貴冶渣選半自磨機端面襯板優化與改進

彭俊軍 吳 波

（江西銅業集團有限公司貴溪冶煉廠）

貴溪冶煉廠在三期擴建后，新渣選磨礦生產工藝設計時選擇了半自磨機+球磨機的磨礦工藝流程［1］。生產實踐證明，半自磨機+球磨機的磨礦工藝具有處理能力大、設備作業率高、能耗低、生產成本低、物料適應性強等優點［2］。目前，半自磨機的磨礦工藝已在國內外金屬選礦中被廣泛應用［3］。

生產實踐表明，半自磨機襯板、格子板原裝設計多半存在一定的缺陷［4］，貴冶5.2 m×5.2 m半自磨機原裝配套的進料端襯板、提升條和出料端格子板、小槽板存在明顯缺陷，主要有結構設計局限性很明顯、爐渣硬度大、備件材質耐磨性不夠三方面原因。本文針對上述三方面問題，對貴冶半自磨機進料端襯板、提升條和出料端格子板、小槽板進行優化改進。另外，半自磨機襯板的使用壽命與生產實際工況、生產成本的控制管理有很大關系［5-6］，在改造的過程中需考慮該部分因素。

1 進料端襯板及提升條優化

1.1 存在的問題

5.2 m×5.2 m半自磨機原裝進料端襯板采用內外兩圈分布設計，內圈為提升條襯板一體件，外圈為提升條、襯板分體式結構。半自磨機運轉時，爐渣和鋼球運轉軌跡相對集中在外圈襯板和內外圈襯板交接處，內圈襯板提升條聯合體被磨損的僅為最外端的100 mm部分，外圈襯板、提升條被磨損的為最內端的250 mm部分。

生產實踐表明，外圈提升條使用周期只有3個月，外圈襯板使用周期6個月，內圈襯板提升條聯合體使用周期12個月。上述數據體現了2個問題，一是進料端外圈提升條和襯板使用周期不同步，停車次數多、停車時間長，半自磨機作業率低；二是進料端內圈襯板提升條聯合體利用率低。

1.2 原因分析

（1）通過分析被磨損的部位表明，進料端原裝內圈襯板、外圈襯板和提升條結構設計未考慮鋼球在半自磨機筒體內的運行軌跡，未考慮避免內圈不被磨損的措施。

（2）襯板和提升條磨損的主要原因均是被礦漿洗刷。

1.3 優化措施

（1）改變進料端內外圈襯板和提升條的結構布局，將外圈襯板和提升條尺寸向內圈延長200 mm，覆蓋住原裝內圈襯板提升條聯合體被磨損部位，內圈襯板提升條聯合體尺寸相應縮短200 mm。

（2）根據磨機進料端面襯板主要受力作用是沖刷的特性，對襯板材質也進行了調整，內圈和外圈襯板、提升條全部采用內部襯合金鋼骨架的橡膠合金復合襯板［7］。改進前后進料端橡膠襯對比見圖1。

1.4 優化效果

優化后半自磨機進料端襯板、提升條使用周期得到大幅提升，停車次數減少，作業率顯著提升（表1）。另外，優化后的襯板提升條主體材料為橡膠，單件質量大幅下降，大幅降低了檢修人員的勞動強度，同時更換襯板所需時間也縮短至原來的一半，檢修效率大幅提高。

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2 出料端格子板優化

2.1 存在的問題

2.1.1格子板靠外圈橫筋容易斷裂

半自磨機出料端格子板使用一段時間后，出料端格子板最外端4根橫筋易被磨損斷裂，導致半自磨機吐鋼球，造成磨浮系統全線故障長時間停車，給生產組織、生產成本控制、檢修成本控制帶來了較大的影響。另外，正常情況下出料端格子板和配套格子板提升條均須整體更換，而出料端格子板更換周期10個月、格子板提升條更換周期6個月，更換周期不同步，第2套更換上的提升條只使用4個月，存在浪費情況。再者，格子板和格子板提升條的質量相對較重，由于工藝設計時未考慮更換情況，現場沒有機械手等輔助設備，更換時職工勞動強度很大。

2.1.2格子板格子中卡扁狀物料

生產實踐中，扁塊爐渣或扁狀鋼球會卡在格子板的格子中，即扁狀物料緊緊卡在兩橫筋之間無法通過格子板。生產中當半自磨機內有鋼球或尺寸較大的塊狀爐渣砸到該扁狀物料時，橫筋就會受到沖擊，加劇橫筋的損傷。

2.2 原因分析

（1）根據爐渣在半自磨機筒體內的運行軌跡［8］與進料端襯板和提升條相似，被磨損的主要原因是格子板最外端橫筋不間斷的被礦漿洗刷，而由外端向內端的橫筋與礦漿接觸逐漸減少，所以磨損最嚴重的是最外端4根橫筋。格子板橫筋的設計為所有橫筋30 mm厚度均勻分布，該設計存在著明顯缺陷，最終導致最外圈被磨斷而最內圈完好無損。

（2）當橫筋被磨細后，格子板橫筋之間尺寸變大，物料更容易通過格子板，返砂量隨之增加。

（3）扁狀物料卡在橫筋之間無法通過格子板，表明格子的形狀不利于扁狀物料的正常排出，橫筋的正面和反面尺寸相同，形狀結構存在一定局限。

2.3 優化措施

（1）根據磨損的部位，針對性的加粗格子板靠外圈的橫筋，尺寸更粗的橫筋在同等工況環境下，可延長磨損時間。在保證半自磨機排漿不受影響的情況下，初步將格子板靠外圈的4根橫筋改成3根橫筋，該3根橫筋正面的厚度尺寸由30 mm增至50 mm，格子板的格子相應減少1個（圖2）。

（2）對橫筋正面和反面的尺寸進行調整，正面厚度尺寸50 mm，反面厚度尺寸44 mm，橫筋之間形狀呈倒錐形，正面小，反面大，物料若能通過正面時，一定能通過反面，從而解決扁狀物料卡在橫筋之間的問題（圖3）。

2.4 優化后效果

格子板優化后使用周期由原來的10個月延長至現在的14個月，在成本不發生任何增長的情況下，使用周期增加了4個月；并將第2套格子板提升條價值充分利用，解決了提升條浪費率高的問題。

3 出料端小槽板優化

3.1 存在的問題

出料端小槽板原裝設計為合金鋼材質，生產實踐的使用壽命雖可達到24個月左右，但與大槽板的使用周期約32個月不一致；且由于材質為合金鋼，備件自重較大，檢修更換工作量大，耗時長。此外，其最大的問題是小槽板導流板與出口中空軸襯套連接處設計存在缺陷，導致中空軸本體易被磨損，磨損至一定程度后半自磨機出料端端蓋本體就會裸露出來，此時半自磨機排漿過程中必然損傷磨機本體，產生嚴重的設備隱患。

3.2 原因分析

（1）原設計小槽板導流槽底板末端為倒口狀，厚度由外圓向中間逐漸變薄，是整個小槽板厚度最薄弱的部分；因礦漿由外圓向中間聚集后排出半自磨機一直被洗刷，因此也是磨損最快的部位，半自磨機在旋轉排漿過程中，隨著小槽板導流槽底板倒口部位磨薄、磨短，端蓋本體裸露，最終造成本體損傷。

（2）小槽板導流槽底板與出口襯套重合面較小。

3.3 優化方案

根據材料自身特性，同時考慮磨機內部不同位置礦石對襯板作用力的不同，采用更加耐磨的橡膠作為出料端小槽板的主體材質，在橡膠內部鑲嵌鋼骨架制作橡膠小槽板；同時在出口襯套內圈襯一圈橡膠，從而延長小槽板導流槽底板與出口襯套重合面。

3.4 優化后效果

（1）改進后的橡膠小槽板質量是合金鋼小槽板的45%左右，檢修更換難度大幅下降，減少了檢修時間，降低了人員勞動強度，從而提高了檢修效率。

（2）優化后的小槽板的使用壽命得到了較大提升，由24個月延長至36個月。

（3）從安裝最初到更換新備件，小槽板導流板與出口中空軸配合處始終被橡膠板覆蓋，未出現端蓋本體裸露被磨損的現象，杜絕了設備的重大隱患。

4 結 語

（1）貴溪冶煉廠渣選將半自磨機進料端端面襯板改造成橡膠材質并進行結構優化，綜合效益顯著。

（2）格子板經過結構調整和增粗最外圈3根筋板的厚度優化改造后，壽命延長了4個月。

（3）小槽板經材質改成橡膠和延長主體長度的優化改進，解決了出廠設計的缺陷，使用壽命延長了12個月。