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輥壓機扭振的原因和解決方法

    前言:輥壓機扭振是指輥壓機彈性扭矩支承裝置彈性系統的高頻振動。其現象是由被擠壓物料的性質決定的,由于一些粒度在1~2毫米范圍甚至呈粉狀的混合材的摻入,細顆粒物料在兩磨輥之間壓力區發生物料之間的滑移,使輥壓機的工作扭矩呈頻繁的脈動規律變化,造成扭矩支承裝置彈性系統的高頻振動。

解決扭振現象的最有效方式是杜絕細顆粒物料進入輥壓機。但細顆粒物料存在的原因不是孤立的,而是由多種因素構成。

一、回粉偏多:在返回輥壓機上方稱重倉的粗粉中有相當數量的細粉,回粉偏多的原因同樣不是唯一的,大致由下列因素造成。

1、 打散分級機風輪轉速偏低:風輪轉速偏低會造成風力場力度不足,大量細粉無法分離出來而匯入粗料返回輥壓機,從而造成彈性扭矩支承裝置的振動。頻繁的扭振會損壞彈性系統的彈性元件。

解決方法:適當上調風輪轉速,強化風力場分級效果。

2、 打散分級機環形通道堵塞:打散分級機的環形通道易于被異物堵塞,諸如鐵絲、棉紗、廢棄膠帶等等。環形通道是分割布置的,若干通道被堵塞后,大量打散后的物料只能從剩余暢通的通道通過,首先,通過風力場分級區的物料料幕增厚,料幕內側的細粉受料幕的阻力增大,難以在通過分級區時在風力場的作用下有效改變運動軌跡而落入細粉收集區;再者,堵塞的部分環形通道由于沒有料幕形成,會形成一個風力場無阻力自由通過的走廊而形成風力的部分短路,參與分級的風力大打折扣,這樣就會使分級效果更加惡化。大量細粉以近乎自由沉降的方式落下,匯入粗料進入輥壓機造成扭振。

解決方法:定時檢查并清理被堵塞的環形通道,恢復料幕的均勻形成。

3、 不合理的工藝流程:一些粒度較細的混合材沒有直接入磨而喂入打散分級機。由于滿負荷運行的輥壓機已經給打散分級機喂入了足夠待分級的物料,額外加入的細顆;旌喜臒o疑加重了打散分級機的負擔,通過打散分級機環形通道的物料形成了過厚的料幕,料幕內側的細粉在過厚料幕的阻礙下難以有效改變運動軌跡而落入收集粗料的內錐筒體,造成分級效率的下降,細粉進入輥壓機后造成設備的扭振。

4、 篩板堵塞:收集粗料內錐筒體錐體部分篩板的篩孔大量卡入物料顆粒,機械篩分功能弱化。由于篩板篩孔的截面略呈錐形,若篩板安裝不當,使大孔徑朝上,小孔徑朝下,則極易發生篩孔卡料。所以在安裝篩板時必須注意孔徑方向,應使小孔朝上,大孔朝下。

解決方法:整改工藝流程,增設入磨提升機,讓粒度較細的物料直接入磨。此方法適用于粒度已經呈粉狀粒級,無須入輥壓機擠壓的混合材,如粉煤灰等。

二、物料離析:因細顆粒物料造成輥壓機扭振的最終源頭是物料離析。在對輥壓機的喂料過程中,若細顆粒物料較多,混雜于較大粒度物料中的細顆粒物料將不會與粗顆粒物料均勻搭配進入輥壓機的進料系統,而是在物料離析的作用下粗細物料之間相互分離:粗料滾動,細料聚積,粗顆粒物料首先進入進料系統,細顆粒物在倉內滯留聚積,此時的設備運行狀況正常穩定,擠壓效果良好。當細顆粒物料滯留聚積到一定程度后以塌落的方式傾瀉而下,此時,在輥壓機兩磨輥之間壓力區受擠壓的均為細顆粒物料,細顆粒物料之間發生滑移,扭矩發生脈動變化,扭振因此產生。

解決方法:

1、低倉位操作:將料位限制在稱重倉出料口處,形成倉空但下料溜管物料充滿,由于倉空,物料無粗細離析細料聚積的空間,可有效抑制物料離析;下料溜管物料充滿仍能形成料柱保證料壓滿足輥壓機過飽和喂料的要求。具體操作方式是:將稱重倉物料放空,當下料溜管空料形成揚塵時逐步提升料位,此時需要注意的是控制料位的提升速度,以免矯枉過正。待揚塵剛剛消失時說明下料溜管中已充滿物料,但稱重倉內尚無料位,此時可根據輥壓機系統控制柜稱重傳感器的數顯表顯示的料位數值作為系統平衡點穩定料位。此方法適用于粒度介于1~2毫米之間,有一定硬度,仍需擠壓的混合材。

2、調整原始輥縫:在輥壓機發生扭振現象時,由于兩磨輥之間壓力區充滿細顆粒物料,磨輥的工作輥縫較被擠壓物料粒度正常時明顯減小,由于磨輥工作扭矩的脈動變化,主電機工作電流呈極不穩定的大幅度波動。我們不難發現,工作輥縫變小是一個可以利用的特性。我們可以通過調整原始輥縫的方式抑制磨輥對細顆粒物料的壓力,加大原始輥縫:當無須擠壓的細料通過時,工作輥縫趨向減小,但控制原始輥縫的調整墊板阻止活動輥進輥,此時磨輥相對于物料的作用接近于卸壓狀態,細顆粒物料在壓力明顯減弱的工作狀態下通過,物料之間在磨輥壓力作用下產生的滑移現象消失,從而消除扭振。

    由于過大幅度地調整原始輥縫會影響輥壓機對物料的擠壓效果,弱化物料易磨性的改善幅度,盡管在打散分級機的分級作用下,入磨物料的粒度無顯著變化,但由于物料易磨性的原因,多少會對球磨系統的產量產生負面影響。我們調整原始輥縫的具體措施應以兼顧完全消除扭振和盡可能保證擠壓效果為原則,尋求兩者兼顧的最佳位置。原始輥縫的調整幅度應根據被擠壓物料特性變化所表現的輥縫差,即設備正常運行與運行異常發生扭振時工作輥縫的變化量掌握調整尺度。我們首先根據輥壓機系統控制柜位移傳感器數顯表顯示的輥縫值測定輥壓機在正常工作狀況下的工作輥縫的波動范圍,假定其輥縫值大致在A1~ A2之間;然后測定運行異常發生扭振時的工作輥縫波動范圍,假定其輥縫值大致在B1~ B2之間:

 

1、    A– A1= △A

 

其中:△A —— 工作輥縫變化量

 

      A2 —— 工作輥縫峰值

 

      A—— 工作輥縫谷值

 

2、   B– B= △B

 

其中:△B —— 扭振工作輥縫變化量

 

      B2 —— 扭振輥縫峰值

 

      B—— 扭振輥縫谷值

 

估算兩種情況下的輥縫差值:

 

      A1–B2  = δ

 

    上式中的δ為原始輥縫調整量的參考值。調整量的最終確定根據設備運行狀況酌情微調,δ值應為滿足扭振現象完全消除的最小調整幅度。

3、穩定無離析倉位:物料的離析現象盡管較為普遍,但并非不可避免。當稱重倉內的物料處于某一特定料位有限波動區間時,無離析現象發生,粗細物料以均勻混合狀態進入輥壓機,此時兩主電機均以正常穩定的工作電流運行。穩定無離析倉位的具體措施分兩步進行,首先調整原始輥縫消除扭振,方式前已述及。然后將倉位由低到高緩慢上提,在倉位逐步變化的過程中我們可以看到兩主電機的運行電流時有變化,其規律為在短時間內正常運行電流和低電流運行兩種現象交替變化,間隔時間呈大致相近的有規律狀態:

    主電機處于正常電流的運行狀態只能說明被擠壓物料均為粒度較粗的物料,此時工作輥縫正常,活動輥軸承座與調整墊板無接觸,但倉內的細顆粒物料正在物料離析的作用下滯留聚積,主電機以正常電流的運行的時間極其短暫,細顆粒物料越多,正常運行時間越短;

    主電機處于低電流運行狀態說明倉內滯留聚積到一定程度的細顆粒物料正在以塌落的方式進入磨輥壓力區,由于調整墊板的控制作用,工作扭矩的脈動變化現象已經被消除,兩磨輥間壓力區的細顆粒物料處于承受壓力較低,相對較為疏松的狀態,此時的工作輥縫變小,活動輥軸承座已經緊貼調整墊板。磨輥在低扭矩狀態下運行。

    上述現象的交替變化說明稱重倉內物料離析現象的普遍存在。然而在我們緩慢變化倉內料位時,我們發現當料位在某一個料位段時,兩主電機的運行電流漸趨平穩正常,離析現象消失。我們可根據輥壓機系統控制柜稱重傳感器的數據顯示的無離析區間料位數值作為系統平衡段,將倉內料位控制在無離析區間以內,嚴格控制給料量以穩定料位。在此基礎上可微調原始輥縫,稍稍減小調整墊板厚度,強化擠壓效果。

4、技術升級:采用上述方式進行調整雖然可以起到一定的控制作用,但仍然存在局限性,調整倉位需要反復摸索;墊板厚度的調整不僅需要反復摸索,而且由于連續生產,輥面正常的持續微量磨損需要進行階段性的墊板厚度調整以減少對擠壓效果的影響,盡管如此,對物料擠壓效果的影響依然部分存在。最為可靠的方式是進行扭矩支承裝置的技術升級,在目前的輥壓機設備制造技術中,扭矩支承裝置的技術已經更新換代,帶有彈性系統的扭矩支承裝置已經被大臂扭力板形式的扭矩支承裝置所取代,這種扭矩支承裝置的特點是大幅度降低了沖擊峰值,對物料的適應性顯著提高,在細顆粒物料進入兩磨輥之間壓力區時,扭矩脈動變化的幅度大幅度降低,扭振現象被基本消除,可以保證在對物料進行充分擠壓的同時,設備仍然能夠安全穩定地運行。

三、結束語:在一些以復合水泥為主要生產品種的廠家,原始配料中均配有相當比率粒度較細的混合材,物料粗細離析現象較為普遍,磨輥工作扭矩脈動變化導致的設備扭振已經成為目前較為突出,長期困擾我們的問題。帶有彈性系統的扭矩支承裝置對粒度較細的混合材極其敏感,適應性的確較差,但只要我們肯于開動腦筋,根據設備在擠壓這種物料時運行參數所表現出的某些特性,仍然可以找到解決的方法,從而保證系統、設備的正常運行。同時,扭矩支承裝置的技術升級也為我們提供了更為可靠的解決方法,拓展了我們解決問題的思路,如果沒有經費問題的困擾,建議廣大用戶考慮輥壓機扭矩支承裝置的技術升級,應用業績表明,扭矩支承裝置的技術升級不失為目前最為可靠實用的方案。

 

韓修銘  江海濤  王虔虔           

摘自合肥水泥研究設計院    

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