常用選礦設(shè)備的故障原因分析與增效措施

白娟 江峰 侯瑋

（包鋼集團(tuán)礦山研究院有限責(zé)任公司）

選礦設(shè)備是否能正常運行，其工作效率的高低一定程度上決定著企業(yè)的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益的好壞。因此，有必要分析、了解設(shè)備常見故障產(chǎn)生的原因，出現(xiàn)問題時才能作出準(zhǔn)確的判斷，并提出有效的解決方法，從而進(jìn)一步提高設(shè)備的運作效率［1］。

1 常見選礦設(shè)備故障分析

目前，選礦廠常用的選礦設(shè)備有破碎設(shè)備、磨礦設(shè)備、篩分設(shè)備、磁選設(shè)備、浮選設(shè)備等，下面就這些設(shè)備的易損件及造成磨損的主要原因進(jìn)行分析探討。

1.1 破碎設(shè)備

目前，國內(nèi)常用的破碎設(shè)備有顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)和沖擊式破碎機(jī)等。

顎式破碎機(jī)的易損件主要有動顎、齒板、偏心軸和軸承等。圓錐破碎機(jī)的磨損主要是機(jī)架與球面軸承的磨損、主軸與錐襯套的磨損、止推盤與齒輪的磨損、破碎腔磨損及偏心軸套的磨損。沖擊式破碎機(jī)的易損件主要是沖擊棒和破碎腔襯板［2］。

實際生產(chǎn)過程中，易損件的非正常磨損除了與設(shè)備的結(jié)構(gòu)缺陷有關(guān)，還主要與物料的硬度過大、物料的粒度過粗、設(shè)備潤滑效果不理想以及環(huán)境因素等有關(guān)。

（1）設(shè)備結(jié)構(gòu)的缺陷。設(shè)備的磨損很大一部分原因是設(shè)備安裝存在缺陷，比如結(jié)構(gòu)件間隙小，結(jié)構(gòu)件歪斜，安裝角度合理等，從而導(dǎo)致設(shè)備部件運轉(zhuǎn)不順暢或接觸力度不均勻，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的局部磨損。例如，顎式破碎機(jī)偏心軸的磨損往往是因為密封套及錐套旋向不合理，使錐套失去頂緊力，造成偏心軸松動［3］。

（2）物料的硬度過大。物料硬度是影響破碎機(jī)破碎效能的重要因素，也是導(dǎo)致齒板、破碎腔等直接與礦塊接觸部位磨損的主要因素。物料的硬度越大，破碎難度也越大，從而使破碎機(jī)的破碎效率降低、磨損速度加快，縮短破碎機(jī)的使用壽命。

（3）給料粒度不當(dāng)。如果給料粒度不當(dāng)，不僅影響破碎效果，還會導(dǎo)致齒板、推力板與襯墊等部件嚴(yán)重磨損，在給礦粒度過大時，滑動性結(jié)構(gòu)的破碎機(jī)受損會更加嚴(yán)重。

（4）設(shè)備潤滑效果不理想。潤滑不足是軸承磨損的主要原因，因為軸承在生產(chǎn)中承受的載荷較大，使軸承在運轉(zhuǎn)中的摩擦力較大，從而使軸承承受嚴(yán)重磨損。

（5）環(huán)境因素。環(huán)境因素中，對破碎機(jī)影響最大的是粉塵。破碎機(jī)的破碎作業(yè)會產(chǎn)生大量的粉塵，如果設(shè)備密封效果不好，這些粉塵一方面會損壞破碎機(jī)的動力系統(tǒng)，導(dǎo)致動力系統(tǒng)的磨損嚴(yán)重；另一方面會影響破碎機(jī)的潤滑系統(tǒng)，因為粉塵進(jìn)入潤滑部位，很容易加重潤滑表面的磨損。

1.2 磨礦設(shè)備

目前，國內(nèi)常用磨礦設(shè)備有干式球磨機(jī)、濕式球磨機(jī)等。球磨機(jī)工作時主要通過鋼球撞擊礦物實現(xiàn)破碎，常見的易損件包括襯板、筒體、格子板、襯板螺栓、小齒輪等。

造成這些易損件磨損的原因主要有球磨機(jī)襯板材質(zhì)選擇不當(dāng)、球磨機(jī)運行不正常、球磨機(jī)運行時間過長、濕磨環(huán)境下的腐蝕、襯板與磨球材料的不匹配等。

（1）球磨機(jī)襯板材質(zhì)選擇不當(dāng)。襯板材質(zhì)選擇不當(dāng)會大幅度降低其抗疲勞強(qiáng)度和壽命，不僅無法滿足球磨機(jī)的作業(yè)要求，甚至?xí)霈F(xiàn)塑變或起鼓。

（2）球磨機(jī)運行不正常。球磨機(jī)處于非正常的運行狀態(tài)下會加大襯板的磨損。球磨機(jī)在正常運行的情況下，鋼球與物料混合在一起，鋼球拋落下來時往往不直接沖擊襯板，而是被混有鋼球的物料阻隔，可以對襯板起到保護(hù)作用［4］。但是，如果球磨機(jī)低負(fù)荷運行時，鋼球就會直擊襯板，從而造成襯板的嚴(yán)重磨損，甚至發(fā)生斷裂。

（3）球磨機(jī)運行時間過長。球磨機(jī)很大程度上決定了選礦廠處理能力的大小，是選礦廠高作業(yè)率設(shè)備，但如果不能及時地進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，會加劇防護(hù)墊、襯板的磨損及老化。

（4）濕磨環(huán)境下的腐蝕。選礦廠一般采用濕式球磨機(jī)，而浮選作業(yè)的有些調(diào)整劑通常在磨礦作業(yè)進(jìn)行添加，使球磨機(jī)內(nèi)的礦漿具有一定的酸堿性，酸堿性礦漿通常會加速磨損件的腐蝕。

（5）襯板與磨球材質(zhì)的不匹配。襯板與磨球之間存在一個硬度匹配問題，磨球的硬度以比襯板高2～4HRC為宜。例如，球磨機(jī)襯板采用高錳鋼，而磨球選用耐磨性極好的高鉻鑄鐵（鋼）則會增大高錳鋼襯板的磨損；反之，襯板選用高鉻鑄鐵（鋼），而磨球選用耐磨性差的普通碳素鋼，由于磨球消耗大，造成補(bǔ)球時甩球次數(shù)增多，不可避免地要空砸襯板，導(dǎo)致襯板開裂，同時磨球表面也會被砸出凹坑。因此，襯板采用耐磨性好的材料，磨球也應(yīng)采用耐磨性好的材料。

1.3 篩分設(shè)備

篩分設(shè)備是用于物料分級的設(shè)備。選礦廠常用的篩分設(shè)備有很多種類型，包括分級篩、高頻篩、直線篩等。篩分設(shè)備的易損件主要是篩網(wǎng)、緊固件螺栓等。導(dǎo)致這些易損件磨損的原因主要有礦石性質(zhì)、給礦量過大、物料的沖擊等。

（1）礦石性質(zhì)。對于篩分設(shè)備，最常見的影響篩分效率的問題是篩孔堵塞，而篩孔堵塞的程度又與給料的形態(tài)、含水量等密切相關(guān)。如果礦石含水量過高，會導(dǎo)致礦石相對較黏，不容易分離，造成篩孔堵塞；礦粒為長條狀，相對較難過篩，也會造成篩孔的堵塞。

（2）給礦量過大。生產(chǎn)中通常要求盡可能給礦均勻、穩(wěn)定，避免超負(fù)荷運行。給礦量過大不僅會降低篩分效率，還會發(fā)生積礦或壓礦現(xiàn)象，從而造成篩網(wǎng)損壞、聯(lián)軸器斷裂、篩分箱體開裂等故障。

（3）物料的沖擊。對于破碎系統(tǒng)的篩分設(shè)備來說，運行過程中所承受的最大力是給料的沖擊力，強(qiáng)烈的沖擊不僅導(dǎo)致篩網(wǎng)破裂，同時還會對設(shè)備的本體及螺栓等產(chǎn)生一定程度的損壞。

1.4 磁選設(shè)備

按照磁場強(qiáng)度的強(qiáng)弱進(jìn)行分類，磁選機(jī)可分為弱磁場磁選機(jī)、中磁場磁選機(jī)和強(qiáng)磁場磁選機(jī)。目前，使用量最大的是濕式筒式磁選機(jī)，易損件包括筒皮、磁塊、槽底、傳動齒輪等。出現(xiàn)故障的主要原因有大體積雜物進(jìn)入磁選機(jī)、磁塊脫落、磁塊性能退化、潤滑效果不好等。

（1）大體積雜物進(jìn)入磁選機(jī)。磁選機(jī)里面進(jìn)入大體積雜物，輕則會把筒皮劃出痕跡，重則會卡住圓筒，導(dǎo)致設(shè)備停車；另外，也有可能在槽體磨出漏洞，導(dǎo)致槽體出現(xiàn)漏礦。

（2）磁塊脫落。磁選機(jī)滾筒中磁塊脫落嚴(yán)重時會將筒皮劃破，需立即停車檢修。

（3）磁塊性能退化。磁選機(jī)使用年限過長，磁塊性能退化，磁場強(qiáng)度降低，從而影響分選效果。

（4）潤滑效果不好。潤滑效果不好會導(dǎo)致傳動齒輪磨損等問題。

1.5 浮選設(shè)備

浮選機(jī)的易損件主要包括攪拌裝置、刮板裝置、槽體、閘板裝置等。

（1）攪拌裝置。攪拌裝置主要指葉輪，其作用是使藥劑與礦物顆粒充分接觸，在浮選過程中起著極其重要的作用。攪拌裝置故障嚴(yán)重時會導(dǎo)致浮選機(jī)壓礦，影響浮選機(jī)的正常運行。攪拌裝置常見問題主要是螺母松動、潤滑不好、攪拌部分連接松動等［5］。

（2）刮板裝置。浮選機(jī)的刮板安裝在浮選機(jī)槽體上方的兩側(cè)，刮板軸屬于超細(xì)長軸，加工精度較難控制，因此會出現(xiàn)精度較差的問題；另外，刮板裝置在運輸、安裝過程中由于吊裝、運輸變形等問題，導(dǎo)致刮板軸轉(zhuǎn)動不靈活、刮板軸折斷等。

（3）槽體。槽體常見的問題是滲水或漏水，在不嚴(yán)重的情況下幾乎不影響選礦效果，但對周圍環(huán)境影響較大。造成槽體滲水、漏水的主要原因是焊縫缺陷、槽體變形及法蘭連接不緊密等。

（4）閘板裝置。閘板裝置是控制液面的機(jī)構(gòu)，安裝于浮選機(jī)尾部，頻繁調(diào)節(jié)浮選機(jī)閘板會導(dǎo)致手輪損壞；另外，較常見的閘板故障是升降不暢，一般由絲杠潤滑不好、螺釘銹蝕、卡阻等問題引起。

2 提高選礦設(shè)備效率的措施

2.1 加強(qiáng)管理

影響選礦設(shè)備運行的因素很多，比如環(huán)境因素、操作因素、人為因素等，因此，合理有效的管理制度及體系，對于降低設(shè)備磨損、更好地維護(hù)和管理設(shè)備，同時提高設(shè)備的運作效率具有至關(guān)重要的作用。具體的措施有以下幾個方面：

（1）制定合理的設(shè)備管理人員體系，形成網(wǎng)格化管理模式，努力實現(xiàn)設(shè)備的系統(tǒng)管理，使設(shè)備管理逐步向?qū)訉幼?、主動抓、超前抓轉(zhuǎn)變，逐步實現(xiàn)時時、事事、處處有人的網(wǎng)格化設(shè)備管理模式［6］。

（2）加強(qiáng)設(shè)備操作、維護(hù)方面的培訓(xùn)。使設(shè)備的操作者及管理者能夠全面了解設(shè)備的性能、故障原因及處理方法，從而在設(shè)備操作及管理過程中能夠?qū)υO(shè)備的各項指標(biāo)進(jìn)行全面檢查，既要保證降低故障率，又能提升設(shè)備的運作效率。

（3）建立合理有效的維護(hù)制度。設(shè)備的維護(hù)是設(shè)備管理的重點，設(shè)備操作人員應(yīng)及時有效地實施機(jī)械設(shè)備的維護(hù)管理工作，保證設(shè)備處于平穩(wěn)運行的狀態(tài)，不帶病作業(yè)，對靈敏設(shè)備要進(jìn)行定期測試，對有較高潤滑要求的設(shè)備需要時刻保證潤滑良好?？傊?，設(shè)備管理工作要以預(yù)防為主，強(qiáng)化日常檢查維護(hù)工作。

（4）做好日常工作記錄。設(shè)備運轉(zhuǎn)與維修記錄是設(shè)備維護(hù)、管理的基本依據(jù)，設(shè)備的操作及維護(hù)人員根據(jù)這些信息，可以對設(shè)備的易損件、常見故障、維修時間等做到了如指掌，為設(shè)備管理工作提供參考，從而提高機(jī)械設(shè)備維護(hù)工作的效率，確保機(jī)械設(shè)備的性能。

2.2 采用更先進(jìn)的設(shè)備

老舊選礦設(shè)備往往存在老化、磨損、自動化功能不靈敏等問題，延長這些設(shè)備的服務(wù)年限不僅制約選礦技術(shù)的進(jìn)步，同時易損件的頻率更換會影響設(shè)備的作業(yè)率。隨著國內(nèi)外選礦技術(shù)與設(shè)備的不斷更新與進(jìn)步，新型先進(jìn)設(shè)備不僅制作材料更加堅固耐用，而且新技術(shù)的應(yīng)用可以使設(shè)備具有更強(qiáng)的適應(yīng)礦石性質(zhì)和環(huán)境因素變化的能力，出現(xiàn)故障的幾率降低，更換易損件的頻率也降低，大大地提升設(shè)備的作業(yè)率［7］。

2.3 做好日常運行維修

設(shè)備在長期運轉(zhuǎn)過程中，其穩(wěn)定性、可靠性都會出現(xiàn)一定程度的降低。設(shè)備一旦出現(xiàn)問題無法運轉(zhuǎn)，就必須停車進(jìn)行檢修，這樣不僅耗時耗力，而且嚴(yán)重影響選礦廠的正常生產(chǎn)。因此，在日常使用過程中，要做到定期維護(hù)與保養(yǎng)，如日常的清潔、潤滑等，不允許“只用不養(yǎng)，只修不養(yǎng)”。

2.4 采用先進(jìn)的選礦工藝

選礦工藝與選礦設(shè)備密切相關(guān)，對選礦指標(biāo)起著決定性的作用。每一個選礦環(huán)節(jié)中的設(shè)備都要與物料的粒度、濃度、給礦量等相匹配。因此，合理的選礦工藝，可以有效地降低設(shè)備的磨損及材料的損耗；反之，如果工藝與設(shè)備不匹配，就會大大增加設(shè)備的磨損。

3 結(jié)語

綜上所述，環(huán)境以及設(shè)備本身導(dǎo)致的有些設(shè)備磨損與故障是不可避免的，但是加強(qiáng)對這些設(shè)備故障點及故障原因的了解和分析，可以準(zhǔn)確及時地找到故障所在及故障原因，及時處理，將損失降到最低；同時通過加強(qiáng)設(shè)備管理，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)工藝以及加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)等方面的措施，可以防患于未然，在提升選礦設(shè)備運作效率的同時降低選礦設(shè)備發(fā)生故障的概率。