改造电气控制系统提高球磨机工作效率

杨 健 关雪峰

北方重工集团有限公司

改造电气控制系统提高球磨机工作效率

杨 健 关雪峰

北方重工集团有限公司

磨矿是选矿期间非常重要的环节，球磨机是当前选矿过程中使用最为普遍的磨矿设施，属于磨矿过程中以及选矿过程中功率最大、能耗最高的设施。球磨机能耗量大小可决定整个矿厂能耗总量，自上世纪 70 年代开始，我国相继研发出了多种节能球磨机，也得到了很好的运用。本文从高效节能球磨机结构特点出发，着重探讨高效节能球磨机应用，为推动我国矿业发展贡献力量。

电气控制系统；球磨机；自动控制

1 老式球磨机与组合式连续球磨机之间的差异和优势

1.1 老式球磨机的优缺点

目前普遍使用的老式的间歇式球磨机几十年来没有改变。它是封闭式结构，产量低、占地面积大、能耗高、操作繁杂，不便于实现自动化，而且出来的粉料极不一致，不适用高档砖的生产。有严重的过磨现象。

1.2 组合式连续球磨机的优缺点

组合式连续球磨机是一种新型球磨机，它的结构合理，优化组合，传动效率高。组合式连续球磨机包括筒体，传动装置，原料和研磨体的进出料装置，自动检测和自动控制系统等组成。工作时由电机，减速机和皮带轮组成的驱动系统通过皮带带动，有皮带槽的筒体作旋转运动。原料和水在进料装置驱动下通过进料端空心轴进入筒体内。在筒体带动下，装有一半多的原料、水和球石作相互冲击，旋转运动。原料在球石的强力冲击下，迅速得到研磨。原料经过一个多小时的强力研磨，经第三个筒体的出料口流出，完成整个原料的球磨过程。

1.3 组合式连续球磨机与老式球磨机之间的比较

组合式连续球磨机与老式球磨机之间的差异主要突出在原理、结构等方面。

(1)原理差异。老磨机是封闭式的研磨，原料、水和球石装满整球才能运转。研磨效果差；而组合式连续球磨机是开放式的，只装有一半多，原料、水和球石，球石上下落差大，对原料冲击势能大，球石被带到高处直接冲击原料而产生很好的研磨效果，研磨好的原料可以马上从第三节筒体留流走，不会产生过磨现象。

(2)结构差异。1)老磨机筒体上没有皮带槽，皮带挂在筒体上要强行拉紧才能旋转，而且皮带经常打滑，既不符合机械设计原理。连续球磨机筒体加工有48根皮带槽，皮带不会打滑，能起到很好的传动效果。2)老磨机只能装满一球料，球完后再放出来。这样一装一放工人的劳动强度大，操作很吃力，并且要多次启动、关停机，对电网也有一定的冲击。而连续球磨机不需要停机，可连续进料和连续出料，对电网冲击较小，可实行自动化操作和控制。3)三连体的或多连体的连续球磨机结构，占地面积小，在同等产量下，连续球磨机的占地面积是老磨机的1/3的占地面积，极大减少土建和基础的投资。

2 球磨机耗电情况

2.1 球磨机的磨矿介质引起的电耗波动

作为球磨机的主要磨矿介质，大多数的选矿行业都选择钢球作为生产的磨矿介质，作为生产过称中的主要磨矿介质，钢球的形状和尺寸及硬度都会对设备的电能消耗产生影响。钢球的设备填充量太多导致设备的转动变慢；钢球的设备填充量太少就会导致设备空转运行，因此根据多年的观察，我们将钢球的设备填充量控制在百分之五十左右为宜。在设备中装入大小不合适的钢球会严重的磨损设备的衬板，因此在钢球的大小和形状上还是要符合设备的设计要求。

2.2 球磨机的返砂量引起的电耗波动

在闭合的磨矿生产工艺过程中，只有达到标准的合格物料才能够进入下一道工序的生产过程中，不达标的物料会返回球磨机设备中重新进行生产。返砂量越高就会导致设备的电能消耗越高，因此要有效的控制设备的返砂量。提升设备的生产能力。

3 球磨机的具体结构以及技术特点

3.1 球磨机设备结构中的给料部

我国现阶段的球磨机在给料部的结构形式主要是溜管式以及双勺式。这两种形式的球磨机给料部底部衬板都是采用 10 毫米的锰钢作为衬板材料。

3.2 球磨机设备结构中的静动压轴承

在球磨机设备中静动压轴承主要的作用有两个。第一个是能够起到动压润滑的作用；第二个是能够起到静压浮升的作用。在真正的运行过程中，为了有效地实现静动压轴承的两个作用，我们专门配备了高低压液压站。这样能够有效地控制静动压轴承实现预定的功能。球磨机在启动之前或者是停止运行时，高压泵会在设备中压入30MPa 压力的高压油，这样能够让回转部实现浮起，在浮起的过程中形成一定厚度的油膜，这一套动作就是静压顶起的全过程，这样的目的在于降低球磨机启动过程中的启动负载以及外部冲击，能够有效地保护轴瓦免受擦伤。

3.3 球磨机设备结构中的传动部

球磨机的传动部位是较为关键的一个结构部位，通常我们在设计过程中使用开式大斜齿轮以及小斜齿轮作为传动副，齿轮的材质为了有效地保障齿轮的运行质量，通常采用合金钢材质的齿轮。这样的传动部优点在于传动过程中较为平稳，具有较小噪音以及工作效率较高。根据球磨机的运行状况以及特点，我们采用的润滑形式是喷射润滑，这种润滑方式的动力源为电动泵，能够通过电动泵的作用将极压齿轮油在一定的距离，定量并且定时的喷射到球磨机齿轮面上。

3.4 球磨机设备结构中的端盖和中空轴

目前的球磨机端盖或者是中空轴的材质大多是铸钢件或者是合金钢材质。需要注意的是，根据球磨机型号的大小在端盖以及中空轴的制作过程中还是有一定的区别。大型的球磨机中的端盖结构以及中空轴结构主要是采用分体式结构，单独生产制作；中小型的球磨机中的端盖结构以及中空轴结构主要是采用整体式结构，整体进行生产制作。

总之，球磨机是一种高能耗的大型粉磨设备，随着经济及科技的发展，对球磨机进行自动化改造，以提高球磨机的自动化控制水平和工作效率是球磨机发展的重要方向。

[1] 程启明，等.火电厂中储式球磨机制粉控制系统的研究[J].华东电力，2006，7.

[2] 吴建国.球磨机新型控制策略研究与应用[J].电力自动化设备，2006，3.

[3] 张雪，马青强，高健. 智能化技术在电气工程自动化控制中的具体应用探析[J]. 科技展望，2015(5)