摘要：立磨與輥壓機是水泥工業(yè)中兩種主流的料床粉磨裝備，本文通過兩種裝備的粉磨機理、結構性能、系統(tǒng)配置、產(chǎn)品性能、穩(wěn)定運行影響因素、功耗等方面對比分析，剖析兩種裝備的優(yōu)缺點，為料床粉磨裝備的大型化、節(jié)能化、低投資化提供技術支撐。

　　關鍵詞：立磨；輥壓機；料床粉磨；對比

　　Two kinds of bed-grinding equipment contrast in cement industry

　　Kang Yu，Zhong Gen，Li Anping

　　(Nanjing Kisen International Engineering Co., Ltd，Nanjing 210036)

　　Abstract：Vertical mil and roller press are two kinds of major bed-grinding equipment. According to contrastive analysis about grinding mechanism, system configuration, product performance, influence factors of stable operation, power consumption and so on，advantage and disadvantage of two kinds of equipment are analyzed. These Provide technical support for large-scale,energy conservation,low investment of bed-grinding equipment.

　　Key words：Vertical mill; roller press; bed-grinding; contrast

　　0 前言

　　水泥工業(yè)中粉磨工序是耗電最多的工序，水泥生產(chǎn)過程中有燃料、原料、熟料與混合材的粉磨，主要完成煤粉、生料粉、水泥成品的粉磨加工，粉磨的目的就是增大物料的比表面積、降低粉體的粒徑，使之達到下一工序所需要的活性。長期以來在水泥工業(yè)中占主導的粉磨設備是管磨機，由于其結構簡單、操作容易、價格低至今仍在大量使用，但其能量利用率降低，只有2%~20%的能量用來增加物料的比表面積，剩余80%~98%的能量轉化為熱能、振動、噪音損失掉。直至20世紀70年代料床粉磨技術的出現(xiàn)，才使得粉體制備能耗實現(xiàn)大幅降低，發(fā)展到今天，有兩種料床粉磨設備平行得到大量應用，這兩種料床粉磨設備，一個是立磨，另一個是輥壓機。立磨與輥壓機均起源于歐洲，盡管都屬于料床粉磨設備，兩者在粉磨機理、粉磨工藝、結構性能、產(chǎn)品性能等方面均有所不同，但也有相近之處，本文逐步加以闡述。

　　1、粉磨機理的對比

　　立磨與輥壓機均是對顆粒群進行擠壓、粉磨，只有少部分物料與施力體接觸，顆粒群之間在施力體作用下形成料床，通過顆粒之間的應力傳遞與相互作用，使物料顆粒產(chǎn)生裂紋、斷裂與粉碎。

　　立磨的施力體是磨輥與磨盤，磨輥與磨盤形成柱-板施力體，壓力主要來自磨輥，目前主要通過液壓加壓的方式形成加載力，物料從磨盤上方中心或側邊喂入磨盤，并在磨盤上移動的過程中形成料層，物料通過磨輥與磨盤之間時，在磨輥與磨盤之間的擠壓、剪切力的作用下完成料床粉磨。輥壓機的施力體是兩個大小一樣的輥子，兩個輥子形成柱-柱施力體，物料從兩個輥子上方垂直落入兩輥之間，形成料床，在兩個輥子擠壓力作用下完成料床粉磨。輥壓機的傳動方式也有兩種，即雙傳動與單傳動，應用較多的是雙傳動輥壓機；單傳動輥壓機的傳動裝置只有一套驅動一個輥子，兩個輥子之間用齒系聯(lián)接等實現(xiàn)另一個輥子轉動。另外，單傳動輥壓機可以通過輥子布置的改變與傳動方式的改變，演變成新型輥壓機或輥壓磨，如Beta磨[1]等。

　　2、結構與性能對比

　　立磨與輥壓機的結構存在本質區(qū)別，立磨磨盤上物料除受擋料圈的局部限制之外，施力體磨盤與磨輥之間研磨區(qū)物料的側面不受限，輥壓機除受兩個輥子之間的限制外，輥子兩端的側面也會設置側擋板，使得輥壓機的料床側面受限[2]。輥壓機由于四周粉磨區(qū)受限，隨著施加能量的加大，產(chǎn)生的細粉量與比表面積增長幅度較大，而立磨增長的幅度會逐步減小，從這點看輥壓機比立磨占優(yōu)勢。

　　輥壓機的兩個輥子之間與物料的接觸面積小，屬于柱-柱施壓，物料一次性通過輥壓機，屬于大粉碎比一次完成，而立磨一般有兩個及以上磨輥，磨輥與磨盤接觸面積大，屬于柱-面施壓，能量利用率高于柱-柱施壓，再者部分物料在磨盤上一般通過幾個磨輥的多次碾壓，屬于小粉碎比多次分段完成，可以達到較高的能量利用率，從這點看立磨優(yōu)于輥壓機。

　　由于物料靠重力通過輥壓機，加上輥壓機腔體空間較小，很難與選粉機組成一個整體，選粉系統(tǒng)只能外置。而立磨由于磨盤直徑較大，磨輥布置在磨盤上，粉磨空間較大，選粉機很容易放置在立磨腔體內(nèi)，與立磨組成一個整體，在磨盤周邊設置噴嘴環(huán)依靠風力將細粉向上吹起，帶入磨內(nèi)選粉區(qū)域，完成成品選出；也可以將立磨腔體做小些，將粉磨后的物料通過刮料板在重力作用下排出磨機外，選粉系統(tǒng)設置為外置的形式；因此立磨的選粉系統(tǒng)可以外置，也可以內(nèi)置。

　　輥壓機的減速機一般水平放置，不需承受工作壓力，立磨減速機需要立式放置，減速機要承受工作壓力，立磨對減速機要求較高；輥壓機操作壓力高，對液壓系統(tǒng)設計要求高，立磨操作壓力低，但結構較復雜、設備造價較高。

　　3、系統(tǒng)配制形式對比

　　輥壓機與立磨可以配置成終粉磨系統(tǒng)，也可以與管磨機配置成預粉磨系統(tǒng)、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、半終粉磨系統(tǒng)等。在配置工藝系統(tǒng)時，外循環(huán)形式的立磨與輥壓機一樣，可以與管磨機組成各種粉磨系統(tǒng)；集選粉、烘干于一體的內(nèi)循環(huán)立磨，可以直接與粉體成品收集裝置、風機等相連配制成終粉磨系統(tǒng)。

　　輥壓機、外循環(huán)立磨均可以與管磨機組成的預粉磨系統(tǒng)、聯(lián)合粉磨系統(tǒng)、終粉磨系統(tǒng)等，由于出輥壓機(國內(nèi)一般為中壓輥壓機，受軸承、液壓技術限制，比國外輥壓機壓力低)粉體中的細粉量與出外循環(huán)立磨(一般為中壓立磨)的細粉量基本差不多，輥壓機、外循環(huán)立磨與管磨機組成的聯(lián)合粉磨或半終粉磨系統(tǒng)，預粉磨系統(tǒng)的循環(huán)負荷相差不多。只是在配制系統(tǒng)時，由于受輥縫波動影響，輥壓機出入料波動較大，配套的斗提機選型要適當放大提升能力，而立磨出料穩(wěn)定性較好，配套的斗提機選型會比輥壓機配套的斗提機提升能力要小一些。再者由于出輥壓機的物料易形成料餅，對于同樣通過量的物料，輥壓機后置選粉機的風量要比立磨后置的選粉機大些，一般輥壓機后配制的選粉風量按2.5-3.5m3/kg料氣比設計，外循環(huán)立磨后配制的選粉風量按3.5-4.5m3/kg料氣比設計，且水份較小時料氣取值較大；若水份較大(2%以上)，后置的打散裝置(如V選)要加強，會導致打散裝置的阻力與風量增大，進而使得后置的風機電耗增加。

　　4、研磨產(chǎn)品(水泥)性能對比

　　輥壓機、外循環(huán)立磨排出的物料需進入外置選粉裝置進行粒度分級，取樣分析較為容易，而內(nèi)循環(huán)立磨中物料在封閉環(huán)境下，沒有代表樣外排，加上系統(tǒng)運行時，有一部分物料被氣體懸浮在立磨殼體內(nèi)部，因此內(nèi)循環(huán)立磨粉磨后的物料無法取樣分析。對輥壓機、外循環(huán)立磨的研磨效率，可以通過研磨后產(chǎn)生的細粉量(相同原料與配比，設備的通過量與循環(huán)負荷基本相近，粉磨單機電耗也相近時，該指標的可比性較好)來衡量，針對不同的規(guī)格與裝機功率的輥壓機與外循環(huán)立磨，可用單位用電量產(chǎn)生的細粉量來衡量其粉磨效率。

　　對于磨制P·O42.5水泥(因P·C水泥混合材摻量較大，物料性能相差較大，難以比較)，“輥壓機或外循環(huán)立磨＋選粉裝置＋管磨機”系統(tǒng)，輥壓機或外循環(huán)立磨與選粉裝置組成的預粉磨閉環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)負荷率一般在200%~300%，選出的物料比表面積在180-280m2/kg，表1列舉幾個水泥粉磨系統(tǒng)的主機配制與出輥壓機或立磨粉體粒度情況：

　　表1 輥壓機與外循環(huán)立磨碾壓效果(P·O42.5水泥)

　　注明：以上數(shù)據(jù)為出料粒度分布(%)用套篩與粒度分析儀相結合測定得出。

　　從表1可以看出，小的輥壓機碾磨后