改造電氣控制系統提高球磨機工作效率

楊 健 關雪峰

北方重工集團有限公司

改造電氣控制系統提高球磨機工作效率

楊 健 關雪峰

北方重工集團有限公司

磨礦是選礦期間非常重要的環節，球磨機是當前選礦過程中使用最為普遍的磨礦設施，屬于磨礦過程中以及選礦過程中功率最大、能耗最高的設施。球磨機能耗量大小可決定整個礦廠能耗總量，自上世紀 70 年代開始，我國相繼研發出了多種節能球磨機，也得到了很好的運用。本文從高效節能球磨機結構特點出發，著重探討高效節能球磨機應用，為推動我國礦業發展貢獻力量。

電氣控制系統；球磨機；自動控制

1 老式球磨機與組合式連續球磨機之間的差異和優勢

1.1 老式球磨機的優缺點

目前普遍使用的老式的間歇式球磨機幾十年來沒有改變。它是封閉式結構，產量低、占地面積大、能耗高、操作繁雜，不便于實現自動化，而且出來的粉料極不一致，不適用高檔磚的生產。有嚴重的過磨現象。

1.2 組合式連續球磨機的優缺點

組合式連續球磨機是一種新型球磨機，它的結構合理，優化組合，傳動效率高。組合式連續球磨機包括筒體，傳動裝置，原料和研磨體的進出料裝置，自動檢測和自動控制系統等組成。工作時由電機，減速機和皮帶輪組成的驅動系統通過皮帶帶動，有皮帶槽的筒體作旋轉運動。原料和水在進料裝置驅動下通過進料端空心軸進入筒體內。在筒體帶動下，裝有一半多的原料、水和球石作相互沖擊，旋轉運動。原料在球石的強力沖擊下，迅速得到研磨。原料經過一個多小時的強力研磨，經第三個筒體的出料口流出，完成整個原料的球磨過程。

1.3 組合式連續球磨機與老式球磨機之間的比較

組合式連續球磨機與老式球磨機之間的差異主要突出在原理、結構等方面。

(1)原理差異。老磨機是封閉式的研磨，原料、水和球石裝滿整球才能運轉。研磨效果差；而組合式連續球磨機是開放式的，只裝有一半多，原料、水和球石，球石上下落差大，對原料沖擊勢能大，球石被帶到高處直接沖擊原料而產生很好的研磨效果，研磨好的原料可以馬上從第三節筒體留流走，不會產生過磨現象。

(2)結構差異。1)老磨機筒體上沒有皮帶槽，皮帶掛在筒體上要強行拉緊才能旋轉，而且皮帶經常打滑，既不符合機械設計原理。連續球磨機筒體加工有48根皮帶槽，皮帶不會打滑，能起到很好的傳動效果。2)老磨機只能裝滿一球料，球完后再放出來。這樣一裝一放工人的勞動強度大，操作很吃力，并且要多次啟動、關停機，對電網也有一定的沖擊。而連續球磨機不需要停機，可連續進料和連續出料，對電網沖擊較小，可實行自動化操作和控制。3)三連體的或多連體的連續球磨機結構，占地面積小，在同等產量下，連續球磨機的占地面積是老磨機的1/3的占地面積，極大減少土建和基礎的投資。

2 球磨機耗電情況

2.1 球磨機的磨礦介質引起的電耗波動

作為球磨機的主要磨礦介質，大多數的選礦行業都選擇鋼球作為生產的磨礦介質，作為生產過稱中的主要磨礦介質，鋼球的形狀和尺寸及硬度都會對設備的電能消耗產生影響。鋼球的設備填充量太多導致設備的轉動變慢；鋼球的設備填充量太少就會導致設備空轉運行，因此根據多年的觀察，我們將鋼球的設備填充量控制在百分之五十左右為宜。在設備中裝入大小不合適的鋼球會嚴重的磨損設備的襯板，因此在鋼球的大小和形狀上還是要符合設備的設計要求。

2.2 球磨機的返砂量引起的電耗波動

在閉合的磨礦生產工藝過程中，只有達到標準的合格物料才能夠進入下一道工序的生產過程中，不達標的物料會返回球磨機設備中重新進行生產。返砂量越高就會導致設備的電能消耗越高，因此要有效的控制設備的返砂量。提升設備的生產能力。

3 球磨機的具體結構以及技術特點

3.1 球磨機設備結構中的給料部

我國現階段的球磨機在給料部的結構形式主要是溜管式以及雙勺式。這兩種形式的球磨機給料部底部襯板都是采用 10 毫米的錳鋼作為襯板材料。

3.2 球磨機設備結構中的靜動壓軸承

在球磨機設備中靜動壓軸承主要的作用有兩個。第一個是能夠起到動壓潤滑的作用；第二個是能夠起到靜壓浮升的作用。在真正的運行過程中，為了有效地實現靜動壓軸承的兩個作用，我們專門配備了高低壓液壓站。這樣能夠有效地控制靜動壓軸承實現預定的功能。球磨機在啟動之前或者是停止運行時，高壓泵會在設備中壓入30MPa 壓力的高壓油，這樣能夠讓回轉部實現浮起，在浮起的過程中形成一定厚度的油膜，這一套動作就是靜壓頂起的全過程，這樣的目的在于降低球磨機啟動過程中的啟動負載以及外部沖擊，能夠有效地保護軸瓦免受擦傷。

3.3 球磨機設備結構中的傳動部

球磨機的傳動部位是較為關鍵的一個結構部位，通常我們在設計過程中使用開式大斜齒輪以及小斜齒輪作為傳動副，齒輪的材質為了有效地保障齒輪的運行質量，通常采用合金鋼材質的齒輪。這樣的傳動部優點在于傳動過程中較為平穩，具有較小噪音以及工作效率較高。根據球磨機的運行狀況以及特點，我們采用的潤滑形式是噴射潤滑，這種潤滑方式的動力源為電動泵，能夠通過電動泵的作用將極壓齒輪油在一定的距離，定量并且定時的噴射到球磨機齒輪面上。

3.4 球磨機設備結構中的端蓋和中空軸

目前的球磨機端蓋或者是中空軸的材質大多是鑄鋼件或者是合金鋼材質。需要注意的是，根據球磨機型號的大小在端蓋以及中空軸的制作過程中還是有一定的區別。大型的球磨機中的端蓋結構以及中空軸結構主要是采用分體式結構，單獨生產制作；中小型的球磨機中的端蓋結構以及中空軸結構主要是采用整體式結構，整體進行生產制作。

總之，球磨機是一種高能耗的大型粉磨設備，隨著經濟及科技的發展，對球磨機進行自動化改造，以提高球磨機的自動化控制水平和工作效率是球磨機發展的重要方向。

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[3] 張雪，馬青強，高健. 智能化技術在電氣工程自動化控制中的具體應用探析[J]. 科技展望，2015(5)