改造電氣控制系統(tǒng)提高球磨機(jī)工作效率

楊 健 關(guān)雪峰

北方重工集團(tuán)有限公司

改造電氣控制系統(tǒng)提高球磨機(jī)工作效率

楊 健 關(guān)雪峰

北方重工集團(tuán)有限公司

磨礦是選礦期間非常重要的環(huán)節(jié)，球磨機(jī)是當(dāng)前選礦過(guò)程中使用最為普遍的磨礦設(shè)施，屬于磨礦過(guò)程中以及選礦過(guò)程中功率最大、能耗最高的設(shè)施。球磨機(jī)能耗量大小可決定整個(gè)礦廠能耗總量，自上世紀(jì) 70 年代開(kāi)始，我國(guó)相繼研發(fā)出了多種節(jié)能球磨機(jī)，也得到了很好的運(yùn)用。本文從高效節(jié)能球磨機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，著重探討高效節(jié)能球磨機(jī)應(yīng)用，為推動(dòng)我國(guó)礦業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

電氣控制系統(tǒng)；球磨機(jī)；自動(dòng)控制

1 老式球磨機(jī)與組合式連續(xù)球磨機(jī)之間的差異和優(yōu)勢(shì)

1.1 老式球磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

目前普遍使用的老式的間歇式球磨機(jī)幾十年來(lái)沒(méi)有改變。它是封閉式結(jié)構(gòu)，產(chǎn)量低、占地面積大、能耗高、操作繁雜，不便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且出來(lái)的粉料極不一致，不適用高檔磚的生產(chǎn)。有嚴(yán)重的過(guò)磨現(xiàn)象。

1.2 組合式連續(xù)球磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

組合式連續(xù)球磨機(jī)是一種新型球磨機(jī)，它的結(jié)構(gòu)合理，優(yōu)化組合，傳動(dòng)效率高。組合式連續(xù)球磨機(jī)包括筒體，傳動(dòng)裝置，原料和研磨體的進(jìn)出料裝置，自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。工作時(shí)由電機(jī)，減速機(jī)和皮帶輪組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)皮帶帶動(dòng)，有皮帶槽的筒體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。原料和水在進(jìn)料裝置驅(qū)動(dòng)下通過(guò)進(jìn)料端空心軸進(jìn)入筒體內(nèi)。在筒體帶動(dòng)下，裝有一半多的原料、水和球石作相互沖擊，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。原料在球石的強(qiáng)力沖擊下，迅速得到研磨。原料經(jīng)過(guò)一個(gè)多小時(shí)的強(qiáng)力研磨，經(jīng)第三個(gè)筒體的出料口流出，完成整個(gè)原料的球磨過(guò)程。

1.3 組合式連續(xù)球磨機(jī)與老式球磨機(jī)之間的比較

組合式連續(xù)球磨機(jī)與老式球磨機(jī)之間的差異主要突出在原理、結(jié)構(gòu)等方面。

(1)原理差異。老磨機(jī)是封閉式的研磨，原料、水和球石裝滿(mǎn)整球才能運(yùn)轉(zhuǎn)。研磨效果差；而組合式連續(xù)球磨機(jī)是開(kāi)放式的，只裝有一半多，原料、水和球石，球石上下落差大，對(duì)原料沖擊勢(shì)能大，球石被帶到高處直接沖擊原料而產(chǎn)生很好的研磨效果，研磨好的原料可以馬上從第三節(jié)筒體留流走，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)磨現(xiàn)象。

(2)結(jié)構(gòu)差異。1)老磨機(jī)筒體上沒(méi)有皮帶槽，皮帶掛在筒體上要強(qiáng)行拉緊才能旋轉(zhuǎn)，而且皮帶經(jīng)常打滑，既不符合機(jī)械設(shè)計(jì)原理。連續(xù)球磨機(jī)筒體加工有48根皮帶槽，皮帶不會(huì)打滑，能起到很好的傳動(dòng)效果。2)老磨機(jī)只能裝滿(mǎn)一球料，球完后再放出來(lái)。這樣一裝一放工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作很吃力，并且要多次啟動(dòng)、關(guān)停機(jī)，對(duì)電網(wǎng)也有一定的沖擊。而連續(xù)球磨機(jī)不需要停機(jī)，可連續(xù)進(jìn)料和連續(xù)出料，對(duì)電網(wǎng)沖擊較小，可實(shí)行自動(dòng)化操作和控制。3)三連體的或多連體的連續(xù)球磨機(jī)結(jié)構(gòu)，占地面積小，在同等產(chǎn)量下，連續(xù)球磨機(jī)的占地面積是老磨機(jī)的1/3的占地面積，極大減少土建和基礎(chǔ)的投資。

2 球磨機(jī)耗電情況

2.1 球磨機(jī)的磨礦介質(zhì)引起的電耗波動(dòng)

作為球磨機(jī)的主要磨礦介質(zhì)，大多數(shù)的選礦行業(yè)都選擇鋼球作為生產(chǎn)的磨礦介質(zhì)，作為生產(chǎn)過(guò)稱(chēng)中的主要磨礦介質(zhì)，鋼球的形狀和尺寸及硬度都會(huì)對(duì)設(shè)備的電能消耗產(chǎn)生影響。鋼球的設(shè)備填充量太多導(dǎo)致設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)變慢；鋼球的設(shè)備填充量太少就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備空轉(zhuǎn)運(yùn)行，因此根據(jù)多年的觀察，我們將鋼球的設(shè)備填充量控制在百分之五十左右為宜。在設(shè)備中裝入大小不合適的鋼球會(huì)嚴(yán)重的磨損設(shè)備的襯板，因此在鋼球的大小和形狀上還是要符合設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。

2.2 球磨機(jī)的返砂量引起的電耗波動(dòng)

在閉合的磨礦生產(chǎn)工藝過(guò)程中，只有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的合格物料才能夠進(jìn)入下一道工序的生產(chǎn)過(guò)程中，不達(dá)標(biāo)的物料會(huì)返回球磨機(jī)設(shè)備中重新進(jìn)行生產(chǎn)。返砂量越高就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的電能消耗越高，因此要有效的控制設(shè)備的返砂量。提升設(shè)備的生產(chǎn)能力。

3 球磨機(jī)的具體結(jié)構(gòu)以及技術(shù)特點(diǎn)

3.1 球磨機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)中的給料部

我國(guó)現(xiàn)階段的球磨機(jī)在給料部的結(jié)構(gòu)形式主要是溜管式以及雙勺式。這兩種形式的球磨機(jī)給料部底部襯板都是采用 10 毫米的錳鋼作為襯板材料。

3.2 球磨機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)中的靜動(dòng)壓軸承

在球磨機(jī)設(shè)備中靜動(dòng)壓軸承主要的作用有兩個(gè)。第一個(gè)是能夠起到動(dòng)壓潤(rùn)滑的作用；第二個(gè)是能夠起到靜壓浮升的作用。在真正的運(yùn)行過(guò)程中，為了有效地實(shí)現(xiàn)靜動(dòng)壓軸承的兩個(gè)作用，我們專(zhuān)門(mén)配備了高低壓液壓站。這樣能夠有效地控制靜動(dòng)壓軸承實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。球磨機(jī)在啟動(dòng)之前或者是停止運(yùn)行時(shí)，高壓泵會(huì)在設(shè)備中壓入30MPa 壓力的高壓油，這樣能夠讓回轉(zhuǎn)部實(shí)現(xiàn)浮起，在浮起的過(guò)程中形成一定厚度的油膜，這一套動(dòng)作就是靜壓頂起的全過(guò)程，這樣的目的在于降低球磨機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的啟動(dòng)負(fù)載以及外部沖擊，能夠有效地保護(hù)軸瓦免受擦傷。

3.3 球磨機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)中的傳動(dòng)部

球磨機(jī)的傳動(dòng)部位是較為關(guān)鍵的一個(gè)結(jié)構(gòu)部位，通常我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中使用開(kāi)式大斜齒輪以及小斜齒輪作為傳動(dòng)副，齒輪的材質(zhì)為了有效地保障齒輪的運(yùn)行質(zhì)量，通常采用合金鋼材質(zhì)的齒輪。這樣的傳動(dòng)部?jī)?yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)過(guò)程中較為平穩(wěn)，具有較小噪音以及工作效率較高。根據(jù)球磨機(jī)的運(yùn)行狀況以及特點(diǎn)，我們采用的潤(rùn)滑形式是噴射潤(rùn)滑，這種潤(rùn)滑方式的動(dòng)力源為電動(dòng)泵，能夠通過(guò)電動(dòng)泵的作用將極壓齒輪油在一定的距離，定量并且定時(shí)的噴射到球磨機(jī)齒輪面上。

3.4 球磨機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)中的端蓋和中空軸

目前的球磨機(jī)端蓋或者是中空軸的材質(zhì)大多是鑄鋼件或者是合金鋼材質(zhì)。需要注意的是，根據(jù)球磨機(jī)型號(hào)的大小在端蓋以及中空軸的制作過(guò)程中還是有一定的區(qū)別。大型的球磨機(jī)中的端蓋結(jié)構(gòu)以及中空軸結(jié)構(gòu)主要是采用分體式結(jié)構(gòu)，單獨(dú)生產(chǎn)制作；中小型的球磨機(jī)中的端蓋結(jié)構(gòu)以及中空軸結(jié)構(gòu)主要是采用整體式結(jié)構(gòu)，整體進(jìn)行生產(chǎn)制作。

總之，球磨機(jī)是一種高能耗的大型粉磨設(shè)備，隨著經(jīng)濟(jì)及科技的發(fā)展，對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改造，以提高球磨機(jī)的自動(dòng)化控制水平和工作效率是球磨機(jī)發(fā)展的重要方向。

[1] 程啟明，等.火電廠中儲(chǔ)式球磨機(jī)制粉控制系統(tǒng)的研究[J].華東電力，2006，7.

[2] 吳建國(guó).球磨機(jī)新型控制策略研究與應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2006，3.

[3] 張雪，馬青強(qiáng)，高健. 智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用探析[J]. 科技展望，2015(5)