水泥熟料辊式破碎机改造的应用与研究

水泥熟料辊式破碎机改造的应用与研究

涂征宇万亮余唯扬王瑶

中国葛洲坝集团水泥有限公司 湖北武汉 437000

摘要：我公司4800t/d熟料生产线配置中材国际NC42340型推动篦式冷却机，篦式冷却机尾部设置一台锤式破碎机，达到控制熟料粒度的功能，规格为φ1100×3900mm。在长期运行中，该锤式破碎机暴露出以下不足：1.破碎熟料粒度控制性差：检修初期更换新锤头及破碎板后，熟料粒度≤25mm的占比高，但随着锤头及破碎板的磨损，后期熟料粒度逐渐增大，对后续正常工序影响加大；2.对窑况的波动适应性差，特别是窑内出现大块时，不容易处理；3.能耗较高；4.锤头、锤盘及破碎板的磨损较快，更换频繁，备件费用高。针对以上不足，我公司经过详细考察，引进了溧阳中材PGS4×4200型熟料辊式破碎机。经过近几年来的运行实践，系统稳定可靠，未发生任何设备故障，运行效果良好。

关键词：辊式破碎机；改造；研究

一、设备概述

PGS系列辊式破碎机主要组成部分包括：辊子部分、机体部分、传动装置和测控单元。熟料辊式破碎机根据生产需要，配备的辊子数量也会不同，每个辊子上都装有若干个辊套，对应着不同的工作宽度。单个辊子均可以抽出以便更换辊套。每个辊子都由一个带行星减速机的斜齿轮电机来单独驱动。壳体部分安装有进料衬板，可以有效防止机体磨损。整个设备结构简单，辊子转速保持在4r/min左右，运行平稳、磨损低、基本无扬尘，出料粒度均匀，具有较高的集中度，为稳定后续的水泥粉磨质量提供了有利条件。如表1所示为PGS4×4200辊式破碎机技术性能表，图1所示为PGS系列辊式破碎机示意图。

表1 PGS4×4200辊式破碎机技术性能表

图1 PGS系列辊式破碎机示意图

二、工作原理简介

熟料从篦床落到辊式破碎机上，细的熟料颗粒从辊子之间直接落入破碎机卸料溜子，较大的熟料块由辊子碾碎。辊式破碎机的若干个辊子，相邻的两个辊子转向相反，相对转动的一对辊子形成一个破碎单元，若干个破碎单元完成破碎工作。最靠近下料口的辊子转向为顺时针，最远端的辊子转向为逆时针，该两个辊子转向是不可逆的。如图2所示为PGS四辊系列的辊子工作状态。

图2 PGS四辊系列的辊子工作状态

熟料辊式破碎机的破碎原理和锤破不同，它利用辊套上的啮齿对物料进行破碎。辊套表面的啮齿凸凹不平，大致分为三组，每组的齿形和角度也不尽相同，相邻的辊套具有不同的安装角度，这样辊套表面就形成了长短齿交错的外形，对熟料层进行剥离破碎。在遇到较大的物料块时，一侧啮齿主要负责固定和挤压物料，另一侧的啮齿则负责将物料的表面层剥离，物料块最终达到要求的尺寸，从间隙进入输送设备。

每个辊子的传动电流都设有极限值，当遇到过硬或过大的物体时，辊子电流超载就会自动反转，以保护辊套不被破坏。反向操作过程如下：

（一）该辊子和正常状态下与其配对的辊子在外侧者停下，在中间者执行以下动作。

（二）动作辊子停转t1时间，然后反转t2时间停下。

（三）再经过t1时间后，这对辊子重新启动，并按正常工作状态转动。

（四）当在t3时间内反向操作次数超过n次时，就会发出报警信号。

以上步骤均通过程序自动控制。当有报警信号时，应派检修人员通过人孔门和观察孔及时发现问题，排除故障后，方可重新启动辊式破碎机。

如果工作状态不正常，达到没有一对辊子相互转动而对熟料进行碾碎工作时，那么就必须停止辊式破碎机。

三、改造后运行效果

我公司熟料辊式破碎机改造以来运行稳定，未出现大的设备故障，具有熟料碾压效果好、维修费用低、节电率高等优势，但同时存在电气元件部分配置较低、辊子轴承座散热效果差等需防范的问题。具体效果如下：

（一）工作部件寿命长，熟料粒度保持性好。辊子以低转速、小振动运行，且辊套表面采用耐磨堆焊层，硬度高，因此运行中的磨损小，预期工作寿命长，相较于锤破而言，辊破可以长时间保持熟料粒度，后期无大块料，熟料库底卸料阀不易堵塞，辊压机辊缝波动小，运行稳定。如图3所示为我公司运行一年后辊子现场实拍图。

图3 熟料辊式破碎机运行一年后辊子现场图

（二）电耗低。原熟料锤式破碎机配套电机功率110KW，现辊式破碎机配套电机功率4×15=60KW；熟料锤式破碎机电机运行电流一般为95A，辊式破碎机电机运行电流一般为4×17=68A，节电率为30%左右。

（三）备件费用低，预计两年内无需更换备件及维修，两年后仅需现场对辊子进行少量堆焊维护。未改造前，我公司熟料锤式破碎机设备备件及维修费用均在15-16万元。

（四）自动过载保护，适应性较强。在遇到大块物料时，辊子电流超过额定值，电机会自动进行正反转交替运行，将大块物料逐步啃小，直至完全破碎；若辊子经过若干次

交替运行仍发出自动报警信号，则必须人工干预处理，但不必停窑，可通过破碎机前端人孔门在线处理；若出现金属卡入，则必须止料、停窑处理，因此应加强管理防范金属进入，我公司在近几年的运行时间里尚未出现此种情况。

（五）结构原因使其密封严实，产生的粉尘量少，现场清洁，减轻了工人清扫劳动量。

（六）注意事项：电气元件部分配置较低，应在订货时详细约定；辊子轴承座散热效果差，需采取降温措施。