MQY3149 球磨機進料中空軸修復利用改造技術

普榮松

（云南磷化集團海口磷業有限公司磨礦廠，云南昆明 650113）

0 引言

某磨礦廠濕磨I 系列始建于1998 年9 月，初為一段MQY3149 球磨機開路流程，通過2005 年技術改造，增加棒磨、斜板分級、濃密機后，生產流程變更為兩段一閉路流程：一段開路選用MBS2736 棒磨機（1 臺），二段沿用原有的MQY3149 球磨機，KMLF-50/55 斜窄流分級機與球磨形成閉路磨礦。2019 年5 月初對磨機軸瓦潤滑油檢查中發現，球磨機進料端中空軸有礦漿泄漏，打開上蓋檢查發現，中空軸邊緣有一條長約100 mm 的裂縫。

1 球磨機中空軸出現裂紋并泄漏礦漿的原因

濕磨I 系列球磨機自1998 年安裝以來已連續使用21 年，中間已經多次更換中空軸軸襯，但磨機進料中空軸從未更換過。在安裝中空軸襯時，中空軸和中空軸襯之間有一定的間隙，端襯板和軸承間也有一定的間隙，而此間隙沒有用耐磨材料密封住。在磨機運行過程中，由于球磨機筒體內物料面高于中空軸內徑的位置，導致球磨機運行時會把少量的物料倒灌進球磨機中空軸和軸襯之間的間隙，長期磨損中空軸和軸襯，而且倒灌進的物料有時還夾雜著部分細小的鋼球，加速了對中空軸和軸襯的磨損。中空軸的厚度因磨損而越來越薄，直到無法承受剪切力扭矩時，中空軸就會產生裂紋。中空軸與軸襯間的礦漿泄漏到外部，損壞磨機軸瓦，稀油站里的油全部被污染，無法再繼續使用，對設備的安全運行帶來很大影響。在更換新端蓋的采購周期長、成本高的情況下，必須采用修復中空軸的辦法使設備盡快投入使用，并降低成本。

2 球磨機中空軸修復利用方法

2.1 堵漏

（1）打止裂孔。用電鉆在裂紋兩端處打止裂孔，以防止裂紋繼續擴。

（2）焊補裂紋。為了減少焊接裂紋對中空軸應力與變形的影響，在焊接中空軸裂紋時采用氬弧焊焊接。在焊接前必須將磨機頂起，使中空軸不受力，中空軸內圈面裂紋打一定角度的坡口。焊接過程必須采用間斷焊，焊縫自然降溫后再焊，杜絕用水或油在中空軸外圈面強制冷卻，強制冷卻會改變中空軸內部金相組織，繼而改變中空軸的尺寸和材料性能。在焊接完中空軸裂紋并冷卻至常溫后，用砂紙將焊縫表面打磨光滑，確保中空軸與軸瓦接觸面光滑。

（3）堆焊超薄部分。中空軸進料端部分已經非常薄，對此超薄部分進行堆焊，焊接尺寸為120 mm×80 mm 的一圈，堆焊厚度為8 mm。在堆焊時需要兩邊對焊，自然冷卻，防止焊接應力影響中空軸的尺寸和材料性能。

2.2 增強強度

磨機中空軸經過長時間的磨損，整體都已經比較薄，局部厚度只有2～3 mm。磨機運行時，中空軸承受自身重力和研磨體重力，同時承受磨機運行時的交變應力。在磨機中空軸整體比較薄的情況下，已經無法承受上述的重力和交變應力，為了提高磨機運行的安全性和穩定性，必須要對中空軸的強度進行增加。

根據中空軸的磨損尺寸，加工一個Φ960 mm×Φ920 mm×810 mm 的卷筒（圖1）、加工一片Φ1170 mm×Φ920 mm×40 mm的環形支撐板（圖2a））、加工一片Φ1188 mm×Φ920 mm×40 mm的環形支撐板（圖2b）），形位公差要求控制在0.05 mm 以內，并加工出安裝基準面。把兩片環形支撐板焊接在中空軸內部，再把卷筒焊接在兩片環形支撐板的內圓處（圖3）。焊接時采用冷焊接工藝，對稱分段間斷焊接，自然冷卻，避免中空軸在焊接時升溫，避免產生中空軸變形。

圖1 補強卷筒

圖2 環形支撐板

圖3 中空軸補強

2.3 中空軸密封

（1）加裝中空軸密封裝置。磨機中空軸被磨損主要原因是中空軸和軸襯之間間隙過大，物料倒灌進中空軸與軸襯之間的間隙長期磨損引起的，減少中空軸與軸襯之間的間隙可以有效減少物料對中空軸的磨損。為了減少物料對中空軸的磨損，在中空軸出料端加裝一個密封卷筒來阻擋物料倒灌進入中空軸與襯之間的間隙，進料端安裝一個密封法蘭以減少物料從中空軸前端進入到中空軸與軸襯之間的間隙。根據中空軸的磨損尺寸和軸襯的尺寸，加工一個Φ920 mm×Φ845 mm×260 mm 的卷筒（圖4）、加工一片Φ1230 mm×Φ920 mm×40 mm 的密封法蘭并鉆孔攻絲（圖5）。密封卷筒焊接在距中空軸出料端端面75 mm 的位置，密封法蘭用螺栓連接在進料端端面上。焊接圈筒和法蘭后，中空軸與軸襯之間的縫隙已經比較小，可以有效阻止物料大量進入中空軸與軸襯之間，從而減少中空軸的磨損。

圖4 密封卷筒

圖5 密封法蘭

（2）中空軸與軸襯之間縫隙的密封處理。為了徹底消除中空軸與軸襯之間的縫隙，解決物料進入中空軸和軸襯間隙的問題，必須要對中空軸和軸襯之間的縫隙進行密封處理。在對中空軸和軸襯之間的縫隙進行密封處理前，需要固定軸襯，打磨密封部位到要求的粗糙度。用高分子聚合材料填充縫隙，填入深度30～50 mm，并保養12 h 以上至填充材料固化即可。

3 修復利用效果

2019 年7 月，磨礦廠濕磨Ⅰ系列的MQY3149 球磨機中空軸修復利用完成以來，球磨機運行平穩，未出現中空軸泄漏礦漿的現象，磨機稀油站的油一直運行至2020 年9 月未更換，經檢驗潤滑油品質合格。

4 結論

兩段一閉路濕法磨礦工藝在云南磷化集團?？诹讟I有限公司雖然已成功運行多年，但隨著下游萃取磷酸裝置生產能力擴大，磨機運行率的高低決定了能否保質保量地為下游磷酸系統提供合格礦漿。通過對球磨機中空軸修復利用，避免了由于端蓋采購周期過長影響磨機恢復運行，同時也節約了端蓋的采購成本，提高了裝置的運行率，降低成本，為磷酸裝置的生產提供了有力保障，創造了顯著的經濟效益和社會效益。MQY3149 球磨機中空軸修復利用改造達到了預期的目的。