磁性襯板在Φ5.03x8.5球磨機(jī)上的成功應(yīng)用

田江生 陶春進(jìn)

摘要：本文主要介紹磁性襯板在云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司新田選礦車(chē)間Φ5.03x8.5球磨機(jī)上的應(yīng)用情況，通過(guò)對(duì)其使用壽命的技術(shù)跟蹤，證明了這種新材料襯板的可靠性與優(yōu)越性，同時(shí)不但具有使用壽命長(zhǎng)、重量輕、維護(hù)方便、節(jié)電、節(jié)球、提高磨機(jī)的作業(yè)率、降低噪音、磨礦效率高等特點(diǎn)，而且可降低選礦廠(chǎng)成本，增加產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞：磁性襯板;球磨機(jī);節(jié)能環(huán)保;經(jīng)濟(jì)可靠

引言

新田選礦車(chē)間是云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司最重要的選礦廠(chǎng)，同時(shí)也是全球最大的單系列多金屬選礦廠(chǎng)。其中Φ5.03x8.5球磨機(jī)是選礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，磨機(jī)內(nèi)最主要的工作部件是襯板和磨礦介質(zhì)，因此襯板質(zhì)量和性能的優(yōu)劣直接影響到磨機(jī)磨礦質(zhì)量、磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率、磨機(jī)的使用壽命。新田選礦車(chē)間于2014年12月開(kāi)始試用磁性襯板，通過(guò)三年多的使用發(fā)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的錳鋼襯板相比大大降低了襯板消耗量和運(yùn)行成本，提高磨機(jī)作業(yè)率。相比高錳鋼襯板，磁性襯板能增大磨機(jī)有效容積，提高處理能力，減輕磨機(jī)運(yùn)行負(fù)荷，降低運(yùn)轉(zhuǎn)功率，約電耗。并且安裝維護(hù)方便，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低噪音，筒體不漏礦漿，提升了工作環(huán)境質(zhì)量。

1磁性襯板的國(guó)內(nèi)外概況和發(fā)展趨勢(shì)

20世紀(jì)70年代，挪威和美國(guó)有人提出了用磁性襯板保護(hù)球磨機(jī)筒體和溜槽的創(chuàng)意。1980年瑞典Skega公司橡膠襯里的創(chuàng)始人Bertil Brandt在專(zhuān)利中提出了8種較實(shí)用的磁性襯板結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的磁路設(shè)計(jì)基本相同，主要區(qū)別在于襯板的外形。加拿大諾蘭達(dá)礦山公司Horne選廠(chǎng)于1981年10月在一臺(tái)Φ2.1×3.66 m的二段煉銅熔渣磨機(jī)的局部筒體安裝了輕型橡膠磁性襯板，在磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一個(gè)月，發(fā)現(xiàn)所有的元件都被細(xì)粒渣和磨礦介質(zhì)所覆蓋，使用較理想。后來(lái)又進(jìn)行了更廣泛的試驗(yàn)。

瑞典Trelleborg橡膠制品公司，1981年在Lkab公司 Kirana鐵礦選礦廠(chǎng)的一臺(tái)Φ5.9m×7.7 m二段礫磨機(jī)上進(jìn)行了橡膠磁性襯板的試驗(yàn)，能耗降低了11.4 %，礫石耗量降低30 %，運(yùn)轉(zhuǎn)5000 h后沒(méi)有明顯的磨損，據(jù)報(bào)道，1987年該選廠(chǎng)的三臺(tái)礫磨機(jī)均安裝了橡膠磁性襯板，當(dāng)磨機(jī)臨界轉(zhuǎn)速達(dá)86.2 %后，處理量增加了4 %。1986年的國(guó)際礦山設(shè)備展覽會(huì)上展出了該公司的樣品。但國(guó)外由于磨機(jī)多采用合金襯板和橡膠襯板，所以磁性襯板的研究和推廣應(yīng)用相對(duì)發(fā)展緩慢。

國(guó)內(nèi)八十年代開(kāi)始對(duì)磁性襯板進(jìn)行研制。北京礦冶研究總院于1987年開(kāi)始磁性襯板的研究，研制的橡膠—金屬磁性襯板于1992年通過(guò)有色金屬工業(yè)總公司的鑒定，1997年又為包鋼選廠(chǎng)Φ3.6×6.0 m溢流型球磨機(jī)研制成功HM型全套磁性襯板，使磁性襯板在礦山的使用取得了突破性進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)了磨機(jī)襯板的全部磁性化，通過(guò)了中國(guó)有色金屬協(xié)會(huì)的鑒定并被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)推廣產(chǎn)品。

目前國(guó)內(nèi)磁性襯板在二段磨機(jī)上的使用正處于黃金推廣期，因?yàn)榈谝慌判砸r板的使用周期已經(jīng)結(jié)束，它的卓越效果得到了礦山的充分認(rèn)可，正在成批的取代錳鋼襯板。

2磁性襯板安裝在Φ5.03×8.5m球磨機(jī)上的使用情況

2.1磁性襯板的結(jié)構(gòu)及工作原理

新田選礦車(chē)間Φ5.03×8.5m溢流型球磨機(jī)所使用的磁性襯板由金屬殼體、磁性材料、彈性膠層三部分組成，如圖1所示。

磁性襯板的一面與磨機(jī)筒體貼合，靠磁力緊緊吸附在磨機(jī)筒體上，磁性材料的性能是磁性襯板可靠性的基礎(chǔ)，磁性襯板根據(jù)使用條件的要求一般選用硬磁材料，剩磁強(qiáng)度、矯頑力、磁能積等是關(guān)鍵參數(shù)，另外材料性能的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性也是磁性材料選材的關(guān)鍵要素。

磁性襯板的工作面是金屬外殼，吸附的小球、碎球和磁性物質(zhì)形成保護(hù)層，附著在金屬外殼表面，保護(hù)層按磁路形成正弦波峰，由從內(nèi)向外逐漸變粗的磁性物質(zhì)構(gòu)成，靠近襯板表面為內(nèi)層，是細(xì)粒物料組成的均勻床層，中間是小片狀和粗粒狀物料，外層是粗粒的磁性物質(zhì)和小球。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，保護(hù)層始終處于平衡狀態(tài)，內(nèi)部的組成成分被磁化并互相吸引，使其更加牢固，一定厚度的保護(hù)層磨損后再動(dòng)態(tài)補(bǔ)充，周而復(fù)始地保護(hù)磁性襯板表面，從而達(dá)到減輕襯板磨損，延長(zhǎng)壽命的目的。

2.2磁性襯板的安裝運(yùn)行及與錳鋼襯板的對(duì)比

在對(duì)國(guó)內(nèi)多個(gè)磁性襯板生產(chǎn)廠(chǎng)家和應(yīng)用礦企進(jìn)行了實(shí)地考察，了解到應(yīng)用磁性襯板對(duì)球磨機(jī)的生產(chǎn)能力與磨礦產(chǎn)品細(xì)度無(wú)不良影響后。公司于2014年11月底開(kāi)始在新田選礦車(chē)間Φ5.03×8.5m溢流型球磨機(jī)上安裝磁性襯板。由于磁性襯板重量較輕，此次安裝的磁性襯板最重僅為49kg，最輕僅為14kg。在安裝過(guò)程中無(wú)需借助機(jī)械手即可人工安裝，且不用緊固螺栓。安裝時(shí)間僅為傳統(tǒng)錳鋼襯板的一半。大大減輕了檢修安裝人員的工作強(qiáng)度和提高球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。

磁性襯板與傳統(tǒng)錳鋼襯板箱對(duì)比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）磁性襯板與高錳鋼襯板相比，具有使用壽命長(zhǎng)，重量輕，安裝時(shí)不需螺栓固定且不漏礦，大幅度減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了拆裝工時(shí)。

（2）因磁性襯板有保護(hù)層，減少了研磨體對(duì)磨機(jī)筒體的直接撞擊，噪音較錳鋼襯板可降低5～ 10 dB，提升了現(xiàn)場(chǎng)員工工作環(huán)境。因物料在磨礦過(guò)程中沖擊在自襯墊層上， 而自襯層密度比錳鋼襯板小得多， 起到了緩沖作用。

（3）與錳鋼襯板相比， 磁性襯板厚度薄、可增容。磁性襯板厚度（ 包括保護(hù)層厚度） 為錳鋼襯板的70 % 一85 % ，提高了球磨機(jī)有效容積4% 左右，可提高磨礦生產(chǎn)能力4.6 % 左右。

（4）與錳鋼襯板相比， 安裝磁性襯板的球磨機(jī)不甩礦、不漏礦漿。使用錳鋼襯板的球磨機(jī)， 在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后， 會(huì)因?yàn)榫o固螺栓的松動(dòng)、磨損而發(fā)生甩礦、漏礦現(xiàn)象; 而安裝磁性襯板不需要安裝緊固螺栓，所以不存在上述的情況。

（5）與錳鋼襯板相比，使用周期長(zhǎng)，大大降低了球磨機(jī)的備件耗材成本。質(zhì)量輕安裝磁性襯板的磨機(jī)作業(yè)率高。由于上述幾點(diǎn)原因，使用磁性襯板大大節(jié)省了更換和檢修時(shí)間，提高磨機(jī)作業(yè)率1% 以上。

2.3經(jīng)濟(jì)效益分析

安裝磁性襯板后磨機(jī)的處理能力和產(chǎn)品粒度沒(méi)有異常，而其平均運(yùn)行功率由2 300 kW 降到2 220 kW 左右，節(jié)能約3. 4%，此外磨機(jī)周?chē)脑胍艚档? ～ 10 db（ A） ，改善了周邊工作環(huán)境。其使用壽命長(zhǎng)，大大降低了球磨機(jī)的備件耗材成本，使用磁性襯板為球磨機(jī)節(jié)約備件成本約40%左右。更換簡(jiǎn)單方便，使用中基本不用維護(hù)且使用周期長(zhǎng)，這使得磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率得到進(jìn)一步的提升，為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)論

磁性襯板在新田選礦車(chē)間Φ5.03x8.5球磨機(jī)上的成功應(yīng)用，這是目前成功應(yīng)用的最大規(guī)格的球磨機(jī)磁性襯板，不僅筒體采用了磁性襯板，而且端蓋也采用了磁性襯板，實(shí)現(xiàn)了磨機(jī)襯板的全部磁性化。應(yīng)用結(jié)果表明：襯板壽命可達(dá)到高錳鋼襯板的3倍以上，這不僅為公司創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)在降低選廠(chǎng)能耗、減少金屬材料損耗、降低生產(chǎn)成本、提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率、消除礦漿泄漏、改善職工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境（降低噪音）、減輕修理勞動(dòng)強(qiáng)度等方面也發(fā)揮了重要作用，具有很好的節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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