影響球磨自動穩(wěn)定給礦因素的分析和改造探討

徐根全，張云鵬

（中國黃金集團江西金山礦業(yè)有限公司，江西 德興 334213）

改善磨礦作業(yè)和提高磨礦作業(yè)指標(biāo)對選廠具有重大意義，也是選礦技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。在整個磨礦過程中，保持球磨機給料量的穩(wěn)定，使其不波動或小幅波動，是確保磨礦濃細度指標(biāo)的一個重要因素。同時，為保證球磨運行獲得最大經(jīng)濟效益，還需對處理量進行調(diào)節(jié)，保證球磨機始終運行在良好負荷區(qū)間。因此，實現(xiàn)穩(wěn)定和精確的礦量調(diào)節(jié)，對選礦廠磨礦具有重要意義。

1 設(shè)備簡介和存在的問題

某公司3000t新選廠球磨給礦系統(tǒng)流程如圖1所示。粉礦倉內(nèi)的礦料經(jīng)重板拖動，將粉礦從粉礦倉料口拖出，傾落到球磨給礦皮帶上，再經(jīng)皮帶輸送到球磨入料口。皮帶機上裝有礦量計量設(shè)備，用于計量和調(diào)節(jié)選廠處理礦量。中控系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)模塊通過礦量反饋與目標(biāo)設(shè)定量相比，控制重板轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)給礦量調(diào)節(jié)，確保重板給料量大小符合生產(chǎn)指定目標(biāo)量。在實際運行中發(fā)現(xiàn)，皮帶上輸送礦料堆積厚薄不均勻，出現(xiàn)不規(guī)則波浪形態(tài)，造成給礦計量數(shù)值上下波動大，中控和生產(chǎn)管理人員無法實時掌握精確數(shù)據(jù)，對選廠生產(chǎn)工藝的管理工作產(chǎn)生了較大困擾。

圖1 改造后給礦效果示意圖

2 原因分析

通過對問題的分析發(fā)現(xiàn)，造成問題主要原因在于，重板給礦過程中，礦料由重板傾落至皮帶時，由于粉礦內(nèi)部張力的作用，會產(chǎn)生礦料崩塌傾瀉現(xiàn)象，造成皮帶上礦料厚度不均勻。因此，通過控制和調(diào)節(jié)重板走速，實現(xiàn)礦量調(diào)節(jié)的機制，是造成給礦不均和計量不準(zhǔn)的主要原因。同時，由于重板與皮帶有1.6m的高落差，礦料傾落至皮帶上時，在給礦漏斗內(nèi)會產(chǎn)生很大粉塵飛揚，對除塵設(shè)備造成很大負荷。如果能實現(xiàn)給礦漏斗中確保堆積一定的料位，在皮帶走礦時，實現(xiàn)均勻走礦，避免礦料的波浪狀態(tài)，再通過皮帶調(diào)速實現(xiàn)礦量調(diào)節(jié)，就能實現(xiàn)穩(wěn)定的給礦和計量，從而解決以上存在的問題。

3 改進措施

（1）在原有的DCS集中控制系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)下，另增加可編程控制器，通過以太網(wǎng)與系統(tǒng)局域網(wǎng)組網(wǎng)，作為集中控制系統(tǒng)的一個子站，作用是實現(xiàn)平緩給礦的自動控制。

（2）實現(xiàn)給礦漏斗自動堆積料位。在給礦漏斗內(nèi)安裝雷達波料位計，雷達波料位計的作用是檢測給礦漏斗中的堆料料位，為重板調(diào)速模塊控制漏料料位提供料位數(shù)據(jù)。在集中控制系統(tǒng)程序中建立以穩(wěn)定漏斗料位為核心的重板調(diào)速數(shù)據(jù)處理模塊。將新建的以穩(wěn)定漏斗料位為核心的重板調(diào)速數(shù)據(jù)處理編程模塊代替原重板的礦量PID調(diào)節(jié)編程模塊，通過新建模塊，將重板原來的調(diào)節(jié)礦量功能模式改為自動穩(wěn)定漏斗料位的控制模式。

（3）在給礦皮帶上安裝電磁脈沖測速裝置。原給礦量計量模式為皮帶恒速測定，改為皮帶調(diào)速測定模式，則系統(tǒng)必須得到準(zhǔn)確的皮帶轉(zhuǎn)速值，才能實現(xiàn)準(zhǔn)確的礦量計量。因此，安裝皮帶測速裝置是必要的。該裝置由霍爾接近開關(guān)與磁鐵兩部分組成，磁鐵是固定安裝在皮帶滾筒邊沿，霍爾接近開關(guān)對準(zhǔn)磁鐵，當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)動時，滾筒上磁鐵依次與霍爾接近開關(guān)接近，霍爾開關(guān)給出脈沖信號，脈沖信號可轉(zhuǎn)為皮度速度檢測值，從而為礦量計量系統(tǒng)提供計量參數(shù)。

（4）改變礦量調(diào)節(jié)機制。在集中控制系統(tǒng)程序中建立以調(diào)節(jié)礦量為核心的皮帶調(diào)速編程數(shù)據(jù)處理模塊。將給礦皮帶由原來的恒速給定模式，通過新增的以調(diào)節(jié)礦量為核心的皮帶調(diào)速編程數(shù)據(jù)處理模塊，實現(xiàn)中控系統(tǒng)自動根據(jù)目標(biāo)處理礦量控制皮帶頻率，最終實現(xiàn)穩(wěn)定給礦和精確調(diào)節(jié)礦量。由于給礦料斗已經(jīng)實現(xiàn)自動堆積，在給礦漏斗堆積礦的情況下，皮帶走礦時，皮帶上的礦料是均勻的，此時，電子皮帶稱和核子稱都能實現(xiàn)穩(wěn)定精準(zhǔn)的計量，從而避免給礦量計量上和控制上的波動。因此，改為皮帶礦量調(diào)節(jié)的模式，達到理想的穩(wěn)定給礦效果，從而很好地解決了原有模式存在的各種問題。

（5）完成上位機系統(tǒng)組態(tài)。通過以太網(wǎng)通訊，將新增的PLC可編程處理器與DCS局域網(wǎng)組網(wǎng)，作為系統(tǒng)的一個子站，改進上位機和集中控制系統(tǒng)上的組態(tài)，完善人機交互界面，有利于操作人員對設(shè)備運行的監(jiān)視和控制。

（6）漏斗增加調(diào)節(jié)閘門。給礦漏斗的給礦口大小，影響皮帶走料厚度和皮帶走速。在處理量不變的情況下，走料厚，則皮帶轉(zhuǎn)速低，皮帶負荷電流增加；走料薄，則皮帶走速快，負荷輕，但皮帶磨損大。因此，增加給礦口調(diào)節(jié)閘板，可利于管理人員調(diào)節(jié)走料厚度和皮帶轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)給料系統(tǒng)處于良好運行狀態(tài)。

（7）提高皮帶秤計量精度。球磨給礦量大小實際是以入口處皮帶的速度相關(guān)，而入礦口處皮帶并沒有發(fā)生波動，因此我們將皮帶秤傳感器移至皮帶頭部，提高了傳感器測量精度，實現(xiàn)了礦量測量的精度，從而為平穩(wěn)給礦調(diào)節(jié)機制提供了真實可靠的數(shù)據(jù)，進一步提高了給礦的穩(wěn)定度。

（8）增設(shè)皮帶緩沖床。礦量計量不僅與皮帶速度相關(guān)，同時也與皮帶上堆礦厚度有關(guān)，通過漏斗改造后，基本解決了礦量厚度不穩(wěn)的問題，但我們發(fā)現(xiàn)，由于皮帶的托輥的影響，會造成重板給礦落礦處礦量厚度的波動，依然會產(chǎn)生礦量計量的干擾，因此，我們在重板落礦下皮帶處增設(shè)皮帶緩沖床，確保皮帶上礦量厚度的均勻，進一步提高平穩(wěn)給礦的精確度。

4 改進效果

通過改造后，球磨給礦皮帶上礦料厚度分布均勻，實現(xiàn)了球磨給料的精確和穩(wěn)定，為選廠提高工藝指標(biāo)提供了保障。實際效果見圖1。實際給礦量在135.9～136.6t/h之間變化，其波動值為0.7t/h，大大降低了給礦波動的干擾，實現(xiàn)了球磨穩(wěn)定給礦。

5 方案的可行性

當(dāng)然，我們也考慮過在實現(xiàn)漏斗穩(wěn)定堆礦的前提下，將給礦皮帶進行恒速運行，在漏斗閘板處安裝電動調(diào)節(jié)機構(gòu)，通過電動調(diào)節(jié)機構(gòu)進行調(diào)節(jié)閘板的開口大小，通過調(diào)節(jié)閘板開口大小來控制給礦皮帶上的礦量，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)礦量功能。但考慮到需增加調(diào)節(jié)執(zhí)行器，不僅增入投入，且還需解決閘板的運動可靠性，確保降低執(zhí)行機構(gòu)故障率高等問題。將兩種方案相比，顯然我們采用調(diào)節(jié)皮帶轉(zhuǎn)速實現(xiàn)調(diào)節(jié)礦量方案更容易實現(xiàn)，具有更好的可行性和可靠性。

6 結(jié)語

將重板給礦調(diào)節(jié)模式改為皮帶調(diào)節(jié)模式，可以實現(xiàn)重板給料漏斗的物料堆積，由料位計控制物料堆積高度，確保球磨給礦皮帶上帶料均勻。在此基礎(chǔ)上，通過對皮帶上礦量進行精確計量，對皮帶進行調(diào)速調(diào)控，通過系統(tǒng)控制中心程序中，建立完善的數(shù)據(jù)處理模型，將采集的料位、皮帶礦量、皮帶轉(zhuǎn)速、工藝設(shè)定處理量等數(shù)據(jù)和信息納入該數(shù)據(jù)處理模型，可以實現(xiàn)球磨給礦皮帶上礦量的穩(wěn)定和精確調(diào)節(jié)，為磨浮提高選別指標(biāo)提高保障。