自20年代德國研制出第一臺(tái)立式磨以來．它就以其獨(dú)特的粉磨原理克服了球磨機(jī)粉磨機(jī)理的諸多缺陷。由于立式磨采用料床粉磨原理粉磨物料，具有粉磨效率高、電耗低（比球磨機(jī)節(jié)電20%～30%）、烘干能力大、允許人磨物料粒度大、粉磨工藝流程簡單、占地面積小、土建費(fèi)用低、噪音低、磨損小、壽命長、操作容易等優(yōu)點(diǎn)．吸引著世界各國許多粉體工程研究人員和設(shè)備制造廠商。經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，立式磨技術(shù)已經(jīng)十分成熟。特別是60年代以來，隨著窯外分解技術(shù)的誕生并向大型化發(fā)展，立式磨在國外水泥工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用．其技術(shù)水平得到了進(jìn)一步的提高和完善。國內(nèi)外10多家公司相繼研制了各種類型的立式磨，均取得了成功。德國LOESCHE公司研制了LM立式磨、Pfeiffer公司研制了MPS立式磨、KruppPolysius公司研制了RM立式磨、丹麥F.L.SmiLh公司研制了Atox立式磨：日本寧都公司生產(chǎn)的UB-LM立式磨：目前正在制造的萊歇磨LM69.40立式磨，主機(jī)裝機(jī)容量為7 000kW，產(chǎn)量可達(dá)1 200Uh，將用于印度與日產(chǎn)10 000噸熟料的水泥生產(chǎn)線配套粉磨水泥原料，是世界上最大的立式磨。
合肥水泥研究設(shè)計(jì)院自1984年就開始進(jìn)行立式磨的研究，在廣泛吸取國外各家公司立式磨結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合不斷積累的經(jīng)驗(yàn)．研究設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)形式與國內(nèi)外各家的立式磨均有所不同的HRM型立式磨，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。首臺(tái)HRM1250原料立式磨于1989年投入運(yùn)行，隨后開發(fā)了HRM系列立式磨。1993年“HRM型原料立式磨”項(xiàng)目通過國家級技術(shù)鑒定．1994年被列為國家節(jié)能重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，同時(shí)被列為“國家級火炬計(jì)劃”項(xiàng)目．1996年獲“建材行業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”。經(jīng)過20多年不間斷的研究與開發(fā)．目前HRM型立式磨已經(jīng)形成四大系列.30多個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品．已經(jīng)投入使用的HRM型立式磨達(dá)600多臺(tái)，不僅能夠用于粉磨水泥原料、煤以及各種中等硬度的非金屬礦物，而且能夠用于粉磨硬度較大、磨蝕性大的難磨物料，如高爐礦渣、水泥熟料、葉蠟石等；不僅能夠用于粉磨普通細(xì)度的產(chǎn)品，而且能夠粉磨出超細(xì)產(chǎn)品，如將方解石、滑石等物料粉磨到20mm以下；充分利用粉磨烘干一體化的優(yōu)勢，通入40℃～50℃的高溫氣體．對粉磨中的石膏進(jìn)行烘干脫水，出磨產(chǎn)品即為適合生產(chǎn)石膏板的半水石膏粉。由于立式磨具有許多其他粉磨設(shè)備沒有的特點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于建材、化工、冶金、電力、非金屬等行業(yè)，并出口到巴基斯坦、越南、印度、土耳其、埃及、沙特、阿爾及利亞等國家和地區(qū)。并且創(chuàng)建了全國唯一的立式磨專業(yè)制造基地——合肥中亞建材裝備有限責(zé)任公司,2008年為國內(nèi)外提供了102臺(tái)套各種型號規(guī)格的HRM型立式磨。
合肥水泥研究設(shè)計(jì)院研究設(shè)計(jì)、合肥中亞建材裝備有限責(zé)任公司制造的首臺(tái)與日產(chǎn)5 000噸熟料生產(chǎn)線配套粉磨原料的HRM4800立式磨．用于中國南方水泥虎山集團(tuán)有限公司．該生產(chǎn)線經(jīng)過3個(gè)多月的生產(chǎn)運(yùn)行，在原料易磨性較差(Bond功指數(shù)為15.2kWh/t)的情況下,HRM4800立式磨仍然取得了臺(tái)時(shí)產(chǎn)量450t、主電機(jī)電耗為6.5kWWt、生料粉磨系統(tǒng)電耗為13.449kWh/t的先進(jìn)指標(biāo)，達(dá)到了國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
HRM4800立式磨是為5 000~7 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的原料立式磨，其研磨區(qū)域中徑為4.8m，研磨區(qū)域外徑為5.6m，磨盤最大外徑為6.lm．是目前國內(nèi)最大規(guī)格的原料立式磨。
1、 HRM4800立式磨的主要特點(diǎn)及設(shè)計(jì)性能參數(shù)
HRM4800立式磨的設(shè)計(jì)是建立在該型立式磨大量在2 500～3 200r/d水泥熟料生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用、積累了豐富的設(shè)計(jì)及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，為配套5 000～7 000 t/d水泥熟料生產(chǎn)線粉磨原料而研究設(shè)計(jì)的高效節(jié)能烘干兼粉磨裝備。
1.1工作原理
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，需粉磨的物料由鎖風(fēng)喂料設(shè)備送人旋轉(zhuǎn)的磨盤中心，在離心力作用下，物料向磨盤周邊移動(dòng)，進(jìn)入粉磨輥道。在磨輥壓力的作用下．物料受到擠壓、研磨和剪切作用而被粉碎。同時(shí)，熱風(fēng)從圍繞磨盤的風(fēng)環(huán)高速均勻向上噴出，粉唐后物料被風(fēng)環(huán)處的高速氣流吹起．一方面把粒度較粗的物料吹回磨盤重新粉磨，另一方面對懸浮物料進(jìn)行烘干，細(xì)粉則由熱風(fēng)帶入分離器進(jìn)行分級，合格的細(xì)粉隨同氣流出磨，由收塵設(shè)備收集下來即為產(chǎn)品．不合格的粗粉在分離器葉片作用下重新落至磨盤，與新喂入的物料一起重新粉磨，如此循環(huán)，完成粉磨作業(yè)全過程，其結(jié)構(gòu)見圖1。
1.2特點(diǎn)
(1)合理組合的磨盤、磨輥研磨曲線。盤形的磨盤和輪胎形輥套相結(jié)合．在磨盤的半徑方向形成了內(nèi)大外小的研磨區(qū)域．物料從內(nèi)到外受到的研磨力越來越大，相當(dāng)于球磨機(jī)的粗磨倉及細(xì)磨倉，起到了穩(wěn)定料層、提高粉磨效率、降低電耗、減少磨損的作用。
(2)磨輥軸承采用稀油循環(huán)強(qiáng)制潤滑和冷卻。磨輥軸承采用稀油站強(qiáng)制供油、抽油泵吸油的強(qiáng)制潤滑、冷卻方式，改善了軸承的潤滑條件，降低了軸承的工作溫度，確保磨輥軸承使用壽命。
(3)特殊的磨輥軸承密封方式。使輥軸與透蓋相對運(yùn)動(dòng)的部分與磨腔內(nèi)的含塵氣體隔離．確保磨輥軸承不進(jìn)灰，不需要密封風(fēng)機(jī)。
(4)磨輥橫軸采用滾動(dòng)軸承支撐，可以免維護(hù)。
(5)先進(jìn)的高效動(dòng)一靜態(tài)組合式分離器。降低循環(huán)負(fù)荷，提高分級效率。
(6)設(shè)計(jì)有兩臺(tái)控制磨輥碾磨壓力的液壓站和1臺(tái)可移動(dòng)的輔助油站。每臺(tái)液壓站交錯(cuò)控制兩只磨輥的研磨壓力，從而避免粉磨部件及傳動(dòng)裝置因承受過大荷載而損壞。
(7)輥套采用鑄鋼+耐磨堆焊的結(jié)構(gòu)。由于輥套直徑大，若采用高鉻鑄鐵整體鑄造，在使用中斷裂的可能性很大，所以我們對輥套采用鑄鋼+耐磨堆焊的結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備的可靠性，同時(shí)提高了修復(fù)性能，降低使用成本，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。
(8)設(shè)計(jì)具有機(jī)旁手動(dòng)、機(jī)旁自動(dòng)和中控室遠(yuǎn)程控制三種操作方式的電氣控制系統(tǒng)。從硬件和軟件上都做了相關(guān)的聯(lián)鎖，形成了一套性能可靠、完善的生料磨控制系統(tǒng)，確保粉磨系統(tǒng)長期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
(9)碾磨部分采用盤形磨盤、磨輥可用液壓裝置翻出機(jī)外檢修的輪胎型磨輥的結(jié)構(gòu)形式，更換磨輥輥套及磨盤襯板后采用楔形壓塊固定．磨機(jī)檢修空間大，檢修、維護(hù)及更換磨輥輥套、磨盤襯板十分方便。
(10)磨輥輥套能翻面使用，延長了耐磨材料的使用壽命。
(11)開機(jī)前無需在磨盤上布料，并且磨機(jī)可空載啟動(dòng)，免除開機(jī)難的煩惱。
(12)采用磨輥限位裝置，能保證磨輥與磨盤之間有一定間隙，不會(huì)產(chǎn)生金屬間的直接接觸．避免磨機(jī)土作時(shí)因斷料而產(chǎn)生的劇烈震動(dòng)。
(13)傳動(dòng)部分采用螺傘+平行軸齒輪+行星齒輪減速機(jī)，減速機(jī)的推動(dòng)盤與軸瓦間采用一瓦一泵制高壓油強(qiáng)制潤滑方式潤滑，確保減速機(jī)不會(huì)燒瓦，提高了減速機(jī)的安全性。
(14)磨輥研磨壓力采用液+氣加壓，遠(yuǎn)程控制加壓、抬輥動(dòng)作及調(diào)整壓力，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場無人操作。
(15)采用有限元分析法研究優(yōu)化磨盤座、磨輥、傳動(dòng)臂、磨輥軸等。對磨盤座、傳動(dòng)臂、磨輥軸等主要承載的大型部件進(jìn)行靜態(tài)載荷下的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算．對磨盤座、磨輥軸、輥芯還考慮了熱應(yīng)力的影響，設(shè)計(jì)出的零件應(yīng)力分布合理、形狀有利于鑄造、鍛造，從而保證了制造質(zhì)量和零件的可靠性，見圖3、圖4、圖5、圖6、圖7。
HRM4800立式磨結(jié)構(gòu)對稱．磨輥為雙數(shù)．用戶在儲(chǔ)備一定量生料的情況下，可以對檢修、更換輥套采用兩次進(jìn)行—采用對稱的兩輥運(yùn)行．同時(shí)對另外的磨輥進(jìn)行檢修，產(chǎn)量能達(dá)到正常產(chǎn)量的60%—70qv．能避免回轉(zhuǎn)窯斷料停窯，提高窯系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
13 HRM4800立式磨的主要技術(shù)參數(shù)
磨盤中徑：Ø4 800mm
磨輥直徑：Ø2 600mm
磨輥個(gè)數(shù)：4
人磨物料粒度：≤100mm
入磨物料綜合水分：≤6%
產(chǎn)量：420～500t/h
產(chǎn)品細(xì)度：R0.08≤16%
出磨風(fēng)量：Ø860 000m3／i（工況下）
出磨風(fēng)溫：90℃
人磨風(fēng)溫：250℃
主電機(jī)型號:YRKK900-6 6kV 3800kW
主減速機(jī)型號：MI,X400輸入992r/min
輸出=25.6r/min
設(shè)備重量：920 000kg
2、粉磨系統(tǒng)工藝流程及主要設(shè)備參數(shù)
粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)及流程見圖8 f使用廠實(shí)際丁藝流程圖）。
配料庫底由電子皮帶秤配料落到皮帶機(jī)2上，再落到皮帶機(jī)5上，經(jīng)除鐵器3除鐵后，再經(jīng)金屬探測器4檢測．若檢測到有較大的金屬，三通閥22將該部分物料剔除到料倉21（在開機(jī)、停機(jī)時(shí)的多余物料也可以儲(chǔ)存在該倉），若無大塊金屬的物料送人鎖風(fēng)喂料機(jī)6再入立式磨7進(jìn)行烘干粉磨。磨機(jī)正常運(yùn)行后，用電子皮帶秤將料倉21內(nèi)的物料喂到皮帶機(jī)25上．到外循環(huán)提升機(jī)8提升到皮帶機(jī)5上，經(jīng)除鐵器3除鐵后，重新喂入磨內(nèi)進(jìn)行粉磨。
由窯尾高溫風(fēng)機(jī)18排出的廢氣．在立磨系統(tǒng)風(fēng)機(jī)13及尾排風(fēng)機(jī)20的抽吸下．一部分與循環(huán)風(fēng)混合進(jìn)入立式磨．在與被立式磨粉磨的物料進(jìn)行熱交換后，帶起物料經(jīng)立式磨分離器進(jìn)行分選．細(xì)度不合格的物料重新落到磨盤上進(jìn)行粉磨．合格的物料隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)收塵器9.90%以上的粉塵被收集下來，經(jīng)過分格輪10卸入空氣輸送斜槽11．再由提升機(jī)12送人生料均化庫。出旋風(fēng)收塵器9的氣體一部分循環(huán)人磨，另一部分與窯尾高溫風(fēng)機(jī)18出口旁路的一部分廢氣混合進(jìn)入電收塵器19進(jìn)一步除塵．由尾排風(fēng)機(jī)20排人大氣。
從立式磨風(fēng)環(huán)處落下的物料落到皮帶機(jī)26上，經(jīng)除鐵器27除鐵后，到外循環(huán)提升機(jī)8提升到皮帶機(jī)5上，經(jīng)除鐵器3除鐵后，重新喂入磨內(nèi)進(jìn)行粉磨。出磨風(fēng)溫及循環(huán)風(fēng)量可通過冷風(fēng)閥16、熱風(fēng)閥15、循環(huán)風(fēng)閥14、旁路風(fēng)閥17進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行證明該粉磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)是合理的。
浙江虎山集團(tuán)有限公司HRM4800立式磨生料制備系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)見表1。
3、 HRM4800立式磨的調(diào)試及生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果
在HRM4800立式磨及其粉磨系統(tǒng)空車運(yùn)行結(jié)束后，我們與虎山集團(tuán)公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員詳細(xì)討論了負(fù)荷試車方案．詳細(xì)分析了其他大型立式磨在負(fù)荷試車過程中發(fā)生的事故，確定了：保證不出廢料（生料細(xì)度R<16%）、保證主減速機(jī)萬無一失的負(fù)荷試下方案．其中要求無論是減速機(jī)的水平振動(dòng)還是垂直振動(dòng)值．大于4mm/s報(bào)警，大于5mm/s停機(jī)，以保證減速機(jī)不出問題。
2008年10月8日,HRM4800立式磨系統(tǒng)進(jìn)行首次投料試車，由于沒有熱風(fēng)，磨機(jī)產(chǎn)量給定量為260Uh，液壓系統(tǒng)壓力為5MPa．運(yùn)轉(zhuǎn)非常順利，磨機(jī)運(yùn)行正常，振動(dòng)值在3mm/s左右，產(chǎn)品細(xì)度為Rmax為8%（在旋風(fēng)收塵器下取樣），由于是冷態(tài)試車，我們調(diào)整了風(fēng)環(huán)風(fēng)速，穩(wěn)定料層厚度，將磨機(jī)振動(dòng)值控制在3mm/s以下，很快就連續(xù)運(yùn)行了近20h,粉磨了5 000t生料，為窯系統(tǒng)點(diǎn)火投料作好了準(zhǔn)備。
2008年10月16日，窯系統(tǒng)正式點(diǎn)火投料。立式磨粉磨系統(tǒng)在有熱風(fēng)的情況下．產(chǎn)量調(diào)整到了310t/h,磨機(jī)運(yùn)行非常平穩(wěn)，加壓系統(tǒng)壓力僅為5.5M Pa,主電機(jī)電流為270A(額定電流為454A)．進(jìn)料粒度<100mm．出磨氣體溫度能保持在70℃左右，在磨輥液壓系統(tǒng)壓力為7,5MPa時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到了450t/h．產(chǎn)品細(xì)度。為14%～16%．單位產(chǎn)品電耗為13.5kWh/t．磨機(jī)振動(dòng)值小于2.5mm/s。除第一次投料試機(jī)時(shí)，由于參數(shù)調(diào)整不當(dāng)磨機(jī)振動(dòng)值瞬間超過4mm/s外．正式投料生產(chǎn)3個(gè)多月沒有出現(xiàn)過任何振動(dòng)。在研究設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)使用廠家的密切配合和精心調(diào)試下,HRM4800立式磨從第一次試生產(chǎn)開始僅用了半個(gè)月時(shí)間就達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。實(shí)際上在有熱風(fēng)的情況下，8h內(nèi)產(chǎn)量就達(dá)到了380tth的設(shè)計(jì)指標(biāo)。從目前主電機(jī)負(fù)荷情況看，該磨還有較大潛力，預(yù)計(jì)產(chǎn)量能達(dá)到480～500t/h。
表2為HRM4800立式磨運(yùn)行數(shù)據(jù)．水泥熟料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)見圖9。
4、結(jié)論
長期以來，我國5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線配套的原料立式磨幾乎全部采用進(jìn)口設(shè)備，價(jià)格昂貴、交貨期長，因此，滿足不了我國水泥工業(yè)迅猛發(fā)展的需要。HRM4800原料立式磨的成功運(yùn)行，對滿足我國水泥工業(yè)的需求提供了有力保障、不僅縮短了建設(shè)周期、降低了投資，而且為提高了使用維護(hù)的及時(shí)性，縮短了備品備件的供應(yīng)時(shí)間，降低了備品備件的價(jià)格，增加了水泥廠的利潤空間。
HRM4800立式磨研磨區(qū)域中徑為4.8m、外徑為5.6m，磨盤直徑達(dá)6.1m，能與7 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線配套粉磨原料，是國產(chǎn)最大規(guī)格的立式磨。
經(jīng)虎山集團(tuán)4個(gè)多月的生產(chǎn)運(yùn)行．在原料易磨性較差(Bond功指數(shù)為153kWh/t)的情況下，HRM4800立式磨仍然取得了臺(tái)時(shí)產(chǎn)量450t,生料系統(tǒng)電耗13 SkWh/t的先進(jìn)指標(biāo)，達(dá)到了國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
HRM4800立式磨粉磨系統(tǒng)的成功投產(chǎn)．打破了我國5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線原料立式磨長期依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，為我國水泥工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,作出了積極貢獻(xiàn)。
三門峽富通新能源銷售顆粒機(jī)、雷蒙磨、球磨機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
