劉嬌嬌 張明慧 鄭國(guó)慶

摘要：格子型球磨機(jī)主要用于磨礦作業(yè)中，是礦物加工生產(chǎn)中的主機(jī)設(shè)備之一，可為后續(xù)的選別作業(yè)提供合適的入料粒度，在銅礦、鐵礦、有色金屬等制備中都發(fā)揮著重要作用。針對(duì)現(xiàn)在磨礦碎礦產(chǎn)業(yè)中普遍使用的格子型球磨機(jī)進(jìn)行調(diào)查，嘗試對(duì)其兩個(gè)部位進(jìn)行改造，分別為格子板和襯板。兩個(gè)部位相互獨(dú)立，如格子孔的排列順序影響磨漿效率，襯板的形狀影響磨機(jī)壽命等;又相互聯(lián)系，磨機(jī)襯板和格子板的結(jié)構(gòu)會(huì)影響磨機(jī)規(guī)格，間接影響格子板的結(jié)構(gòu)。該研究提出的改進(jìn)方案預(yù)期會(huì)達(dá)到疊加效果，延長(zhǎng)磨機(jī)壽命，帶來(lái)更大的利益。

關(guān)鍵詞：格子型球磨機(jī);格子板;襯板;雙波峰型;

引言

由于格子板和襯板存在的缺陷，傳統(tǒng)格子型球磨機(jī)常出現(xiàn)材料磨損嚴(yán)重、設(shè)備使用壽命短、生產(chǎn)被迫停止檢修等問(wèn)題。當(dāng)前只是對(duì)格子板和襯板進(jìn)行單一方面的改進(jìn)，并未聯(lián)合優(yōu)化。所以，為提高磨礦效率，增加選礦廠收益，要將格子板和襯板兩個(gè)部位的具體構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)。該研究提出這兩大部位的相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)行總結(jié)和分析，利用現(xiàn)存的技術(shù)和方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

1存在的問(wèn)題

1.1格子板存在的問(wèn)題

格子型球磨機(jī)的格子板構(gòu)成材料大多數(shù)為錳鋼材質(zhì)，其單塊大約重200kg，并且該材料抗磨性較低，可使用時(shí)間較短，因此更換的過(guò)度頻繁，給格子型球磨機(jī)的使用帶來(lái)許多不便[1]。

由于格子板的固定螺栓孔不能根據(jù)實(shí)際情況合理地設(shè)計(jì)，在磨機(jī)運(yùn)作過(guò)程中，容易造成螺栓的損壞，進(jìn)而導(dǎo)致格子板的磨損甚至脫落。同時(shí)，礦漿在格子板的作用下排出，格子孔的筋板容易發(fā)生斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致格子板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的磨損，使球磨機(jī)停車檢修，影響生產(chǎn)效益[2]。

1.2襯板存在的問(wèn)題

格子型球磨機(jī)具有沖擊破碎和研磨的特點(diǎn)，內(nèi)部含有大量的鋼球、礦漿和塊狀物料等，工作環(huán)境惡劣。在這種磨礦條件確定了襯板和提升條不斷發(fā)生磨損的運(yùn)行形式，而且襯板和提升條在被磨損后，將會(huì)影響內(nèi)部物料所能達(dá)到的高度，造成大量能量損失，降低磨礦效率[3]。

格子型球磨機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)，襯板的扭矩分配受提升機(jī)高度、提升機(jī)數(shù)量和軋機(jī)速度的影響，因此會(huì)產(chǎn)生較多的機(jī)械磨損[4]。同時(shí)襯板產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題，如斷裂、耐磨性差等造成襯板更換頻率大幅度提高，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率降低、磨礦成本提高，最終都會(huì)對(duì)磨礦效率產(chǎn)生不可忽視的影響[3]。

2改造方案

2.1格子板改造方案

根據(jù)球磨機(jī)格子板的相關(guān)參數(shù)，將格子板根據(jù)實(shí)際情況，由錳鋼材料改為聚氨酯材料或者含一些錳、鉻、鎳等金屬的抗磨鐵材料，并且可通過(guò)試驗(yàn)按照一定的比例，添加Mo和Ni等元素以強(qiáng)化格子板的基體強(qiáng)度，嚴(yán)格控制相關(guān)的參數(shù)設(shè)定范圍，切實(shí)保障運(yùn)作的效果。

根據(jù)實(shí)際情況，可將球磨機(jī)的格子板由最初設(shè)定的1圈改為允許的2圈，即每?jī)蓧K格子板由徑向環(huán)形相鄰的格式改造為徑向相鄰的模式。同時(shí)將格子板的固定點(diǎn)由縱向改為橫向，與槽板形成“#”形固定。在格子板的格子孔中，隔條將其中的筋板厚度由4cm 改為5cm，在一定程度上加厚加寬以消減磨損。

2.2襯板改造方案

筒體襯板的改造：襯板結(jié)構(gòu)采用更符合真實(shí)生產(chǎn)情況的雙波峰結(jié)構(gòu)，如圖1所示（分別是單峰型、雙波峰型），球磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中內(nèi)部許多磨球呈瀉落狀接觸，得以實(shí)現(xiàn)對(duì)入磨物料進(jìn)行研磨。

筒體襯板原排數(shù)為48排，現(xiàn)將襯板排數(shù)由48排減少至32排，同時(shí)將筒體部二段分布改為三段分布，可以增強(qiáng)其拋落時(shí)的破磨能力，利于磨礦效率的提升。填充物在一定程度上降低能耗，減小襯板磨損的程度[5]。通過(guò)增大筒體襯板面角來(lái)降低磨球被提升的高度，以減少磨球?qū)σr板的沖擊力。原筒體襯板提升條面角為56°，現(xiàn)將筒體襯板面角增大至60°[6]。

端襯板的改造：端襯板設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)為兩段分割[3]。增加襯板之間的間隙，可提高球磨機(jī)性能。同時(shí)合理地提升條間隙可最大限度地增加物料提升率，減少夾料現(xiàn)象的發(fā)生，提高了球磨機(jī)使用性能。

3改進(jìn)效果

3.1格子板改進(jìn)效果

通過(guò)后期一定的生產(chǎn)效果可見(jiàn)，格子板材料的改進(jìn)在一定程度上增加了其抗磨損能力，降低了使用成本，延長(zhǎng)了使用壽命，并且減少了材料本身的重量，在一定程度上節(jié)省了電能消耗，極大地方便了工作人員進(jìn)行更換和拆卸。

格子板的圈數(shù)增加，在一定程度上延長(zhǎng)了其使用壽命，減少了頻繁更換，固定點(diǎn)的位置改變，與槽板形成較好的固定方式，極大地避免了格子板向一側(cè)傾斜。同時(shí)格子板筋板加厚加寬后，其耐沖擊性增強(qiáng)，減小了斷裂概率，切實(shí)有效地減輕了格子板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的磨損情況。

3.2襯板改進(jìn)效果

經(jīng)此改造后一套磨機(jī)筒體襯板理論總重量大約增重100kg左右，襯板使用壽命可平均延長(zhǎng)接近一倍[3]。襯板由單波峰設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更改為雙波峰設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)后單件重量將會(huì)有所增加，整臺(tái)機(jī)筒體襯板也將增重。當(dāng)磨機(jī)端襯板采用三段分割的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，端襯板磨損報(bào)廢后只需按需要更換內(nèi)襯板的中下部與外圈端襯板。內(nèi)圈端襯板的上部可長(zhǎng)期使用而不需更換[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析格子型球磨機(jī)中格子板和襯板的重要作用，總結(jié)這兩大結(jié)構(gòu)的相關(guān)問(wèn)題，利用一定的技術(shù)和方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。格子型球磨機(jī)的兩種結(jié)構(gòu)改造，經(jīng)過(guò)科學(xué)地分析之后，通過(guò)改用格子板材料，改變格子孔排列順序，加厚加寬筋板，改裝襯板等措施，將這兩個(gè)部位同時(shí)進(jìn)行改造，對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行改裝，預(yù)計(jì)效果會(huì)疊加增幅，延長(zhǎng)磨機(jī)使用壽命，降低磨礦成本，大大提高磨機(jī)效率，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，創(chuàng)造更大效益。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 刁曉剛，李衛(wèi)，王春民.大型半自磨機(jī)筒體襯板結(jié)構(gòu)優(yōu)化及應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2020，48（2）：39-44.

[5]Cleary，P.W.，2009.Industrial particle flow modelling using discrete element method.Eng.Comput.26，698–743.

[6] 蔡國(guó).濕式格子型球磨機(jī)襯板的幾點(diǎn)改進(jìn)[J].新疆有色金屬，2014，（2）：87-88.

作者簡(jiǎn)介：

第一作者：劉嬌嬌（2000-），女，漢族，山東德州人，本科在讀，研究方向：礦物加工工程

第二作者：張明慧（1996-），女，漢族，山東榮成，本科，學(xué)生，研究方向：礦物加工工程

第三作者：鄭國(guó)慶（1999-） ，男，漢族，山東肥城，本科，學(xué)生，研究方向：勘查技術(shù)與工程