自20世纪50-60年代大型
自磨机和
半自磨机投人在
选矿厂使用后，科研人员就加强了改善大型磨机衬板性能的研究。传统常规磨矿系统的
选矿厂，设备运转率一般都在90％一--95％，而许多半自磨机组合球磨矿系统，设备运转率的却仅达到80％。 磨机衬板维修不仅要增加材料成本和人工成本，而且随着磨损加重对生产效率影响极大，因此磨机衬板的研究成为提高设备运转率的一个重要方向。 青海某
金矿选矿厂设计能力为2 000 t／d，矿石普式硬度系数8～10，该矿为赋存于糜棱岩中的挤压性构造破碎带中的高温热液蚀变岩型金矿石。矿石中有害杂质
砷、碳含量较高。金粒大都呈显微、超显微分散状态包含于毒砂中，其次包含于绢
云母、绿泥石和
石英等脉石矿物中。磨矿流程采用1台西6 000 mm×3 000 mm湿式半自磨机与1台7 300mm×4 270 mm湿式溢流型
球磨机及一台FX-500旋流器组组成两段一闭路磨矿流程[5]，最终细度一74 btm达到75％左右。投产初期处理量达到2 000 t／d，半自磨机排矿细度一74肛m达到45％，投产运行1年后半自磨机衬板使用4个月就必须进行更换，球磨机衬板使用7个月就要进行更换，在介质制度及操作条件不变的前提下，衬板磨损后导致影响了
钢球的提升高度，从而导致磨矿效率下降，处理量下降到1 800 t／d。 1 磨机衬板磨损的分析 磨机衬板的磨损是一个复杂的过程，它包括材 料和衬板的结构两个主要方面。虽然衬
板材料是衬板磨损重要的因素，但本文暂不做探讨，衬板设计结构型式是衬板提高使用寿命和降低成本的最重要因素。致力研究流体动力学可以显著提高衬板寿命，研究表明，在设计改进的情况无须增加或改变原有材料，便可使衬板更换既简便又迅速，达到提高设备运转率的目的。半自磨机衬板设计型式的基本方案业已证明是可行的。本文拟着重叙述几个可以延长衬板寿命的设计特点[7]。针对此情况对半自磨机筒体衬板、排矿格子板及球磨机筒体衬板进行改造，经实践证明，改造后大大提高了磨机衬板的使用寿命，提高了磨机的
工作台效，降低了生产成本[8_9]。 1．1半自磨机衬板磨损的特点 半自磨机具有冲击破损和研磨特点，内部有大 量钢球(磨矿介质)、块状物料和矿浆，工作状态十分恶劣，为了保护磨机筒体不受矿浆和钢球直接磨损n 0。。其内部全部安装衬板，这种衬板由弧形条状的底板和凸形提升筋条铸造成一体式耐磨衬板，通过螺栓固定在磨机筒体和两端[11|。磨矿介质及物料被衬板连接处的提升筋条连续提升后，物料相互进行抛砸和泻落，实现半自磨机的自磨作用。这种磨矿形式决定了衬板及提升条会不断发生磨损，衬板及提升条磨损后不仅是形状发生改变，而且还会影响磨机内部物料提升的高度，造成能量损失，从而降低磨矿效率。 1．2球磨机衬板磨损的特点 球磨机在工作过程中，物料和钢球对衬板有相 对滑动和滚动，使衬板受到挤压及辗磨作用，此外球磨机和半自磨机衬板对比，球磨机衬板提升作用相对较弱，钢球添加相对较多，物料在球磨机里主要是辗磨过程，衬板的磨损主要是混合物料在泻落时产生磨损，筒体衬板的形装对球磨机的工作影响很大[1 21。目前常使用的有塔接形、波形。凸形、光滑形、阶梯形条形等几种，波峰形设计的衬板有助于延长泻落的距离，磨削作用强烈。从而提高衬板的使用寿命。 2 半自磨机衬板改造方案及效果 近年来随着半自磨机设计技术及生产实践的日 益发展，半自磨机衬板设计新理念日臻成熟。生产实践表明，半自磨机的工作效率与磨机内简体衬板提升条的完整性密切相关。衬板提升条严重磨损后不仅磨机工作台效降低，而且衬板平板部位的磨损也将快速加剧。换言之，半自磨机筒体衬板提升条的高度直接影响到磨机的工作台效及衬板使用寿命。 2．1原简体衬板设计的尺寸、安装形式及磨损状况原有半自磨机筒体衬板分为高筋衬板和低筋衬板两种[1引，如图1所示，高筋衬板提升条为对称的双倒角设计，低筋衬板提升条为单倒角设计，衬板中凸起的部位为提升条，高筋双倒角的角度为55。和25。。 低筋倒角为25。，提升条的高度为150和80 mm，衬板平板部位的厚度为70 mm。投人生后产3个月，筒体衬板的磨损情况主要为提升条降低，提升条的迎球面磨损成斜坡面，斜坡角度大于60。，造成圆滑过度，提升能力下降，造成磨矿效率的下降，部分提升条断裂，而当简体衬板报废时背球面提升条磨损较小，衬板平板部位未出现磨穿。 2．2衬板改造后的尺寸形状 根据原衬板磨损状况和半自磨机钢球运动轨迹 的分析，对筒体衬板进行了改进：提升条高度由原设计的150、80 mm提高至170、100 mm。考虑到增加提升条高对后衬板原本自重会随之增加，尝试将衬板磨损较小的背球面和平板部位适当改进，衬板平板部位厚度由原设计70 mm减薄至60 mm，如图2所示，衬板提升条采用非对称锥面设计方案，所切除的重量补贴至提升条部位。经此改造后一套磨机筒体衬板理论总重量大约增重100 kg左右(改造后筒体衬板总重量为36 620 kg)，改造后，衬板使用寿命由2 800 h延长至4 300 h。 2．3排矿格子板的改造 根据实践观察半自磨机内部顽石不断累积，也 是造成磨矿效率下降的重要原因[1 6|，这些顽石在磨机内部不断积累，不能及时排出，增加无效填充率的同时影响矿石粒级的组成，在半自磨机整套衬板中，排矿格子板由中心格子板和周边格子板组成。排矿格栅起着双重重要作用一是阻止磨矿介质溢出磨矿介质，钢球或大块矿石，二是磨矿产品的分级。周边格子板格缝部位是整体设计强度最为薄弱的部位。格缝部位断裂后将迅速影响半自磨机的正常工作。通过长时间的总结，同时和厂家技术人员交流作出了相应的改进，如图3所示。 1)为了增强半自磨机排矿，降低无效填充率，提高半自磨机处理能力，将格子板筛孔尺寸由20 rn／n增加至30 iTtrn，强制将30 ITllTI以下的物料及时排出，通过生产实践，处理能力由75 t／h提高至120 t／h。 2)为了减少对格子板格缝部位的冲击磨损，经 过大量的实践证明，加高格子板表面的挡料凸起，可有效防止瀑落的磨球直接冲砸至格子板格缝部位造成格缝断裂。外圈格子板表面的挡料凸起由原设计高度150 mm提高至210 mm时一套外圈格子板增重864 kg(改造后格子板的总重量为12 400 kg)。经过改进后能明显延长格子板使用寿命。 3球磨机衬板改造方案及效果 3．1简体衬板的改造 溢流型球磨机简体衬板原设计为单波峰结 构口引，如图4所示。采用该种设计结构的磨机在运行过程中因相邻波峰间间距较大故而提存磨球量也较大。大量的磨球被提升后呈分离状抛落不利于磨改造后机粉末研磨功能的发挥，且因磨球在被提升的过程中滑球现象严重导致衬板快速磨损。该设计结构的简体衬板一般用于格子型球磨机及一段作业中。当球磨机工作于磨矿流程中二段作业时，筒体衬板的设计应凸显其研磨功能。此时简体衬板应采用双波峰的设计结构。此时在磨机运转过程中磨内大量磨球呈泻落状接触运行以实现对人磨物料的粉末研磨。双波峰设计结构，如图4所示。衬板由单波峰设计结构更改为双波峰设计结构后单件重量增加9 kg左右。整台机简体衬板增重2 016 kg(改造后简体衬板总重量为48 160 kg)。 3．2端衬板的改造 溢流球磨机端衬板原设计为两段分割的设计结 构。受球磨机内料位高度的影响，球磨机端衬板强烈磨损带一般处于内圈端衬板的中下部及外圈端衬板。而内圈端衬板的上部基本不会磨损。两段分割的设计结构迫使内圈端衬板在下部被磨损后整体报废更换导致衬板使用成本上升。当球磨机端衬板采用三段分割的设计结构时，端衬板磨损报废后只需按需要更换内圈衬板的中下部与外圈端衬板。内圈端衬板的上部可长期使用而不需更换。 结论 1)通过升条高度由原设计的150、80 mm提高至170、100 mm，衬板平板部位厚度由原设计70 mm减薄至60 mm，衬板提升条采用非对称锥面设计方案，不仅提高了半自磨机碎磨能力，同时优化了衬板性能，使衬板的寿命大幅度延长。 2)为了增强半自磨机排矿，合理匹配半自磨机和球磨机负荷平衡，将格子板筛孔尺寸由20 mm增加至30 mm。有效的增加磨矿效率，使半自磨机内部物料粒级匹配合理，矿物处理能力由75 t／h提高至120 t／h。 3)将溢流型球磨机筒体衬板单波峰设计改进为双波峰的设计结构。提高了球磨机的磨矿能力，同时延长了衬板的使用寿命。 4)将溢流球磨机端衬板原设计为两段分割结构，改进为三段分割结构，合理利用磨矿性能，降低衬板成本。 5)改造后半自磨机和球磨机衬板使用寿命分别提高了1 500 h和，2 200 h，生产能力提高了50％。磨矿系统电能能耗下降12．34(kW·h)／t、钢耗下降0．3 kg／t。
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