波纹型筒体衬板在球磨机上的应用

摘要：随着我国经济的发展以及工业的进步，各矿业公司对大型球磨机衬板的材料选择及工艺设计都有所提升，球磨机衬板的形状对球磨机的产量及能耗影响较大。文章根据球磨机的工作原理及衬板的工作情况，经过大量考察分析确定将锲型筒体衬板改造为长块波纹型筒体衬板，通过改造后的衬板工艺实践后效果良好。

关键词：球磨机；波纹型筒体衬板；材料选择；工艺设计；研磨体 文献标识码：A

中图分类号：TD453 文章编号：1009-2374（2015）15-0040-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.020

中条山有色金属集团有限公司篦子沟矿业公司选矿厂自20世纪50年代建矿投产运行至今，一直是使用4台Φ3.2×3.1格子型球磨机。4台球磨机筒体衬板一直用原仿苏初期设计的锲型衬板（搭接螺栓固定式）。经过多年的使用，发现球磨机衬板存很多缺陷，我单位工程技术人员通过实地考察及实验研究证实把锲型筒体衬板改造为长块波纹型筒体衬板可以起到更好的研磨效果，能够降低能耗提高产量。

1 球磨机及其衬板简介

1.1 球磨机工作原理

在选矿工业中，球磨机筒体内的轴线按规定的转数回转时，装在筒内的破碎介质和矿石在离心力和摩擦力的作用下，随着筒壁上升到一定高度，然后脱离筒壁自由落下或滚下。矿石的破碎主要是靠破碎介质落下时冲击力和运动时的磨剥作用。矿石从圆筒一端的空心轴颈不断地给入，而磨碎以后的产品经圆筒另一端的空心轴颈不断地排出，筒内矿石的移动是利用不断地给入矿石的压力来实现。

1.2 球磨机衬板作用及选用

球磨机衬板主要有两方面作用：一方面球磨机衬板可以保护筒体，使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦，另一方面可以利用不同形式的衬板来调整研磨体的运动状态，以增强研磨体对物料的粉碎作用，有助于提高磨机的粉磨效率，增加产量，降低金属消耗。一般情况下，球荷（球磨机内装球量）摩擦程度主要与衬板表面凹凸不平程度有直接关系，球荷的摩擦系数越大，打击力越强所以粗磨时一般选择摩擦系数大的不平滑衬板，反之在细磨时候多选择打击力小的平滑衬板。

随着物料粉磨技术的快速发展球磨机逐渐趋向大型化，所以对衬板的材料性能各方面也提出了更高的要求，目前球磨机中应用的材料主要有高锰钢、高铬铸铁、中碳钢、橡胶等几大类，在我国球磨机的衬板材料高锰钢逐渐被中合金钢衬板代替，成为市场发展的

主流。

筒体衬板不仅能够保护筒体，而且对研磨体的运动规律也有一定影响，一般情况下衬板的形状和材料都不同主要是为了适应不同的工作状态如粉碎或细磨等要求。当以粉碎为主时，除了要求衬板具有很好的抗冲击性能外，还需要衬板对研磨体要有较强的推举能力。当以细磨为主时，衬板的突出、对研磨体的推举作用，冲击都较小，但是研磨作用较强，所以我们通常要求衬板具有良好的耐磨性能。

2 球磨筒体衬板现状及存在的问题

2.1 筒体衬板种类、数量较多

一套筒体衬板有13种型号，共计74块（1#、2#为98块），其中：3#、4#苏式型两台Φ3.2×3.1m，除1#、2#、3#衬板各21块外，其余4#～13#衬板各1～2块不等，由13种型号共计74块组成为1套的锲型筒体衬板。每套重量=20.118吨。1#、2#两台加长型球磨机，比上述多24块的14#加长衬板，超重：245kg×24=5880kg。

2.2 筒体紧固螺丝多，安装拆卸不便利

现用锲型筒体衬板在球磨机筒体上的安装是靠螺丝紧固。每块锲型筒体衬板凸弧中部有两个螺孔，前端薄沿处对应存有两个U形插孔，其安装是采用互相搭接的形式，前边一块衬板压后面一块衬板，用同一颗螺丝紧固两块衬板，安装一套74块的筒体衬板，需耗用148套螺栓紧固。

以3#Φ3.2×3.1m球磨机为例：在轴向3.1m长的筒体外表面上，间隔分布着6列（或6圈）螺栓（或螺孔），每列沿筒体径向均匀分布24个螺栓，加上两个人孔门的4个衬板紧固螺栓，共计需紧固螺栓24×6+2+2=148套（且1#、2#球磨为8列螺栓，计196套螺栓）。

衬板的型号不同、长短不一，所以在安装各衬板时候需互相交错，而且衬板质量破碎及其他因素的故障在检修更换一块筒体衬板时，需松动周围的几块衬板和螺丝，十分费工费时，工作效率又较低。

（1）设备维护工作量大，筒体衬板除了正常检修及定期维护时螺栓全紧一遍外，由于紧固筒体衬板的螺丝及螺帽多，设备运转中容易造成螺丝松动及折断情况，沿螺丝漏矿浆现象难以杜绝，需经常性地停车紧螺丝，这样开停车次数的增加，进而造成选矿过程波动不稳定，既影响选别指标，又导致车间文明生产难以到位；（2）据有关资料反映，锲型筒体衬板较易被打坏。这个原因除了与材质及筒体不圆度、缓冲垫层性能有关以外，还与它本身的外形型状有关，所以经常需局部更换3～5块加以解决；（3）对大齿轮的运行有一定影响。由于靠近大齿轮圈下约200mm处有一圈螺栓，螺丝若被打断，不仅矿浆易进入齿轮传动机构影响润滑性能，而且易造成事故。为此，我矿早已在大齿圈处进行了补焊内挡罩的措施，给予了解决，但同时也造成维修工人紧固此处的螺栓比较困难。

上述现状和问题，有原设计存在缺陷的原因，也有制造厂家生产工艺不过关等原因。因此，为克服解决以上存在的各种问题，我们需要对衬板形式及安装方式加以科学合理的改进。

3 改造实施方案

2008年篦子沟矿业公司组织人员前往云南易门狮凤山铜矿的木奔选矿厂进行考察。该矿使用的球磨机为Φ3.2×3.1格子型球磨机，与篦子沟矿业公司球磨机相同。其球磨机筒体衬板一直使用“长块波纹衬板”，每套衬板使用寿命达5200小时以上。为此，我们将锲型筒体衬板改造为长块波纹型筒体衬板。通过几年来长块波纹型筒体衬板的使用，效果较好，每套衬板的使用寿命达4000小时以上。

使用长块波纹型筒体衬板主要存在以下五方面的优点：（1）长块波纹型衬板与原初始设计的锲型筒体衬板厚度一样，都是120mm，重量也都是20吨左右，外形为底部与现用的锲型衬板相同，顶部表面除原锲型衬板凸弧提升钢球部位外，在前侧及端部多铸起一道棱墙边，增强了提升钢球的功效和台效；（2）长块波纹型筒体衬板种类及安装数量减少：共计6种59块，只有30套紧固螺栓，合计20.87吨；（3）长块筒体衬板采用压条固定衬板的方式，筒体上只有中部一列24个紧固螺栓外，筒体是光滑密封的，筒体漏矿浆现象大为减少，保护并延长了大齿轮使用寿命，随着螺丝螺帽的有效减少，不仅方便了安装，而且减少了检修安装和停车紧螺丝的时间，有利于选矿操作；（4）安装时在两块长块波纹筒体衬板中或隔几块间要夹一块木板条，有利于接合及减少衬板间互相碰撞，延长了使用寿命，又方便了检修时的拆卸；（5）球磨机运转率高，机械故障事故率大大降低，使设备使用周期延长、消耗减少、工人劳动强度大大降低，费用也得以降低。

4 结语

通过新老衬板使用情况对比发现，使用新型波纹型筒体衬板不仅减少和节约了螺栓，而且每吨处理矿量消耗衬板大大减少，节约了生产成本。改造前，筒体衬板平均使用时间为3114h（4.3个月），改造后，筒体衬板平均使用时间预计为4500h（6.2个月），每年可减少衬板费用：（365×24/3114-365×24/4500）×160000×4+（365×24/3114-365×24/4500）×48000×2=63.77万元。筒体衬板使用寿命的延长，提高了设备运转率，大大减轻了工人的劳动强度，节约了生产成本，满足了矿业公司的生产经营要求。

参考文献

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[2] 段希祥，曹亦俊.球磨机介质工作理论与实践[M].北京：冶金工业出版社，1999.

[3] 吕佳，杨月.球磨机磨矿效果分析与对策[J].中国新技术新产品，2012，（13）.

作者简介：曹勇（1968-），男，辽宁沈阳人，中条山有色金属集团有限公司工程师，研究方向：设备采购运行管理。

（责任编辑：秦逊玉）endprint