大型湿法磷酸生产中棒磨机的改造

肖吉跃

（云南磷化集团海口磷业有限公司，云南 昆明 650113）

1 技术背景

棒磨机通过同步电机驱动小齿轮，小齿轮带动固定在筒体上的大齿轮进行回转。棒磨机筒体内装有适当的磨矿介质——钢棒。磨矿介质在离心力和摩擦力的作用下，被提升到一定高度，呈抛落或泄落状态落下。被磨制的磷矿石由进料口连续的进入筒体内部，被运动的磨矿介质所粉碎，并通过溢流和连续给矿的力量将矿浆排出机外，以进行下一段工序的作业（分级机进行分级）。

云南磷化集团海口磷业有限公司现有湿法磷酸装置40万t/a 1套，30万t/a 1套,半水-二水装置7万t/a 1套，配套的棒磨机MBS2736有3台，规格Φ2700mm×3600mm，转速18r/min，功率400kW，设计加工能力100t/h。

1.1 棒磨机改造前存在的问题

1）连续运行率低，开停车频繁。

由于筒体衬板螺栓孔泄漏矿浆（图1），需停车紧固螺栓或更换密封垫，每班都需要停车处理。

2）筒体衬板螺栓孔泄漏矿浆严重。

筒体衬板螺栓孔泄漏矿浆的主要原因是衬板结构设计不合理造成的。

3）筒体磨损，使用周期短。

图1 简体衬板螺检孔泄漏部位

M1503B 2002年10月建成投用，2011年4月更换筒体，2017年11月更换筒体；M1503A2006年建成投用，2012年11月更换筒体，2019年更换筒体。见表1。

4）小齿轮使用周期短，大齿圈磨损。

泄漏的矿浆进入到齿轮罩内，齿轮运行过程中矿浆颗粒形成研磨体，同时破坏了齿轮表面的油膜，加速齿轮的磨损。棒磨机连续运行小齿轮的寿命3～4个月

5）大小齿轮润滑效果差。

改造前磨机的润滑靠人工添加的方式，油脂不能加到齿轮啮合部位，形成不了有效的润滑油膜。

表1 M-1503A棒磨机筒体厚度

6）维修费用高。

2 棒磨机问题的分析

棒磨机存在的筒体磨损、齿轮磨损、开停频繁问题，主要的原因是筒体衬板结构设计不合理，原设计衬板规格：1200mm×350mm，2颗螺栓连接，单块衬板的重量是280kg，衬板与衬板间隙5～10mm。

原衬板安装后，衬板与衬板间的间隙通常在5～10 mm，在筒体回转过程中，钢棒的冲击力+衬板自重仅靠两颗螺栓承受，同时衬板与筒体存在相对移动，造成筒体上的螺栓孔磨成椭圆形孔，螺栓还受到剪切力的作用。衬板螺栓的拉紧力不足以克服钢棒施加的力+衬板自重，螺栓松动导致矿浆泄漏。见图2。

泄漏的矿浆进入齿轮，矿浆颗粒物夹杂在润滑脂中在齿轮表面形成研磨体，加速齿轮的磨损。

图2 实际衬板间隙

3 棒磨机优化改造方案

1）改变衬板的结构，衬板尺寸缩小，减少单块衬板的重量。此设计目的是减少衬板螺栓承受的拉力。见图3。

2）改变衬板与筒体的安装结构，安装在筒体圆周上的衬板与衬板间径向无间隙，形成一个整体。运转过程中钢棒施加到衬板上的冲击力得到有效的分解，避免衬板产生相对移动，消除衬板连接螺栓的剪切力，避免衬板连接螺栓断裂。

图3 改变后的衬板

3）筒体上衬板螺栓孔优化，为保护筒体延长筒体寿命，螺栓孔衬衬套，衬套上的孔磨损损坏的可单独进行更换。

4）衬板与筒体间的垫子，选用优质耐磨的材料，设计衬板时考虑垫子的厚度

5）安装自动喷油润滑设备，改善齿轮润滑的有效性

大小齿轮喷油润滑改为自动定时喷油，齿轮表面形成有效的油膜。

4 改造效果

M1503B于2017年12月完成筒体衬板的改造投入生产，泄漏问题从根本上彻底解决，大小齿轮润滑效果非常好，设备运行平稳。见图4。

图4 改造后棒磨机外观图

5 结语

棒磨机改造完成后，衬板螺栓泄漏的问题得到了根本性的解决，齿轮的润滑更可靠有效，齿轮进矿浆的情况也杜绝了，设备运行平稳。另外，还需要优化改进的是衬板螺栓衬套与筒体的焊接质量。