方俊杰 張春岐

（山東黃金集團 三山島金礦，山東 煙臺 261442）

1 改造背景

三山島金礦新立選礦廠磨礦流程為二段磨礦分級系統(tǒng)，一段由MQG3.2*3.1m球磨機與2FLG2400分級機配套，二段由兩臺并列的MQY2.1*3.0m與FX500-GK-4旋流器組成的磨礦分級系統(tǒng)。MQG3.2m×3.1m格子型球磨機電機型號為TDMK600-24，功率為600kW，電壓為6O00v。球磨機適宜的工作轉速，為該球磨機臨界轉速的78%。

近幾年選礦以科學技術為依托，生產規(guī)模不斷擴大，一段磨礦處理能力已達100萬噸，選礦單位能耗為14.18kw.h/t，磨礦能耗為6.69kw.h/t。我們對MQG3.2*3.1m球磨機運行狀態(tài)進行了大量研究及檢測，磨機運行過程中不僅礦物硬度和粒度、pH值、磨機類型等都對磨礦效能有直接影響，而且球磨機磨礦效能除與選礦工況條件外，還與設備自身結構型式有著密切關系。MQG3.2*3.1m球磨機的負荷逐年增高，因此對磨礦設備提出了更高的要求，球磨機帶來一系列的影響也逐漸凸現(xiàn)，具體表現(xiàn)在：

第一，球磨機格子板開孔率偏小、只有8.78%，影響球磨機通過量，生產能力受到較大的制約。襯板壽命及使用周期相對變短，使用周期較低，只有6個月。

第二，襯板磨損嚴重，達到6個月時少部分襯板只有1.0cm，部分襯板斷裂，極易損傷筒體。斷裂沖擊作用表現(xiàn)在：鋼球強烈沖擊在襯板上致使筒體襯板經常斷裂，結束了襯板的壽命。有大量鋼球沖擊襯板的痕跡，并且在襯板問題上看到“金屬流”。經常用降低襯板的硬度和加厚襯板的方法來緩解這種現(xiàn)象。但是這種方法雖然可以阻止襯板斷裂，可是還會造成大量的“金屬流”。這種金屬流對鑄造廠的壓力甚至比襯板斷裂還要嚴重，盡管襯板并沒有斷裂。當時的控制方式是以非常的高轉速運轉，使鋼球直接沖擊襯板，加重了這種結果。

第三，球磨機格子板靠近給料喇叭口處襯板磨蝕大，襯板使用周期（6個月）內得多次處理，造成非正常停車，影響磨機作業(yè)率，全年作業(yè)率為96.53%。

第四，磨礦介質鋼球配級需要調整，否則影響磨礦效率。

2 優(yōu)化磨機內部結構、提高球磨機效能的技術改造

2.1 襯板材質的選擇

球磨機新襯板村質試驗：新型ZGMn13-2，與生產廠家淄博（山東中鋁集團）進行了協(xié)商，新襯板進行了耐磨生產試驗。球磨機襯板除了承受研磨體與物料的沖擊和磨損之外，還有提升研磨體的作用。隨著物料粉磨技術的快速發(fā)展，球磨機趨于大型化，對襯板材料的性能提出了更高的要求，提高其耐磨性重點研究的課題，目前廣泛應用的襯板材料主要有高錳鋼、合金耐磨鋼、高鉻鑄鐵。ZGMn13-2高錳鋼應用廣泛，但多限于沖擊大、應力高、磨料硬的情況下而且其屈服強度低、易于變形。低、中合金耐磨鋼是以硅、錳為基礎，加入鉻、鉬、鎳以及其它微量元素而發(fā)展起來的，具有較好的強韌性，低，中沖擊載荷下的耐磨性優(yōu)于高錳鋼，但存在淬透性和淬硬性低的不足，耐磨性較差。高鉻鑄鐵組織中含有超過20%的高硬度共晶碳化物，具有優(yōu)異的耐磨性，但有合金元素含量高、生產成本高及高溫熱處理易變形和開裂的不足，普通白口鑄鐵和低合金白口鑄鐵碳化物硬度低，碳化物呈連續(xù)狀分布，脆性大，使用中易剝落甚至開裂。

廠家用線切割機在襯板本體上切取試樣，檢測襯板的強度、韌性和硬度。試樣010 FniIl×130 mrll。沖擊韌性試驗在擺錘式沖擊試驗機上進行。有預制裂紋的試樣在MTS New810試驗機測斷裂韌性。新襯板材料具有良好的強韌性和高硬度，是一種性能優(yōu)良的耐磨材質。

工業(yè)性生產對比試驗歷時4320小時，稱重測算磨損率，新襯板磨損率48.29g／t，而原襯板磨損率50.26g／t，磨損率降低了4.07%。新球磨機襯板用量比較，新襯板成本更低、運費少、總價格低。襯板材質的優(yōu)化對于降低成本、減少消耗，提高經濟效益是必然途徑。

2.2 襯板類型的改造

我廠MQG3.2m×3.1m球磨機的筒體襯板都是長條形的，這種襯板造型簡單，不帶螺栓孔。但是襯板規(guī)格相對較少，有6種。襯板數(shù)量有筒體襯板131塊，端襯板16塊，大小格子板16塊。其安裝方式是每路由兩種長度的三個襯板組成，按襯板一長一短標配，依次沿簡體周長排列成階梯形狀。每路兩塊狀襯板中間是鍥形壓條，其借助于螺栓固定于簡體中。更換一套襯板往往需要3d左右時間，而且這種襯板在使用過程中，襯板厚度相對來說偏小130mm，磨去60mm后，壓條螺栓磨損，條形襯板就容易掉下來，既磨損簡體，叉易造成礦漿泄漏，給安全文明生產帶來了不利的影響。

采用波浪形溝槽襯板。由于磨礦負荷較大，條形襯板相對較薄，周期短，這種襯板通過螺栓直接固定在簡體上，而且這種形狀的襯板有能力把磨礦介質提升到較高的高度，從而增強介質的沖擊能力，提高球磨機的生產能力 這套波浪形襯板規(guī)格只有5種，數(shù)量也只有131塊。且相鄰兩塊襯板的一邊設計成斜邊，有效地減少了礦漿環(huán)流對球磨機簡體的磨蝕。原襯板平均厚度為130mm，考慮到設備運轉周期將襯板厚度加大至150mm，由于襯板數(shù)量少，仍然拆裝方便，因此現(xiàn)在安裝一套波浪形襯板只需2d左右。和原來相比節(jié)省了10%的檢修時間，同時大大降低了工人的勞動強度，提高了球磨機的運轉率。

磨機原采用的格子板是襯板孔剖面為錐形孔，格子板厚度為110mm，孔徑為18/24mm，在使用中發(fā)現(xiàn)格子板存在排礦不暢的缺陷，錐形孔的排布不利于聚集在排礦端附近的難磨粒子(頑石)及時排出，使得磨機排料粒度很細，返砂粒度也較細，在處理量超過120噸以上時很容易“脹肚”，通過計算，原格子板的開孔率僅為8.78%。為此，我們與生產廠家及時聯(lián)系論證，同時組織車間專業(yè)人員到上海東蒙、山東中鋁集團考察，最后將出料格子板孔的排列方式進行了優(yōu)化，將格子板孔徑由原18/24擴大為20/26，開孔率提高5.12%，但采用這種措施后，球磨機，平均負荷501kW，在充填率為44.2%的情況下，在磨礦指標優(yōu)化的情況下處理礦量平均能達到125噸，提高了2.45%。磨礦產品粒度-74μm仍然占44-48%。 現(xiàn)在的球磨機大格子板（8塊），小格子板（8塊），通過對3.2m×3.1m格子型球磨機對比，我們發(fā)現(xiàn)使用改進后的襯板及增加開孔率后的球磨機臺效提高了2.01t／h，鋼球單耗下降了 0.01kg／t礦，同時單位村板費用下降了 0.086 元／t礦。

2.3 鋼球充填級配與充填率的優(yōu)化

考慮到了磨機的直徑較大，對鋼球的抗沖擊性有較高的要求，選用了電爐生產的多元合金鑄造鋼球，但在停車檢查中發(fā)現(xiàn)，這種鑄球仍然存在一定的破碎現(xiàn)象，碎球占用了不少的充填率和能量消耗。為此我們將鑄造鋼球改為鍛造鋼球，鍛造鋼球的碎球率大大降低。同時采取的另一項措施是定期清除返回皮帶上的碎鋼球，使磨機排出的碎球不再進入循環(huán)，進一步提高磨礦介質的效率。

鋼球配比由原 ф100：ф80：ф60=4：3：3，調整為 ф120：ф100：ф80：ф60=1：5：4：3。 充填率由原 42.18%調整至 44.06%。

3 結語

通過球磨機內部結構的優(yōu)化改造，整個磨礦作業(yè)率提高1.26%，磨機利用系數(shù)進一步提高0.02 t/m3臺時。襯板壽命延長19天，選礦規(guī)模化與設備大型化總是唇齒相依。一臺球磨機的運行狀態(tài)固然與外部生產工藝控制因素，如粒度、磨礦分級參數(shù)等有很大的關系，但內部結構對磨礦效能的作用同等重要，據生產工藝的要求，適當提高格子型球磨機開孔率，合理選用抗磨材料、改進襯板的結構型式及安裝工藝，以及內部鋼球級配調整等入手改造，實現(xiàn)了磨礦效能的最優(yōu)化。因此，在選礦生產過程中，降低磨損材料消耗，創(chuàng)造球磨機最佳工作狀態(tài)，是提高磨礦效能，提高生產效率及經濟效益的重要途徑。