濕法磷酸生產中球磨機噪聲分析及消聲改進

羅啟亮

（云南云天化紅磷化工有限公司 磷酸廠，云南 開遠 661600）

QMY3690 溢流型球磨機（簡稱球磨機）是云南云天化紅磷化工有限公司（以下簡稱公司）于2009 年建成投用的大型設備，共3 臺，單臺電機功率達到1 800 kW，設計加工能力為105 t/h，主要用于將原料磷礦石加工成較細的礦漿，供下游磷酸裝置生產使用。這3 臺球磨機在建設時，由于各種原因，沒有設計球磨機專用廠房，而是露天安裝，因球磨機體型較大，在生產投用后，產生的噪聲較大，在球磨機周圍2 m 以內，噪聲達到115 dB，給周邊400 m左右的居民及公司員工帶來了較大的影響。

1 球磨機噪聲產生的原因分析

球磨機噪聲主要是磨機筒體內的金屬鋼球、筒壁襯板和被加工物料之間相互撞擊而產生的機械噪聲，沿著襯板、筒壁、進出料口向外輻射；還有設備運轉時，傳動機構大小齒輪嚙合過程中振動發出的聲音。

研究表明，球磨機噪聲具有聲壓級高、頻帶寬的特征，低頻、中頻及高頻噪聲聲級均較高，達到115 dB 以上，噪聲聲壓通過人體外耳和中耳增益后，對鼓膜和卵圓窗等聽覺器官造成較大的傷害。工作人員在球磨機噪聲刺激下，易出現心情煩躁、疲勞、注意力分散、反應遲緩等現象，從而導致工作效率降低；另外強噪聲干擾下工作中交流困難，易出差錯。

公司的溢流型球磨機產生的噪聲與其他球磨機相同，不會超越其他球磨機。通過進一步的跟蹤測量，基本上摸清了球磨機產生噪聲的原因。

（1）球磨機磨筒產生的噪聲。球磨機內鋼球與鋼球、鋼球與磨筒內部襯板的撞擊聲和摩擦聲是球磨機噪聲的最主要聲源。經過測量，在球磨機磨筒周圍2 m 以內，噪聲達到112 ～115 dB，而且聲音在較遠的地方（400 m）都能聽到。球磨機大齒輪與小齒輪嚙合、主電機、風機等附屬設備產生的噪聲最高在80 dB，不是球磨機噪聲的主要聲源。

（2）球磨機內鋼球與礦料控制不當產生的噪聲。長期生產中發現球磨機的噪聲還與操作控制、日常管理有極大的關系，包括球磨機內鋼球加入量、投加鋼球的大小以及礦料加入量。當鋼球加入量越多，鋼球越大，礦料加入量少時，球磨機噪聲就會越大。這3 個變量是構成磨機管理不當，噪聲增大的主要因素。經過檢測，球磨機內鋼球與礦料指標控制不好時，噪聲就會增加1 ～3 dB，雖然就噪聲來講，聲音非常小，但與球磨機產生的噪聲疊加，就起到了推波助瀾的作用。

2 球磨機噪聲解決的措施

由于球磨機噪聲的聲源在內部，降低噪聲的難度非常大，從裝置投入使用以來，公司一直在尋找行之有效的降噪方法，但實施效果不是很好。在總結了每一次的得失后，針對球磨機產生噪聲的部位，并結合球磨機自身結構特點，提出了以下降低噪聲的方法及措施。

1） 球磨機磨筒產生噪聲的處理 根據球磨機的實際情況及特點，可選擇兩種方法來降低噪聲。一是采用隔聲罩的方式，這種方法只是將球磨機產生的噪聲阻擋在隔聲罩內，讓噪聲不向外擴散，但是當操作人員進入隔聲罩內檢查磨機運行情況時，更高的噪聲對操作人員危害更大；另外，為方便檢修以及更換球磨機大的備件，需要將隔聲罩做成活動的，施工難度大。而且不管怎么設計施工，這一方法在降聲效果方面仍存在一定的缺陷，日常設備維護方面也不方便，常常會導致修理費用升高，因此不可取。二是采用對球磨機筒體進行隔振、吸聲、阻尼等綜合治理方式，這一方法主是根據球磨機特點制定相應措施。因公司球磨機磨礦工藝采用一段一閉路，進入球磨機內的礦料大小不一，因此使用的鋼球較大，球磨機襯板就不能使用降聲效果較好的橡膠襯板，而只能使用相對較為耐磨的錳鋼襯板。為了隔振降噪，在錳鋼襯板與球磨機筒體之間，加裝了一層厚度達20 mm 的橡膠板，以保證既耐磨又降噪［1］；同時，因公司的球磨機磨筒襯板用固定楔固定，磨筒上只有4 排用于上固定楔的螺栓孔，這就為在磨筒上安裝吸聲材料創造了條件，在無螺栓孔的磨筒上，先粘上一層有阻尼作用的隔聲氈，再在外面安裝一層有吸聲功能的厚度達150 mm的橡塑棉，而磨筒螺栓孔處的消聲材料安裝，采用多段可拆分消聲部件，方便檢修球磨機時，安裝襯板螺栓或平時襯板螺栓松動時泄漏處理；最后，在球磨機外殼上，安裝一層厚度為0.3 mm 的鋁板，用自攻螺釘連接，再用鋼帶把它們扎緊固定在筒體表面上，既美化球磨機外觀，又起到單層隔聲作用。

2） 球磨機內鋼球與礦料指標控制不當產生的噪聲解決措施 主要通過相應的管理手段來實現，為了控制好球磨機的噪聲，要結合磨礦指標進行有針對性的控制，主要方法是每天跟蹤、統計好球磨機投礦量、磨礦細度和球磨機的電流變化，根據這些變化，安排好每小時的投礦量、每天補加的鋼球量以及大小鋼球的加入比例。具體控制方法是，遇到塊礦和硬度較大的礦料時，增加大鋼球比例，遇到細礦和風化礦，增加小鋼球比例，確保球磨機的電流平穩；要求操作人員加強對設備的巡檢管理，防止球磨機無礦運行或礦水加入量不均等［2］；由于裝置在設計時沒有相應的碎礦工藝，控制礦石采購粒度，也成為主要控制措施之一。

3 處理效果

通過對球磨機采取綜合性的降噪措施，噪聲下降較為明顯；在球磨機襯板與磨筒之間加裝橡膠板隔振，可使噪聲降低5 ～7 dB，安裝隔聲氈和橡塑棉，可使噪聲降低20 ～23 dB。各種措施實施完工后，在球磨機周圍進行了多次檢測，在離球磨機1 m 位置處，噪聲在84 ～88 dB，離球磨機5 m 左右，噪聲在82 ～85 dB，離球磨機10 m 以上，噪聲全部低于85 dB。經過長時間的運行，3 臺球磨機都經歷更換襯板等大修工作，但按原樣恢復隔聲設施后，球磨機的噪聲與大修前無明顯變化。實踐證明公司此次降噪方法是正確有效的，而且安裝隔聲設施后，大檢修時檢修工作量增加較少，經統計，每次大檢修只增加人工3個工日。

4 結語

對所有使用球磨機的企業來講，球磨機噪聲都是一個長期存在而且很難解決的問題，云南云天化紅磷化工有限公司在解決球磨機噪聲問題的過程中，通過采取隔振、吸聲、阻尼等綜合性的降噪措施，并有針對性地管控操作參數，將球磨機產生的噪聲降到較低，為今后球磨機降噪改造奠定了堅實的基礎，也為同行業保護本企業職工職業衛生健康提供了可借鑒的方法。