磁性襯板在Φ5.03x8.5球磨機上的成功應用

田江生 陶春進

摘要：本文主要介紹磁性襯板在云南華聯鋅銦股份有限公司新田選礦車間Φ5.03x8.5球磨機上的應用情況，通過對其使用壽命的技術跟蹤，證明了這種新材料襯板的可靠性與優越性，同時不但具有使用壽命長、重量輕、維護方便、節電、節球、提高磨機的作業率、降低噪音、磨礦效率高等特點，而且可降低選礦廠成本，增加產量，經濟效益顯著。

關鍵詞：磁性襯板;球磨機;節能環保;經濟可靠

引言

新田選礦車間是云南華聯鋅銦股份有限公司最重要的選礦廠，同時也是全球最大的單系列多金屬選礦廠。其中Φ5.03x8.5球磨機是選礦生產中的關鍵設備，磨機內最主要的工作部件是襯板和磨礦介質，因此襯板質量和性能的優劣直接影響到磨機磨礦質量、磨機運轉率、磨機的使用壽命。新田選礦車間于2014年12月開始試用磁性襯板，通過三年多的使用發現。與傳統的錳鋼襯板相比大大降低了襯板消耗量和運行成本，提高磨機作業率。相比高錳鋼襯板，磁性襯板能增大磨機有效容積，提高處理能力，減輕磨機運行負荷，降低運轉功率，約電耗。并且安裝維護方便，減輕工人勞動強度，降低噪音，筒體不漏礦漿，提升了工作環境質量。

1磁性襯板的國內外概況和發展趨勢

20世紀70年代，挪威和美國有人提出了用磁性襯板保護球磨機筒體和溜槽的創意。1980年瑞典Skega公司橡膠襯里的創始人Bertil Brandt在專利中提出了8種較實用的磁性襯板結構。這些結構的磁路設計基本相同，主要區別在于襯板的外形。加拿大諾蘭達礦山公司Horne選廠于1981年10月在一臺Φ2.1×3.66 m的二段煉銅熔渣磨機的局部筒體安裝了輕型橡膠磁性襯板，在磨機運轉的第一個月，發現所有的元件都被細粒渣和磨礦介質所覆蓋，使用較理想。后來又進行了更廣泛的試驗。

瑞典Trelleborg橡膠制品公司，1981年在Lkab公司 Kirana鐵礦選礦廠的一臺Φ5.9m×7.7 m二段礫磨機上進行了橡膠磁性襯板的試驗，能耗降低了11.4 %，礫石耗量降低30 %，運轉5000 h后沒有明顯的磨損，據報道，1987年該選廠的三臺礫磨機均安裝了橡膠磁性襯板，當磨機臨界轉速達86.2 %后，處理量增加了4 %。1986年的國際礦山設備展覽會上展出了該公司的樣品。但國外由于磨機多采用合金襯板和橡膠襯板，所以磁性襯板的研究和推廣應用相對發展緩慢。

國內八十年代開始對磁性襯板進行研制。北京礦冶研究總院于1987年開始磁性襯板的研究，研制的橡膠—金屬磁性襯板于1992年通過有色金屬工業總公司的鑒定，1997年又為包鋼選廠Φ3.6×6.0 m溢流型球磨機研制成功HM型全套磁性襯板，使磁性襯板在礦山的使用取得了突破性進展，首次實現了磨機襯板的全部磁性化，通過了中國有色金屬協會的鑒定并被評為國家重點推廣產品。

目前國內磁性襯板在二段磨機上的使用正處于黃金推廣期，因為第一批磁性襯板的使用周期已經結束，它的卓越效果得到了礦山的充分認可，正在成批的取代錳鋼襯板。

2磁性襯板安裝在Φ5.03×8.5m球磨機上的使用情況

2.1磁性襯板的結構及工作原理

新田選礦車間Φ5.03×8.5m溢流型球磨機所使用的磁性襯板由金屬殼體、磁性材料、彈性膠層三部分組成，如圖1所示。

磁性襯板的一面與磨機筒體貼合，靠磁力緊緊吸附在磨機筒體上，磁性材料的性能是磁性襯板可靠性的基礎，磁性襯板根據使用條件的要求一般選用硬磁材料，剩磁強度、矯頑力、磁能積等是關鍵參數，另外材料性能的穩定性和經濟性也是磁性材料選材的關鍵要素。

磁性襯板的工作面是金屬外殼，吸附的小球、碎球和磁性物質形成保護層，附著在金屬外殼表面，保護層按磁路形成正弦波峰，由從內向外逐漸變粗的磁性物質構成，靠近襯板表面為內層，是細粒物料組成的均勻床層，中間是小片狀和粗粒狀物料，外層是粗粒的磁性物質和小球。在長期的運行中，保護層始終處于平衡狀態，內部的組成成分被磁化并互相吸引，使其更加牢固，一定厚度的保護層磨損后再動態補充，周而復始地保護磁性襯板表面，從而達到減輕襯板磨損，延長壽命的目的。

2.2磁性襯板的安裝運行及與錳鋼襯板的對比

在對國內多個磁性襯板生產廠家和應用礦企進行了實地考察，了解到應用磁性襯板對球磨機的生產能力與磨礦產品細度無不良影響后。公司于2014年11月底開始在新田選礦車間Φ5.03×8.5m溢流型球磨機上安裝磁性襯板。由于磁性襯板重量較輕，此次安裝的磁性襯板最重僅為49kg，最輕僅為14kg。在安裝過程中無需借助機械手即可人工安裝，且不用緊固螺栓。安裝時間僅為傳統錳鋼襯板的一半。大大減輕了檢修安裝人員的工作強度和提高球磨機的運轉率。

磁性襯板與傳統錳鋼襯板箱對比具有以下優點：

（1）磁性襯板與高錳鋼襯板相比，具有使用壽命長，重量輕，安裝時不需螺栓固定且不漏礦，大幅度減輕了工人的勞動強度，節省了拆裝工時。

（2）因磁性襯板有保護層，減少了研磨體對磨機筒體的直接撞擊，噪音較錳鋼襯板可降低5～ 10 dB，提升了現場員工工作環境。因物料在磨礦過程中沖擊在自襯墊層上， 而自襯層密度比錳鋼襯板小得多， 起到了緩沖作用。

（3）與錳鋼襯板相比， 磁性襯板厚度薄、可增容。磁性襯板厚度（ 包括保護層厚度） 為錳鋼襯板的70 % 一85 % ，提高了球磨機有效容積4% 左右，可提高磨礦生產能力4.6 % 左右。

（4）與錳鋼襯板相比， 安裝磁性襯板的球磨機不甩礦、不漏礦漿。使用錳鋼襯板的球磨機， 在運轉一段時間后， 會因為緊固螺栓的松動、磨損而發生甩礦、漏礦現象; 而安裝磁性襯板不需要安裝緊固螺栓，所以不存在上述的情況。

（5）與錳鋼襯板相比，使用周期長，大大降低了球磨機的備件耗材成本。質量輕安裝磁性襯板的磨機作業率高。由于上述幾點原因，使用磁性襯板大大節省了更換和檢修時間，提高磨機作業率1% 以上。

2.3經濟效益分析

安裝磁性襯板后磨機的處理能力和產品粒度沒有異常，而其平均運行功率由2 300 kW 降到2 220 kW 左右，節能約3. 4%，此外磨機周圍的噪音降低5 ～ 10 db（ A） ，改善了周邊工作環境。其使用壽命長，大大降低了球磨機的備件耗材成本，使用磁性襯板為球磨機節約備件成本約40%左右。更換簡單方便，使用中基本不用維護且使用周期長，這使得磨機運轉率得到進一步的提升，為公司創造了良好的經濟效益。

3結論

磁性襯板在新田選礦車間Φ5.03x8.5球磨機上的成功應用，這是目前成功應用的最大規格的球磨機磁性襯板，不僅筒體采用了磁性襯板，而且端蓋也采用了磁性襯板，實現了磨機襯板的全部磁性化。應用結果表明：襯板壽命可達到高錳鋼襯板的3倍以上，這不僅為公司創造了巨大的經濟效益，同時在降低選廠能耗、減少金屬材料損耗、降低生產成本、提高設備運轉率、消除礦漿泄漏、改善職工現場環境（降低噪音）、減輕修理勞動強度等方面也發揮了重要作用，具有很好的節能環保、經濟效益和社會效益。

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