何恩光等：MLS4531立式辊磨机的开发与研制MLS4531立式辊磨机的开发与研制何恩光，曹辉（沈阳重型机器有限责任公司辽宁沈阳110000）大型MLS4531立式辊磨机的开发研制和首次成功应用于5000t/d级生产线，这是我国水泥工业装音技术的重大突破。
文中洋细介绍了其主要技术开发内容、结构、原理和主要技术特点。另外对MLS4531立式辊磨机在首次使用中出现的问题和改进措施也作了简要介绍。
0前言沈阳重型机器有限责任公司（简称沈重）于1985年12月与德国非凡公司签订了引进MPS立式辊磨机技术转让合同，引进了8种规格的生料、熟料立式水泥磨机的全部设计、制造和检验技术以及试验选型用MPS32磨机全套试验室设备，以满足等水泥生产线的需要。随着国家大力推进新型干法水泥技术创新和设计优化为满足水泥市场需求沈重在消化吸收引进技术的基础上，成功地开发出了用于2 500t/d水泥生产线的MLS3424A，MLS3626立式辊磨机。在此基础上，依托安徽海螺集团池州、铜陵2条5 000t/d熟料国产化示范生产线，开发研制出了具有国外同类产品先进水平的MLS4531立式辊磨机。这是我国4000t/d以上水泥生产线技术装备国产化的一次重大突破，对芫成替代国外同类进口产品和调整国家水泥结构具有十分重要的意义。
该产品的技术开发被国家经贸委列为2001年国家技术创新项目。MLS4531立式辊磨机被国家经贸委列为2001年国家级新产品。
1主要技术开发内容和主要技术参数1.1主要技术开发内容）磨机大型化的主要参数确定。在理论上我们根据物料在磨盘内的运动速度与粉磨速度相平衡的设计原理研究粉磨压力、磨辊直径、磨辊宽度、磨盘转速、料床厚度、盘面风速等因素对粉磨速度的影响。研究磨机的粉磨能力和烘干能力确保磨机的生产能力满足工艺需求。在开发设计之前通过物料在MPS32立磨上的试验结果，确定了磨机型号、产量指标、电耗指标磨机主电机功率房，并根据磨耗指标确定磨盘衬板、磨辊衬板有效重量，以保证这两种易损件的寿命都大于10000h.研磨机构的优化设计。研究磨盘、磨辊研磨曲率对粉磨能力、单位电耗的影响确定最佳研磨曲率。对磨盘座及压力框架等主要承载的大型部件进行静、动态载荷下的结构分析与计算优化确定压力框架截面尺寸，找出磨盘座上应力平均分配的有利于浇注工艺的最佳形状并充分考虑热应力的影响。
料）设计先进的磨机检修装置。设计一种比较先进的磨机检修装置考虑磨盘、磨辊衬板的更换方便，以缩短检修周期提高设备运转率。
6）设计具有锁风功能的三道闹门。设计满足给料能力的三道锁风闹门，保证喂料有较好的连续性并适合较高的物料水分要求。
6）设计具有三种操作功能的电气控制系统。
设计具有机旁手动、机旁自动和中控远程控制三种操作方式电气控制系统。
1.2主要技术参数2设备组成、工作原理及主要技术特点2.1设备组成MLS4531立式辊磨机主要由主电机、主减速机、磨盘、磨辊组、架体、张紧装置、分离器、三道闹门、安装与检修装置、辅助传动装置及密封空气管路等部分组成见。
表1MLS4531立式辊磨机的主要技术参数参数名称数值允许入磨物料粒度/mm允许入磨物料最大水分/9出料细度6！m筛余）/9出料最大水分/9生产能力/磨内进出风口差压/Pa主电机功率/kW磨盘转速/磨盘慢转速/磨盘辊道名义直径/mm磨机漏风系数/9磨内喷气环的风速/6m——1）粉磨电耗60！m筛余约209）/ 2.2工作原理MLS4531立式辊磨机按全风扫闭路原理进行烘干兼粉磨作业。碾压粉碎、风扫烘干和选粉组成了磨内物料处理的三个最主要环节。
磨机的孩心部件是一个半环型凹槽的转动磨盘和安装于其上面分别通过摆动装置连接于三角形压力框架三边上的三个鼓形磨辊。压力框架的三个顶点各自连接在三个液压拉紧装置的拉杆上，拉紧装置通过压力框架和三个磨辊均匀地对所磨物料施加压力。同时，磨盘转动造成的磨盘和磨辊之间的相对运动导致了对物料的连续碾压作用。
物料从磨机喂料口喂入到磨盘轨道上，物料借助于磨盘和磨辊之间的相对运动被碾压粉碎，被粉碎到一定细度的物料，借助磨盘转动而产生的离心力向外滑动。磨盘外沿处设有喷嘴环在这里具有烘干能力的高速热气流，将这些物料吹向上方，少数物料落入喷嘴环下方通过外循环阀门排走，经提升、除铁后返回磨内继续接受粉磨。
被吹向上方的物料，当其继续上升到设在磨机壳体上方的分离器区域时被分离器进行分离，被分离出的合格粒度物料继续被气流带出磨机，而不合格的较粗粒度物料经返料斗再回到磨盘实现再次碾压粉碎。入磨物料一般需要研磨及穿过上升气流又落下再研磨这样循环反复多次才能达到出磨物料细度。
2.3主要技术特点2.3.1主要优点MLS4531立式辊磨机的主要优点有粉磨效率高；烘干能力强，允许入磨的水分最高可达20%；入磨粒度大正常为小于110mm，最大可达200mm左右；系统简单集中碎、粉磨、烘干、选粉等工序为一体，流程简单，占地面积小建筑空间小；控制方便物料在磨内停留时间短，成分、细度调整方便噪音低；漏风少有利于利用低温废气运转率高。2.3.2研磨机构的结构特点磨盘为沟槽形状，磨辊为轮胎形状研磨曲率经过优化设计。采用统一施压的方式，磨辊能实现摆动，因而磨盘上的料流平稳始终保持良好的接触表面，磨损均匀，磨损后期对产质量的影响小。
磨机的加压采用液压加载，调整油缸的压力大小进行控制压力，蓄能器缓和冲击波动服收事故过载压力。液压系统能实现研磨过程中的自动张紧、系统自动卸荷、系统手动卸荷、维修中压力框架的手动提升和手动下降五个功能。
磨辊的润滑为油池润滑，磨辊轴承的密封采用单独的风机对磨辊轴承的温度进行监测，轴承的温度显示在中央控制室保证了磨辊的使用。
磨盘与磨辊的研磨衬板材料采用硬镍铸铁，磨盘与磨辊衬板数量避免偶性周期磨损，也便于检修更换衬板寿命设计周期超过10 000h.喷口环衬及空气导向锥则采用耐磨钢板使衬板寿命大大增长。2.3.3磨机分离器的技术特点由于引进的动态分离器的效率不高，造成磨内大量物料的内循环，使磨机压损较高。因此为MLS4531立式辊磨机设计的分离器为SLS5000型动态组合式高效选粉机。此分离器选粉效率较高颗粒级配更加合理别于烧成，分选效果好，降低了磨内的循环负荷，提高了磨机产量。
分离器的传动方式采用变频调速电机经直交轴减速器驱动方式度调节迅速运行可靠。与液压驱动调速相比减少了现场维修保养的工作量。分离器的动态旋转叶片采用耐磨钢板，保证了衬板具有足够的寿命。
2.3.4磨辊安装与检修装置的技术特点MLS4531立式辊磨机的磨辊安装与检修装置采用了先进的技术。检修时，先利用液压缸提升被检修的磨辊或磨盘衬板，然后由电机驱动经大速比减速机减速；将磨辊平稳水平旋出磨外。磨盘衬板也能利用此装置水平旋出磨外。先进的检修技术缩短了检修周期，提高了设备运转率。
2.3.5喂料装置的结构特点MLS4531立式辊磨机的喂料装置采用了三道闹门既保证了喂料又有锁风功能。三道闹门的一个动作周期为5.1秒使喂料较好的连续进行。由于三道闹门结构的特点及其自身通有热风，使MLS4531立式辊磨机允许的进料水分较大，喂料装置不易堵塞。闹门的衬板采用了耐磨钢板，并且更换安全、方便。
2.3.6传动装置的技术特点MLS4531立式辊磨机的主减速机采用了弗兰德公司的KMP710型立式行星减速机，主电机采用国产电机。主减速机的润滑采用液体动静压润滑保证了主减速机的正常运行。主电机的轴承由一台专用的润滑站进行润滑。
磨机设有带超越离合器的辅助传动装置，利于磨机的启动和维修。
2.3.7电气控制系统的特点MLS4531立式辊磨机具有机旁手动、机旁自动和中控远程控制三种操作方式。信号全部由现场控制柜PLC进行处理雁据工艺要求进行显示、调节、控制及报警变频器的调速由中控室直接控制。机旁控制系统PLC与中控室的信号联系采用了点对点的方式并预留有PROFIEBUS总线接口。机旁控制系统模拟显示设备状态和测量参数，并可根据设备异常状态程度进行故障指示、操作错误指示、显示报警点的具体位置及停机等控制功能。机旁控制系统具有先进的控制显示方式，操作面板的功能齐全必要的控制和监测信号远传至中控室计算机系统。
3安装调式过程中的设计改进MLS4531立式辊磨机在安装调试过程中，对出现的蓄能器损坏、液压缸损坏等少数问题进行了合理的改进，完善了磨机的设计，使MLS4531立式辊磨机的技术趋于成熟可靠，并具备替代进口立式辊磨机的实力。
3.1液压系统的改进MLS4531立式辊磨机的液压系统原设计参照了一些进口的立式辊磨机。加载用的液压缸内径为450mm海个液压缸配备了2个40L的蓄能器，调试时发现蓄能器的菌形阀经常损坏经分析原因如下：一是国产蓄能器的质量特别是菌形阀不如国外同类产品质量，在此处流速较高时，菌形阀易损坏。
二是设计时考虑料层波动范围不大，因而以为液压缸活塞杆上下波动不会超过100mm，这样计算的结果，每个液压缸配备了2个40L的蓄能器以满足需要。但实际上，由于磨辊直径（5150mm）很大且可以摆动，所以活塞杆上下波动的距离既要考虑料层波动又要考虑磨辊的摆动，因而在运行不平稳时波动的距离超过了100mm，特别是调试初期运行不平稳时最高可达300mm左右，结果造成蓄能器的容积的不足，使菌形阀处流速过快，菌形阀很快损坏。找到原因后，将每个液压缸增备了2个40L的蓄能器，变成4个40L的蓄能器，使这一问题马上得到解决。
3.2液压缸的改进液压缸在调试过程中出现活塞杆拉伤现象。现场将液压缸拆开检查后经海螺集团、沈重、液压缸制造厂及有关专家研讨，认为主要原因是缸头尺寸超差，造成导向套失去作用，缸头与活塞杆接触，拉伤活塞杆导致液压缸密封件损坏。在补制缸头和活塞杆时重新考虑了缸头处导向套的材质与数量使改进后的液压缸满足了设备的工况。
3.3增加防止磨辊倾倒的安全装置由于国内外MPS型立式辊磨机有磨辊倾倒现象为使操作者放心，曾加了防止磨辊倾倒的安全装置。每个磨辊都有四根粗圆环链分别连接在架体和压力框架上，既不影响磨辊正常的摆动又防止了意外事故时磨辊向内向外的倾倒。此种方法也非常适用于引进的或国产的MPS型立式辊磨机上。
4实际运行情况首批MLS4531立式辊磨机用于铜陵海螺和池州海螺水泥股份有限公司的5000t/d水泥熟料生产线分别于2002年4月和6月投入生产。并实现了稳定可靠的运行控制方便，保护装置芫善。截止到2002年12月底，两公司的MLS4531立式辊磨机累计运行时间均已超过2500h海台生产生料累计9万t以上平均台时产量在400t/d左右生产实践证明，MLS4531立磨在安徽海螺集团水泥生料制备工艺中的应用是成功的。
5结语2002年12月3曰，由辽宁省经贸委和沈阳市经贸委联合主持召开了MLS4531立式辊磨机设计定型会。与会专家听取了沈阳重型机器有限责任公司的设计、试制报告和安徽海螺集团的实际工业运行情况的介绍，并且考察了使用现场。专家一致认为MLS4531立式辊磨机结构设计合理，开发和采用了当代大型立式辊磨机的许多新技术，运行情况良好主要性能指标达到了国外同类产品先进水平，能够满足水泥工业大型化的需要。其设计和开发研制是可行的。