磁性襯板在銅礦Ⅱ段球磨機的應用

駱啟亮

摘要磁性襯板是一種新型的球磨機襯板,在細磨段磨機特別是鐵礦山已獲得廣泛應用，通過對玉溪礦業(yè)大紅山銅礦一選廠首次在二段磨機上試用了磁性襯板，運行幾年的情況表明：應用磁性襯板對磨礦細度無不利影響，運轉穩(wěn)定可靠，具有安裝方便、球磨運轉率高、襯板消耗低、節(jié)能等優(yōu)點，經濟效益顯著。本文主要對磁性襯板的發(fā)展及其使用性能做了充分闡述，并對高梯度磁性襯板的優(yōu)點及經濟效益進行了分析探討，以供同行借鑒參考。

關鍵詞磁性襯板銅礦山二段磨段

1.前言

在粉磨領域，球磨機作為大宗物料粉磨的主要設備，廣泛應用于各金屬礦山。大紅山銅礦作為現代化的銅礦山，現有大小規(guī)格球磨機共13臺，在生產過程中，現一般選廠采用高錳鋼襯板，但年消耗量較大，更換周期短，經常發(fā)生漏礦，需定期計劃性停機整體更換，檢修人員勞動強度大，檢修時間長，降低了磨機的作業(yè)率，增加了備件成本。因此，針對上述情況，我們根據一選廠的現狀及近幾年來使用發(fā)展成熟的新型襯板─磁性襯板的特點，在一選廠Ⅲ系列Ⅱ段Ф2700×3600球磨機（即7#磨）上進行了磁性襯板的試用研究。從近幾年來的試用情況看，襯板吸附層良好，磁性無太大的衰減，磨損程度在預料范圍以內，礦粒無磁化現象。磁性襯板應用在銅礦Ⅱ段磨礦上，具有安裝方便，節(jié)省更換時間，運行時間長，且節(jié)能等效果。

2.磁性襯板的國內外概況和發(fā)展趨勢

20世紀70年代，挪威和美國就有人提出了用磁性襯板保護球磨機筒體的思想。1980年瑞典Skega公司橡膠襯板的創(chuàng)始人Bertil Brandt在其發(fā)明專利中提出了8種較實用的磁性襯板結構，都是用橡膠、聚氨脂等高分子材料包裹永磁體，使襯板工作面依附1層保護層，而襯板與筒體之間用螺栓固定。

80年代中、后期，北京礦冶研究總院、沈陽光大科技研究院、長沙礦業(yè)研究院和鞍山黑色冶金礦山研究設計院等單位先后進行了磁性襯板的研制工作。磁性襯板重量輕，是普通錳鋼襯板重量的70％，省球、節(jié)電、噪音小，不需要螺栓固結，安裝方便，運行過程中不漏礦漿，并且可以降低工人的勞動強度。

3.磁性襯板的安裝與使用情況

3.1磁性襯板的結構

該磁性襯板使用硬質條形永久磁鐵作為磁性單元，將數個磁性單元的N極和S極相對交錯排列，鑲嵌進保護材料中，組成磁性襯板塊，并形成一系列的磁回路。磁回路的形成極其重要，它具有兩個功能：第一：將襯板牢固地吸附在磨機外殼上；第二：吸附磨機中易磁化的物料，如球磨機在運轉中磨剝下來的鋼球碎球、碎塊等，形成襯板保護層。

3.2磁性襯板的工作原理

在磁性襯板的磁場作用下，襯板表面吸附+25mm左右的鋼球保護層，由于磁性襯板中磁性單元的極和S極交錯排列，被吸附的保護層呈現波紋狀，對物料有提升作用，同時也連續(xù)不斷地補充磨損的保護層。保護層使礦料和磨礦介質不直接作用于襯板表面，以減緩襯板表面的受力和磨損，延長襯板的使用壽命。

4.磁性襯板的性能

(1) 磁性襯板的使用壽命：磁性襯板的使用壽命鐵礦二段、三段一般為6-8年，有色金屬礦二段、三段一般為4-6年。

(2) 磁性襯板重量輕，是錳鋼襯板重量的40~50%，所以能使球磨機電耗降低，比使用錳鋼襯板降低7~10%。

(3) 磁性襯板能使球磨機球耗降低，比錳鋼襯板降低10%左右。

(4) 磁性襯板能使球磨機不漏礦，不研磨軸瓦，無磁團聚現象。

(5) 磁性襯板易安裝，正常情況下一天安裝完畢，減輕工人勞動強度。

(6) 磁性襯板使用環(huán)境：（1）介質溫度0℃-80℃。（2）使用鋼球直徑Ф60及以下。

(7) 磁性襯板能使球磨機的磨礦粒度比高錳鋼更細，并能增加磨機的產量，磨機作業(yè)率能提高1%以上。

5.高梯度磁性襯板的優(yōu)點

(1)襯板表面磁場強度高，磁場梯度大，吸附襯墊層薄，能提高球磨機產量。單位距離，磁場強度的變量為磁場梯度，其差越大，梯度越高。高梯度磁性襯板，距工作表面20mm，其磁場強度已經下降得很弱，故其吸附襯墊層薄，包括磁塊保護殼及吸附襯墊層只有45mm左右，這樣球磨機容積增加了，就保證了球磨機的產量。經過生產實踐證明不但不影響產量，反而增加了產量。磨礦粒度比高錳鋼襯板更細。生產過程中不產生磁團聚。

(2)工作表面磁力強，形成的吸附襯墊層堅固耐用。高梯度磁性襯板由于采用比鍶鐵氧體磁能積高十倍的強磁性材料，一般使用六個月后，測其表面磁場強度為1300~2500高斯，使其吸附襯墊層有足夠的強度，即使Ф100的鋼球下落，也不能破壞其牢固結構。高梯度磁性襯板的壽命為高錳鋼襯板壽命的4~6倍。

(3)重量輕、節(jié)電節(jié)鋼球。高梯度磁性襯板由于采用了薄而輕的新的結構設計，其重量只是高錳鋼襯板的50~60%。這樣減輕了球磨機軸功率，一段節(jié)電可達15~20%。此外，經過多家礦山測定節(jié)省鋼球10%，噪聲也明顯下降。

(4)球磨機作業(yè)率提高約為1.5%。采用高錳鋼襯板的球磨機，因筒體螺栓松動漏礦而每周停機緊固時間約0.5小時，一般球磨機每年需要更換襯板2次（高錳鋼襯板平均使用壽命按6個月計算）每次需48小時。而采用高梯度磁性襯板的球磨機不用緊固螺栓，三年才更換一次襯板，這樣就大大提高了球磨機作業(yè)率，約為1.5%。

(5)減輕了檢修工人勞動強度，節(jié)省了大量緊固件。高錳鋼襯板塊度大，重達幾百公斤，安裝需吊車配合，且不安全。采用高梯度磁性襯板，由于單塊高梯度磁性襯板重量只有20Kg左右，安裝搬運方便、安全，并且它是靠自身磁力吸貼筒體內表面，因此高梯度磁性襯板安裝省時省力，節(jié)約大量緊固件，省去了因筒體螺栓孔漏礦而經常緊固螺栓的繁鎖勞動。

(6)節(jié)省大量襯板投資，降低了選礦成本。高梯度磁性襯板用于一段磨礦，其壽命為高錳鋼襯板的4~6倍，二段磨礦可使用六年以上。根據冶金工業(yè)部備品備件消耗定額和各廠實際使用情況，高錳鋼襯板用于一段磨礦，使用期為半年，有的廠礦使用期為3~4個月；用于二段磨礦，使用期為1年，有的廠礦使用期為7~8個月。也就是說，正常情況下高梯度磁性襯板使用壽命是高錳鋼的6倍。考慮高梯度磁性襯板制造成本高這個因素，用高梯度磁性襯板代替高錳鋼襯板其投資節(jié)省30~50%（因不同規(guī)格球磨機有所不同）這樣，選礦廠襯板投資降低了，選礦成本也就降低了，從而增加了礦山經濟效益。

(7)社會效益。使用磁性襯板可大大減輕維修工人勞動強度，減少更換襯板時間，提高磨機作業(yè)率。使用磁性襯板后，整個球磨機筒體螺栓孔全部被堵，避免了漏漿，設備、地板衛(wèi)生清潔，環(huán)境衛(wèi)生得到改善，對清潔文明礦山和花園式礦山建設創(chuàng)造了條件。

6.大紅山銅礦7#磨使用磁性襯板情況及經濟效益分析

6.1 7#磨更換磁性襯板前后相關參數對比：

(1)有效容積及磨礦效率對比：有效容積由18.58m3減小到17.97m3，更換磁性襯板前后，7#磨的球磨效率均為0.6—0.7t/m3*h

(2)處理能力及磨礦細度分析：更換前100—110噸/小時，更換后110—150噸/小時，更換前后磨給礦細度為65—75%之間，排礦細度更換前在78—85%，更換后在75—80%，溢流細度更換前在85—90%，更換后在80—85%之間。

(3)7#磨更換磁性襯板前后篩上給礦量及篩上量對比：篩子給礦量由30—45噸/小時增加到55—60噸/小時，細度由90%以上降低為80—85%，篩上量更換前5—10噸/小時，更換后15—25噸/小時。

Ⅲ段磨礦相關參數表

系列名稱 考察時間 鐵原礦品位% III磨機處理量(噸/小時) 給礦細度% 排礦細度% 磨礦效率(t/m3*h) 旋流器溢流細度% 立式機精礦細度% 篩上給礦(噸/小時) 振篩篩上量(噸/小時)

111系列更換前 2006年10月18日 23.72 105.88 67.3 78.8 0.655 86.4 90.7 47.69 8.24

2007年1月25日 21.23 100.52 71.4 82.6 0.606 89 92.1 29.89 1.99

111系列更換后 2007年8月15日 23.4 133.34 67.2 77.7 0.779 81.8 82.5 56.38 15.81

2007年8月26日 22.4 148.98 63.9 75.6 0.970 81.8 78.5 55.96 21.24

2007年10月26日 22.4 103.05 68.8 79 0.585 87.3 89.5 53.06 16.75

通過以上數據可以看出（詳見附表一），7#磨更換為磁性襯板后，襯板表面由于吸附有磁精礦、碎鋼球等介質，實際有效容積小于17.97，磨礦能力受到影響，從更換后的三個月內III系列鐵精礦細度降低了3—4%個百分點，回收率與III系列差距為2—3%，精礦品位基本一致。

6.2經濟效益分析

(1) 大紅山銅礦一選廠Ⅲ系列Ⅱ段Ф2700×3600球磨機（即7#磨）一套高錳鋼襯板價格為17萬元，使用壽命按最好的情況1年半計算，平均每年襯板費用為11.33萬元；而一套7#磨的高梯度磁性襯板價格為28萬元，使用壽命按6年計算，其平均每年襯板費用為4.67萬元。這樣，一臺7#磨每年可節(jié)省襯板費用6.66萬元。

(2) 因為磁性襯板不需螺栓聯接，使用磁性襯板后，每年可節(jié)省螺栓等材料費0.3萬元。

(3) 由于磁性襯板重量大大減輕，從而減輕球磨機軸功率，電流下降10A，可降低電耗7~10%。

(4) 使用磁性襯板后，球磨機容積增大，磨礦細度提高，每天處理礦量增大，選礦成本降低。

(5) 由于磁性襯板表面吸附大量碎球，它不但起到保護作用，而且還起磨礦介質作用，從而節(jié)省鋼球，每處理一噸原礦可節(jié)約鋼球0.1Kg。

(6) 因使用磁性襯板可減少緊固螺栓和更換襯板的時間，這樣就大大提高了球磨機作業(yè)率，約為1.5%。

另外，磁性襯板重量輕、體積小、不用螺栓固定且安裝方便，減輕了工人勞動強度；使用磁性襯板減少了停機檢修時間，杜絕金屬流失，不會產生磨機吐球現象，不會造成砂泵和旋流器堵塞，不產生漏礦現象。使用磁性襯板球磨機噪音降低，有利于文明生產，改善工人作業(yè)條件。

7.結論

綜上所述，通過對磁性襯板特點和大紅山銅礦Ⅱ段磨實際使用情況的研究分析，以及使用的經濟效益對比分析，磁性襯板在大紅山銅礦一選廠7#磨上使用是成功的，后在其它系列Ⅱ段磨上也全面進行了推廣使用，都取得了較好效果和可觀的經濟效益。因此，磁性襯板是球磨機襯板史的重大變革，必將得到廣泛推廣應用，并且具有一定的研究價值和可觀的經濟效益。

8.參考資料

[1]王金瑋, 相煒鵬. 磁性襯板在鉬礦山一段大型球磨機的應用[J] . 中國鉬業(yè), 2005.2。

[2] 蘇興強, 周魯生, 段其福. 金屬磁性襯板應用進展[J]. 金屬礦山, 2006. 3。