MBS2736棒磨機出料端蓋修復更換技術

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）

云南磷化集團海口磷業有限公司磨礦廠共建設了2套兩段一閉路濕法磨礦裝置，安裝了3臺MBS2736棒磨機。其中1濕磨Ⅰ系列濕法磨礦裝置 1臺，從2005年2月投入使用，濕磨Ⅱ系列濕法磨礦裝置有兩臺，B臺棒磨機從2002年12月投入使用。A臺棒磨機臺從2006年3月投入使用，由于棒磨機投入運行時間比較廠，2020年3月濕磨Ⅱ系列B臺棒磨機發現出料端蓋頸部有礦漿泄漏，經過檢查發現出料端蓋頸部出現裂紋，2020年7月發現濕磨Ⅰ系列棒磨機出料端蓋中空軸頸部一周都出現裂紋。濕磨Ⅱ系列B臺棒磨機端蓋由于之前就準備更換出料端蓋，更換了一個新端蓋。但濕磨Ⅰ系列棒磨機出料端蓋出現裂紋，無新端蓋更換，采購一個新端蓋的周期大概需要6個月，采購新端蓋的成本也比較高，在下游生產又需要大量礦漿的情況下，唯有修復端蓋才能最快速度恢復濕磨Ⅰ系列的正常生產，同時可以大大降低檢修費用，保證下游磷酸裝置的正常生產。

1 棒磨機出料端蓋頸部出現裂紋的原因分析

云南磷化集團海口磷業有限公司磨礦廠濕磨Ⅰ系列棒磨機于2005年開始投入使用，已經使用了15a。棒磨機運行時主要借助筒體回轉產生的離心力作用，在筒體內波形襯板的作用下，將研磨介質提升到一定的高度后拋落下來將礦石沖擊破碎，研磨介質與筒體襯板之間的磨削作用將礦石磨成礦漿。磨礦廠用研磨介質為鋼棒，主要有兩種規格型號，分別為φ100×3 500mm和φ80×3 500mm，每根重量分別達到225kg和145kg，在提升到一定高度后拋落下來時會產生很大的沖擊力。因此在磨機運行時端蓋頸部既要承受巨大的扭力，也要承受很大的沖擊力，就產生循環交變應力，在局部高應力區形成微小裂紋，再由微小裂紋逐漸擴展到比較大裂紋（金屬疲勞），導致出料端蓋頸出現裂紋，出現礦漿泄漏的情況。棒磨機在安裝襯板時，襯板與襯板之間有間隙，襯板和端蓋內壁之間也有間隙，不可避免會有少量的物料在襯板與襯板之間，襯板與端蓋內壁之間存在磨損，導致棒磨機在長時間運行后端蓋整體厚度會減少，在交變應力的作用下，端蓋頸部由于無法承受長時間的交變應力就產生裂紋。如圖1所示。

圖1 棒磨機端蓋頸部裂紋圖

2 棒磨機出料端蓋的拆除、修復、安裝方法

2.1 棒磨機出料端蓋的拆除方法

根據此磨機的結構特點，磨礦的傳動裝置在后端蓋上，大齒圈在后端蓋外面，在拆除端蓋時先要把磨機大齒圈拆除。此磨機大齒圈為非整體式大齒圈，在拆除時分半拆除。而在大齒圈、端蓋和筒體連接時有過孔螺栓和精制定位螺栓，在更換端蓋時精確絞制定位螺栓孔是關鍵。此磨機大齒圈法蘭有24顆M36的過孔螺栓和6顆不同尺寸的定位精制螺栓，端蓋法蘭有30顆M36的過孔螺栓和6顆不同尺寸的定位精制螺栓，筒體法蘭有24顆M36的過孔螺栓和12顆不同尺寸的定位精制螺栓。在拆除大齒圈時由25t吊車配合，拆除24顆過孔螺栓和6顆精制螺栓，即可以把兩半大齒圈拆除。在拆除大齒圈后，筒體和端蓋只有6顆精制螺栓在連接。在80t吊車配合下，拆除最后6顆精制定位螺栓，即可以把端蓋（含襯板和出料端軸襯）拆除，在端蓋吊至安全區域后把出料軸襯和端襯板拆除放好，等端蓋修復好后重新安裝。

2.2 棒磨機出料端蓋的修復方法

由于棒磨機出料端蓋比較重，公司沒有大型的機加工設備和檢測設備，需要把棒磨機出料端蓋運送至云南冶金昆明重工有限公司進行端蓋內部裂紋超聲波探傷檢測，發現內部裂紋比較多，端蓋頸部靠襯板螺栓孔附近一周都存在著內部裂紋，需要對內部的裂紋消除修復處理。

利用5m的立車，在棒磨機出料端蓋車削凹槽，尺寸為φ1 360×φ1 165×35mm，來消除端蓋內部的裂紋，再加工制造一片法蘭，尺寸為φ1 360×φ1 165×35mm，把法蘭放入端蓋上凹槽，將磨機端蓋加熱至250℃進行法蘭焊接，保溫時間持續8h。在車削出料端蓋上的凹槽時把原來的端蓋螺栓孔內圈也一同拆除，在法蘭與端蓋凹槽焊接完成并把溫度降到環境溫度后，需要鉆16個M42的螺栓孔用來安裝端襯板。所有焊接和鉆孔都完成以后，上5m立車檢測精度，根據變形量進行切削加工來保證精度。為了保證端蓋的強度，需要在端蓋外面制作焊接16塊梯形加強筋板，尺寸為100×50×200mm，筋板的厚度為30mm，完成上述工序以后返廠進行安裝。如圖2所示。

圖2 棒磨機端蓋頸部修復示意圖

2.3 棒磨機出料端蓋的安裝方法

新磨機端蓋為原磨機廠家的備件，對應云南磷化集團海口磷業有限公司磨礦廠濕磨Ⅱ系列B臺棒磨機的出廠編號，其加工精度可以保證，但由于廠家離公司比較遠，不可能把磨機筒體和大齒圈拉至廠家配鉆安裝，端蓋加工時把精制定位螺栓孔預留，到現場絞孔配鉆安裝，在現場鉸孔配鉆是此次端蓋更換的技術關鍵。在80t吊車和25t吊車的配合下，可以把端蓋和大齒圈吊裝到位，用過孔螺栓連接可以把大齒圈和端蓋固定。根據新端蓋的精制螺栓預留孔、大齒圈和筒體已有的定位螺栓孔，需要絞制的精制定位螺栓孔，如表1所示：

表1 精制定位螺栓孔絞制數量統計表

在絞制完精制螺栓孔以后，按照孔加工精制螺栓，裝配完成后緊固

3 棒磨機出料端蓋密封的處理

在安裝端蓋時，為了保證筒體和端蓋接觸面不漏水或者礦漿，在端蓋法蘭和筒體法蘭接觸面涂上密封材料（進口固化劑SC-2000），可以有效保密封問題。在端蓋安裝完成后，筒體襯板和端襯板之間有一圈10～20mm的間隙，此間隙在磨機運行時會形成礦漿旋流，會對端蓋或筒體進行持續的磨損，為了消除此旋流，在筒體襯板和端襯板間隙處焊接環形焊環，消除端襯板和筒體襯板之間的間隙，保護磨機筒體或端蓋，提高磨機的使用壽命。在安裝完端蓋以后，出料軸襯和中空軸之間有已定的間隙，此間隙產生的軸襯周期性的搖擺會加大中空軸承受周期性的交變載荷，從而容易產生應力疲勞，同時還會使部分礦漿進入到軸襯和中空軸的間隙，磨損中空軸和軸襯，降低磨機中空軸和軸襯的使用壽命。在磨機中空與軸襯間隙間焊接6～8個固定契，用來固定軸襯和保證軸襯在中空軸的中心位置，從而有效降低中空軸承受的周期性交變載荷，在軸襯已經調整到位后，在間隙處涂上耐磨材料，防止礦漿進入中空軸與軸襯間隙，提高中空軸和軸襯的使用壽命。

4 棒磨機出料端蓋修復更換效果

在端蓋更換完成后對前后中空軸的同心度、大小齒輪的嚙合情況、前后中空軸的標高差等技術參數進行測量，對襯板的密封情況進行實驗。從實驗結果來看，端襯板整體密封性比較好，沒有出現泄漏水和礦漿的情況。

5 結束語

兩段一閉路濕法磨礦工藝在云南磷化集團海口磷業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能否為下游磷酸系統提供保質保量的合格礦漿。通過對棒磨機出料端蓋修復利用，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，降低了成本，為磷酸裝置的生產提供了有力的保障，創造了顯著的經濟效益和社會效益，MBS2736棒磨機出料端蓋修復利用改造達到了預期的目的。