我厂棒磨机端盖衬板的改造

2023-02-13

1 概述

我厂原矿浆磨制工序采用一棒、一球加水旋器分级的两段半开半闭式磨矿流程。棒磨机作为初碎设备, 对磨矿系统的磨矿效率和产能起着决定性的作用。因此一个成功的磨矿系统, 其棒磨机的运转效率必须高效稳定。我厂选用的棒磨机为中信重机公司生产的Φ3.2×4.5m溢流型棒磨机, 具有结构合理、运转平稳、PLC控制连锁可靠、自动化程度较高等优良特性。但在一年的使用过程中, 也暴露出了一些如:进料管等过流件易磨损;溢流口较短, 出料缓冲量不够;衬板螺栓多, 不易紧固, 易漏料等不足。其中在端盖衬板与筒体衬板结合处, 采用橡胶填充条的设计更是其一大弊病。橡胶填充条使用寿命短、易脱落, 脱落后会对磨机的维护和运行带来一系列的危害。因此, 我们对其进行了改造。

2 改造前的运行状况及存在的问题

2.1 棒磨机端盖衬板设计时存在的问题

原矿浆磨制作为氧化铝生产的第一道工序, 其过料物质为颗粒较大的铝土矿石, 磨矿系统的磨损十分严重。棒磨机作为初碎设备其磨损程度也是最严重的。因此在磨机内部必须设计安装耐磨衬板, 以保护磨机本体, 延长本体使用寿命。磨机内部衬板根据安装位置的不同, 主要分为筒体衬板和端盖衬板两种。我厂所使用的棒磨机在设计之初, 筒体衬板与端盖衬板结合部位使用橡胶填充条进行填充。具体安装方式可见图1。

这样的设计有便于安装拆卸, 减轻磨机重量, 降低端盖衬板的制造和安装难度等优势。但也存在极大问题, 由于在磨机内部矿浆对衬板的冲刷和磨损十分严重, 加之磨内通过的是高浓度的碱性物料, 随着钢棒的剧烈运动, 橡胶压条在使用一段时间后就会老化, 逐步脱落直至完全掉落。其使用寿命只有端衬板的一半。而且在重新安装填充条时, 必须将端盖衬板卸下再一同安装。所以在衬板的一个使用周期中, 需要多次拆装更换其顶部的橡胶填充条, 检修维护任务量十分繁重。更为棘手的是, 在衬板使用周期的后期, 由于衬板变薄, 衬板与填充条的结合面变小 (见图2所示) 。衬板与填充条的结合不再牢固, 填充条换装后运行2-3天即全部脱落。这就要求要将端盖衬板与橡胶压条同时换装才可, 而衬板的寿命并未到期, 会造成极大的浪费。如果不安装填充条直接使用, 则会使矿浆直接冲刷端盖及筒体, 对磨机本体造成伤害。同时也会使磨内弯棒增多, 棒耗上升, 磨机产能下降, 磨矿效果变差等。

2.2 填充条脱落对生产的危害

2.2.1 棒耗大幅升高, 运行成本增加

填充条脱落后, 端盖衬板头部与筒体之间出现了空挡。衬板与衬板、衬板与筒体间无法形成相互挤紧的力, 单靠两颗紧固螺栓无法再使衬板的位置固定不变, 在运行过程中某些钢棒的冲击作用下, 衬板位置移动, 相互之间产生大的空隙。磨机运转过程中钢棒免不了楔入这些空隙, 其他钢棒在提升、卸落的过程中就会与这些钢棒相互撞击, 将其砸弯。周而复始, 运转时间越长磨机内产生的弯棒越多。图3为填充条掉落后的磨机内部状况。在运行一段时间后不得不把这些弯棒抽出, 重新补加。随着大量弯棒的抽出, 补加新棒的量持续升高, 棒耗增大。这在我们填充条掉落前后的加棒数据中有明显体现。

从我们的生产实际中来看, 从4月份开始部分棒磨机的端盖填充条开始脱落, 到5月份2#、3#、4#基本全部脱落。棒耗也由3月份的平均0.375kg/t矿石上升至5月份的最高0.591kg/t矿石, 升高0.261kg/t矿石。这就是说每100吨矿石消耗的钢棒增加的2.61kg, 每月按13万吨矿石产量计算, 则每月多消耗钢棒33.93t。钢棒每吨为4000元, 每月的运行成本净增加13.6万元。6月份开始对压条进行了更换, 6月、7月的棒耗也维持了高水平的0.48 kg/t矿石。8月份开始对棒磨机端盖衬板进行了改造, 8月、9月的棒耗明显回落。

2.2.2 原矿浆指标难于控制, 磨机运行风险加大

橡胶填充条在脱落的过程中, 起先是小颗粒的逐步脱落, 到达一定程度后就会大块掉落, 随矿浆排出。这种大块的橡胶在磨矿流程中是十分有害的。它会堵塞泵的进料口, 造成泵不上料。也会堵塞水旋器的排砂咀, 致使水旋器无法正常工作, 导致原矿浆大幅度跑粗。由于磨内出现了较多大直径弯棒, 钢棒运动不再有规则, 磨内有效磨矿介质减少, 排矿粒度随之上升, 磨矿效率下降。不能及时停车清理时, 随着弯棒数量的增加, 钢棒运动的无序性和混乱程度加大, 直至造成磨机生产的严重生产事故——乱棒。乱棒的处理既费时、费力, 又具有很高的危险性。因此, 端盖橡胶填充条脱落后的棒磨机, 在使用是应十分谨慎。需增加磨机系统的巡、点检密度, 特别关注水旋器排砂情况, 发现砂咀堵塞, 及时处理。磨机巡检时要仔细聆听“磨音”, 掌握磨矿介质在磨内的运行情况, 发现反常立即紧急停磨处理。

2.2.3 磨机日常维护工作量加大

磨内产生大直径弯棒后, 由于钢棒的不规则运动, 棒对端盖衬板的冲击增大, 会造成衬板紧固螺栓甚至衬板断裂, 不得不进行更换。大量的弯棒也必须及时清理, 正常生产过程中棒磨机加棒、清棒周期为5-7天, 清棒量不超过0.5t。而在这种情况下, 其周期会缩短至2-3天, 清棒量至少在3t左右, 清出10-20根直径90以上的大型弯棒是十分常见的。因此维护工作量十分庞大, 造成人力、物力的极大浪费。图4为从磨内抽出的弯棒照片。

3 改造方案及成效

鉴于填充条的设计在使用过程中存在的大量问题, 我们必须对其进行改造。改造的方案是将端盖衬板延长至与筒体接触, 取消填充条, 在适当增加靠近端盖的筒体衬板长度, 以弥补填充条去掉后筒体与端盖衬板间产生的缝隙, 避免料浆直接冲刷筒体。具体可见图5所示。

改造后端盖衬板为一体式结构, 材质与筒体衬板相同, 其使用寿命大大延长, 甚至由于端盖衬板的磨损量较筒体衬板小, 其寿命能超过筒体衬板。这样就避免了压条寿命短, 需频繁更换的问题。去掉橡胶填充条, 由其脱落造成的一系列问题也迎刃而解。最为明显的是改造前后棒耗的变化。表2为1#棒磨机端盖衬板改造前后几个月的加棒数据。从表中可以看到改造前的6、7月份, 填充条脱落致使平均棒耗达到0.628 kg/t矿石。而8月份改造后棒耗出现回落, 8、9、10三个月的棒耗平均仅为0.366 kg/t矿石, 降低了0.262 kg/t矿石, 运行成本大大降低。出现好转的并不只有棒耗, 磨机产能由不足100t/h, 提高至110t/h。原矿浆细度指标合格率、磨机运转率也在改造后有显著改善。可见, 我们的改造是成功、有效的。

4 结语

综上可知, 我厂对Φ3.2×4.5m溢流型棒磨机端盖衬板的改造是可行和有效的。通过改造, 彻底消除了端盖填充条使用寿命短, 脱落后影响磨矿系统安全稳定运行, 增加运行成本等的弊病。也可以看到, 无论是在设备设计、制造, 还是在一个生产系统的设计、建造过程中, 我们必须做好系统工程, 避免因某一个环节薄弱而影响系统功能正产发挥的情况出现。正如“水桶原理中”所说的, 一个水桶的装水量取决于其最短板的高度, 而不是最长板的高度。我们应追求做一驾“霍姆斯马车”, 而不是有一块短板的水桶。

摘要：我厂棒磨机端盖衬板与筒体衬板结合部位采用橡胶填充条进行填充, 在实际使用中存在, 寿命短、易脱落、影响系统安全运行等问题。我们对其改造后, 成功消除了这些影响, 效果比较明显。本文对其进行了分析、介绍。

关键词：端盖衬板,橡胶填充条,改造