郭 華
(河鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司石人溝鐵礦,河北 唐山 064200)
近年來國內(nèi)大量引進(jìn)國外先進(jìn)的破碎機(jī)。在眾多國外先進(jìn)的破碎機(jī)中,美卓公司HP系列的中、細(xì)碎設(shè)備圓錐破碎機(jī),具有處理能力高,結(jié)構(gòu)簡單和維護(hù)方便的特點(diǎn),能大幅度提高選礦廠的生產(chǎn)效率。但由于無相應(yīng)配套的給礦系統(tǒng)與進(jìn)口設(shè)備匹配,使得破碎機(jī)難以實(shí)現(xiàn)均勻給礦,運(yùn)行料位不穩(wěn)定,設(shè)備故障率偏高,導(dǎo)致襯板磨損不均勻、環(huán)跳大、釋放缸和鎖緊缸漏油、銅套磨損等故障問題頻發(fā)。
原設(shè)備無相應(yīng)的給礦料斗,由于給礦靠調(diào)節(jié)給礦膠帶速度來實(shí)現(xiàn),當(dāng)膠帶速度變化時(shí),給料落點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化,導(dǎo)致大部分情況下物料無法落到分料盤上部,出現(xiàn)給料偏析、不均等問題,同時(shí)由于物料高速拋落產(chǎn)生大量揚(yáng)塵,給環(huán)保工作帶來很大壓力。原給礦情況見圖1[1]。
圖1 原給礦情況
在原給礦膠帶機(jī)頭安裝一緩沖料斗,物料經(jīng)料斗緩沖后,正對(duì)分料盤,既解決了物料布料不均出現(xiàn)偏析的問題,又降低了現(xiàn)場揚(yáng)塵,設(shè)計(jì)給礦結(jié)構(gòu)見圖2。該給料斗可根據(jù)不同型號(hào)、不同給礦粒度選擇不同尺寸。
圖2 設(shè)計(jì)給礦情況
原設(shè)備配套使用的料位控制系統(tǒng)采用手動(dòng)調(diào)節(jié)膠帶速度來實(shí)現(xiàn)擠滿給礦,但由于礦石中含水量、含泥量及粒徑大小的變化都會(huì)影響上部料斗給到上礦膠帶的礦量,從而導(dǎo)致破碎機(jī)料位變化頻繁,需要不斷手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整修正,很難保證破碎機(jī)料位的穩(wěn)定。
HP系列破碎機(jī)工作時(shí)的料位是相對(duì)穩(wěn)定的,不允許出現(xiàn)較大波動(dòng),以HP500為例,其工作時(shí)料位要求在分料盤上方300 mm,該設(shè)計(jì)采取一種最為簡單可靠無滯后的PID控制方式來實(shí)現(xiàn)料位的穩(wěn)定。
破碎機(jī)給礦采用緩沖倉直接自然落料到上礦膠帶上的設(shè)計(jì),無給料閘板或電振等給料設(shè)施,膠帶機(jī)采用變頻器控制,給礦量大小直接受膠帶速度控制。當(dāng)?shù)V石含水量、含泥量和粒度等發(fā)生變化而影響膠帶上物料厚度時(shí),通過調(diào)整膠帶速度即可修正給礦量,給礦機(jī)構(gòu)見圖3。
圖3 給料機(jī)構(gòu)
因此可以僅采用破碎腔料位作為單一變量,將用來檢測料位的超聲波料位計(jì)的輸出信號(hào)給PID控制器的變頻器,控制膠帶傳動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率,實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)定給礦的目的,控制系統(tǒng)結(jié)果圖見圖4[2]。
圖4 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
該設(shè)計(jì)在冀東某磁鐵礦已得到成功應(yīng)用,該礦年設(shè)計(jì)原礦處理能力200 萬t,裝備有HP500圓錐破碎機(jī)3臺(tái),根據(jù)2018年至2020年生產(chǎn)情況比較,改造后HP500圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)效率和-12 mm產(chǎn)率有了顯著提高,臺(tái)時(shí)能力由原460 t/(臺(tái)·h)提高到510 t/(臺(tái)·h),平均提高50 t/(臺(tái)·h);-12 mm產(chǎn)品產(chǎn)率由原41.1%提高到48.5%,平均提高7.4%;作業(yè)率由原57.4%降到51.7%,降低了6.7%,生產(chǎn)指標(biāo)取得了明顯的提升。
生產(chǎn)指標(biāo)提升情況見表1。
表1 生產(chǎn)指標(biāo)提升情況
通過該設(shè)計(jì)改造,消除了圓錐破碎機(jī)給料偏析和料位不穩(wěn)的問題,使得襯板在整個(gè)使用周期始終處于均勻磨損狀態(tài),消除了偏磨現(xiàn)象,使用壽命明顯延長;同時(shí)圓錐破碎機(jī)的環(huán)跳現(xiàn)象得以緩解,使得銅套、鎖緊缸、釋放缸、座襯等的使用壽命也明顯延長,降低了破碎機(jī)的使用成本、縮短了檢修時(shí)間。由2018年至今檢修維護(hù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),各部件使用壽命見表2。
表2 改造前后各部件使用壽命
由表2可知,采用該設(shè)計(jì)后襯板使用壽命延長了由原來的312 h延長至353 h,延長了41 h;上銅套和下銅套使用壽命延長了50%以上;鎖緊缸使用壽命延長一倍;釋放缸和座襯板使用壽命延長50%以上。
1)該設(shè)計(jì)在冀東某磁鐵礦的應(yīng)用使HP500圓錐破碎機(jī)各部件的使用壽命均得到了明顯延長,僅襯板消耗一項(xiàng)每年可節(jié)約資金23 萬元,其他備件節(jié)約資金約8 萬元,直接經(jīng)濟(jì)效益31 萬元/年。
2)該設(shè)計(jì)使在冀東某磁鐵礦的圓錐破碎機(jī)臺(tái)時(shí)能力提高10%以上,因此相應(yīng)的破碎系統(tǒng)產(chǎn)能增加了10%以上,但由于該礦采礦設(shè)計(jì)能力限制,導(dǎo)致產(chǎn)能無法進(jìn)一步提高,所以作業(yè)率進(jìn)一步降低。因膠帶、篩子等其他設(shè)備設(shè)施的使用成本與破碎機(jī)生產(chǎn)效率成反比,破碎機(jī)臺(tái)時(shí)能力的提高使得其他設(shè)備設(shè)施運(yùn)行成本降低10%以上,年可節(jié)約運(yùn)行成本10 萬元以上。
該設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn),僅需對(duì)給料斗進(jìn)行改造,在原設(shè)備裝備的基礎(chǔ)上即可實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)在冀東某磁鐵礦投入運(yùn)行后,圓錐破碎機(jī)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性有了極大的提高,運(yùn)行中不存在物料偏析的情況,料位的穩(wěn)定,破碎機(jī)可保持?jǐn)D滿給礦的狀態(tài),消除了襯套偏磨、環(huán)跳等現(xiàn)象,襯板使用壽命延長13%以上,銅套、釋放缸等的故障率降低50%以上,鎖緊缸使用壽命延長一倍;破碎機(jī)生產(chǎn)效率的提高擴(kuò)大了破碎系統(tǒng)的產(chǎn)能,進(jìn)一步降低了破碎系統(tǒng)的單位運(yùn)行成本。