MQG3231球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化提高磨礦效能的改造

方俊杰 張春岐

（山東黃金集團(tuán) 三山島金礦，山東 煙臺(tái) 261442）

1 改造背景

三山島金礦新立選礦廠磨礦流程為二段磨礦分級(jí)系統(tǒng)，一段由MQG3.2*3.1m球磨機(jī)與2FLG2400分級(jí)機(jī)配套，二段由兩臺(tái)并列的MQY2.1*3.0m與FX500-GK-4旋流器組成的磨礦分級(jí)系統(tǒng)。MQG3.2m×3.1m格子型球磨機(jī)電機(jī)型號(hào)為TDMK600-24，功率為600kW，電壓為6O00v。球磨機(jī)適宜的工作轉(zhuǎn)速，為該球磨機(jī)臨界轉(zhuǎn)速的78%。

近幾年選礦以科學(xué)技術(shù)為依托，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，一段磨礦處理能力已達(dá)100萬(wàn)噸，選礦單位能耗為14.18kw.h/t，磨礦能耗為6.69kw.h/t。我們對(duì)MQG3.2*3.1m球磨機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了大量研究及檢測(cè)，磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不僅礦物硬度和粒度、pH值、磨機(jī)類型等都對(duì)磨礦效能有直接影響，而且球磨機(jī)磨礦效能除與選礦工況條件外，還與設(shè)備自身結(jié)構(gòu)型式有著密切關(guān)系。MQG3.2*3.1m球磨機(jī)的負(fù)荷逐年增高，因此對(duì)磨礦設(shè)備提出了更高的要求，球磨機(jī)帶來(lái)一系列的影響也逐漸凸現(xiàn)，具體表現(xiàn)在：

第一，球磨機(jī)格子板開(kāi)孔率偏小、只有8.78%，影響球磨機(jī)通過(guò)量，生產(chǎn)能力受到較大的制約。襯板壽命及使用周期相對(duì)變短，使用周期較低，只有6個(gè)月。

第二，襯板磨損嚴(yán)重，達(dá)到6個(gè)月時(shí)少部分襯板只有1.0cm，部分襯板斷裂，極易損傷筒體。斷裂沖擊作用表現(xiàn)在：鋼球強(qiáng)烈沖擊在襯板上致使筒體襯板經(jīng)常斷裂，結(jié)束了襯板的壽命。有大量鋼球沖擊襯板的痕跡，并且在襯板問(wèn)題上看到“金屬流”。經(jīng)常用降低襯板的硬度和加厚襯板的方法來(lái)緩解這種現(xiàn)象。但是這種方法雖然可以阻止襯板斷裂，可是還會(huì)造成大量的“金屬流”。這種金屬流對(duì)鑄造廠的壓力甚至比襯板斷裂還要嚴(yán)重，盡管襯板并沒(méi)有斷裂。當(dāng)時(shí)的控制方式是以非常的高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，使鋼球直接沖擊襯板，加重了這種結(jié)果。

第三，球磨機(jī)格子板靠近給料喇叭口處襯板磨蝕大，襯板使用周期（6個(gè)月）內(nèi)得多次處理，造成非正常停車，影響磨機(jī)作業(yè)率，全年作業(yè)率為96.53%。

第四，磨礦介質(zhì)鋼球配級(jí)需要調(diào)整，否則影響磨礦效率。

2 優(yōu)化磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、提高球磨機(jī)效能的技術(shù)改造

2.1 襯板材質(zhì)的選擇

球磨機(jī)新襯板村質(zhì)試驗(yàn)：新型ZGMn13-2，與生產(chǎn)廠家淄博（山東中鋁集團(tuán)）進(jìn)行了協(xié)商，新襯板進(jìn)行了耐磨生產(chǎn)試驗(yàn)。球磨機(jī)襯板除了承受研磨體與物料的沖擊和磨損之外，還有提升研磨體的作用。隨著物料粉磨技術(shù)的快速發(fā)展，球磨機(jī)趨于大型化，對(duì)襯板材料的性能提出了更高的要求，提高其耐磨性重點(diǎn)研究的課題，目前廣泛應(yīng)用的襯板材料主要有高錳鋼、合金耐磨鋼、高鉻鑄鐵。ZGMn13-2高錳鋼應(yīng)用廣泛，但多限于沖擊大、應(yīng)力高、磨料硬的情況下而且其屈服強(qiáng)度低、易于變形。低、中合金耐磨鋼是以硅、錳為基礎(chǔ)，加入鉻、鉬、鎳以及其它微量元素而發(fā)展起來(lái)的，具有較好的強(qiáng)韌性，低，中沖擊載荷下的耐磨性優(yōu)于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的不足，耐磨性較差。高鉻鑄鐵組織中含有超過(guò)20%的高硬度共晶碳化物，具有優(yōu)異的耐磨性，但有合金元素含量高、生產(chǎn)成本高及高溫?zé)崽幚硪鬃冃魏烷_(kāi)裂的不足，普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵碳化物硬度低，碳化物呈連續(xù)狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開(kāi)裂。

廠家用線切割機(jī)在襯板本體上切取試樣，檢測(cè)襯板的強(qiáng)度、韌性和硬度。試樣010 FniIl×130 mrll。沖擊韌性試驗(yàn)在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。有預(yù)制裂紋的試樣在MTS New810試驗(yàn)機(jī)測(cè)斷裂韌性。新襯板材料具有良好的強(qiáng)韌性和高硬度，是一種性能優(yōu)良的耐磨材質(zhì)。

工業(yè)性生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)歷時(shí)4320小時(shí)，稱重測(cè)算磨損率，新襯板磨損率48.29g／t，而原襯板磨損率50.26g／t，磨損率降低了4.07%。新球磨機(jī)襯板用量比較，新襯板成本更低、運(yùn)費(fèi)少、總價(jià)格低。襯板材質(zhì)的優(yōu)化對(duì)于降低成本、減少消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益是必然途徑。

2.2 襯板類型的改造

我廠MQG3.2m×3.1m球磨機(jī)的筒體襯板都是長(zhǎng)條形的，這種襯板造型簡(jiǎn)單，不帶螺栓孔。但是襯板規(guī)格相對(duì)較少，有6種。襯板數(shù)量有筒體襯板131塊，端襯板16塊，大小格子板16塊。其安裝方式是每路由兩種長(zhǎng)度的三個(gè)襯板組成，按襯板一長(zhǎng)一短標(biāo)配，依次沿簡(jiǎn)體周長(zhǎng)排列成階梯形狀。每路兩塊狀襯板中間是鍥形壓條，其借助于螺栓固定于簡(jiǎn)體中。更換一套襯板往往需要3d左右時(shí)間，而且這種襯板在使用過(guò)程中，襯板厚度相對(duì)來(lái)說(shuō)偏小130mm，磨去60mm后，壓條螺栓磨損，條形襯板就容易掉下來(lái)，既磨損簡(jiǎn)體，叉易造成礦漿泄漏，給安全文明生產(chǎn)帶來(lái)了不利的影響。

采用波浪形溝槽襯板。由于磨礦負(fù)荷較大，條形襯板相對(duì)較薄，周期短，這種襯板通過(guò)螺栓直接固定在簡(jiǎn)體上，而且這種形狀的襯板有能力把磨礦介質(zhì)提升到較高的高度，從而增強(qiáng)介質(zhì)的沖擊能力，提高球磨機(jī)的生產(chǎn)能力 這套波浪形襯板規(guī)格只有5種，數(shù)量也只有131塊。且相鄰兩塊襯板的一邊設(shè)計(jì)成斜邊，有效地減少了礦漿環(huán)流對(duì)球磨機(jī)簡(jiǎn)體的磨蝕。原襯板平均厚度為130mm，考慮到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期將襯板厚度加大至150mm，由于襯板數(shù)量少，仍然拆裝方便，因此現(xiàn)在安裝一套波浪形襯板只需2d左右。和原來(lái)相比節(jié)省了10%的檢修時(shí)間，同時(shí)大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。

磨機(jī)原采用的格子板是襯板孔剖面為錐形孔，格子板厚度為110mm，孔徑為18/24mm，在使用中發(fā)現(xiàn)格子板存在排礦不暢的缺陷，錐形孔的排布不利于聚集在排礦端附近的難磨粒子(頑石)及時(shí)排出，使得磨機(jī)排料粒度很細(xì)，返砂粒度也較細(xì)，在處理量超過(guò)120噸以上時(shí)很容易“脹肚”，通過(guò)計(jì)算，原格子板的開(kāi)孔率僅為8.78%。為此，我們與生產(chǎn)廠家及時(shí)聯(lián)系論證，同時(shí)組織車間專業(yè)人員到上海東蒙、山東中鋁集團(tuán)考察，最后將出料格子板孔的排列方式進(jìn)行了優(yōu)化，將格子板孔徑由原18/24擴(kuò)大為20/26，開(kāi)孔率提高5.12%，但采用這種措施后，球磨機(jī)，平均負(fù)荷501kW，在充填率為44.2%的情況下，在磨礦指標(biāo)優(yōu)化的情況下處理礦量平均能達(dá)到125噸，提高了2.45%。磨礦產(chǎn)品粒度-74μm仍然占44-48%。 現(xiàn)在的球磨機(jī)大格子板（8塊），小格子板（8塊），通過(guò)對(duì)3.2m×3.1m格子型球磨機(jī)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)使用改進(jìn)后的襯板及增加開(kāi)孔率后的球磨機(jī)臺(tái)效提高了2.01t／h，鋼球單耗下降了 0.01kg／t礦，同時(shí)單位村板費(fèi)用下降了 0.086 元／t礦。

2.3 鋼球充填級(jí)配與充填率的優(yōu)化

考慮到了磨機(jī)的直徑較大，對(duì)鋼球的抗沖擊性有較高的要求，選用了電爐生產(chǎn)的多元合金鑄造鋼球，但在停車檢查中發(fā)現(xiàn)，這種鑄球仍然存在一定的破碎現(xiàn)象，碎球占用了不少的充填率和能量消耗。為此我們將鑄造鋼球改為鍛造鋼球，鍛造鋼球的碎球率大大降低。同時(shí)采取的另一項(xiàng)措施是定期清除返回皮帶上的碎鋼球，使磨機(jī)排出的碎球不再進(jìn)入循環(huán)，進(jìn)一步提高磨礦介質(zhì)的效率。

鋼球配比由原 ф100：ф80：ф60=4：3：3，調(diào)整為 ф120：ф100：ф80：ф60=1：5：4：3。 充填率由原 42.18%調(diào)整至 44.06%。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)球磨機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造，整個(gè)磨礦作業(yè)率提高1.26%，磨機(jī)利用系數(shù)進(jìn)一步提高0.02 t/m3臺(tái)時(shí)。襯板壽命延長(zhǎng)19天，選礦規(guī)模化與設(shè)備大型化總是唇齒相依。一臺(tái)球磨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)固然與外部生產(chǎn)工藝控制因素，如粒度、磨礦分級(jí)參數(shù)等有很大的關(guān)系，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)磨礦效能的作用同等重要，據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，適當(dāng)提高格子型球磨機(jī)開(kāi)孔率，合理選用抗磨材料、改進(jìn)襯板的結(jié)構(gòu)型式及安裝工藝，以及內(nèi)部鋼球級(jí)配調(diào)整等入手改造，實(shí)現(xiàn)了磨礦效能的最優(yōu)化。因此，在選礦生產(chǎn)過(guò)程中，降低磨損材料消耗，創(chuàng)造球磨機(jī)最佳工作狀態(tài)，是提高磨礦效能，提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。