我廠棒磨機(jī)端蓋襯板的改造

常彥軍（中電投山西鋁業(yè)有限公司，山西 忻州 034100）

1 概述

我廠原礦漿磨制工序采用一棒、一球加水旋器分級的兩段半開半閉式磨礦流程。棒磨機(jī)作為初碎設(shè)備，對磨礦系統(tǒng)的磨礦效率和產(chǎn)能起著決定性的作用。因此一個(gè)成功的磨礦系統(tǒng)，其棒磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率必須高效穩(wěn)定。我廠選用的棒磨機(jī)為中信重機(jī)公司生產(chǎn)的Φ3.2×4.5m溢流型棒磨機(jī)，具有結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、PLC控制連鎖可靠、自動化程度較高等優(yōu)良特性。但在一年的使用過程中，也暴露出了一些如：進(jìn)料管等過流件易磨損；溢流口較短，出料緩沖量不夠；襯板螺栓多，不易緊固，易漏料等不足。其中在端蓋襯板與筒體襯板結(jié)合處，采用橡膠填充條的設(shè)計(jì)更是其一大弊病。橡膠填充條使用壽命短、易脫落，脫落后會對磨機(jī)的維護(hù)和運(yùn)行帶來一系列的危害。因此，我們對其進(jìn)行了改造。

2 改造前的運(yùn)行狀況及存在的問題

2.1 棒磨機(jī)端蓋襯板設(shè)計(jì)時(shí)存在的問題

原礦漿磨制作為氧化鋁生產(chǎn)的第一道工序，其過料物質(zhì)為顆粒較大的鋁土礦石，磨礦系統(tǒng)的磨損十分嚴(yán)重。棒磨機(jī)作為初碎設(shè)備其磨損程度也是最嚴(yán)重的。因此在磨機(jī)內(nèi)部必須設(shè)計(jì)安裝耐磨襯板，以保護(hù)磨機(jī)本體，延長本體使用壽命。磨機(jī)內(nèi)部襯板根據(jù)安裝位置的不同，主要分為筒體襯板和端蓋襯板兩種。我廠所使用的棒磨機(jī)在設(shè)計(jì)之初，筒體襯板與端蓋襯板結(jié)合部位使用橡膠填充條進(jìn)行填充。具體安裝方式可見圖1。

圖1 段襯板安裝方式示意

這樣的設(shè)計(jì)有便于安裝拆卸，減輕磨機(jī)重量，降低端蓋襯板的制造和安裝難度等優(yōu)勢。但也存在極大問題，由于在磨機(jī)內(nèi)部礦漿對襯板的沖刷和磨損十分嚴(yán)重，加之磨內(nèi)通過的是高濃度的堿性物料，隨著鋼棒的劇烈運(yùn)動，橡膠壓條在使用一段時(shí)間后就會老化，逐步脫落直至完全掉落。其使用壽命只有端襯板的一半。而且在重新安裝填充條時(shí)，必須將端蓋襯板卸下再一同安裝。所以在襯板的一個(gè)使用周期中，需要多次拆裝更換其頂部的橡膠填充條，檢修維護(hù)任務(wù)量十分繁重。更為棘手的是，在襯板使用周期的后期，由于襯板變薄，襯板與填充條的結(jié)合面變?。ㄒ妶D2所示）。襯板與填充條的結(jié)合不再牢固，填充條換裝后運(yùn)行2-3天即全部脫落。這就要求要將端蓋襯板與橡膠壓條同時(shí)換裝才可，而襯板的壽命并未到期，會造成極大的浪費(fèi)。如果不安裝填充條直接使用，則會使礦漿直接沖刷端蓋及筒體，對磨機(jī)本體造成傷害。同時(shí)也會使磨內(nèi)彎棒增多，棒耗上升，磨機(jī)產(chǎn)能下降，磨礦效果變差等。

圖2

2.2 填充條脫落對生產(chǎn)的危害

2.2.1 棒耗大幅升高，運(yùn)行成本增加

填充條脫落后，端蓋襯板頭部與筒體之間出現(xiàn)了空擋。襯板與襯板、襯板與筒體間無法形成相互擠緊的力，單靠兩顆緊固螺栓無法再使襯板的位置固定不變，在運(yùn)行過程中某些鋼棒的沖擊作用下，襯板位置移動，相互之間產(chǎn)生大的空隙。磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中鋼棒免不了楔入這些空隙，其他鋼棒在提升、卸落的過程中就會與這些鋼棒相互撞擊，將其砸彎。周而復(fù)始，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越長磨機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的彎棒越多。圖3為填充條掉落后的磨機(jī)內(nèi)部狀況。在運(yùn)行一段時(shí)間后不得不把這些彎棒抽出，重新補(bǔ)加。隨著大量彎棒的抽出，補(bǔ)加新棒的量持續(xù)升高，棒耗增大。這在我們填充條掉落前后的加棒數(shù)據(jù)中有明顯體現(xiàn)。

圖3

棒耗3月4月5月6月1#0.200 0.500 0.386 0.759 2#0.322 0.436 0.601 0.355 3#0.225 0.476 0.561 0.361 4#0.397 0.494 0.687 0.490平均0.375 0.471 0.591 0.484

表1 原礦漿片區(qū)各月加棒數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

從我們的生產(chǎn)實(shí)際中來看，從4月份開始部分棒磨機(jī)的端蓋填充條開始脫落，到5月份2#、3#、4#基本全部脫落。棒耗也由3月份的平均0.375kg/t礦石上升至5月份的最高0.591kg/t礦石，升高0.261kg/t礦石。這就是說每100噸礦石消耗的鋼棒增加的2.61kg，每月按13萬噸礦石產(chǎn)量計(jì)算，則每月多消耗鋼棒33.93t。鋼棒每噸為4000元，每月的運(yùn)行成本凈增加13.6萬元。6月份開始對壓條進(jìn)行了更換，6月、7月的棒耗也維持了高水平的0.48 kg/t礦石。8月份開始對棒磨機(jī)端蓋襯板進(jìn)行了改造，8月、9月的棒耗明顯回落。

2.2.2 原礦漿指標(biāo)難于控制，磨機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)加大

橡膠填充條在脫落的過程中，起先是小顆粒的逐步脫落，到達(dá)一定程度后就會大塊掉落，隨礦漿排出。這種大塊的橡膠在磨礦流程中是十分有害的。它會堵塞泵的進(jìn)料口，造成泵不上料。也會堵塞水旋器的排砂咀，致使水旋器無法正常工作，導(dǎo)致原礦漿大幅度跑粗。由于磨內(nèi)出現(xiàn)了較多大直徑彎棒，鋼棒運(yùn)動不再有規(guī)則，磨內(nèi)有效磨礦介質(zhì)減少，排礦粒度隨之上升，磨礦效率下降。不能及時(shí)停車清理時(shí)，隨著彎棒數(shù)量的增加，鋼棒運(yùn)動的無序性和混亂程度加大，直至造成磨機(jī)生產(chǎn)的嚴(yán)重生產(chǎn)事故——亂棒。亂棒的處理既費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，又具有很高的危險(xiǎn)性。因此，端蓋橡膠填充條脫落后的棒磨機(jī)，在使用是應(yīng)十分謹(jǐn)慎。需增加磨機(jī)系統(tǒng)的巡、點(diǎn)檢密度，特別關(guān)注水旋器排砂情況，發(fā)現(xiàn)砂咀堵塞，及時(shí)處理。磨機(jī)巡檢時(shí)要仔細(xì)聆聽“磨音”，掌握磨礦介質(zhì)在磨內(nèi)的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)反常立即緊急停磨處理。

2.2.3 磨機(jī)日常維護(hù)工作量加大

磨內(nèi)產(chǎn)生大直徑彎棒后，由于鋼棒的不規(guī)則運(yùn)動，棒對端蓋襯板的沖擊增大，會造成襯板緊固螺栓甚至襯板斷裂，不得不進(jìn)行更換。大量的彎棒也必須及時(shí)清理，正常生產(chǎn)過程中棒磨機(jī)加棒、清棒周期為5-7天，清棒量不超過0.5t。而在這種情況下，其周期會縮短至2-3天，清棒量至少在3t左右，清出10-20根直徑90以上的大型彎棒是十分常見的。因此維護(hù)工作量十分龐大，造成人力、物力的極大浪費(fèi)。圖4為從磨內(nèi)抽出的彎棒照片。

圖4

3 改造方案及成效

鑒于填充條的設(shè)計(jì)在使用過程中存在的大量問題，我們必須對其進(jìn)行改造。改造的方案是將端蓋襯板延長至與筒體接觸，取消填充條，在適當(dāng)增加靠近端蓋的筒體襯板長度，以彌補(bǔ)填充條去掉后筒體與端蓋襯板間產(chǎn)生的縫隙，避免料漿直接沖刷筒體。具體可見圖5所示。

圖5

改造后端蓋襯板為一體式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)與筒體襯板相同，其使用壽命大大延長，甚至由于端蓋襯板的磨損量較筒體襯板小，其壽命能超過筒體襯板。這樣就避免了壓條壽命短，需頻繁更換的問題。去掉橡膠填充條，由其脫落造成的一系列問題也迎刃而解。最為明顯的是改造前后棒耗的變化。表2為1#棒磨機(jī)端蓋襯板改造前后幾個(gè)月的加棒數(shù)據(jù)。從表中可以看到改造前的6、7月份，填充條脫落致使平均棒耗達(dá)到0.628 kg/t礦石。而8月份改造后棒耗出現(xiàn)回落，8、9、10三個(gè)月的棒耗平均僅為0.366 kg/t礦石，降低了0.262 kg/t礦石，運(yùn)行成本大大降低。出現(xiàn)好轉(zhuǎn)的并不只有棒耗，磨機(jī)產(chǎn)能由不足100t/h，提高至110t/h。原礦漿細(xì)度指標(biāo)合格率、磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率也在改造后有顯著改善。可見，我們的改造是成功、有效的。

表2 1#棒磨機(jī)改造前后加棒數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

綜上可知，我廠對Φ3.2×4.5m溢流型棒磨機(jī)端蓋襯板的改造是可行和有效的。通過改造，徹底消除了端蓋填充條使用壽命短，脫落后影響磨礦系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，增加運(yùn)行成本等的弊病。也可以看到，無論是在設(shè)備設(shè)計(jì)、制造，還是在一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造過程中，我們必須做好系統(tǒng)工程，避免因某一個(gè)環(huán)節(jié)薄弱而影響系統(tǒng)功能正產(chǎn)發(fā)揮的情況出現(xiàn)。正如“水桶原理中”所說的，一個(gè)水桶的裝水量取決于其最短板的高度，而不是最長板的高度。我們應(yīng)追求做一駕“霍姆斯馬車”，而不是有一塊短板的水桶。

[1]李啟衡主編.碎礦與磨礦.冶金工業(yè)出版社.2002.3.

[2]Φ3.2×4.5m溢流型棒磨機(jī)說明書.中信重機(jī)公司.

[3]原礦漿片區(qū)技術(shù)月報(bào)（3-10月）.