烟台兴吴山水水泥有限公司现有一条3200t/d的熟料生产线，配套的生料立磨型号为CRM4004，磨机的设计台时产量为280t/h，配套磨机主电机的功率为2500kW。该立磨的研磨部分由四个独立的磨辊和磨盘组成，磨盘下设有刮料装置，一个液压站通过DCS中央控制系统和供油管路控制磨辊的抬升、下落以及生产过程中研磨压力的设定。
现生料磨的四个磨辊共用一个液压站，由同台泵供油，受生产现场以及磨辊布置形式所限，因此四个磨辊的液压供油管路长短不一。在相同流量流速的情况下，液压供油管路短的油缸的供油量较其他供油管路长的油量大，液压供油管路长的供油量小，因此导致四个油缸抬升速度不一致，油缸加载不同步现象比较严重，主要体现在磨辊在抬升到上限位的过程中，液压供油管路短、抬升速度快先到设定上限位的磨辊首先触发接近开关并发出磨辊抬升到位的信号，此磨辊虽发出信号但仍连接着液压站，在等待其他抬升速度较慢的磨辊抬升到各自上限位时，液站持续工作给该供油，持续供油导致活塞杆还要伸出一段长度从而达到活塞杆伸出的最大值，致使磨辊抬升到最高位。待全部磨抬升到位且全部发出上限位信号后液压站停止工作，出现最后抬升到位的磨辊高度为设定的上限位，其他先到上限位的磨辊抬升到最高位，从而最终出现四个磨辊的抬升高度不一致的情况。
原生料磨系统漏风严重，影响了窑系统的氧含量不利于回转窑的煅烧，另外降低了生料磨的台时造成生料磨的电耗升高，主要的漏风点为外排刮料仓下料口和磨辊密封处。为了降低生料磨的系统漏风，参考别家公司的成功经验在刮料仓下料口处安装了无动力锁风阀，并对四个磨辑的密封形式进行了改造，由原来四个边的密封条密封改成了环形可伸缩软连接的密封形式。通过改造磨辊处的漏风得到彻底解决，降低了系统漏风量，但因辊抬升高度不一致导致后期使用过程中出现密封软连接脱落撕裂或压损，密封使用效果不好的情况。
通过查看生料立磨液压控制原理图(见图1)分析原因如下：四个磨辊油缸共用一台液压站，磨辊抬升速度的控制由一个电磁阀和同一个节流阀控制。液压站开启油泵工作后液压油进入供油管路因到各磨辊油缸的供油管路长度不同且无控制阀控制各油缸的供油速度，所以无法单独对每个油缸的供油流量进行有效调节，从而造成每个油缸活塞杆的伸出和回缩速度以及最终伸出长度存在不同，最终体现在磨辊的抬升速度以及高度的不一致。
为保证生料磨抬辊时抬辊速度一致、抬辊到上限位后油缸停止动作就可解决上述问题，针对上述问题通过讨论分析得出以下几个初步的改造方案：
方案1：将磨辊的上限位全部设定为最高值，也就是活塞杆伸出长度最大；
方案2：改造液压站实现四个油缸的单独控制磨辊抬升到上限位后油缸不再动作；
方案3：改造液压管路，使四个磨辊的供油管路的长度尽量一样，确保供油速度一致；
方案4：对磨辊油缸进行改造，改造油缸活塞的轴向尺寸，将油缸的活塞轴向尺寸加大，确保活塞杆全部伸出后磨辊在设定的上限位。
上述四个方案的具体改造方案及实施如下：
方案1：首先调整磨辊上限位开关的位置，将四个磨辊的限位开关设定在磨辊抬升的最大位置，也就是四个磨辊油缸的活塞杆全部伸出后磨辊最终抬升到最大高度。其次根据油缸活塞的伸出长度，确定密封软连接的尺寸，加工制作新的密封软连接，制作每个软连接的费用为1.1万元，加工4个软连接的费用总共为4.4万元。
方案2：拆除原液压站，根据实现功能要求定制新液压站，实现能分四路对磨辊油缸分别进行供油通过对油泵的控制达到抬辊速度和抬辊高度的致，
方案3：利用原液压站，对原液压供油管路进行改造，现场重新制作加工布置供油管路，减少各液压供油管路长度的差异，确保抬辊速度一致。加工液压供油管路及接头的费用共1.3万元。
方案4：首先测量磨辊达到设定上限位后活塞的伸出长度，计算出活塞距离有杆腔端盖的尺寸拆卸油缸，将油缸的活塞轴向尺寸进行加大或者制作定距环，确保活塞全部伸出后达到设定的上限位处。
通过对几个方案进行论证以及实施，基于公司生产现状发现上述几个方案存在以下不足：
方案1：磨辊位移全部设定为最大上限后磨辊的抬辊时间大大延长，不利于非正常情况下的快速抬辊，对生料磨减速机的安全运转存在一定的危险性，且因密封软连接长度过长在磨辊降下后出现软连接下部被挤压损坏的情况，从而导致密封损坏漏风，增加更换密封的备件费用。
方案2：改造液压站虽能解决上述问题，但存在投入资金大，更换液压站工程量大，改造时间长且需要长时间停机的问题。
方案3：改造供油管路后虽能保证四个磨辊抬辊时间差相对小些，但仍存在抬辊高度不一致的现象，所以问题没有得到根本解决。
方案4：改造后能实现设定上限位的一致，但存在不能随着磨辊上限位设定值改变而改变的问题且需要停机进行改造，造成停机时间长、施工工程量大、投入资金较多的问题。
结合上面四个方案的特点，通过进一步的论证做出如下改造方案：
首先，按照方案3进行液压供油管路的改造，确保从液压站到四个磨辊油缸截止阀之间的主液压供油管路长度基本一致；其次，对磨辊油缸截止阀到油缸之间的液压油管路进行改造，在每个磨辊油缸的液压供油或回油管路上加装电控阀，电控阀为常开状态且线圈电压符合磨机控制系统要求，电控阀的控制点接入磨机DCS中央控制系统。在某个到达上限位且发出到达上限位的信号后，DCS中央控制系统发出指令相应这个磨辊的电控阀动作使其油缸供油或回油管路关闭，油缸有杆腔或无杆腔的油不再流动活塞不再动作从而油缸停止动作，使磨辊保持在设定的上限位处。待四个磨辊全部到达设定的上限位且发出信号后，DCS中央控制系统收到全部备妥具备开机条件的信号后，电控阀再次动作全部打开处于常开状态确保供油管路的畅通具备磨机投料条件。
按照上述方案结合现场供油管路布置及管径大小，改造初期我们将电控阀安装在磨辊油缸有杆腔的液压回油管路上，液压站运行加压后磨辊抬起，抬升到设定的上限位后电控阀动作有杆腔的回油管路关闭，但随着液压站的持续工作，该磨辊仍然继续抬升到最高位置后停止，从而导致改造失败。
通过再次分析原因发现：电控阀关闭后液压缸有杆腔的油虽不能回到油箱，但可以通过连接管路进入氮气囊蓄能器，持续给蓄能器加压，从而磨辊可以继续拾升至最高位。找到原因后我们将电控阀拆卸下来，加工制作法兰重新安装在油缸无杆腔侧的供油管路上。液压站运行加压后磨辊抬升至上限位处，接近开关发出信号，DCS中央控制系统控制电控阀动作，无杆腔供油管路关闭磨辊抬升至上限位处即停止，至此达到了预期效果改造最终获得成功。
改造费用为：供油管路1.3万元；电控阀每个约0.43万元；焊接法兰每个约200元；施工费0.18万元，改造费用合计约3.36万元。
改造后，通过新加装电控阀的控制，保证磨辊油缸活塞杆能在设定的磨辊上限位处停止动作，确保四个磨辊抬辊高度一致，从而可以使用合适长度的软连接，软连接不会因长度不够出现因抬辊高度过高而被撕裂，或者降辊后不会出现因
密封软连接长度过长造成的挤压损坏，从而保证了磨辊密封的使用效果，避免了磨辊处的漏风，确保系统氧含量控制由5.3%降低到4.9%以下，生料磨台时提高系统功率因此下降约50kW，年可增效约12万元。
作者：赵 磊,刘红宁,马艳平,王 晓，单位：烟台兴昊山水水泥有限公司 ，来源：水泥工程2025年第一期
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