普榮松

（云南磷化集團(tuán)?？诹讟I(yè)有限公司磨礦廠，云南昆明 650113）

0 引言

某磨礦廠濕磨I 系列始建于1998 年9 月，初為一段MQY3149 球磨機(jī)開(kāi)路流程，通過(guò)2005 年技術(shù)改造，增加棒磨、斜板分級(jí)、濃密機(jī)后，生產(chǎn)流程變更為兩段一閉路流程：一段開(kāi)路選用MBS2736 棒磨機(jī)（1 臺(tái)），二段沿用原有的MQY3149 球磨機(jī)，KMLF-50/55 斜窄流分級(jí)機(jī)與球磨形成閉路磨礦。2019 年5 月初對(duì)磨機(jī)軸瓦潤(rùn)滑油檢查中發(fā)現(xiàn)，球磨機(jī)進(jìn)料端中空軸有礦漿泄漏，打開(kāi)上蓋檢查發(fā)現(xiàn)，中空軸邊緣有一條長(zhǎng)約100 mm 的裂縫。

1 球磨機(jī)中空軸出現(xiàn)裂紋并泄漏礦漿的原因

濕磨I 系列球磨機(jī)自1998 年安裝以來(lái)已連續(xù)使用21 年，中間已經(jīng)多次更換中空軸軸襯，但磨機(jī)進(jìn)料中空軸從未更換過(guò)。在安裝中空軸襯時(shí)，中空軸和中空軸襯之間有一定的間隙，端襯板和軸承間也有一定的間隙，而此間隙沒(méi)有用耐磨材料密封住。在磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，由于球磨機(jī)筒體內(nèi)物料面高于中空軸內(nèi)徑的位置，導(dǎo)致球磨機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)把少量的物料倒灌進(jìn)球磨機(jī)中空軸和軸襯之間的間隙，長(zhǎng)期磨損中空軸和軸襯，而且倒灌進(jìn)的物料有時(shí)還夾雜著部分細(xì)小的鋼球，加速了對(duì)中空軸和軸襯的磨損。中空軸的厚度因磨損而越來(lái)越薄，直到無(wú)法承受剪切力扭矩時(shí)，中空軸就會(huì)產(chǎn)生裂紋。中空軸與軸襯間的礦漿泄漏到外部，損壞磨機(jī)軸瓦，稀油站里的油全部被污染，無(wú)法再繼續(xù)使用，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)很大影響。在更換新端蓋的采購(gòu)周期長(zhǎng)、成本高的情況下，必須采用修復(fù)中空軸的辦法使設(shè)備盡快投入使用，并降低成本。

2 球磨機(jī)中空軸修復(fù)利用方法

2.1 堵漏

（1）打止裂孔。用電鉆在裂紋兩端處打止裂孔，以防止裂紋繼續(xù)擴(kuò)。

（2）焊補(bǔ)裂紋。為了減少焊接裂紋對(duì)中空軸應(yīng)力與變形的影響，在焊接中空軸裂紋時(shí)采用氬弧焊焊接。在焊接前必須將磨機(jī)頂起，使中空軸不受力，中空軸內(nèi)圈面裂紋打一定角度的坡口。焊接過(guò)程必須采用間斷焊，焊縫自然降溫后再焊，杜絕用水或油在中空軸外圈面強(qiáng)制冷卻，強(qiáng)制冷卻會(huì)改變中空軸內(nèi)部金相組織，繼而改變中空軸的尺寸和材料性能。在焊接完中空軸裂紋并冷卻至常溫后，用砂紙將焊縫表面打磨光滑，確保中空軸與軸瓦接觸面光滑。

（3）堆焊超薄部分。中空軸進(jìn)料端部分已經(jīng)非常薄，對(duì)此超薄部分進(jìn)行堆焊，焊接尺寸為120 mm×80 mm 的一圈，堆焊厚度為8 mm。在堆焊時(shí)需要兩邊對(duì)焊，自然冷卻，防止焊接應(yīng)力影響中空軸的尺寸和材料性能。

2.2 增強(qiáng)強(qiáng)度

磨機(jī)中空軸經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的磨損，整體都已經(jīng)比較薄，局部厚度只有2～3 mm。磨機(jī)運(yùn)行時(shí)，中空軸承受自身重力和研磨體重力，同時(shí)承受磨機(jī)運(yùn)行時(shí)的交變應(yīng)力。在磨機(jī)中空軸整體比較薄的情況下，已經(jīng)無(wú)法承受上述的重力和交變應(yīng)力，為了提高磨機(jī)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，必須要對(duì)中空軸的強(qiáng)度進(jìn)行增加。

根據(jù)中空軸的磨損尺寸，加工一個(gè)Φ960 mm×Φ920 mm×810 mm 的卷筒（圖1）、加工一片Φ1170 mm×Φ920 mm×40 mm的環(huán)形支撐板（圖2a））、加工一片Φ1188 mm×Φ920 mm×40 mm的環(huán)形支撐板（圖2b）），形位公差要求控制在0.05 mm 以內(nèi)，并加工出安裝基準(zhǔn)面。把兩片環(huán)形支撐板焊接在中空軸內(nèi)部，再把卷筒焊接在兩片環(huán)形支撐板的內(nèi)圓處（圖3）。焊接時(shí)采用冷焊接工藝，對(duì)稱分段間斷焊接，自然冷卻，避免中空軸在焊接時(shí)升溫，避免產(chǎn)生中空軸變形。

圖1 補(bǔ)強(qiáng)卷筒

圖2 環(huán)形支撐板

圖3 中空軸補(bǔ)強(qiáng)

2.3 中空軸密封

（1）加裝中空軸密封裝置。磨機(jī)中空軸被磨損主要原因是中空軸和軸襯之間間隙過(guò)大，物料倒灌進(jìn)中空軸與軸襯之間的間隙長(zhǎng)期磨損引起的，減少中空軸與軸襯之間的間隙可以有效減少物料對(duì)中空軸的磨損。為了減少物料對(duì)中空軸的磨損，在中空軸出料端加裝一個(gè)密封卷筒來(lái)阻擋物料倒灌進(jìn)入中空軸與襯之間的間隙，進(jìn)料端安裝一個(gè)密封法蘭以減少物料從中空軸前端進(jìn)入到中空軸與軸襯之間的間隙。根據(jù)中空軸的磨損尺寸和軸襯的尺寸，加工一個(gè)Φ920 mm×Φ845 mm×260 mm 的卷筒（圖4）、加工一片Φ1230 mm×Φ920 mm×40 mm 的密封法蘭并鉆孔攻絲（圖5）。密封卷筒焊接在距中空軸出料端端面75 mm 的位置，密封法蘭用螺栓連接在進(jìn)料端端面上。焊接圈筒和法蘭后，中空軸與軸襯之間的縫隙已經(jīng)比較小，可以有效阻止物料大量進(jìn)入中空軸與軸襯之間，從而減少中空軸的磨損。

圖4 密封卷筒

圖5 密封法蘭

（2）中空軸與軸襯之間縫隙的密封處理。為了徹底消除中空軸與軸襯之間的縫隙，解決物料進(jìn)入中空軸和軸襯間隙的問(wèn)題，必須要對(duì)中空軸和軸襯之間的縫隙進(jìn)行密封處理。在對(duì)中空軸和軸襯之間的縫隙進(jìn)行密封處理前，需要固定軸襯，打磨密封部位到要求的粗糙度。用高分子聚合材料填充縫隙，填入深度30～50 mm，并保養(yǎng)12 h 以上至填充材料固化即可。

3 修復(fù)利用效果

2019 年7 月，磨礦廠濕磨Ⅰ系列的MQY3149 球磨機(jī)中空軸修復(fù)利用完成以來(lái)，球磨機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，未出現(xiàn)中空軸泄漏礦漿的現(xiàn)象，磨機(jī)稀油站的油一直運(yùn)行至2020 年9 月未更換，經(jīng)檢驗(yàn)潤(rùn)滑油品質(zhì)合格。

4 結(jié)論

兩段一閉路濕法磨礦工藝在云南磷化集團(tuán)?？诹讟I(yè)有限公司雖然已成功運(yùn)行多年，但隨著下游萃取磷酸裝置生產(chǎn)能力擴(kuò)大，磨機(jī)運(yùn)行率的高低決定了能否保質(zhì)保量地為下游磷酸系統(tǒng)提供合格礦漿。通過(guò)對(duì)球磨機(jī)中空軸修復(fù)利用，避免了由于端蓋采購(gòu)周期過(guò)長(zhǎng)影響磨機(jī)恢復(fù)運(yùn)行，同時(shí)也節(jié)約了端蓋的采購(gòu)成本，提高了裝置的運(yùn)行率，降低成本，為磷酸裝置的生產(chǎn)提供了有力保障，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。MQY3149 球磨機(jī)中空軸修復(fù)利用改造達(dá)到了預(yù)期的目的。