金屬探測儀的合理使用

許世同

1 前言

為防止鐵質物料進入輥磨或輥壓機損壞粉磨設備，水泥企業的粉磨設備基本都配有除鐵器，同時，在除鐵器之后一般都配有金屬探測儀，用于檢測除鐵器未能除去的非鐵質金屬，防止其進入粉磨系統。

我公司在出物料大棚膠帶輸送機和出配料站膠帶輸送機處各配置了一臺除鐵器。原設計在水泥調配站斗式提升機出料口與膠帶輸送機連接處配置一臺金屬探測儀，金屬探測儀探測到金屬后，觸發執行機構，將此部分物料排出。但因金屬探測儀“誤報”率高導致物料頻繁排出，現已棄用多年，導致一些非鐵質金屬進入粉磨系統，造成設備故障或輥壓機輥面損傷。

2 粉磨系統基本情況

我公司水泥粉磨車間采用輥壓機聯合粉磨系統，主機設備為“?1.7m×1.2m輥壓機+?4.2m×13m球磨機”。主要工藝流程是：進廠原材料（熟料、碎石、電渣等）在物料大棚內，經膠帶輸送機送入配料站物料庫，計量后由出配料站膠帶輸送機送至出料提升機，經提升機輸送至輥壓機穩流倉，物料經輥壓機擠壓后送入循環提升機，由循環提升機將物料送入V型選粉機分選，較粗顆粒返回穩流倉送至輥壓機繼續擠壓，較細顆粒與脫硫石膏、粉煤灰混合入球磨機進行粉磨，粉磨后的物料由出磨提升機送入高效選粉機分選，合格物料與礦粉混合，作為成品由入庫提升機送入水泥庫，不合格物料送回球磨機繼續粉磨。

3 非鐵質金屬造成事故回顧

2021年3月10 日，水泥磨正常運行時，配料站斗式提升機突然跳停，軟啟動柜報警電流超限跳停。經檢查，電氣系統未見異常，提升機上部也工作正常，地坑底部有少許積料。再次開機時，輔助傳動設備不工作。再次打開地坑底部檢查門，清理積料后發現，在提升機尾輪處有一根篦冷機密封條卡住了提升機鏈條，如圖1所示。將密封條取出后，再次開機，設備工作正常。本次故障影響系統生產4.5h。

圖1 篦冷機密封條卡住提升機鏈條

提升機卡異物對提升機的穩定運行危害很大，嚴重的卡異物有可能導致提升機鏈條斷裂，進而造成提升機斗子落架事故，或減速機斷齒事故。

2021年4月5 日，水泥磨正常運行時，輥壓機突然跳停，檢查高壓柜綜合保護系統報電流速斷，檢查輥壓機發現輥面被硌傷，如圖2所示。檢查輥壓機下部及溜子未見異物，檢查循環斗式提升機正常，懷疑異物已進入輥壓機穩流倉。將穩流倉物料經循環斗式提升機全部放出，在物料中發現一根篦冷機密封條。檢查發現，輥壓機輥面硌傷面積較大，深度較深。作堆焊處理，刨去50mm后仍有裂紋，堆焊人員不能保證焊接后輥壓機輥面不再出現問題。本次故障影響生產23h，直接損失3萬元（堆焊費用）。為保證受傷輥面不再擴大，我公司對輥壓機降負荷運行，運行壓力由10.5MPa調至8.5MPa，P·O42.5水泥產量由255t/h降至210t/h。

圖2 輥壓機輥面被硌傷

2021年5月2 日，設備正常運行時，輥壓機突然發出異常聲響，振動亦出現異常，輥縫波動大，中控操作員立即停機，崗位工檢查發現輥面大面積（長×寬×厚=1 500×1 000×60mm）剝落，如圖3所示，輥面基本報廢。隨后在輥壓機下部、下料溜子、循環斗式提升機底部、V型選粉機處發現大量輥面碎塊，后將輥壓機穩流倉物料全部放出，在物料中再次發現一根篦冷機密封條。經分析認定，由于原硌傷輥面內部裂紋在后續運行期間發生了擴展，當異物再次進入，將受傷輥面整體硌掉。此次事故通過更換提前準備好的輥壓機備用輥，將受損輥返廠維修解決。本次事故粉磨系統停機10d（若無備用輥，將停機3個多月），直接經濟損失50萬元（更換輥子勞務費10萬元，輥子大修費40萬元）。

圖3 輥面大面積剝落

4 金屬探測儀使用情況分析

面對非鐵質金屬異物進入，影響粉磨系統生產這一難題，公司形成兩方面意見，一方主張恢復使用金屬探測儀；另一方的意見是考慮到其他企業尚無金屬探測儀成功使用的先例，及其“誤報”率太高所造成的不利影響，不主張使用。

結合金屬探測儀實際使用情況，筆者認為，“誤報”率高和動作頻繁可能是由于金屬探測儀靈敏度過高和現場使用對講機所致。金屬探測儀靈敏度太高導致即便只有紐扣大小的金屬物體進入探測區，也會造成報警、設備跳停或物料外排，而這種小金屬塊混在物料中，崗位工難以肉眼檢查出來，往往被認為是“誤報”；另外，金屬探測儀是通過檢測磁場變化來判斷是否有金屬通過，而崗位工在現場使用的對講機會形成較強的磁場干擾，也會造成金屬探測儀“誤判”。通過調低金屬探測儀靈敏度，使其“抓大放小”，就有可能達到生產使用的基本要求。我公司輥壓機工作輥縫在30mm左右，只要這些被“放過”的非鐵質小金屬的最大尺寸<25mm，對輥面的影響就會大大降低。

根據上述設想方案，我們對膠帶輸送機運行進行了模擬試驗，使用不同大小金屬物體，反復調整金屬探測儀靈敏度。結果表明，金屬探測儀可以實現對金屬件的“抓大放小”，達到了預期要求。

2021年6 月，我公司在物料大棚地坑出料膠帶輸送機上安裝了金屬探測儀，使其在探測出金屬物體時發出報警，并聯鎖膠帶輸送機跳停。為避免金屬探測儀頻繁報警造成膠帶輸送機跳停而影響生產，我們適當調低了其靈敏度，“放過”對輥壓機影響不大的小體積金屬物體。金屬探測儀使用一個月內，膠帶輸送機僅跳停三次，分別檢出兩根篦冷機密封條和一個空氣炮炮頭，如圖4所示。如果這種尺寸的金屬物件不能被及時撿出，將會對設備造成很大損害。

圖4 探測出的非鐵質金屬

2021年11月11 日，熟料車間反映，輥式破碎機1號、2號輥先后跳停，系統停產1.5h，檢查未發現故障原因，懷疑是窯上掉金屬材料或澆筑料，需密切觀察。13日晚到14日早，金屬探測儀先后探測出非鐵質金屬6塊，經檢驗認定為窯尾舌板，避免了一次重大事故的發生，如圖5所示。

圖5 探測出的窯尾舌板

金屬探測儀發出報警時，崗位工僅需將膠帶輸送機停機2~3min進行處理，對生產的影響不是很大。同時，為防止膠帶輸送機跳停造成堵料灑料，將膠帶輸送機上方下料口處的棒條閥門更換為了電動插板閥，使膠帶輸送機跳停時，電動插板閥聯鎖關閉，有效防止了膠帶輸送機跳停造成的灑料。從金屬探測儀探測到金屬物體，再到膠帶輸送機跳停有一段延遲時間，在膠帶輸送機上標記出膠帶輸送機聯鎖停機后金屬物體到達的大致位置，有利于崗位工快速撿出金屬異物。另有明確規定，除特殊情況外，設備運行時，不能在金屬探測儀附近使用對講機，以防較強的磁場干擾導致誤動作。

5 結語

鑒于目前大多水泥廠都已棄用金屬探測儀的實際情況，有必要再次強調金屬探測儀的重要性，金屬探測儀的有效使用將會大大降低粉磨設備故障率，延長粉磨設備使用壽命，從而降低維修工作量和生產成本。