偏辊、偏载、水平振动和传动系统扭振等一系列关键性技术难题，在此期间国内的减速机生产厂家、轴承生产厂家、液压元器件生产厂家、耐磨堆焊生产研发等单位的配套件质量也都大大提高，为国产化辊压机的长期安全运转做出了贡献，设备运转率达90%以上；研究、开发出具有自主知识产权的国家专利产品——SF系列打散分级机以及“V”型选粉机，使辊压机和球磨机各自的优点得以充分发挥，构成的粉磨系统工艺参数更加合理。
1.3 快速发展阶段 2000年至今解决了国产化辊压机设备制造和工艺配套两方面的问题，为国产化辊压机的快速发展应用奠定了基础，近些年国家水泥产业结构调整，淘汰立窑，发展旋窑，加上能源紧张又为辊压机的快速发展创造了难得的机遇。
近几年旋窑朝着大型化发展，5000t/d 熟料生产线已成为市场的主流，这就要求国产化辊压机也朝着大型化发展，我们抓住了机遇，及时开发出装机功率在1120kW×2的大型HFCG160-140辊压机。
近些年国产工业迅速发展，加工能力和加工质量进一步提高，为5000t/d 熟料生产线设备国产化创造了条件，同样也为大型辊压机国产化创造了条件。
HFCG160-140大型辊压机配Ф4.2×13m开路水泥磨产量可达170t/h以上，配Ф4.2×13m闭路水泥磨产量可达180t/h以上，取得使磨机增产100%，节电 30%的效果。
2 辊压机基本工作原理及其特点2.1辊压机工作原理辊压机采用的是高压料层粉碎原理使物料得以粉碎，是大能量一次性输入。
为了实现工业生产连续性作业，采用一对相向运动的辊子，（其中一只固定辊一只活动辊）液压力通过活动辊将拉入两辊之间的物料压实粉碎，辊压机磨辊两端设有侧挡板以减少漏料。
2.2辊压机工作中存在的固有缺陷边缘效应：⑴辊压机磨辊两端漏料；⑵向两边逃逸出的物料。
选择性粉碎：由于不同物料间物理性能的差异，即使在料饼中仍然存在未得到充分粉碎的物料颗粒。
2.3辊压机配套的分级设备基于以上辊压机的工作特点，为给下一道工序（球磨机）提供合格的半成品，以充分发挥球磨机的研磨作用，必须设置物料分级装置，将小于一定粒径的物料作为半成品送入经过改造的球磨中继续粉磨至水泥成品，而大于此粒径的物料返回辊压机重新挤压。
目前我们配套的分级设备有打散分级机和V型分级机两种，其各有优缺点，简要介绍如下：2.3.1 打散分级机2.3.2 V型分级机2.3.3 两种分级系统的主要区别① 分级原理、分级精度——“V型分级机”完全靠风力提升分选，分级精度较高。
适合分选0.5mm以下的物料；——“打散分级机”机械与风力结合，分级精度较低。
分选粒径可达3.0～5.0mm；② 分级系统的装机功率、复杂程度和日常维护费用——“V型分级机”设备本身结构简单，无回转部件，但系统复杂。
磨损主要集中在隔板、管道、旋风筒、循环风机等；——“打散分级机”有回转部件，设备结构相对复杂，但系统简单。
磨损主要是内部的风轮、打散盘、衬板等；③ 系统电耗：——“V型分级机”系统辊压机和球磨机主机电耗低，输送和分选电耗高；——“打散分级机”辊压机和球磨机电耗略高，输送和分选电耗低；——分选0.5mm以下物料，“V型分级机”系统占优，反之“打散分级机”占优。
④对辊压机工艺参数的要求——“V型分级机”系统必须采用低压大循环操作方式，否则料饼无法打散，更无法选出料饼中挤压好的细粉。
要求辊压机磨辊长径比大；KHD公司采用“V”选粉机时，2×800 kW（或900kW）的辊压机，一般只配到产量＜150t/h的系统中，而在大陆江西瑞昌KHD公司保证值在220t/h的带“V”型分级机系统中，配置了2×1500 kW（Φ1700×1800）的辊压机。
——“打散分级机”可以采用高压力小循环操作方式。
磨辊长径比应小一些。
⑤ 两种系统选择的条件——装机功率比：“V”系统中辊压机必须足够大，以保证产生足够量0.5mm以下的细粉供“V”型选粉机分选。
因此，辊压机与球磨机装机功率比应该在：1∶1.0～2.5（开路）；1∶1.0～2.0（闭路）。
“打散分级” 系统中辊压机与球磨机装机功率比在1∶2.5～3.5。
如比值再加大，随着辊压机在粉磨系统中所起作用的降低，系统电耗随之增加。
——物料的水份：应用于水泥粉磨的“V”系统，则水份≤1.0%；“打散分级”系统水份可≤1.5%；如配料中有高水份原料（如矿渣），应单独烘干，不允许在磨系统中通热风，以防石膏脱水。
3 水泥磨系统工艺方案水泥粉磨系统我们推荐挤压联合粉磨系统。
这是经过多年研究、试验，结合水泥粉磨原料特点及水泥质量要求，将辊压机和球磨机的各自优势发挥到最大，从而实现系统最优而总结出的。
根据辊压机系统配套打散分级机还是V型分级机，球磨机系统采用开路还是闭路，水泥磨系统有四种主要的工艺方案，其工艺流程分别简述如下：3.1 辊压机配V型分级机挤压联合粉磨系统（闭路磨）熟料、石膏及混合材（粉煤灰等粉状料直接入磨）等按一定比例配料后，由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，再由提升机送入V型分级机，出V型分级后的粗粉返回稳流称重仓进行二次挤压，细粉（半成品）由风带入旋风筒收集后入磨，出磨物料由提升机、斜槽等送至高效选粉机，分选出的粗粉通过斜槽回到磨机，细粉随气流进入高浓度收尘器内，收下的灰即为成品，再由输送设备送入水泥库。
3.2 辊压机配V型分级机挤压联合粉磨系统（开路磨）熟料、石膏及混合材（粉煤灰等粉状料直接入磨）等按一定比例配料后，由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，再由提升机送入V型分级机，出V型分级后的粗粉返回稳流称重仓进行二次挤压，细粉（半成品）由风带入旋风筒收集后入磨，出磨水泥即为成品再由输送设备送入水泥库。
3.3 辊压机配打散分级机挤压联合粉磨系统（闭路磨）熟料、石膏及混合材（粉煤灰等粉状料直接入磨）等按一定比例配料后，由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，再由提升机送入打散分级机，打散分级后的粗粉返回稳流称重仓进行二次挤压，分级出的细粉（半成品）入磨，出磨物料由提升机、斜槽等送至高效选粉机，磨内通风也进入选粉机，分选出的粗粉通过斜槽回到磨机，细粉随气流进入高浓度收尘器内，收下的灰即为成品，再由输送设备送入水泥库。
3.4 辊压机配打散分级机挤压联合粉磨系统（开路磨）熟料、石膏及混合材等按一定比例配料后，由皮带机、提升机送入稳流称重仓内，经辊压机挤压后，再由提升机送入打散分级机，打散分级后的粗粉返回稳流称重仓进行二次挤压，分级出的细粉（半成品）入磨。
出磨水泥即为成品再由输送设备送入水泥库。
上述系统中，为防止铁件和非磁性金属进入辊压机损坏辊面，在入稳流称重仓的皮带机上安装一台交叉皮带式除铁器和金属探测仪。
当有铁件混入物料中时，除铁器将自动除铁，如有非磁性金属材料通过，金属探测仪将报警并急停皮带机。
4．系统配置方案(示例)某厂二期为新建2条5000t/d熟料生产线，考虑窑系统增产、水泥磨系统避峰等各种因素，要求粉磨系统生产能力配置略大些，综合经济性高及易于管理，我们就以下三种方案进行比较，其单套系统生产能力分别为160t/h、140t/h和125t/h（均为生产PII型水泥）。
此三种方案为：方案一 HFCG160-140辊压机、V4000分级机配φ4.2×13m球磨机闭路磨系统，系统能力160t/h；方案二 HFCG140-80辊压机、SF600/140打散分级机配φ4.2×13m球磨机闭路磨系统，系统能力140t/h；方案三 HFCG140-80辊压机、SF600/140打散分级机配φ4.2×13m球磨机开路磨系统，系统能力125t/h。
4.1 系统主要设备配置简表a. 方案一HFCG160-140辊压机、V4000分级机配φ4.2×13m球磨机闭路磨系统方案一序号设备名称型号规格单位数量单重单价装机功率1 自卸式除铁器台 1 5.02 金属探测仪台 1 2.03 板链提升机NE200 台 1 20 304 稳流称重仓2940×2940台 1 8.05 棒闸1200×600台 1 1.56 电液动棒阀1200×600只 1 3.57 辊压机HFCG160-140 台 1 900 1120×28 高速板链提升机NSE800 台 1 135 90×29 V型分级机V4000 台 1 5010 耐磨旋风筒2-Φ4100 台 1 48.011 锁风回转下料器（耐磨）台 2 4.5 4×212 高压离心通风机（耐磨）台 1 90 56013 Φ4.2×13m球磨机台 1 950.0 355014 重锤翻板锁气卸灰阀1200 ×800台 1 2.015 空气输送斜槽及斜槽风机台 1 3 416 高速板链式提升机NSE650 台 1 80 11017 空气输送斜槽及斜槽风机台 1 4 7.518 N-3500型高效选粉机台 1 82 18519 重锤翻板锁气卸灰阀台 1 220 空气输送斜槽及斜槽风机台 1 5 7.521 气箱脉冲袋式收尘器PPW128—2×13台 1 150 922 锅炉引风机台 1 60 56023 气箱脉冲袋式收尘器PPW96—8 台 1 28 824 锅炉引风机台 1 15 9025 电动蝶阀台 1 2.526 手动蝶阀台 4 2.027 电动葫芦台 1 4.028 非标准件设备套 1 160合计2817 7549 b. 方案二HFCG140-80辊压机、SF600/140打散分级机配φ4.2×13m球磨机闭路磨系统方案二序号设备名称型号规格单位数量单重单价装机功率1 自卸式除铁器台 1 5.02 金属探测仪台 1 2.03 板链提升机NE200 台 1 20 304 稳流称重仓2940×2940台 1 8.05 棒闸台 1 1.06 电液动棒阀只 1 3.07 辊压机HFCG140-80 台 1 460.0 560×28 板链式提升机NE300 台 1 38 909 打散分级机SF600/140 台 1 65 10010 Φ4.2×13m球磨机台 1 950.0 355011 重锤翻板锁气卸灰阀台 1 2.012 气箱脉冲袋式收尘器PPW96—7 台 1 25.0 8.013 高压离心通风机台 1 5.0 5514 空气输送斜槽台 1 2.015 斜槽用高压离心通风机XQI№5.4A台 1 0.5 7.516 高速板链式提升机NBH450 台 1 45.0 7517 空气输送斜槽台 1 2.018 斜槽用高压离心通风机XQI№5.4A台 1 0.5 7.519 N-3000高效选粉机台 1 68 16020 气箱脉冲袋式收尘器PPW128—2×10台 1 120.0 8.021 高压离心通风机台 1 50 45022 气箱脉冲袋式收尘器PPW96—8 台 1 28.0 823 高压离心通风机台 1 15 9024 空气输送斜槽台 1 1.025 斜槽用高压离心通风机9—19№4.5A台 1 0.5 7.526 电动蝶阀台 1 2.527 手动蝶阀台 4 2.028 电动葫芦台 1 4.029 非标准件设备套 1 120合计2045 5766.5 c. 方案三HFCG140-80辊压机、SF600/140打散分级机配φ4.2×13m球磨机开路磨系统方案三序号设备名称型号规格单位数量单重单价装机功率1 自卸式除铁器台 1 5.02 金属探测仪台 1 2.03 板链提升机NE150 台 1 15 224 稳流称重仓2940×2940台 1 8.05 棒闸台 1 1.06 电液动棒阀只 1 3.07 辊压机HFCG140-80 台 1 460.0 560×28 板链式提升机NE300 台 1 38 909 打散分级机SF600/140 台 1 65 10010 Φ4.2×13m球磨机台 1 900.0 335011 重锤翻板锁气卸灰阀台 1 2.012 高速板链式提升机NSE200 台 1 25.0 3013 空气输送斜槽台 1 4.014 斜槽用高压离心通风机XQI№5.4A台 1 0.5 7.515 气箱脉冲袋式收尘器PPW96—7 台 1 25.0 816 高压离心通风机台 1 5.0 7517 气箱脉冲袋式收尘器PPW96—5 台 1 18.0 818 高压离心通风机台 1 3.0 3719 手动蝶阀台 4 2.020 电动葫芦台 1 4.021 非标准件设备套 1 80合计1665.5 4847.5 4.2技术经济指标分析比较（单套系统）序号项目单位指标方案一方案二方案三1 品种PII水泥2 技术指标最大入料粒度mm ≤60≤60≤60原料综合水分% ≤1.0%≤1.5%≤1.5%产品比表面积m2/kg 340 340 340 系统产量t/h ≥160≥140≥125系统单产电耗kWh/t ≤34≤33≤33系统运转率% ≥80 ≥80≥85系统装机功率kW ～7549 ～5766.5 ～4847.5 3 总平面指标占地面积m2~61.5×13=799.5~56×12.8=716.8~48×11.8=566.4建筑面积m2～2145 ～1627 ～9964 投资总额基建投资万元3565.1 2600.9 2058.25 建设投资构成建筑工程费万元257.4 195.2 119.5设备费万元2817 2045 1665.5 电气费万元160 120 80安装费万元169 122.7 99.9其它费用万元161.7 118 93.36 吨水泥指标吨水泥基建投资万元/吨22.28 18.58 16.47吨水泥装机容量万元/吨47.18 41.19 38.78注：1．上表中产量及电耗等指标均以生 PII（旋窑熟料）来考虑；2．建筑工程取费按1200元/m2计；3．安装费按设备费的6 %统取；其他费用按前三项费用的5 %统取。