選礦廠磨機運轉率提升技術研究

王 槐，李鎮(zhèn)宏，馮永豪，謝仕林

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663701）

2018 年下半年以來，鋅金屬價格持續(xù)走低，這對過度依賴市場價格而生存的礦山企業(yè)來說，無疑是舉步維艱，對公司經(jīng)營目標任務的完成起著舉足輕重的作用，毫無疑問，持續(xù)低迷的市場價格同樣對公司的生存和發(fā)展帶來了較大的挑戰(zhàn)。如何擊碎困難化解壓力，變挑戰(zhàn)為機遇，順利完成控股公司下達的各項生產(chǎn)經(jīng)營任務，成為了每一位技術人員需要去思考、去解決的實際問題[1]。充分的應用新技術、新材料，有效的提升選礦車間磨機運轉率，降低生產(chǎn)成本，成為幫助公司突破困境的有效途徑之一。

1 項目實施的目的

提升磨機運轉率，提高原礦處理量，降低生產(chǎn)成本，預制安全事故，為公司順利完成2019 年的生產(chǎn)經(jīng)營任務盡一份微薄之力。其次，正視我們在磨機運轉率方面與國內(nèi)外先進企業(yè)之間的差距，加強學習、自主創(chuàng)新、充分引進，以新技術、新材料的應用為依托，快速提升磨機運轉率，早日追趕國內(nèi)外的先進水平，為公司盡早實現(xiàn)“做好錫、做大鋅、做強銦”及“創(chuàng)建國際一流選礦廠”的戰(zhàn)略目標，打下堅實的技術基礎。

2 項目實施的主要技術路線及方法、措施

2.1 在半自磨機、球磨機上充分使用橡膠復合、全橡膠及磁性襯板

結合其他選礦廠半自磨橡膠復合襯板的成功使用經(jīng)驗，車間先后于2018 年7 月、10 月分別在2#系統(tǒng)φ2.7m＊3.6m球磨機、3#系統(tǒng)φ4.5m＊2.4m 半自磨機上試用了橡膠復合襯板；于2018 年7 月、10 月分別在2#系統(tǒng)φ2.4m＊3.0m、3#系統(tǒng)φ3.2m＊4.0m 球磨機上試用了全橡膠材質(zhì)的襯板；于2018 年12 月在1#系統(tǒng)φ2.4m＊3.0m 球磨機上試用了磁性襯板。

橡膠復合襯板的使用，將φ2.7m＊3.6m 球磨機全套襯板的更換時間由8 天縮短到了5 天，理論上將φ4.5m＊2.4m 半自磨機全套襯板的更換時間控制在8 天左右。為大車間磨機運轉率的提升做出了重大貢獻[2]。

全橡膠襯板、磁性襯板在二段球磨機上的應用，將φ2.4m＊3.0m 球磨機全套襯板的更換時間由6 天壓縮到3天，將φ3.2m＊4.0m 球磨機的全套襯板的更換時間由9 天壓縮到了4 天；同時，將二段球磨機襯板的使用壽命從12 個月提升至36 個月以上，大大降低了車間的生產(chǎn)成本。

橡膠復合襯板、全橡膠襯板、磁性襯板在車間三套系統(tǒng)上的全面應用，為車間磨機運轉率的提升貢獻率在1.5 個百分點左右。

2.2 分體式橡膠復合格子板在2#系統(tǒng)一段球磨機及3#系統(tǒng)半自磨機上的應用

結合前期橡膠復合襯板、橡膠襯板的良好使用經(jīng)驗，車間把襯板改造工作的重點放在了依舊是合金材質(zhì)的格子板（頑石板）上，希望進一步壓縮磨機襯板的更換時間，提升襯板的可靠性及穩(wěn)定性[3]。

為此，車間于2019 年3 月向江西耐普提出分體式橡膠復合格子板（頑石板）的設計構想，并獲得襯板生產(chǎn)廠商的高度支持，再通過公司機械專業(yè)委的充分討論后，構想最終于2019 年8 月落地，同時在2#、3#系統(tǒng)第二套橡膠復合襯板中應用。

分體式橡膠復合格子板的應用，將1#、2#系統(tǒng)φ2.7m＊3.6m 球磨機的襯板更換時間再度壓縮了2 天，將3#系統(tǒng)φ4.5m＊2.4m 半自磨機的襯板更換周期再度壓縮4 天，完美的解決了一體式合金襯板笨重、拆裝困難的問題，使球磨半自磨機襯板的更換時間再次大幅度下降，車間從此垮塌“零”大修時代轉用中修替代。

通過球磨機、半自磨機分體式橡膠復合格子板的改造，為車間三套系統(tǒng)磨機運轉率提升起到了巨大的促進作用，綜合貢獻率在1 個百分點以上。

2.3 新材料、新結構在浮選機、攪拌桶上的應用

2.3.1 非焊接式刮板軸頭在浮選機上的應用

自吸式浮選機刮板軸的頻繁斷裂問題，是個困擾了公司數(shù)十年之久的難題！刮板軸一旦斷裂，修復時間少則20 分鐘，多則一個小時，在修復過程中，故障點涉及的整個浮選作業(yè)的刮板軸將處于停運狀態(tài)，進而導致嚴重跑尾造成金屬流失，在非焊接式刮板軸頭應用之前，車間3 套系統(tǒng)每兩到三天就會發(fā)生一次刮板軸斷裂事故，全年統(tǒng)計下來，因刮板軸斷裂而導致的金屬損失量不可估計！經(jīng)分析，刮板軸頻繁斷裂的兩個主要原因為：①焊接應力的存在影響了焊接部位的強度；②刮板軸的焊接同心度無法保證。為此，車間圍繞這兩個主因自行設計了非焊接式刮板軸頭，全新的設計將刮板軸的連接形式由焊接式轉變?yōu)槁菟ㄟB接式，一舉解決了傳統(tǒng)焊接式刮板軸的焊接應力問題及同心度問題。

非焊接式刮板軸頭徹底實現(xiàn)了刮板軸的零焊接，并具備自動調(diào)心功能；車間于2018 年12 月在錫石浮選浮選機上試用，于2019 年4 月小時開始在2#系統(tǒng)鋅、銅粗選浮選機上推廣使用，于2019 年10 月中旬完成了1#、2#系統(tǒng)浮選一平臺所有浮選機的推廣使用；自從非焊接式刮板軸頭安裝使用后，所有應用作業(yè)點的刮板軸頭從未發(fā)生過斷裂事故。

2.3.2 橡膠復合葉輪在攪拌桶上的應用

車間多套自吸式攪拌桶，原配的葉輪為碳化硅材質(zhì)葉輪，碳化硅雖有優(yōu)良的耐磨性能，但韌性差強度低，一旦原礦跑粗，將導致碳化硅葉輪快速損壞而停機。為此，車間于2019 年2 月開始，逐步將提升攪拌桶的葉輪材質(zhì)由碳化硅更改為橡膠復合材質(zhì)，以解決碳化硅葉輪穩(wěn)定性、可靠性較差的問題[4]。自2019 年2 月以后，車間從未發(fā)生過因攪拌桶葉輪損壞而導致的意外停機事件，攪拌桶橡膠復合葉輪的應用對車間運轉率的提升貢獻了一定的力量。

3 項目實施成果

3.1 新技術新材料的應用對磨機運轉率的貢獻

橡膠復合襯板、橡膠襯板、磁性襯板、分體式橡膠復合格子板、橡膠復合攪拌桶葉輪等新材料、新技術的推廣使用，為車間優(yōu)化檢修模式，壓縮檢修時間，提升檢修效率打下了堅實的基礎，依托這一系列新技術、新材料的使用，車間將檢修間隔時間由2 個月延長至3 個月，1#、2#系統(tǒng)全年的檢修時間較2018 年縮短6 天左右（C 系統(tǒng)由于技改停機不做比較），1#、2#系統(tǒng)的磨機運轉率大幅度提升，截止2019 年11 月25 日，1#、2#系統(tǒng)運轉率較去年同期上升2.625 個百分點。

3.2 橡膠襯板、磁性襯板的推廣應用，大大降低了車間的生產(chǎn)成本

橡膠襯板在2#系統(tǒng)φ2.4m＊3.0m 球磨機上的使用，將該磨機襯板的使用周期由13 個月提升到36 個月以上；磁性襯板在1#系統(tǒng)φ2.4m＊3.0m 球磨機上的應用，將襯板的使用周期從14 個月提升至36 個月以上，合金襯板的采購價格為18.96 萬元/套，磁性襯板、橡膠襯板的采購價格分別為25.54 萬元/套、23.4 萬元/套，由此可見，橡膠復合襯板、磁性襯板的使用，將為車間節(jié)約17 萬余元。

3.3 非焊接式刮板軸頭的推廣應用，為穩(wěn)定車間的浮選作業(yè)的生產(chǎn)指標起到了關鍵的作用

經(jīng)統(tǒng)計，2018 全年，1#、2#系統(tǒng)浮選工序刮板軸斷裂的總次數(shù)到達130 余次，每次處理時間均在20 分鐘以上，因刮板軸斷裂而導致的經(jīng)濟損失不可估量！非焊接式刮板軸頭的成功應用，可以大幅減少甚至消除刮板軸斷裂事故，為穩(wěn)定車間浮選指標盡一份微薄之力。

表1 某選礦車間2017-2019 年停機時間及相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

4 技術創(chuàng)新點

（1）橡膠復合襯板、橡膠襯板、磁性襯板、分體式橡膠復合格子板（頑石板）、橡膠復合攪拌桶葉輪等新材料的成功應用，提升了磨機襯板的穩(wěn)定性，降低了設備故障率；同時，極大地壓縮了車間三套系統(tǒng)的檢修時間，將格子板的拆裝時間由不定多變的改變?yōu)楣潭煽氐模ê辖鸶褡影逶诓鹦哆^程中有很多不確定的因素，大坪選礦車曾經(jīng)出現(xiàn)過48 小時才拆出一塊合金格子板的情況），為今后檢修時間的精準預測提供了可能；同時將車間的大修壓縮到6 天以內(nèi)變?yōu)橹行蓿管囬g磨機運轉率邁上一個新的臺階。

（2）非焊接式刮板軸頭的發(fā)明使用，為穩(wěn)定車間浮選作業(yè)的指標作出了較大的貢獻，從理論上將，非焊接式刮板軸頭的應用，可以將今后的浮選機刮板斷軸事件徹底消滅，可在檢修過程中檢查更換磨損的螺栓，即可實現(xiàn)零斷軸事件。在合理性、經(jīng)濟性、新穎性、穩(wěn)定性方面已全面超越了北礦院現(xiàn)用結構，在浮選機刮板軸頭設計領域達到國內(nèi)一流水平。

5 效益分析

5.1 效益計算

（1）橡膠復合襯板、橡膠襯板、磁性襯板、分體式橡膠復合格子板（頑石板）、橡膠復合攪拌桶葉輪等新材料的成功應用，使車間大坪選礦車間2019 的磨機運轉率在2018 年的基礎上提升了2.625 個百分點，以現(xiàn)2019 年AB 系統(tǒng)的磨機臺效核算，今后每年將增加原礦處理量2.3 萬噸。

（2）橡膠襯板、磁性襯板的應用，將1#、2#系統(tǒng)二段球磨的年襯板使用成本分別由16.25 萬元、17.50 萬元降低至8.51 萬元、7.80 萬元。

5.2 社會效益

新技術（新材料）在選礦設備設施上的綜合應用大大提升了設備運轉率，壓縮了檢修時間，消除了襯板損壞更換、刮板軸焊接搶修應急處置風險，降低了維修、操作人員的勞動強度，有效的提升員工的工作滿意度。同時在節(jié)能降耗、節(jié)能環(huán)保方面也起著重要的示范作用。該項目不僅為公司創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，還使公司設備管理水平及科研力量邁向新的臺階，為公司今后磨機運轉率提升指明方向，同時，本項目研究成果對提高國內(nèi)同類型大型多金屬選廠的運轉效率（設備運轉率及磨礦臺效）也具有一定的指導意義和參考價值。