溢流型球磨機(jī)進(jìn)料口密封裝置的改進(jìn)

許健

（巴州敦德礦業(yè)有限責(zé)任公司）

1 問題的提出

巴州敦德礦業(yè)有限公司位于新疆和靜縣境內(nèi)，公司采礦廠和選礦廠分別位于海拔3850m 和2900m，于2015年10月建成投產(chǎn)，現(xiàn)一期處理礦石能力為150萬t，年產(chǎn)鐵精礦70萬t、鋅精礦2.4萬t。選礦廠工藝為三段磨礦、先浮后磁，其中φ3200×4500（mm)溢流型二段球磨機(jī)的有效容積32.8m3、填充率40%、功率630kW，球磨機(jī)進(jìn)料是經(jīng)過旋流器分級(jí)后，底流粗粒級(jí)礦漿通過管道進(jìn)入球磨機(jī)進(jìn)行再磨，入磨礦漿濃度為75%，入磨細(xì)度為-200 目80%。旋轉(zhuǎn)的球磨機(jī)與固定輸入管道之間存在相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這對(duì)溢流型球磨機(jī)進(jìn)料端的密封裝置提出了比較高的要求。設(shè)備運(yùn)行中，通過對(duì)溢流型球磨機(jī)進(jìn)料端密封來防止礦漿泄露，因球磨機(jī)密封裝置起不到很好的密封作用，在生產(chǎn)中由于礦漿泄露污染球磨機(jī)軸瓦座油箱內(nèi)潤滑油的問題時(shí)有發(fā)生，影響到球磨機(jī)潤滑油使用周期，增加了球磨機(jī)檢修工作量、降低了設(shè)備的作業(yè)率和設(shè)磨礦備的生產(chǎn)能力。

2 球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置存在的問題

（1）溢流型球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置是用螺栓將密封壓板固定在球磨機(jī)進(jìn)料中空軸上，壓板內(nèi)孔安裝了一個(gè)KYD 密封圈與之相配合，正常使用過程中，僅靠密封圈自身的膨脹力通過壓板與球磨機(jī)端蓋筒體固定在一起旋轉(zhuǎn)，依靠的是KYD 密封圈內(nèi)孔與進(jìn)料短接外圓配合尺寸間隙大小來防止球磨機(jī)內(nèi)的礦漿泄漏。但在實(shí)際使用過程中，KYD 密封圈內(nèi)孔在與進(jìn)料短接相對(duì)旋轉(zhuǎn)過程中不斷磨損，兩者之間的配合間隙不斷增大，導(dǎo)致礦漿大量泄漏。φ3200×4500（mm）溢流型二段球磨機(jī)進(jìn)料端的密封裝置結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

圖1 φ3200×4500(mm)溢流型球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖

（2）球磨機(jī)進(jìn)料短接一端與固定的移動(dòng)小車彎頭法蘭連接，另外一端插進(jìn)KYD 密封圈內(nèi)孔與球磨機(jī)中空軸相連，內(nèi)孔密封靠進(jìn)料短接外圓尺寸與KYD 密封圈內(nèi)孔唇口尺寸配合間隙大小來保證密封效果。在實(shí)際裝配過程中，受設(shè)備空間環(huán)境狹小的影響，導(dǎo)致球磨機(jī)進(jìn)料短接的中心線與球磨機(jī)中空軸中心線很難保持高的同軸度，造成進(jìn)料短接外圓與KYD 密封圈內(nèi)孔在實(shí)際使用過程中始終處于偏心狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著使用時(shí)間的不斷積累，密封件唇口加速磨損、間隙不斷加大，造成進(jìn)料短接外圓與KYD 密封圈內(nèi)孔之間礦漿大量泄漏。

（3）如果球磨機(jī)進(jìn)料短接外圓尺寸與KYD 密封圈內(nèi)孔唇口尺寸配合間隙過小，會(huì)造成安裝困難，導(dǎo)致球磨機(jī)進(jìn)料短接插不進(jìn)球磨機(jī)中空軸KYD 密封圈的內(nèi)孔，影響檢修安裝進(jìn)度。為了檢修安裝方便，通常情況下，將球磨機(jī)進(jìn)料短接外圓尺寸與KYD 密封圈內(nèi)孔唇口尺寸配合間隙適當(dāng)放大，來降低檢修安裝難度，間隙的增大又會(huì)影響到密封效果和密封圈的使用周期。

3 球磨機(jī)進(jìn)料口大量礦漿泄漏帶來的危害

溢流型球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置密封不好，會(huì)造成球磨機(jī)進(jìn)料端礦漿大量泄漏，給生產(chǎn)工藝和設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生一系列的影響。

（1）球磨機(jī)進(jìn)料系統(tǒng)和球磨機(jī)聯(lián)接處與支撐球磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸瓦座密封處靠得非常近，大量泄漏的礦漿不斷破壞球磨機(jī)中空軸與軸瓦座之間的密封，礦漿滲入軸瓦座油箱污染潤滑油，污染的潤滑油又進(jìn)入潤滑站，加劇了潤滑油的污染面積，以致影響到其它軸瓦的潤滑情況，為了確保球磨機(jī)軸瓦的良好潤滑，必須整體更換潤滑站的潤滑油，縮短了球磨機(jī)潤滑油的使用周期。

（2）被污染的球磨機(jī)稀油潤滑站，如沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，泄露的礦漿會(huì)造成潤滑油的乳化現(xiàn)象，降低潤滑油粘度和潤滑油抗壓強(qiáng)度，球磨機(jī)中空軸與軸瓦之間的油膜難以形成或油膜抗壓強(qiáng)度不夠，勢(shì)必造成球磨機(jī)滑潤效果下降，從而增加了運(yùn)轉(zhuǎn)部件之間摩擦阻力造成軸瓦局部溫度升高，易引發(fā)造成球磨機(jī)燒軸瓦的重大設(shè)備事故。

（3）被污染的潤滑油還容易造成過濾器堵塞，齒輪泵吸不上潤滑油，導(dǎo)致油泵壓力和流量過低、壓力繼電器動(dòng)作，觸發(fā)軸瓦潤滑保護(hù)系統(tǒng)，引起球磨機(jī)跳停事故的發(fā)生，造成球磨機(jī)突然停機(jī)，給生產(chǎn)工藝指標(biāo)和設(shè)備作業(yè)率帶來一定的影響。

（4）極細(xì)微的礦物顆粒進(jìn)入球磨機(jī)潤滑系統(tǒng)，容易造成對(duì)球磨機(jī)巴氏合金軸瓦表面研磨、劃傷直至燒瓦，造成重大設(shè)備事故。

（5）由于KYD 密封圈使用周期短、更換KYD 密封圈檢修工作難度大、檢修時(shí)間長，降低了選礦廠的設(shè)備作業(yè)率。

（6）礦漿泄露導(dǎo)致球磨機(jī)環(huán)境衛(wèi)生變差，影響作業(yè)環(huán)境和職工的身心健康，同時(shí)也增加了清掃周圍環(huán)境的工作量。

4 溢流型二段球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置改進(jìn)

為解決球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置結(jié)構(gòu)不合理、使用周期短、檢修更換困難等問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際使用情況，對(duì)原進(jìn)料密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。在保持原有KYD 密封圈的情況下，在球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置增加了填料壓蓋、填料和填料函，改進(jìn)后φ3200×4500（mm）溢流型二段球磨機(jī)進(jìn)料端的密封裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（1）將原密封裝中的壓板與KYD 密封圈裝配的結(jié)構(gòu)改為填料函與KYD 密封圈裝配結(jié)構(gòu)，利用原壓板固定在球磨機(jī)中空軸上的螺紋沉孔來固定填料函減少了改動(dòng)工作量；同時(shí)利用了原KYD 密封圈外圈對(duì)球磨機(jī)內(nèi)部礦漿可以起到一定的阻擋和延緩礦漿向外流動(dòng)趨勢(shì)的作用。

（2）將原密封裝置利用進(jìn)料短接外圓與KYD 密封圈內(nèi)孔唇口尺寸配合的間隙大小來確保密封，改為由鋼制填料函、KYD 密封圈、進(jìn)料短接和填料壓蓋所形成的環(huán)形空腔結(jié)構(gòu)來保證球磨機(jī)進(jìn)料端的密封效果。環(huán)形腔體所形成的空間由石墨盤根（或牛油盤根）以及其它軟性耐摩材料作為填充材料進(jìn)行填充，由于填充材料本身有自潤滑特性、耐磨特性和在受外力作用情況下的變形膨脹三種特性，因此，當(dāng)球磨機(jī)進(jìn)料礦漿有泄露時(shí)，可以利用球磨機(jī)短暫停機(jī)時(shí)間，將填料壓蓋四個(gè)螺栓均勻緊固、增加軸向力，并由填料壓蓋將軸向力傳遞到填料，使填料變形膨脹來減少球磨機(jī)進(jìn)料短接與填料以及填料函與填料之間的間隙，從而達(dá)到進(jìn)一步減少礦漿泄露的目的。

圖2 改進(jìn)后溢流型二段球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置示意圖

（3）球磨機(jī)進(jìn)料密封裝置經(jīng)過改進(jìn)后，KYD 密封圈內(nèi)孔唇口不再是密封功能，而僅僅是利用密封圈外圈阻擋延緩礦漿向外流動(dòng)的作用，因此，可以將球磨機(jī)進(jìn)料短接外圓與KYD 密封圈內(nèi)孔唇口尺寸配合間隙適當(dāng)放大。

通過配合間隙放大可以解決以下問題：解決了進(jìn)料短接外圓與KYD 密封圈內(nèi)孔唇口尺寸配合間隙大小無法隨時(shí)調(diào)整的問題；解決了檢修安裝困難問題；解決了安裝不容易保持同軸度造成偏心使密封圈磨損加快、使用周期短的問題。

改進(jìn)后大大延長KYD 密封圈使用壽命。當(dāng)填料在使用一段時(shí)間、填料壓蓋已緊固到極限時(shí)，不需要拆除整個(gè)球磨機(jī)進(jìn)料裝置，就可以利用短暫停機(jī)時(shí)間或生產(chǎn)設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間，松開填料壓蓋的固定螺栓，取出失效的填料，安裝新的填料后，緊固填料壓蓋螺栓即可使用。只有在KYD 密封圈外圈損壞或斷裂的情況下，需要整體拆除進(jìn)料小車和進(jìn)料短接，其它情況都不需要長時(shí)間停機(jī)檢修。

5 改進(jìn)后的效果

（1）提高生產(chǎn)線設(shè)備作業(yè)率。未改造之前，球磨機(jī)集中潤滑站油箱潤滑油一般使用周期為3～6月，改造之后潤滑站油箱潤滑油使用周期可以延長到6～12月，減少了檢修次數(shù)。

未改造之前，球磨機(jī)進(jìn)料密封裝置檢修更換周期一般為半年一次檢修，一般檢修時(shí)間為12 小時(shí)。改造后，可以利用日常或其它生產(chǎn)故障，在2個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行密封填料更換，效率高方便快捷，節(jié)省時(shí)間。

為了確保球磨機(jī)密封裝置的安全可靠，可以利用每年冬休一個(gè)月時(shí)間，整體拆除進(jìn)料小車和進(jìn)料短接，對(duì)密封裝置中的KYD 密封圈內(nèi)孔和外圈使用狀況進(jìn)行檢查，如果密封裝置使用狀況良好、安裝恢復(fù)即可。反之，利用冬休期間不影響正常設(shè)備作業(yè)率的情況下，按照拆裝順序拆除更換即可。綜合上述兩點(diǎn)，每年節(jié)約的檢修時(shí)間可以使月平均作業(yè)率提升1.7%，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）球磨機(jī)進(jìn)料端密封裝置改進(jìn)后，球磨機(jī)進(jìn)料端礦漿泄漏量大大降低，使設(shè)備周邊環(huán)境、崗位使操作環(huán)境大大改善，既減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，又為職工營造了良好的工作環(huán)境。

6 結(jié)束語

通過對(duì)溢流型球磨機(jī)進(jìn)料口泄漏礦漿原因和進(jìn)料口密封裝置結(jié)構(gòu)分析，查找出了治理球磨機(jī)進(jìn)料端泄漏礦漿的原因，有針對(duì)性地對(duì)球磨機(jī)進(jìn)料口密封裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后實(shí)施效果表明：對(duì)減少球磨機(jī)進(jìn)料口泄漏量、延長球磨機(jī)潤滑油使用周期、提高設(shè)備作業(yè)率、改善球磨機(jī)磨作業(yè)環(huán)境和降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度起到了積極有效的作用。球磨機(jī)密封裝置的改進(jìn)方法，也可為同類設(shè)備提供借鑒。