立磨在新型干法水泥生产中的应用

立磨

在新型干法水泥生产中的应用

2023年2月6日概述

立磨亦即辊式立磨，是一种比球磨机节能的粉磨设备。具有粉磨效率高、电耗低、入磨物料粒度大、产品细度易于调节、设备工艺流程简单、占地面积小、噪声低、扬尘小、使用维护简单、运行费用低、耐磨材料少等诸多优点。又因其对粉磨物料具有广泛的适应性，立式磨已被广泛应用于建材、冶金、轻工、化工、火力发电等行业。如水泥厂的生料粉磨，炼铁厂、水泥厂和火力发电厂的煤粉制备，火力发电厂的石灰石粉制备，非矿行业的叶腊石粉制备、石膏粉制备、滑石粉制备和高岭土粉制备，化工行业的有机硅粉制备等等。

粉磨机理

立磨作为一种新型节能粉磨设备，其工作原理是：电动机驱动减速机带动磨盘转动，需粉磨的物料由锁风喂料设备送入旋转的磨盘中心，在离心力作用下，物料向磨盘周边移动，进入粉磨辊道。在磨辊压力的作用下，物料受到挤压、研磨和剪切作用而被粉碎。同时，热风从围绕磨盘的风环高速均匀向上喷出，粉磨后的物料被风环处的高速气流吹起，一方面把粒度较粗的物料吹回磨盘重新粉磨，另一方面对悬浮物料进行烘干，细粉则由热风带入分离器进行分级，合格的细粉随同气流出磨，由收尘设备收集下来即为产品，不合格的粗粉在分离器叶片作用下重新落至磨盘，与新喂入的物料一起重新粉磨，如此循环，完成粉磨作业全过程。

立磨运行具有以下主要特点：

磨辊作用在物料上的研磨压力易于调节，确保物料及设备受力均匀。合格的细粉可及时地分选出来，无过粉磨现象。立式磨本体实现低噪音运行。集破碎、粉磨、烘干、分级、输送五种工序与一体。

由于立式磨结构及粉磨方式合理，使立式磨的粉磨效率比球磨机高。

结构特征立磨的主要组成部分传动装置碾磨装置加压装置限位装置分离装置磨辊装置壳体和机架传动装置

立式磨的传动装置由主电机、联轴器、减速机三部分组成，安装在磨机下部，既要带动磨盘传动，还要承受磨盘、物料、磨辊的重量以及加压装置施加的碾磨压力，是立式磨中最重要的部件之一。润滑系统采用独立的油站，并有油压、油温的自动保护系统，使全套装置工作安全可靠。该型式的减速机具有体积小、重量轻、减速比大、传动效率高等优点。

碾磨装置

磨盘和磨辊是重要的研磨部件，它的形状设计必须使被粉磨的物料在磨盘上形成厚度均匀稳定的料床，因此合理的磨盘形状配以相适应的磨辊，对于稳定料层、提高粉磨效率、减少研磨消耗有着极为重要的作用。通过大量的调研和类比，我们采用盘形的磨盘形状和锥形辊套，辊套为对称结构。磨盘周边有可以调节料层厚度的挡料圈。加压装置

采用液压自动或手动控制系统来施加及控制其对物料的作用力，可以根据物料易磨性的变化而自动地调整压力，因而使磨机经常保持在最经济条件下运行，这样，既可以减少无用功的消耗，又能使辊套、衬板的寿命得到延长。同时，由于蓄能器的缓冲作用，使液压缸施加压力具有较大的弹性，又可自动调节，当遇到大而坚硬的杂物时，磨辊可以跳起，从而避免粉磨部件及传动装置因承受过大荷载而损坏。

限位装置

立式磨独特的限位装置可以使磨机轻载启动，磨辊和磨盘之间的间隙可调，这样既能保持稳定的料层厚度，提高粉磨效率，又能保证在断料等不正常情况下磨辊和磨盘不直接接触，避免磨机振动，对减速机起到保护作用。

分离装置

组合式分离器设计为机械传动、转速可调的动静态分离器，该分离器通过锥形转子高速回转，叶片与粗颗粒撞击，给物料以较大的圆周速度，产生较大的离心力，使其进行分离，细颗粒可通过分离器叶片之间间隙出磨，由收尘器进行收集。该分离器分级效率高，调节余地大。

磨辊装置

磨辊的装置是采用一对调心滚子轴承，设计时对轴承作等寿命计算，轴承密封腔延伸到机壳外，不与含尘气体接触，所以只用简单的填料密封就能磨辊轴承不进灰。磨辊设计为斜面安装，楔形环压紧，更换辊套十分方便。

壳体及机架

立式磨的壳体分为上壳体、下壳体和机架部分，每部分均采用螺栓连接，下壳体焊接在机架和连接梁上。

自动控制

自动控制系统保障立磨及其系统各设备正常工作，它对系统的工艺参数和设备参数进行测量。利用PLC对参数的测量值进行整理和分析，对超出正常值的参数进行报警和故障停机等处理，PLC还根据设备和工艺要求对各个电机进行顺序控制。

新线生料立磨具有如下独特性能：

能自动抬辊和落辊，可实现空载起动。磨辊轴承采用稀油循环方式，保证轴承在较低温度下工作，同时使润滑油的质量和纯洁度得到控制，有利于延长轴承的使用寿命。限位结构的设置，使磨辊和磨盘之间保持一定距离，避免金属间摩擦与碰撞，增加了安全性。借助翻辊装置可将磨辊翻出磨外，便于检修；液压工作压力低，磨机运转平稳，减少漏油故障，提高安全性，便于操作管理；加压装置的液压装置配置合理，运转平稳性好；组合式分离器选粉效率高。磨机的主要监测点立磨减速机润滑油压和油温减速机轴瓦温度

磨机振动

磨辊轴承温度

加压油缸位置信号

立磨减速机润滑油压和油温

这是立磨主电机启动的先决条件之一，当油压低于下限值时，PLC将自动将辅助油泵启动，如果油压降到停机值，PLC就发出停机指令将主电机停下以免造成更大的设备故障，当油温大于报警值时，PLC将打开冷却水阀。

减速机轴瓦温度

这是立磨减速机的一个重要参数。润滑不好或负载过大以及不正常的工作状态都会造成轴瓦温度的升高，如果轴瓦温度大于70℃就要立即停机。

磨机振动

当磨机工作状态异常时或喂进了较大的金属物时都会使磨机剧烈的振动，这种振动会对减速机及立磨本身造成危害，因此，当振动值大于一定值时就要立刻停机。

磨辊轴承温度

该温度测的是磨辊轴承的润滑油的温度，设备的异常运行，磨内热风温度过高或缺少润滑油都会使磨辊轴承温度上升，PLC对该温度是先报警，如温度继续上升就停机。

加压油缸位置信号

这是数字信号，分上、下限，当磨盘上料层变簿或空磨时，下限位开关发出信号，当正常抬辊时或处理异常情况需要抬辊到达上限时限位开关发出信号。PLC立刻停止抬辊，否则，会造成事故。

技术参数磨盘中径3.6m磨机产量(设计）>170t/h入磨物料粒度<８０mm入磨物料水分<6%产品细度12%产品水分<0.5%主电机功率1800Kw入磨风温<190℃出磨风温90℃出磨风量230000磨机差压8000Pa设备重量289T一、立式生料磨系统工艺流程图1.配料库底皮带机

2.除铁器

3.金属探测器

4.三通阀

5.皮带机

6.锁风喂料机

7.立式磨

8.外循环提升机

9.旋风收尘器

10.分格轮

11.空气输送斜槽

12.生料入库提升机

13.立磨系统风机

14.循环风阀

15.热风阀

16.冷风阀

17.旁路风阀

18.窑尾高温风机

19.电收尘器

20.尾排风机

配料库底由电子皮带秤配料落到皮带机，经除铁器除铁后，再经金属探测器检测，若检测到有较大的金属，三通阀将该部分物料剔除，无大块金属的物料由皮带机送入锁风喂料机再入立式磨进行烘干粉磨。由窑尾高温风机排出的废气，在立磨系统风机及尾排风机的抽吸下，一部分与循环风混合进入立式磨，在与被立式磨粉磨的物料进行热交换后，带起物料经立式磨分离器进行分选，细度不合格的物料重新落到磨盘上进行粉磨，合格的物料随气流进入旋风收尘器，90%以上的粉尘被收集下来，经过分格轮卸入空气输送斜槽再由提升机送入生料均化库。出旋风收尘器的气体一部分循环入磨，另一部分与窑尾高温风机出口旁路的一部分废气混合进入电收尘器进一步除尘，由尾排风机排入大气。

从立式磨风环处落下的物料通过外循环提升机提升到皮带机上，重新喂入磨内进行粉磨。出磨风温及循环风量通过冷风阀、热风阀、循环风阀、旁路风阀进行调节。

二、立式煤磨系统工艺流程图

粉磨理论稳定的料层物料平衡风量与风温稳定的料层

立式磨采用料床粉磨，因此稳定的料层对立式磨的安全运行至关重要。在正常情况下，磨内的料层厚度大约40～60mm，此时磨机运转平稳，磨音柔和，外循环料量基本保持不变，若无外循环，则排渣口只排出铁块、矸石等小杂物。料层太薄，磨机震动大；料层太厚，磨机负荷大而粉磨效率降低，严重时也会造成剧烈震动。

物料平衡

从物料平衡的角度分析问题能够有效地指导立式磨的操作。在立式磨的运行过程中，喂料量、粉磨能力、气流输送量（成品量）、排渣量或外循环量应处于平衡状态。在喂料量一定的情况下，如果粉磨能力不足则会造成大量的吐渣，并且吐渣越来越多，此时应适当增加高压油站的工作压力，以增强粉磨能力或适当减少喂料量；反之，粉磨能力过强，则料层逐渐减薄最终引起磨机震动，此时应适当减少高压油站的工作压力或增加喂料量。另一种情况是，如果粉磨能力合适而气流输送能力不足，同样会造成大量吐渣，但其中的细粉含量较大，此时应加大风量、增强输送能力。因此，在立式磨的操作过程中，运用物料平衡原理预先发现立式磨运行中的问题，从而采取相应的措施，防止不必要的停机。风量与风温

立式磨采用负压操作，其物料输送、分级、烘干均需大量的热风。风量首先应能满足输送物料的要求，风量过小会造成大量合格细粉不能被及时输送出去；风量过大不仅造成浪费，还会造成产品跑粗。风温高低应根据入磨物料水分大小来决定。水分大应提高风温，水分小则降低风温，但入磨风温应≤350℃。另外，为防止水泥生料磨袋收尘器结露，应控制出磨风温在80～100℃范围内。

影响立磨性能的几个因数研磨压力喂料量气流量选粉机转速磨辊和磨盘的磨损进口温度挡料圈高度等因素有关。研磨压力

研磨压力的大小可影响到立磨的产量和运转的稳定，因此，液压系统正常与否也是非常关键的。液压系统有液压泵站和４个液压缸，每个液压缸都装有蓄压器，蓄压器内充有氮气，其作用是利用气体大于液体的压缩比吸收磨机工作中产生的震动冲击，使磨机及液压系统处于平稳。４个蓄压器的压力基本相等，否则会影响磨机的正常运行。４个磨辊通过辊轴和拉伸杆与各自的液压缸相连，当泵站工作时，可产生研磨压力还可抬高磨辊。研磨压力与产量有直接关系，压力大，研磨作用增强，产量高；反之则产量低。但研磨压力不宜过大，否则会增加主电动机负荷，增加无用功，同时还可使振动加剧。研磨压力与蓄压器压力的大也有关，一般蓄压器保持在研磨压力的1/2较好。喂料料层厚度及振动的控制影响喂料量的因素很多，主要有喂料粒度、水分、气体流量、温度、物料易磨性、研磨压力等。喂料量可用差压来控制，差压是气体在磨内的压损，差压过大表明磨内循环大，磨机将不稳定；反之,喂料量小，可增加喂料量。振动是磨机运行是否正常的最直观反映，测量装置安装在磨机底座，振动过大则会自动跳停，正常值为1～3mm/s，报警值为4mm/s，超过6mm/s则自动抬高磨辊，超过8mm/s则磨机立即跳停，以免磨机受损。引起振动加剧的原因有喂料过多或过少、研磨压力过大、料层过薄、差压过大和金属异物等。

料层厚度主要由喂料量、研磨压力、入口温度决定。料层过厚，磨机功率将增高，不利于粉磨；料层太薄，振动加剧。稳定料层厚度减少磨机振动通过控制喷水量。挡料圈高度

挡料圈的高度决定磨盘料层的厚度，挡料圈越高，料层越厚，若料层过厚，会增加磨机功率，但并不能提高粉磨效率，反而会降低生产能力，挡料圈过低，从喷口处漏出的物料必然过多，外循环增加，磨机振动也增加。在喂料量和研磨压力一定时，料层厚度主要靠挡料圈高度来调整。因此，当料圈的高度要在试生产期间进行摸索。出磨气体温度和喷水量

出磨气温是可以变化的，主要看出磨产品的水分能否保证≤0.5％。立磨的出磨温度控制在85～95℃。出磨温度主要由入口温度和喷水量来调节控制。喷水量的作用是稳定磨盘料层和控制磨振。喷水量过多会形成料饼料层变厚使磨内通风变化，导致磨内工况恶化；喷水量过少，料层不稳，振动将加剧。喷水量可根据产量需要调节，当喂料量和风温风量一定时，喷水量可稳定在最低量。出磨温度高是由入口温度高或是喷水量少；反之，是由入口温度低或是喷水量多。正常控制：入口温度180～220℃出磨温度85～95℃

喷水量控制3--5m3/h投料量185～200t/h循环风机的控制立磨产量与风量（风门控制）有关，风量小，回料大磨内刮料层料多易损密封同时影响系统通风，料层厚，磨机振动大，容易出现过粉磨现象；