半自磨機襯板的開發

王曦岳，魏麗紅

（攀鋼礦業公司設備修造總廠，四川 攀枝花 617000）

1 引言

半自磨機是部分利用礦石自身、部分利用鋼球作為磨礦介質進行磨礦的設備，從能量有效利用的觀點，采用半自磨機磨礦，能耗是比較高的。但半自磨機替代了中細碎作業、篩分作業、礦石轉運環節，使流程縮短，減少了粉塵產生，總的來說投資節省，運行成本降低，對環境影響小。同時，礦石的剝蝕研磨主要靠礦石自身，鋼球消耗低，對后續浮選作業的化學或電化學影響小，因而越來越引起人們的關注。

目前白馬選礦二期安裝了三臺半自磨機，襯板需求量在1850t左右，三期還將裝三臺半自磨機，襯板需求量在1950t左右，襯板需求量大。白馬半自磨機使用半年來，由于工況惡劣，襯板的消耗量非常大，而目前攀西地區沒有生產半自磨襯板的廠家，因此物資處必須外地采購，而采購的價格高，襯板廠家供貨周期也很長，所供襯板使用壽命也較短。第一次采用半自磨機襯板配套生產廠家中信重工的襯板不足三個月出現排料端襯板90%斷裂，進料端50%斷裂，對公司半自磨生產造成較大制約。

設備修造總廠從上世紀九十年代末開始生產選礦耐磨件，從2000年開始承包選礦廠球磨機襯板的生產，同時近些年還進行了高鉻錘頭、高鉻隔膜閥、葉輪等產品的研制開發，滿足了我公司選礦、采礦等生產過程對耐磨鑄件的需求，在適應釩鈦磁鐵礦生產工藝的耐磨材料生產方面積累了較豐富的經驗。現準備開發半自磨機用襯板，實現產品多元化，以滿足公司1500工程需要。

目前半自磨機的襯板主要有耐磨橡膠襯板、高錳鋼耐磨襯板等，云南大紅山銅礦采用的是高沖擊的高錳鋼襯板，使用周期為3個月，白馬選礦半自磨機用的襯板相比目前我廠生產的球磨機襯板比較大、重而且長、厚，對生產工藝的要求較高，要預防變形以及收縮等鑄造缺陷。

2 產品試制情況

為了配合白馬半自磨襯板的裝機時間，我廠必須在2010年11月中旬試生產出四種規格的筒體襯板各2件，11月底生產出大格子板2件，小格子板6件。因此，專門制定了一個襯板試生產的網絡計劃如圖1、2。

圖1 筒體襯板試制網絡計劃

圖2 格子板試制網絡計劃

根據白馬半自磨工作狀況及原機襯板（材質為鉻鉬鋼）的使用情況，決定采用改型高錳鋼材料生產半自磨襯板，以確保使用周期在4個月以上。由于半自磨筒體襯板長度分別為1940mm（兩種）、1630mm（兩種），寬度均為466mm，最高高度分別為245mm（兩種）、175mm（兩種），四種筒體襯板的重量分別為870kg、680kg、570kg、730kg。襯板長，容易變形，重量高（現在我廠生產的消失模鑄件最重的僅為320kg），容易產生鑄造缺陷。在試生產過程中，鑄件工作面出現多肉（瘤）、安裝面出現縮孔、變形、脹箱、熱處理后氣割澆冒口出現裂紋等鑄造缺陷。因此在后續工藝的改進上，在埋箱時加方鋼冷鐵壓住模型防止變形及加強孔眼砂的緊實度防止多肉（瘤）產生；在澆注系統中加設冒口用以補縮防止出現縮孔；澆注過程中控制澆注速度及澆注溫度；控制負壓；根據鑄件材質特點，浸水切割澆冒口等措施將鑄造缺陷降低到了最小。同時，隨爐做試塊，與鑄件一起熱處理后，模擬半自磨機襯板的使用工況（大球砸在襯板上），通過空氣錘對試塊進行多次沖擊，試塊無裂紋，沖擊韌性非常好，證明材質的選擇是符合半自磨機工況的。同步制作標準試塊送權威機構進行檢測，沖擊吸收能量K達到了152－158J，達到了高錳鋼的國家標準（147J）。根據襯板材質及厚度，制定了襯板的熱處理工藝，避免厚大鑄件在熱處理過程中出現裂紋。經過各方的共同努力，2010年11月中旬成功試生產出四種規格的筒體襯板各2件，共計8件；2010年11月底成功試生產出大格子板2件，小格子板6件。

試生產中出現的問題見圖3、4。

圖3 試生產過程中出現的鑄造缺陷

圖4 試生產中出現的縮孔

3 試制產品安裝情況

根據白馬選礦廠統籌安排，設備修造總廠試生產的3塊筒體襯板和6塊格子板安裝到自磨機上運行，并與中信重工、南輝科技兩家產品進行了對比試驗。安裝情況如表1。

安裝時，設備修造總廠工程技術人員與白馬選廠半自磨車間技術人員一起進行了實物測量，經測量發現，設修廠格子板厚度75mm（圖紙要求為75mm），而南輝格子板厚度為80mm。其它產品尺寸基本一致。

表1 襯板與格子板安裝情況

4 工業性試驗及與其它兩家使用狀況比較

從2010年11月29日安裝第一塊襯板開始，設備修造總廠一直重點關注研發襯板試用情況，并與其它兩家襯板進行比較，4月12日公司科質部、設備修造總廠、白馬選礦廠半自磨車間相關技術人員還一同對中信重工、南輝科技、設備修造總廠換下的襯板進行了檢查。具體情況見表2:

試制產品及工業性試驗部分圖片見圖5、6、7、8、9。

表2 筒體與格子板使用情況對比

圖5 設備修造總廠試制半自磨機筒體襯板

圖6 設備修造總廠試制半自磨機格子板

圖7 中信重工原機配套筒體襯板和格子板質量均較差，使用一個多月后排料端襯板90%斷裂，進料端50%斷裂。格子板漏格、裂紋現象較普遍。

圖8 設備修造總廠試制格子板使用三個月后磨損正常，無斷格現象。有1件格子板在尾部邊沿有一道裂紋，裂紋長度為30mm，由于裂紋在邊沿處，可焊補，并不影響繼續使用，白馬將繼續使用。

圖9 南輝公司僅安裝一塊筒體襯板，使用不到兩個月出現兩端掉塊（約130＊150＊100mm），而且襯板出現兩條約140mm長的貫穿性裂紋，產品基本報廢；

從使用情況來看，可以得出以下兩點結論:

（1）設備修造總廠試制半自磨機筒體襯板、格子板試用情況正常，性能明顯優于中信重工提供的半自磨機襯板。

（2）設備修造總廠試制半自磨機筒體襯板、格子板的使用性能略優于南輝公司產品。

5 批量生產

試制襯板通過工業性試驗結果后，隨即我廠根據白馬的生產需求情況，開始了襯板的批量生產。經過在芨芨坪和萬年溝兩臺7.32m半自磨機上兩年多的使用，襯板的平均使用壽命基本達到了6－8個月，是原機襯板壽命的兩倍以上，襯板滿足半自磨機的工況要求，為公司創效1353萬元／年。

6 結束語

半自磨機襯板的開發成功不僅可以有效的保證公司半自磨機的正常生產，而且可以調整我廠產品結構，適應市場的需求，是一個雙贏的發展。