TRIZ理論在選礦工程中的應用

韋鳳珍

(海南礦業公司選礦廠，海南 昌江 572700)

TRIZ理論在選礦工程中的應用

韋鳳珍

(海南礦業公司選礦廠，海南 昌江 572700)

利用TRIZ理論中的物-場模型法,解決SLON-1750/2500強磁機介質盒的清冼問題；利用沖突矩陣法,解決HP4破碎機主機架座墊脫落問題。

TRIZ;物-場模型法；介質盒清冼；沖突矩陣法；座墊脫落

創新方法(TRIZ)理論是通過改變思考問題的方式來解決技術問題、發明問題，是解決工程技術問題的一條新途徑[1-3]。筆者應用創新理論的其中兩種方法，通過問題描述—導出矛盾—進一步分析問題—形成解決方案，解決了兩項生產技術難題。經過實踐證明，工況企業也可應用TRIZ方法解決生產實際技術難題[4]。

1 物-場模型應用實例

項目名稱： SL0N-2500強磁機介質盒的清冼問題。

物-場模型法：先描述問題，為了實現某種功能，再建立多個物-場模型，通過組建三個基本元件，形成有效完整系統，實現理想功能，從而找出解決問題的方法。

1.1 描述問題

介質盒是強磁機的主要部件，在磁場的作用下，起著提取磁性礦物的作用。但在設備運轉過程中，介質盒經常會堵塞及斷絲。遭阻塞的介質盒中含有三種物質: 斷絲、粒級大且含Fe強磁性礦物、粘性物質。已堵塞的介質盒如圖1所示。

圖 1 阻塞的介質盒

介質盒在設備運轉時，從上部旋轉至下部(圖2)，不同位置受力不同。受力分析見圖3、圖4。

1-介質盒在上部;2-介質盒在下部;3-激磁線圈

圖 3 介質盒運轉至上部的受力圖

圖 4 介質盒運轉至下部的受力圖

當介質盒運轉至上部時，主要受到三個力作用：沖冼水壓P1、重力G1和剩磁力Fr1。阻塞在介質盒中的物質主要是吸附在內部的粘性物質。當介質盒運轉至下部時，主要受到三個力作用：沖冼水壓P1，重力G2和磁力Fr2。阻塞在介質盒中的物質主要是粒級大且含Fe強磁性礦物，若能去除粒級大且含Fe強磁性礦物與粘性物質，介質盒能減少斷絲現象。

1.2 物—場模型分析

兩個目的： 1)將粒級大且含Fe強磁性礦物從細粒級礦物中分離出來；2)清冼介質盒內的粘性物質。

1.2.1 目的1

1)分析S1為細粒級礦物，S2為=粒級大且含Fe強磁性礦物。

分析：該模型只有兩個元件，為非完整模型，需引入能源F組成一個完整模型。

2)解決方法 引入能源F，新增加一道分選工藝流程，增加一臺弱磁機，把粒級大且含Fe強磁性礦物回收，使它不進入SL0N-2500強磁機。可用物—場模型1a表示(圖5)。

圖 5 物—場模型1a

1.2.2 目的2

1)分析S1為粘性物質，S2=工具水。該模型只有兩個元件，且為非完整模型，需引入能源F組成一個完整模型。F為能量，包括機械能、熱能、化學能。機械能為水加壓后轉為高壓水；熱能為提高沖冼水的溫度；化學能即在沖冼水中加入溶劑。

2)解決方法如下 該物—場模型2a是先通過機械能，用加壓泵對水進行加壓，使水成為高壓沖冼水。

可用物—場模型2a表示(圖6)。

圖 6 物—場模型2a

若模型2a沒有實現渴望效應而成為非有效應模型時，添加一種物質或附加另一種場。可利用熱能與化學能：熱能是把水加溫，化學能是在水中添加粘性物質的溶解劑。綜合模型2a，可綜合應用添加一種物質、機械能、熱能，化學能，先把沖冼水加溫、加壓，并加入溶劑后，再對介質盒沖冼。可用物—場模型2b表示(圖7)。

圖 7 物—場模型圖2b

若物—場模型2b方法與設備生產運行同時進行，起了有害效應，可按模型圖2b方法單獨建立一套新的沖冼系統，對拆下來的介質盒單獨沖冼，解決介質盒在介質棒細小且正常磁場強度作用下介質盒堵塞、尾礦回收效率低，以及生產成本高的問題。

2 沖突矩陣法的應用實例

項目名稱：HP4破碎機主機架座墊脫落問題。

沖突矩陣法：通過對問題的描述，用物理沖突分析方法，先導出矛盾，再從時間分離、空間分離、條件分離來分析矛盾，從而得出解決矛盾的方法。

2.1 描述問題

HP4破碎機(圖8)主機架座墊是破碎機上架體與下架體之間起聯接與支撐的部件，但設備在運轉時，該部件有脫落現象。

原廠家設計主機架的安裝方式為加熱焊接。主機架座墊部件材料為銅合金,母體材料為鋼合金。部件受到重力、振動沖擊力、摩擦力的作用，圓周布置焊接在下主機架體的圓弧面上，圓弧面直徑為1 457mm)。設備計劃停機檢修時間短。

圖 8 HP4破碎機

2.2 導出矛盾

1焊縫要軟又要硬；2時間要長又要短；3受力要大又要小。

2.3 分析矛盾與解決矛盾

1)矛盾1：焊縫要軟又要硬

矛盾種類及分析：空間分離----不焊的位置要軟，焊的位置要硬；條件分離——焊縫不能太硬，硬會脫焊，焊縫不軟也不太硬。

解決矛盾方法：用不連續焊接，斷焊，使座墊焊后有一定的延伸性；以新的焊接材料取代原60SiMn，(如HS201純銅焊絲)，并在焊接過程中通過操作方式來攪拌焊縫，提高焊縫中Fe的含量，使焊縫不太軟也不太硬。

2)矛盾2：停機時間要長又要短

矛盾種類及分析：空間分離----焊接要加熱，加熱范圍寬，時間要長，但設備計劃停機時間要短；條件分離——不需要焊接，時間可以短。

解決矛盾方法：用集中加熱方式取代焊矩加熱(如電加熱方式)；用高能量的焊接使焊縫快速升高；不用焊接，采用鉚接或粘接。上述三者可以避免長時間加熱，減少停機時間。

3)矛盾3：受力要大又要小

矛盾種類及分析：空間分離----過大的力來自于外部，一些大鐵塊落入破碎倉內，對機體劑壓時的反向作用力，反向力過大；時間分離——正常時，破碎機破碎力要大，當過大鐵塊時，力對座墊的沖擊要小。

解決矛盾方法：減少或阻斷大塊不易破碎的物質進入機體內(如礦石未破碎前先除鐵)，在破碎機進料前端加裝除鐵裝置；破碎機本身應設過鐵保護裝置(如過鐵釋放缸)。

[1] 趙新軍．技術創新理論(TRIz)及應用[M]．北京：化學工業出版社,2004.

[2]TerninkoG.DesignforSixSigma[M].England：GowerPublishingLimited,2002.

[3]SemyonD.Savransky.EngineeringofCreativity[M].Florida:PCRCPress,2000.

[4] 黃純穎. 機械創新設計 [M].北京：高等教育出版社，2000.

[責任編校： 張巖芳]

Application of TRIZTtheory in Ore-dressing

WEI Fengzhen

(HainanMiningConcentrator,Changgiang572700,China)

Based on tools and methods of TRIZ and combined with the practical problems encountered in their production practices, we used the Object - Field Model Method of TRIZ Theory to solve the problem of SLON-1750/2500 magnetic machine media box cleansing and adopted conflict matrix to solve the HP4 crusher main frame cushion shedding problem.

TRIZ; Object - Field model; cleansing; conflict matrix; crusher shedding

2015-04-20

韋鳳珍(1970-)，女，廣東信宜人，海南礦業公司選礦廠工程師，研究方向為設備技術改造與維修

1003-4684(2015)04-0101-03

TD913

A