常用選礦設備的故障原因分析與增效措施

白娟 江峰 侯瑋

（包鋼集團礦山研究院有限責任公司）

選礦設備是否能正常運行，其工作效率的高低一定程度上決定著企業的生產能力和經濟效益的好壞。因此，有必要分析、了解設備常見故障產生的原因，出現問題時才能作出準確的判斷，并提出有效的解決方法，從而進一步提高設備的運作效率［1］。

1 常見選礦設備故障分析

目前，選礦廠常用的選礦設備有破碎設備、磨礦設備、篩分設備、磁選設備、浮選設備等，下面就這些設備的易損件及造成磨損的主要原因進行分析探討。

1.1 破碎設備

目前，國內常用的破碎設備有顎式破碎機、圓錐破碎機和沖擊式破碎機等。

顎式破碎機的易損件主要有動顎、齒板、偏心軸和軸承等。圓錐破碎機的磨損主要是機架與球面軸承的磨損、主軸與錐襯套的磨損、止推盤與齒輪的磨損、破碎腔磨損及偏心軸套的磨損。沖擊式破碎機的易損件主要是沖擊棒和破碎腔襯板［2］。

實際生產過程中，易損件的非正常磨損除了與設備的結構缺陷有關，還主要與物料的硬度過大、物料的粒度過粗、設備潤滑效果不理想以及環境因素等有關。

（1）設備結構的缺陷。設備的磨損很大一部分原因是設備安裝存在缺陷，比如結構件間隙小，結構件歪斜，安裝角度合理等，從而導致設備部件運轉不順暢或接觸力度不均勻，從而出現嚴重的局部磨損。例如，顎式破碎機偏心軸的磨損往往是因為密封套及錐套旋向不合理，使錐套失去頂緊力，造成偏心軸松動［3］。

（2）物料的硬度過大。物料硬度是影響破碎機破碎效能的重要因素，也是導致齒板、破碎腔等直接與礦塊接觸部位磨損的主要因素。物料的硬度越大，破碎難度也越大，從而使破碎機的破碎效率降低、磨損速度加快，縮短破碎機的使用壽命。

（3）給料粒度不當。如果給料粒度不當，不僅影響破碎效果，還會導致齒板、推力板與襯墊等部件嚴重磨損，在給礦粒度過大時，滑動性結構的破碎機受損會更加嚴重。

（4）設備潤滑效果不理想。潤滑不足是軸承磨損的主要原因，因為軸承在生產中承受的載荷較大，使軸承在運轉中的摩擦力較大，從而使軸承承受嚴重磨損。

（5）環境因素。環境因素中，對破碎機影響最大的是粉塵。破碎機的破碎作業會產生大量的粉塵，如果設備密封效果不好，這些粉塵一方面會損壞破碎機的動力系統，導致動力系統的磨損嚴重；另一方面會影響破碎機的潤滑系統，因為粉塵進入潤滑部位，很容易加重潤滑表面的磨損。

1.2 磨礦設備

目前，國內常用磨礦設備有干式球磨機、濕式球磨機等。球磨機工作時主要通過鋼球撞擊礦物實現破碎，常見的易損件包括襯板、筒體、格子板、襯板螺栓、小齒輪等。

造成這些易損件磨損的原因主要有球磨機襯板材質選擇不當、球磨機運行不正常、球磨機運行時間過長、濕磨環境下的腐蝕、襯板與磨球材料的不匹配等。

（1）球磨機襯板材質選擇不當。襯板材質選擇不當會大幅度降低其抗疲勞強度和壽命，不僅無法滿足球磨機的作業要求，甚至會出現塑變或起鼓。

（2）球磨機運行不正常。球磨機處于非正常的運行狀態下會加大襯板的磨損。球磨機在正常運行的情況下，鋼球與物料混合在一起，鋼球拋落下來時往往不直接沖擊襯板，而是被混有鋼球的物料阻隔，可以對襯板起到保護作用［4］。但是，如果球磨機低負荷運行時，鋼球就會直擊襯板，從而造成襯板的嚴重磨損，甚至發生斷裂。

（3）球磨機運行時間過長。球磨機很大程度上決定了選礦廠處理能力的大小，是選礦廠高作業率設備，但如果不能及時地進行維護、保養，會加劇防護墊、襯板的磨損及老化。

（4）濕磨環境下的腐蝕。選礦廠一般采用濕式球磨機，而浮選作業的有些調整劑通常在磨礦作業進行添加，使球磨機內的礦漿具有一定的酸堿性，酸堿性礦漿通常會加速磨損件的腐蝕。

（5）襯板與磨球材質的不匹配。襯板與磨球之間存在一個硬度匹配問題，磨球的硬度以比襯板高2～4HRC為宜。例如，球磨機襯板采用高錳鋼，而磨球選用耐磨性極好的高鉻鑄鐵（鋼）則會增大高錳鋼襯板的磨損；反之，襯板選用高鉻鑄鐵（鋼），而磨球選用耐磨性差的普通碳素鋼，由于磨球消耗大，造成補球時甩球次數增多，不可避免地要空砸襯板，導致襯板開裂，同時磨球表面也會被砸出凹坑。因此，襯板采用耐磨性好的材料，磨球也應采用耐磨性好的材料。

1.3 篩分設備

篩分設備是用于物料分級的設備。選礦廠常用的篩分設備有很多種類型，包括分級篩、高頻篩、直線篩等。篩分設備的易損件主要是篩網、緊固件螺栓等。導致這些易損件磨損的原因主要有礦石性質、給礦量過大、物料的沖擊等。

（1）礦石性質。對于篩分設備，最常見的影響篩分效率的問題是篩孔堵塞，而篩孔堵塞的程度又與給料的形態、含水量等密切相關。如果礦石含水量過高，會導致礦石相對較黏，不容易分離，造成篩孔堵塞；礦粒為長條狀，相對較難過篩，也會造成篩孔的堵塞。

（2）給礦量過大。生產中通常要求盡可能給礦均勻、穩定，避免超負荷運行。給礦量過大不僅會降低篩分效率，還會發生積礦或壓礦現象，從而造成篩網損壞、聯軸器斷裂、篩分箱體開裂等故障。

（3）物料的沖擊。對于破碎系統的篩分設備來說，運行過程中所承受的最大力是給料的沖擊力，強烈的沖擊不僅導致篩網破裂，同時還會對設備的本體及螺栓等產生一定程度的損壞。

1.4 磁選設備

按照磁場強度的強弱進行分類，磁選機可分為弱磁場磁選機、中磁場磁選機和強磁場磁選機。目前，使用量最大的是濕式筒式磁選機，易損件包括筒皮、磁塊、槽底、傳動齒輪等。出現故障的主要原因有大體積雜物進入磁選機、磁塊脫落、磁塊性能退化、潤滑效果不好等。

（1）大體積雜物進入磁選機。磁選機里面進入大體積雜物，輕則會把筒皮劃出痕跡，重則會卡住圓筒，導致設備停車；另外，也有可能在槽體磨出漏洞，導致槽體出現漏礦。

（2）磁塊脫落。磁選機滾筒中磁塊脫落嚴重時會將筒皮劃破，需立即停車檢修。

（3）磁塊性能退化。磁選機使用年限過長，磁塊性能退化，磁場強度降低，從而影響分選效果。

（4）潤滑效果不好。潤滑效果不好會導致傳動齒輪磨損等問題。

1.5 浮選設備

浮選機的易損件主要包括攪拌裝置、刮板裝置、槽體、閘板裝置等。

（1）攪拌裝置。攪拌裝置主要指葉輪，其作用是使藥劑與礦物顆粒充分接觸，在浮選過程中起著極其重要的作用。攪拌裝置故障嚴重時會導致浮選機壓礦，影響浮選機的正常運行。攪拌裝置常見問題主要是螺母松動、潤滑不好、攪拌部分連接松動等［5］。

（2）刮板裝置。浮選機的刮板安裝在浮選機槽體上方的兩側，刮板軸屬于超細長軸，加工精度較難控制，因此會出現精度較差的問題；另外，刮板裝置在運輸、安裝過程中由于吊裝、運輸變形等問題，導致刮板軸轉動不靈活、刮板軸折斷等。

（3）槽體。槽體常見的問題是滲水或漏水，在不嚴重的情況下幾乎不影響選礦效果，但對周圍環境影響較大。造成槽體滲水、漏水的主要原因是焊縫缺陷、槽體變形及法蘭連接不緊密等。

（4）閘板裝置。閘板裝置是控制液面的機構，安裝于浮選機尾部，頻繁調節浮選機閘板會導致手輪損壞；另外，較常見的閘板故障是升降不暢，一般由絲杠潤滑不好、螺釘銹蝕、卡阻等問題引起。

2 提高選礦設備效率的措施

2.1 加強管理

影響選礦設備運行的因素很多，比如環境因素、操作因素、人為因素等，因此，合理有效的管理制度及體系，對于降低設備磨損、更好地維護和管理設備，同時提高設備的運作效率具有至關重要的作用。具體的措施有以下幾個方面：

（1）制定合理的設備管理人員體系，形成網格化管理模式，努力實現設備的系統管理，使設備管理逐步向層層抓、主動抓、超前抓轉變，逐步實現時時、事事、處處有人的網格化設備管理模式［6］。

（2）加強設備操作、維護方面的培訓。使設備的操作者及管理者能夠全面了解設備的性能、故障原因及處理方法，從而在設備操作及管理過程中能夠對設備的各項指標進行全面檢查，既要保證降低故障率，又能提升設備的運作效率。

（3）建立合理有效的維護制度。設備的維護是設備管理的重點，設備操作人員應及時有效地實施機械設備的維護管理工作，保證設備處于平穩運行的狀態，不帶病作業，對靈敏設備要進行定期測試，對有較高潤滑要求的設備需要時刻保證潤滑良好。總之，設備管理工作要以預防為主，強化日常檢查維護工作。

（4）做好日常工作記錄。設備運轉與維修記錄是設備維護、管理的基本依據，設備的操作及維護人員根據這些信息，可以對設備的易損件、常見故障、維修時間等做到了如指掌，為設備管理工作提供參考，從而提高機械設備維護工作的效率，確保機械設備的性能。

2.2 采用更先進的設備

老舊選礦設備往往存在老化、磨損、自動化功能不靈敏等問題，延長這些設備的服務年限不僅制約選礦技術的進步，同時易損件的頻率更換會影響設備的作業率。隨著國內外選礦技術與設備的不斷更新與進步，新型先進設備不僅制作材料更加堅固耐用，而且新技術的應用可以使設備具有更強的適應礦石性質和環境因素變化的能力，出現故障的幾率降低，更換易損件的頻率也降低，大大地提升設備的作業率［7］。

2.3 做好日常運行維修

設備在長期運轉過程中，其穩定性、可靠性都會出現一定程度的降低。設備一旦出現問題無法運轉，就必須停車進行檢修，這樣不僅耗時耗力，而且嚴重影響選礦廠的正常生產。因此，在日常使用過程中，要做到定期維護與保養，如日常的清潔、潤滑等，不允許“只用不養，只修不養”。

2.4 采用先進的選礦工藝

選礦工藝與選礦設備密切相關，對選礦指標起著決定性的作用。每一個選礦環節中的設備都要與物料的粒度、濃度、給礦量等相匹配。因此，合理的選礦工藝，可以有效地降低設備的磨損及材料的損耗；反之，如果工藝與設備不匹配，就會大大增加設備的磨損。

3 結語

綜上所述，環境以及設備本身導致的有些設備磨損與故障是不可避免的，但是加強對這些設備故障點及故障原因的了解和分析，可以準確及時地找到故障所在及故障原因，及時處理，將損失降到最低；同時通過加強設備管理，引進先進設備、先進工藝以及加強設備的維護等方面的措施，可以防患于未然，在提升選礦設備運作效率的同時降低選礦設備發生故障的概率。