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辊压机扭振的原因和解决方法

    前言:辊压机扭振是指辊压机弹性扭矩支承装置弹性系统的高频振动。其现象是由被挤压物料的性质决定的,由于一些粒度在1~2毫米范围甚至呈粉状的混合材的掺入,细颗粒物料在两磨辊之间压力区发生物料之间的滑移,使辊压机的工作扭矩呈频繁的脉动规律变化,造成扭矩支承装置弹性系统的高频振动。

解决扭振现象的最有效方式是杜绝细颗粒物料进入辊压机。但细颗粒物料存在的原因不是孤立的,而是由多种因素构成。

一、回粉偏多:在返回辊压机上方称重仓的粗粉中有相当数量的细粉,回粉偏多的原因同样不是唯一的,大致由下列因素造成。

1、 打散分级机风轮转速偏低:风轮转速偏低会造成风力场力度不足,大量细粉无法分离出来而汇入粗料返回辊压机,从而造成弹性扭矩支承装置的振动。频繁的扭振会损坏弹性系统的弹性元件。

解决方法:适当上调风轮转速,强化风力场分级效果。

2、 打散分级机环形通道堵塞:打散分级机的环形通道易于被异物堵塞,诸如铁丝、棉纱、废弃胶带等等。环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从剩余畅通的通道通过,首先,通过风力场分级区的物料料幕增厚,料幕内侧的细粉受料幕的阻力增大,难以在通过分级区时在风力场的作用下有效改变运动轨迹而落入细粉收集区;再者,堵塞的部分环形通道由于没有料幕形成,会形成一个风力场无阻力自由通过的走廊而形成风力的部分短路,参与分级的风力大打折扣,这样就会使分级效果更加恶化。大量细粉以近乎自由沉降的方式落下,汇入粗料进入辊压机造成扭振。

解决方法:定时检查并清理被堵塞的环形通道,恢复料幕的均匀形成。

3、 不合理的工艺流程:一些粒度较细的混合材没有直接入磨而喂入打散分级机。由于满负荷运行的辊压机已经给打散分级机喂入了足够待分级的物料,额外加入的细颗粒混合材无疑加重了打散分级机的负担,通过打散分级机环形通道的物料形成了过厚的料幕,料幕内侧的细粉在过厚料幕的阻碍下难以有效改变运动轨迹而落入收集粗料的内锥筒体,造成分级效率的下降,细粉进入辊压机后造成设备的扭振。

4、 筛板堵塞:收集粗料内锥筒体锥体部分筛板的筛孔大量卡入物料颗粒,机械筛分功能弱化。由于筛板筛孔的截面略呈锥形,若筛板安装不当,使大孔径朝上,小孔径朝下,则极易发生筛孔卡料。所以在安装筛板时必须注意孔径方向,应使小孔朝上,大孔朝下。

解决方法:整改工艺流程,增设入磨提升机,让粒度较细的物料直接入磨。此方法适用于粒度已经呈粉状粒级,无须入辊压机挤压的混合材,如粉煤灰等。

二、物料离析:因细颗粒物料造成辊压机扭振的最终源头是物料离析。在对辊压机的喂料过程中,若细颗粒物料较多,混杂于较大粒度物料中的细颗粒物料将不会与粗颗粒物料均匀搭配进入辊压机的进料系统,而是在物料离析的作用下粗细物料之间相互分离:粗料滚动,细料聚积,粗颗粒物料首先进入进料系统,细颗粒物在仓内滞留聚积,此时的设备运行状况正常稳定,挤压效果良好。当细颗粒物料滞留聚积到一定程度后以塌落的方式倾泻而下,此时,在辊压机两磨辊之间压力区受挤压的均为细颗粒物料,细颗粒物料之间发生滑移,扭矩发生脉动变化,扭振因此产生。

解决方法:

1、低仓位操作:将料位限制在称重仓出料口处,形成仓空但下料溜管物料充满,由于仓空,物料无粗细离析细料聚积的空间,可有效抑制物料离析;下料溜管物料充满仍能形成料柱保证料压满足辊压机过饱和喂料的要求。具体操作方式是:将称重仓物料放空,当下料溜管空料形成扬尘时逐步提升料位,此时需要注意的是控制料位的提升速度,以免矫枉过正。待扬尘刚刚消失时说明下料溜管中已充满物料,但称重仓内尚无料位,此时可根据辊压机系统控制柜称重传感器的数显表显示的料位数值作为系统平衡点稳定料位。此方法适用于粒度介于1~2毫米之间,有一定硬度,仍需挤压的混合材。

2、调整原始辊缝:在辊压机发生扭振现象时,由于两磨辊之间压力区充满细颗粒物料,磨辊的工作辊缝较被挤压物料粒度正常时明显减小,由于磨辊工作扭矩的脉动变化,主电机工作电流呈极不稳定的大幅度波动。我们不难发现,工作辊缝变小是一个可以利用的特性。我们可以通过调整原始辊缝的方式抑制磨辊对细颗粒物料的压力,加大原始辊缝:当无须挤压的细料通过时,工作辊缝趋向减小,但控制原始辊缝的调整垫板阻止活动辊进辊,此时磨辊相对于物料的作用接近于卸压状态,细颗粒物料在压力明显减弱的工作状态下通过,物料之间在磨辊压力作用下产生的滑移现象消失,从而消除扭振。

    由于过大幅度地调整原始辊缝会影响辊压机对物料的挤压效果,弱化物料易磨性的改善幅度,尽管在打散分级机的分级作用下,入磨物料的粒度无显著变化,但由于物料易磨性的原因,多少会对球磨系统的产量产生负面影响。我们调整原始辊缝的具体措施应以兼顾完全消除扭振和尽可能保证挤压效果为原则,寻求两者兼顾的最佳位置。原始辊缝的调整幅度应根据被挤压物料特性变化所表现的辊缝差,即设备正常运行与运行异常发生扭振时工作辊缝的变化量掌握调整尺度。我们首先根据辊压机系统控制柜位移传感器数显表显示的辊缝值测定辊压机在正常工作状况下的工作辊缝的波动范围,假定其辊缝值大致在A1~ A2之间;然后测定运行异常发生扭振时的工作辊缝波动范围,假定其辊缝值大致在B1~ B2之间:

 

1、    A– A1= △A

 

其中:△A —— 工作辊缝变化量

 

      A2 —— 工作辊缝峰值

 

      A—— 工作辊缝谷值

 

2、   B– B= △B

 

其中:△B —— 扭振工作辊缝变化量

 

      B2 —— 扭振辊缝峰值

 

      B—— 扭振辊缝谷值

 

估算两种情况下的辊缝差值:

 

      A1–B2  = δ

 

    上式中的δ为原始辊缝调整量的参考值。调整量的最终确定根据设备运行状况酌情微调,δ值应为满足扭振现象完全消除的最小调整幅度。

3、稳定无离析仓位:物料的离析现象尽管较为普遍,但并非不可避免。当称重仓内的物料处于某一特定料位有限波动区间时,无离析现象发生,粗细物料以均匀混合状态进入辊压机,此时两主电机均以正常稳定的工作电流运行。稳定无离析仓位的具体措施分两步进行,首先调整原始辊缝消除扭振,方式前已述及。然后将仓位由低到高缓慢上提,在仓位逐步变化的过程中我们可以看到两主电机的运行电流时有变化,其规律为在短时间内正常运行电流和低电流运行两种现象交替变化,间隔时间呈大致相近的有规律状态:

    主电机处于正常电流的运行状态只能说明被挤压物料均为粒度较粗的物料,此时工作辊缝正常,活动辊轴承座与调整垫板无接触,但仓内的细颗粒物料正在物料离析的作用下滞留聚积,主电机以正常电流的运行的时间极其短暂,细颗粒物料越多,正常运行时间越短;

    主电机处于低电流运行状态说明仓内滞留聚积到一定程度的细颗粒物料正在以塌落的方式进入磨辊压力区,由于调整垫板的控制作用,工作扭矩的脉动变化现象已经被消除,两磨辊间压力区的细颗粒物料处于承受压力较低,相对较为疏松的状态,此时的工作辊缝变小,活动辊轴承座已经紧贴调整垫板。磨辊在低扭矩状态下运行。

    上述现象的交替变化说明称重仓内物料离析现象的普遍存在。然而在我们缓慢变化仓内料位时,我们发现当料位在某一个料位段时,两主电机的运行电流渐趋平稳正常,离析现象消失。我们可根据辊压机系统控制柜称重传感器的数据显示的无离析区间料位数值作为系统平衡段,将仓内料位控制在无离析区间以内,严格控制给料量以稳定料位。在此基础上可微调原始辊缝,稍稍减小调整垫板厚度,强化挤压效果。

4、技术升级:采用上述方式进行调整虽然可以起到一定的控制作用,但仍然存在局限性,调整仓位需要反复摸索;垫板厚度的调整不仅需要反复摸索,而且由于连续生产,辊面正常的持续微量磨损需要进行阶段性的垫板厚度调整以减少对挤压效果的影响,尽管如此,对物料挤压效果的影响依然部分存在。最为可靠的方式是进行扭矩支承装置的技术升级,在目前的辊压机设备制造技术中,扭矩支承装置的技术已经更新换代,带有弹性系统的扭矩支承装置已经被大臂扭力板形式的扭矩支承装置所取代,这种扭矩支承装置的特点是大幅度降低了冲击峰值,对物料的适应性显著提高,在细颗粒物料进入两磨辊之间压力区时,扭矩脉动变化的幅度大幅度降低,扭振现象被基本消除,可以保证在对物料进行充分挤压的同时,设备仍然能够安全稳定地运行。

三、结束语:在一些以复合水泥为主要生产品种的厂家,原始配料中均配有相当比率粒度较细的混合材,物料粗细离析现象较为普遍,磨辊工作扭矩脉动变化导致的设备扭振已经成为目前较为突出,长期困扰我们的问题。带有弹性系统的扭矩支承装置对粒度较细的混合材极其敏感,适应性的确较差,但只要我们肯于开动脑筋,根据设备在挤压这种物料时运行参数所表现出的某些特性,仍然可以找到解决的方法,从而保证系统、设备的正常运行。同时,扭矩支承装置的技术升级也为我们提供了更为可靠的解决方法,拓展了我们解决问题的思路,如果没有经费问题的困扰,建议广大用户考虑辊压机扭矩支承装置的技术升级,应用业绩表明,扭矩支承装置的技术升级不失为目前最为可靠实用的方案。

 

韩修铭  江海涛  王虔虔           

摘自合肥水泥研究设计院    

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