我廠棒磨機端蓋襯板的改造

常彥軍（中電投山西鋁業有限公司，山西 忻州 034100）

1 概述

我廠原礦漿磨制工序采用一棒、一球加水旋器分級的兩段半開半閉式磨礦流程。棒磨機作為初碎設備，對磨礦系統的磨礦效率和產能起著決定性的作用。因此一個成功的磨礦系統，其棒磨機的運轉效率必須高效穩定。我廠選用的棒磨機為中信重機公司生產的Φ3.2×4.5m溢流型棒磨機，具有結構合理、運轉平穩、PLC控制連鎖可靠、自動化程度較高等優良特性。但在一年的使用過程中，也暴露出了一些如：進料管等過流件易磨損；溢流口較短，出料緩沖量不夠；襯板螺栓多，不易緊固，易漏料等不足。其中在端蓋襯板與筒體襯板結合處，采用橡膠填充條的設計更是其一大弊病。橡膠填充條使用壽命短、易脫落，脫落后會對磨機的維護和運行帶來一系列的危害。因此，我們對其進行了改造。

2 改造前的運行狀況及存在的問題

2.1 棒磨機端蓋襯板設計時存在的問題

原礦漿磨制作為氧化鋁生產的第一道工序，其過料物質為顆粒較大的鋁土礦石，磨礦系統的磨損十分嚴重。棒磨機作為初碎設備其磨損程度也是最嚴重的。因此在磨機內部必須設計安裝耐磨襯板，以保護磨機本體，延長本體使用壽命。磨機內部襯板根據安裝位置的不同，主要分為筒體襯板和端蓋襯板兩種。我廠所使用的棒磨機在設計之初，筒體襯板與端蓋襯板結合部位使用橡膠填充條進行填充。具體安裝方式可見圖1。

圖1 段襯板安裝方式示意

這樣的設計有便于安裝拆卸，減輕磨機重量，降低端蓋襯板的制造和安裝難度等優勢。但也存在極大問題，由于在磨機內部礦漿對襯板的沖刷和磨損十分嚴重，加之磨內通過的是高濃度的堿性物料，隨著鋼棒的劇烈運動，橡膠壓條在使用一段時間后就會老化，逐步脫落直至完全掉落。其使用壽命只有端襯板的一半。而且在重新安裝填充條時，必須將端蓋襯板卸下再一同安裝。所以在襯板的一個使用周期中，需要多次拆裝更換其頂部的橡膠填充條，檢修維護任務量十分繁重。更為棘手的是，在襯板使用周期的后期，由于襯板變薄，襯板與填充條的結合面變小（見圖2所示）。襯板與填充條的結合不再牢固，填充條換裝后運行2-3天即全部脫落。這就要求要將端蓋襯板與橡膠壓條同時換裝才可，而襯板的壽命并未到期，會造成極大的浪費。如果不安裝填充條直接使用，則會使礦漿直接沖刷端蓋及筒體，對磨機本體造成傷害。同時也會使磨內彎棒增多，棒耗上升，磨機產能下降，磨礦效果變差等。

圖2

2.2 填充條脫落對生產的危害

2.2.1 棒耗大幅升高，運行成本增加

填充條脫落后，端蓋襯板頭部與筒體之間出現了空擋。襯板與襯板、襯板與筒體間無法形成相互擠緊的力，單靠兩顆緊固螺栓無法再使襯板的位置固定不變，在運行過程中某些鋼棒的沖擊作用下，襯板位置移動，相互之間產生大的空隙。磨機運轉過程中鋼棒免不了楔入這些空隙，其他鋼棒在提升、卸落的過程中就會與這些鋼棒相互撞擊，將其砸彎。周而復始，運轉時間越長磨機內產生的彎棒越多。圖3為填充條掉落后的磨機內部狀況。在運行一段時間后不得不把這些彎棒抽出，重新補加。隨著大量彎棒的抽出，補加新棒的量持續升高，棒耗增大。這在我們填充條掉落前后的加棒數據中有明顯體現。

圖3

棒耗3月4月5月6月1#0.200 0.500 0.386 0.759 2#0.322 0.436 0.601 0.355 3#0.225 0.476 0.561 0.361 4#0.397 0.494 0.687 0.490平均0.375 0.471 0.591 0.484

表1 原礦漿片區各月加棒數據統計

從我們的生產實際中來看，從4月份開始部分棒磨機的端蓋填充條開始脫落，到5月份2#、3#、4#基本全部脫落。棒耗也由3月份的平均0.375kg/t礦石上升至5月份的最高0.591kg/t礦石，升高0.261kg/t礦石。這就是說每100噸礦石消耗的鋼棒增加的2.61kg，每月按13萬噸礦石產量計算，則每月多消耗鋼棒33.93t。鋼棒每噸為4000元，每月的運行成本凈增加13.6萬元。6月份開始對壓條進行了更換，6月、7月的棒耗也維持了高水平的0.48 kg/t礦石。8月份開始對棒磨機端蓋襯板進行了改造，8月、9月的棒耗明顯回落。

2.2.2 原礦漿指標難于控制，磨機運行風險加大

橡膠填充條在脫落的過程中，起先是小顆粒的逐步脫落，到達一定程度后就會大塊掉落，隨礦漿排出。這種大塊的橡膠在磨礦流程中是十分有害的。它會堵塞泵的進料口，造成泵不上料。也會堵塞水旋器的排砂咀，致使水旋器無法正常工作，導致原礦漿大幅度跑粗。由于磨內出現了較多大直徑彎棒，鋼棒運動不再有規則，磨內有效磨礦介質減少，排礦粒度隨之上升，磨礦效率下降。不能及時停車清理時，隨著彎棒數量的增加，鋼棒運動的無序性和混亂程度加大，直至造成磨機生產的嚴重生產事故——亂棒。亂棒的處理既費時、費力，又具有很高的危險性。因此，端蓋橡膠填充條脫落后的棒磨機，在使用是應十分謹慎。需增加磨機系統的巡、點檢密度，特別關注水旋器排砂情況，發現砂咀堵塞，及時處理。磨機巡檢時要仔細聆聽“磨音”，掌握磨礦介質在磨內的運行情況，發現反常立即緊急停磨處理。

2.2.3 磨機日常維護工作量加大

磨內產生大直徑彎棒后，由于鋼棒的不規則運動，棒對端蓋襯板的沖擊增大，會造成襯板緊固螺栓甚至襯板斷裂，不得不進行更換。大量的彎棒也必須及時清理，正常生產過程中棒磨機加棒、清棒周期為5-7天，清棒量不超過0.5t。而在這種情況下，其周期會縮短至2-3天，清棒量至少在3t左右，清出10-20根直徑90以上的大型彎棒是十分常見的。因此維護工作量十分龐大，造成人力、物力的極大浪費。圖4為從磨內抽出的彎棒照片。

圖4

3 改造方案及成效

鑒于填充條的設計在使用過程中存在的大量問題，我們必須對其進行改造。改造的方案是將端蓋襯板延長至與筒體接觸，取消填充條，在適當增加靠近端蓋的筒體襯板長度，以彌補填充條去掉后筒體與端蓋襯板間產生的縫隙，避免料漿直接沖刷筒體。具體可見圖5所示。

圖5

改造后端蓋襯板為一體式結構，材質與筒體襯板相同，其使用壽命大大延長，甚至由于端蓋襯板的磨損量較筒體襯板小，其壽命能超過筒體襯板。這樣就避免了壓條壽命短，需頻繁更換的問題。去掉橡膠填充條，由其脫落造成的一系列問題也迎刃而解。最為明顯的是改造前后棒耗的變化。表2為1#棒磨機端蓋襯板改造前后幾個月的加棒數據。從表中可以看到改造前的6、7月份，填充條脫落致使平均棒耗達到0.628 kg/t礦石。而8月份改造后棒耗出現回落，8、9、10三個月的棒耗平均僅為0.366 kg/t礦石，降低了0.262 kg/t礦石，運行成本大大降低。出現好轉的并不只有棒耗，磨機產能由不足100t/h，提高至110t/h。原礦漿細度指標合格率、磨機運轉率也在改造后有顯著改善。可見，我們的改造是成功、有效的。

表2 1#棒磨機改造前后加棒數據

4 結語

綜上可知，我廠對Φ3.2×4.5m溢流型棒磨機端蓋襯板的改造是可行和有效的。通過改造，徹底消除了端蓋填充條使用壽命短，脫落后影響磨礦系統安全穩定運行，增加運行成本等的弊病。也可以看到，無論是在設備設計、制造，還是在一個生產系統的設計、建造過程中，我們必須做好系統工程，避免因某一個環節薄弱而影響系統功能正產發揮的情況出現。正如“水桶原理中”所說的，一個水桶的裝水量取決于其最短板的高度，而不是最長板的高度。我們應追求做一駕“霍姆斯馬車”，而不是有一塊短板的水桶。

[1]李啟衡主編.碎礦與磨礦.冶金工業出版社.2002.3.

[2]Φ3.2×4.5m溢流型棒磨機說明書.中信重機公司.

[3]原礦漿片區技術月報（3-10月）.