格子型球磨機兩種結構改造

劉嬌嬌 張明慧 鄭國慶

摘要：格子型球磨機主要用于磨礦作業中，是礦物加工生產中的主機設備之一，可為后續的選別作業提供合適的入料粒度，在銅礦、鐵礦、有色金屬等制備中都發揮著重要作用。針對現在磨礦碎礦產業中普遍使用的格子型球磨機進行調查，嘗試對其兩個部位進行改造，分別為格子板和襯板。兩個部位相互獨立，如格子孔的排列順序影響磨漿效率，襯板的形狀影響磨機壽命等;又相互聯系，磨機襯板和格子板的結構會影響磨機規格，間接影響格子板的結構。該研究提出的改進方案預期會達到疊加效果，延長磨機壽命，帶來更大的利益。

關鍵詞：格子型球磨機;格子板;襯板;雙波峰型;

引言

由于格子板和襯板存在的缺陷，傳統格子型球磨機常出現材料磨損嚴重、設備使用壽命短、生產被迫停止檢修等問題。當前只是對格子板和襯板進行單一方面的改進，并未聯合優化。所以，為提高磨礦效率，增加選礦廠收益，要將格子板和襯板兩個部位的具體構造進行改進。該研究提出這兩大部位的相關問題，進行總結和分析，利用現存的技術和方法進行結構優化。

1存在的問題

1.1格子板存在的問題

格子型球磨機的格子板構成材料大多數為錳鋼材質，其單塊大約重200kg，并且該材料抗磨性較低，可使用時間較短，因此更換的過度頻繁，給格子型球磨機的使用帶來許多不便[1]。

由于格子板的固定螺栓孔不能根據實際情況合理地設計，在磨機運作過程中，容易造成螺栓的損壞，進而導致格子板的磨損甚至脫落。同時，礦漿在格子板的作用下排出，格子孔的筋板容易發生斷裂，進而導致格子板內部結構的磨損，使球磨機停車檢修，影響生產效益[2]。

1.2襯板存在的問題

格子型球磨機具有沖擊破碎和研磨的特點，內部含有大量的鋼球、礦漿和塊狀物料等，工作環境惡劣。在這種磨礦條件確定了襯板和提升條不斷發生磨損的運行形式，而且襯板和提升條在被磨損后，將會影響內部物料所能達到的高度，造成大量能量損失，降低磨礦效率[3]。

格子型球磨機在進行工作時，襯板的扭矩分配受提升機高度、提升機數量和軋機速度的影響，因此會產生較多的機械磨損[4]。同時襯板產生的質量問題，如斷裂、耐磨性差等造成襯板更換頻率大幅度提高，設備的運轉率降低、磨礦成本提高，最終都會對磨礦效率產生不可忽視的影響[3]。

2改造方案

2.1格子板改造方案

根據球磨機格子板的相關參數，將格子板根據實際情況，由錳鋼材料改為聚氨酯材料或者含一些錳、鉻、鎳等金屬的抗磨鐵材料，并且可通過試驗按照一定的比例，添加Mo和Ni等元素以強化格子板的基體強度，嚴格控制相關的參數設定范圍，切實保障運作的效果。

根據實際情況，可將球磨機的格子板由最初設定的1圈改為允許的2圈，即每兩塊格子板由徑向環形相鄰的格式改造為徑向相鄰的模式。同時將格子板的固定點由縱向改為橫向，與槽板形成“#”形固定。在格子板的格子孔中，隔條將其中的筋板厚度由4cm 改為5cm，在一定程度上加厚加寬以消減磨損。

2.2襯板改造方案

筒體襯板的改造：襯板結構采用更符合真實生產情況的雙波峰結構，如圖1所示（分別是單峰型、雙波峰型），球磨機在運轉過程中內部許多磨球呈瀉落狀接觸，得以實現對入磨物料進行研磨。

筒體襯板原排數為48排，現將襯板排數由48排減少至32排，同時將筒體部二段分布改為三段分布，可以增強其拋落時的破磨能力，利于磨礦效率的提升。填充物在一定程度上降低能耗，減小襯板磨損的程度[5]。通過增大筒體襯板面角來降低磨球被提升的高度，以減少磨球對襯板的沖擊力。原筒體襯板提升條面角為56°，現將筒體襯板面角增大至60°[6]。

端襯板的改造：端襯板設計的結構為兩段分割[3]。增加襯板之間的間隙，可提高球磨機性能。同時合理地提升條間隙可最大限度地增加物料提升率，減少夾料現象的發生，提高了球磨機使用性能。

3改進效果

3.1格子板改進效果

通過后期一定的生產效果可見，格子板材料的改進在一定程度上增加了其抗磨損能力，降低了使用成本，延長了使用壽命，并且減少了材料本身的重量，在一定程度上節省了電能消耗，極大地方便了工作人員進行更換和拆卸。

格子板的圈數增加，在一定程度上延長了其使用壽命，減少了頻繁更換，固定點的位置改變，與槽板形成較好的固定方式，極大地避免了格子板向一側傾斜。同時格子板筋板加厚加寬后，其耐沖擊性增強，減小了斷裂概率，切實有效地減輕了格子板內部結構的磨損情況。

3.2襯板改進效果

經此改造后一套磨機筒體襯板理論總重量大約增重100kg左右，襯板使用壽命可平均延長接近一倍[3]。襯板由單波峰設計結構更改為雙波峰設計結構后單件重量將會有所增加，整臺機筒體襯板也將增重。當磨機端襯板采用三段分割的設計結構時，端襯板磨損報廢后只需按需要更換內襯板的中下部與外圈端襯板。內圈端襯板的上部可長期使用而不需更換[6]。

4 結語

通過分析格子型球磨機中格子板和襯板的重要作用，總結這兩大結構的相關問題，利用一定的技術和方法進行結構優化。格子型球磨機的兩種結構改造，經過科學地分析之后，通過改用格子板材料，改變格子孔排列順序，加厚加寬筋板，改裝襯板等措施，將這兩個部位同時進行改造，對球磨機進行改裝，預計效果會疊加增幅，延長磨機使用壽命，降低磨礦成本，大大提高磨機效率，提高產業競爭力，創造更大效益。

參考文獻：

[1] 任壯林，高軍雷. 球磨機格子板的改造實踐[J].中國礦業，2015，24（01）：155-156.

[2] 臧寶金，張振濤，劉子冰.半自磨機格子板損壞分析及改造實踐[J].環球市場，2019，（22）：354，357.

[3] 謝卓宏，張歲庚.半自磨機及球磨機襯板結構的改進[J].有色金屬（選礦部分），2019，（1）：73-77.

[4] 刁曉剛，李衛，王春民.大型半自磨機筒體襯板結構優化及應用[J].礦山機械，2020，48（2）：39-44.

[5]Cleary，P.W.，2009.Industrial particle flow modelling using discrete element method.Eng.Comput.26，698–743.

[6] 蔡國.濕式格子型球磨機襯板的幾點改進[J].新疆有色金屬，2014，（2）：87-88.

作者簡介：

第一作者：劉嬌嬌（2000-），女，漢族，山東德州人，本科在讀，研究方向：礦物加工工程

第二作者：張明慧（1996-），女，漢族，山東榮成，本科，學生，研究方向：礦物加工工程

第三作者：鄭國慶（1999-） ，男，漢族，山東肥城，本科，學生，研究方向：勘查技術與工程