01
国产辊压机现状
我国自上世纪八十年代引进德国KHD公司辊压机技术以来，国产辊压机的规格，辊径由Φ1200*500mm发展到Φ2200*2000mm，装机功率由220kW×2发展到2400kW×2 ，配套磨机的产量由70t/h发展到350t/h；早期的辊压机在使用中存在的问题也得到很多的改进，使用效果也有很大的提高。但其采用低压大循环的控制方式及配置没有改变，挤压效果差，产生的细粉量很少，没有达到辊压机的理想效果。我们要使用好一台设备，首先对其原理、参数、结构、工艺要有充分的认识。
02
辊压机的主要参数
1、辊压机工作原理
辊压机采用一对相向运动的辊子（其中一只固定辊一只活动辊），使用液压力通过活动辊作用在拉入两辊之间的物料上，并将其挤压粉碎。 （其作用力约500-1500吨，液压系统的作用非常关键，
要深入分析其作用机理。）
2、工作压力
挤压力是决定辊压效果的最基本参数。辊压机总力 F（kN）= n·S·Pr式中：n 一液压缸数S 一液压缸有效面积（m2）Pr 一液压系统压力（MPa）平均辊压 Pcp（ KN/ m2）Pcp＝2F/D·Bsinα式中：D 一磨辊直径（m） B —磨辊有效宽度（m）α---压力角或称咬入角（°）投影压力PT（ KN/ m2）PT=F/B·D实际上真正对辊压效果起作用的是最大辊压。以两辊中心连线为 0 度，压力角起始于8.3 度，终止于—1.6 度，而最大尖峰压力位于 1.5 度，尖峰压力略大于平均压力的2倍。
经计算国产辊压机实际使用压力平均辊压在80-100Mpa，尖峰压力也在 160-200Mpa ； 优秀的辊压机实际使用压力平均辊压在160-200Mpa，尖峰压力也在 320-400Mpa ；实际使用压力应该根据物料性质的不同，以挤压效果为优。
3、辊速
辊压机的辊速有两种表示方法：一种是以辊子圆周线速度 V 表示；另一种是以辊子转速表示。辊子的圆周线速度与产量、功率消耗和运行的平稳性有关。辊速高， 产量也大，但过高的转速使得辊子与物料之间的相对滑动增大，咬合不良，使辊子表面磨损加剧，对辊压机的产量也产生不利影响。目前一般辊速在 1 - 1.75m/s 之间，也有人提出，辊速不允许超过 1.5m/s ；辊子线速度：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。（转速的选择应以挤压效果为优先，挤压效果以实际取样为准，过快的转速，挤压工作时间变短，设备易于产生震动，其强大的受力变化难以控制，消耗功率但没起到应有的挤压效果）
4、料饼厚度
辊压机的通过量公式为Q=3600·B·s·υ·γ（t/h）式中：B---辊压机宽度（m）s----料饼厚度（m）υ----辊压机线速度（m/s）γ----料饼容重 （t/m3）
一般料饼厚度≈0.02，如果辊压降低料饼将变厚，这说明辊压机能力（通过量） 将随辊压降低而增加。
5、控制方式
主要有 2 种：1、恒压力，2、恒辊缝。
无论哪种方式，从液压的原理看是不正确的，因为压力始终波动，辊缝始终波动，仅用电器控制是做不到的。
03
辊压机系统使用中存在问题的分析
1、辊压机挤压效果的分析，辊压机出料口的细粉含量是挤压效果的直接反应，很多企业没有做这个分析，我们去做了并让很多企业认识这个问题，这也是我们做事的成绩。一般辊压机出料口，细度0.9mm筛余在40-50%，细度0.08mm筛余在75-90%为多；我们取样最好的德国伯利俢斯的辊压机出料口细度0.9mm筛余在33%，0.08mm筛余64%，所以国产辊压机没有达到辊压机的理想效果。
2、辊压机液压系统是提供动辊压力挤压物料的关键设备，由油站、油缸、蓄能器、电磁阀、溢流阀、压力表、油路、控制柜组成。
（一） 气囊大小、管路都要根据油缸大小进行计算 ，气囊2大1小并联，相当于3个都是小气囊，大气囊失去作用。
（二）气囊压力分别设置8、10、12Mpa，只能在某一个区间一个气囊起作用，另外2个气囊失去作用，此差压理论首先由德国人提出，后在实践中由于物料变化过大，没有实现其想象中的效果，后也没有再使用。
（三）氮气囊压力一般设置在系统最低压力的60-80%较为合适，其目的为了保证系统处于最低工作压力时，气囊与启闭阀之间可以保持一定的安全。 但系统工作状态要现场检测才能确定，如果油温过高或过低，都说明其不在良好的工作状态。
3、辊压机辊缝的控制有两种方式，一种为恒压力控制，一种为恒辊缝控制；无论哪种方式，从液压的原理看是不正确的，因为压力始终波动，辊缝也始终波动，压力表反应时间为200毫秒，通过压力表显示来控制油泵加、减压，再控制油缸压力，通过油缸压力控制辊缝，一、滞后，二、压差过大；不利于辊压机稳定运行，不利于挤压效率发挥。
4、辊压机的进料装置很多经过改造，目前改进的 进料装置可以控制开度，但两个方位控制肯定是做不到的，流量调节幅度有限且难以精确稳定控制；且另外两个方位无法调节。
04
辊压机技术升级措施
1、更换辊压机进料装置，采用新型4方位进料装置控制进料（专利技术），2个方位调节控制，合理控制物料流量， 另外2个方位可以调节左右辊缝偏差， 达到辊缝偏差在±3mm内，降低物料对辊压机的冲击，易于形成稳定的料层。
2、更换辊压机液压系统，油站、溢流阀、压力表、蓄能器（氮气囊）、阀件组合、增加阻尼调节阀，行程调节阀（专利技术），使得液压系统柔性、刚性可调可控，压力偏差在±0.5Mpa；在研发过程中大量的现场测试，使用专用高精度测压装置（1000HZ）采集测试数据分析，运用专用仿真软件及复杂的数学计算模型，最终成功突破双通道可调阻尼的抗震调节机构；达到液压系统刚、柔合理。此项技术我公司 已经申请并获得2项专利 ，仿制违法，并且只能仿其型而不能仿其实，系统及工况出现变化就无法实现相应的要求。
3、 改进辊压机液压PLC和进料装置4方位的控制，采用恒功率控制，便于中控操作；配置西门子SIMATIC S7-1200,结合西门子SINAMICS 驱动产品及SIMATIC人机界面产品；CPU标配的以太网接口，支持PROFINET、TCP、UDP、Modbus TCP 等多种工业以太网通信协议。此项技术我公司通过数学建模，在研发过程中大量的现场数据，运用专用仿真软件及复杂的数学计算模型；并在实践中证明。国外同类技术价格昂贵，保密。
下图（1）（2）为1毫秒压力曲线，一般所用压力表显示为200毫秒，只能显示图中黑线数据；图（1）为未改造前数据，黑线（氮气囊）压力波动大,如超过设定压力会导致报警跳停，细黄线（油缸压力）下部实际不做功；图（2）为改造后数据，细黄线密实代表做功良好，黑线压力波动很小，达到辊压机运行电流相对平稳；辊缝波动位移在±3mm范围内，退快慢进平稳波动，提高辊压机挤压效率。
05
辊压机技术升级（采用恒功率的控制方式）
1、从辊压机实际使用情况看，无论恒压力控制，还是恒辊缝控制，最终想要达到的效果是辊压机做功优，产生细粉量大；而目前在使用的辊压机，大多数运行电流低，产生细粉量低。
2、由于物料本身变化大、循环控制不稳定，油缸压力波动控制不稳定，辊缝波动控制不合理；很难达到辊压机做功稳定，挤压效率高。
3、我们通过各个方面的努力，通过每个环节的有效控制，再通过数学建模，在现场调试过程中大量的现场数据，运用专用仿真软件及复杂的数学计算模型；采用恒功率控制，达到如下效果：
（1） 4方位进料调节，达到辊缝偏差在±3mm内；（2）辊压机液压柔性可调、可控，压力偏差在±0.5Mpa；（3）采用恒功率控制方式，运行功率在额定功率的85±5% 。
出辊压机细粉含量比原来提高3-7%，入磨比表提高40-60m2/kg，提高台时产量10-20%。如对台时产量没有提高的需求，可提高辊压机做功，降低磨机做功，降低综合电耗2-5度/吨水泥。
总体效益1000万元以上（设备稳定性、节约电耗、系统均匀性、降低熟料用量）。
