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國產輥壓機現狀
中國自上世紀八十年代引進德國KHD公司輥壓機技術以來，國產輥壓機的規格，輥徑由Φ1200*500mm發展到Φ2200*2000mm，裝機功率由220kW×2發展到2400kW×2 ，配套磨機的產量由70t/h發展到350t/h；早期的輥壓機在使用中存在的問題也得到很多的改進，使用效果也有很大的提高。但其采用低壓大迴圈的控制方式及配置沒有改變，擠壓效果差，產生的細粉量很少，沒有達到輥壓機的理想效果。我們要使用好一台裝置，首先對其原理、參數、結構、工藝要有充分的認識。
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輥壓機的主要參數
1、輥壓機工作原理
輥壓機采用一對相向運動的輥子（其中一只固定輥一只活動輥），使用液壓力透過活動輥作用在拉入兩輥之間的物料上，並將其擠壓粉碎。 （其作用力約500-1500噸，液壓系統的作用非常關鍵，
要深入分析其作用機理。）
2、工作壓力
擠壓力是決定輥壓效果的最基本參數。輥壓機總力 F（kN）= n·S·Pr式中：n 一液壓缸數S 一液壓缸有效面積（m2）Pr 一液壓系統壓力（MPa）平均輥壓 Pcp（ KN/ m2）Pcp＝2F/D·Bsinα式中：D 一磨輥直徑（m） B —磨輥有效寬度（m）α---壓力角或稱咬入角（°）投影壓力PT（ KN/ m2）PT=F/B·D實際上真正對輥壓效果起作用的是最大輥壓。以兩輥中心連線為 0 度，壓力角起始於8.3 度，終止於—1.6 度，而最大尖峰壓力位於 1.5 度，尖峰壓力略大於平均壓力的2倍。
經計算國產輥壓機實際使用壓力平均輥壓在80-100Mpa，尖峰壓力也在 160-200Mpa ； 優秀的輥壓機實際使用壓力平均輥壓在160-200Mpa，尖峰壓力也在 320-400Mpa ；實際使用壓力應該根據物料性質的不同，以擠壓效果為優。
3、輥速
輥壓機的輥速有兩種表示方法：一種是以輥子圓周線速度 V 表示；另一種是以輥子轉速表示。輥子的圓周線速度與產量、功率消耗和執行的平穩性有關。輥速高， 產量也大，但過高的轉速使得輥子與物料之間的相對滑動增大，咬合不良，使輥子表面磨損加劇，對輥壓機的產量也產生不利影響。目前一般輥速在 1 - 1.75m/s 之間，也有人提出，輥速不允許超過 1.5m/s ；輥子線速度：一般在 1.0-1.7 m/s，大多在1.5-1.7m/s， 目前有2.0-2.2m/s。（轉速的選擇應以擠壓效果為優先，擠壓效果以實際取樣為準，過快的轉速，擠壓工作時間變短，裝置易於產生震動，其強大的受力變化難以控制，消耗功率但沒起到應有的擠壓效果）
4、料餅厚度
輥壓機的透過量公式為Q=3600·B·s·υ·γ（t/h）式中：B---輥壓機寬度（m）s----料餅厚度（m）υ----輥壓機線速度（m/s）γ----料餅容積比重 （t/m3）
一般料餅厚度≈0.02，如果輥壓降低料餅將變厚，這說明輥壓機能力（透過量） 將隨輥壓降低而增加。
5、控制方式
主要有 2 種：1、恒壓力，2、恒輥縫。
無論哪種方式，從液壓的原理看是不正確的，因為壓力始終波動，輥縫始終波動，僅用電器控制是做不到的。
03
輥壓機系統使用中存在問題的分析
1、輥壓機擠壓效果的分析，輥壓機出料口的細粉含量是擠壓效果的直接反應，很多企業沒有做這個分析，我們去做了並讓很多企業認識這個問題，這也是我們做事的成績。一般輥壓機出料口，細度0.9mm篩余在40-50%，細度0.08mm篩余在75-90%為多；我們取樣最好的德國伯利俢斯的輥壓機出料口細度0.9mm篩余在33%，0.08mm篩余64%，所以國產輥壓機沒有達到輥壓機的理想效果。
2、輥壓機液壓系統是提供動輥壓力擠壓物料的關鍵裝置，由油站、油缸、蓄能器、電磁閥、溢流閥、壓力表、油路、控制櫃組成。
（一） 氣囊大小、管路都要根據油缸大小進行計算 ，氣囊2大1小並聯，相當於3個都是小氣囊，大氣囊失去作用。
（二）氣囊壓力分別設定8、10、12Mpa，只能在某一個區間一個氣囊起作用，另外2個氣囊失去作用，此差壓理論首先由德國人提出，後在實踐中由於物料變化過大，沒有實作其想象中的效果，後也沒有再使用。
（三）氮氣囊壓力一般設定在系統最低壓力的60-80%較為合適，其目的為了保證系統處於最低工作壓力時，氣囊與啟閉閥之間可以保持一定的安全。 但系統工作狀態要現場檢測才能確定，如果油溫過高或過低，都說明其不在良好的工作狀態。
3、輥壓機輥縫的控制有兩種方式，一種為恒壓力控制，一種為恒輥縫控制；無論哪種方式，從液壓的原理看是不正確的，因為壓力始終波動，輥縫也始終波動，壓力表反應時間為200毫秒，透過壓力表顯示來控制油泵加、減壓，再控制油缸壓力，透過油缸壓力控制輥縫，一、滯後，二、壓差過大；不利於輥壓機穩定執行，不利於擠壓效率發揮。
4、輥壓機的進料裝置很多經過改造，目前改進的 進料裝置可以控制開度，但兩個方位控制肯定是做不到的，流量調節振幅有限且難以精確穩定控制；且另外兩個方位無法調節。
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輥壓機技術升級措施
1、更換輥壓機進料裝置，采用新型4方位進料裝置控制進料（專利技術），2個方位調節控制，合理控制物料流量， 另外2個方位可以調節左右輥縫偏差， 達到輥縫偏差在±3mm內，降低物料對輥壓機的沖擊，易於形成穩定的料層。
2、更換輥壓機液壓系統，油站、溢流閥、壓力表、蓄能器（氮氣囊）、閥件組合、增加阻尼調節閥，行程調節閥（專利技術），使得液壓系統柔性、剛性可調可控，壓力偏差在±0.5Mpa；在研發過程中大量的現場測試，使用專用高精度測壓裝置（1000HZ）采集測試數據分析，運用專用仿真軟體及復雜的數學計算模型，最終成功突破雙鍊結可調阻尼的抗震調節機構；達到液壓系統剛、柔合理。此項技術我公司 已經申請並獲得2項專利 ，仿制違法，並且只能仿其型而不能仿其實，系統及工況出現變化就無法實作相應的要求。
3、 改進輥壓機液壓PLC和進料裝置4方位的控制，采用恒功率控制，便於中控操作；配置西門子SIMATIC S7-1200,結合西門子SINAMICS 驅動產品及SIMATIC人機介面產品；CPU標配的乙太網路介面，支持PROFINET、TCP、UDP、Modbus TCP 等多種工業乙太網路通訊協定。此項技術我公司透過數學建模，在研發過程中大量的現場數據，運用專用仿真軟體及復雜的數學計算模型；並在實踐中證明。國外同類技術價格昂貴，保密。
下圖（1）（2）為1毫秒壓力曲線，一般所用壓力表顯示為200毫秒，只能顯示圖中黑線數據；圖（1）為未改造前數據，黑線（氮氣囊）壓力波動大,如超過設定壓力會導致報警跳停，細黃線（油缸壓力）下部實際不做功；圖（2）為改造後數據，細黃線密實代表做功良好，黑線壓力波動很小，達到輥壓機執行電流相對平穩；輥縫波動位移在±3mm範圍內，退快慢進平穩波動，提高輥壓機擠壓效率。
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輥壓機技術升級（采用恒功率的控制方式）
1、從輥壓機實際使用情況看，無論恒壓力控制，還是恒輥縫控制，最終想要達到的效果是輥壓機做功優，產生細粉量大；而目前在使用的輥壓機，大多數執行電流低，產生細粉量低。
2、由於物料本身變化大、迴圈控制不穩定，油缸壓力波動控制不穩定，輥縫波動控制不合理；很難達到輥壓機做功穩定，擠壓效率高。
3、我們透過各個方面的努力，透過每個環節的有效控制，再透過數學建模，在現場偵錯過程中大量的現場數據，運用專用仿真軟體及復雜的數學計算模型；采用恒功率控制，達到如下效果：
（1） 4方位進料調節，達到輥縫偏差在±3mm內；（2）輥壓機液壓柔性可調、可控，壓力偏差在±0.5Mpa；（3）采用恒功率控制方式，執行功率在額定功率的85±5% 。
出輥壓機細粉含量比原來提高3-7%，入磨比表提高40-60m2/kg，提高台時產量10-20%。如對台時產量沒有提高的需求，可提高輥壓機做功，降低磨機做功，降低綜合電耗2-5度/噸水泥。
總體效益1000萬元以上（裝置穩定性、節約電耗、系統均勻性、降低熟料用量）。
