浅谈溢流型球磨机的应用及故障解决方案

王延领

（中铜东南铜业有限公司，福建宁德 352100）

0 引言

铜冶炼过程中，炉渣的含铜量较高，属于相对丰富的资源，采取先进技术将铜加以回收，可以降低金属的损失率，一般运用渣选矿法进行相关的操作。溢流型球磨机属于铜冶炼渣选矿系统中的关键组成设备，其对于铜冶炼渣有着积极的影响，能够强化粉碎的效果，获取更为细致的颗粒，在实际运行的过程中往往是运用DCS 加以控制，其运行的状态可以直接影响到磨矿的细度、破碎比等，能够对渣选矿系统起到直接作用。

1 铜冶炼渣选矿工艺的流程及参数

冶炼渣料比普通铜矿石的密度更高、硬度更大，对磨矿工艺中涉及到的球磨设备提出了更为严苛的要求，为了确保磨矿的粒度和磨矿的产出率达到较为理想状态，溢流型球磨机成为了首选。为确保球磨机磨矿的粒度符合生产的工艺需求，球磨机装球的直径应该控制在40 mm 以内。其工作原理是与电机驱动小齿轮轴组同步旋转，带动球磨机的筒体相应转动，装入的研磨介质为直径40 mm 以内的钢球，受到摩擦力和离心力的共同作用，使筒体做出对应的圆周运动。在逐步降低提升至特定高度时，钢球本身的重量较大，其明显大于圆周运动综合作用力的时候，钢球通过附加原始线速度的方式做出对应的抛物线运动。已投入的球磨机粒度为1.5 mm 的铜冶炼渣，受到下落物体的影响，如撞击作用、钢球和磨机筒体耐磨衬板间附加压碎及磨剥的作用，逐渐呈现出粉碎的状态，经由球磨机筒体中循环作用的水冲力，使被磨碎的合格物料通过波浪形的隔板溢流，逐步排出球磨机的筒体外，之后到达出料部，球磨机的磨矿过程得以完成。最终获取的粒度为0.047 mm 的渣料。证实了相对合理的磨矿浓度就是稳步地提升球磨机磨矿效率的重要条件，依照球磨机给矿量对水量的比例实现相对合理且科学的控制，是一种相对合理的自动化控制举措。在球磨机的入口，需要落实给水量控制工作，借助电磁流量计和调节阀形成的恒定给水闭环控制系统等达到较为理想的目的。给水量和给矿量存在比例关系，给水量一般受到给矿量的控制，由此确保磨矿产品符合具体的浓度标准。借助于标准仪表对传输的信号加以反馈，可以清楚解读电动型信号，显示为DC 4～20 mA 和Pt100 电阻信号。

2 溢流型球磨机的故障问题及解决方案

分析渣选矿系统溢流型球磨机的基本情况，了解其在实际运用中，开机过程、运行过程及故障发生情况、故障发生部位等加以归纳，归纳为4 种不同的种类：机械故障、电气故障、仪表和传感器故障等。故障出现的原因各不相同，种类存在差异，解决的方式和途径具有明显差别。概述球磨机的故障类型，分析具体的解决方案。

2.1 出料端中空轴发热及解决方案

某厂重点运用的是5.5×9.5 m 溢流型球磨机，日前对其进行检查时发现出料端轴温常有异常升高，频繁性跳停。针对此种情况，对其持续跟踪观察，发现中空轴近磨机侧温度最高，跳停时实测温度高达60 ℃。经对其进行拆解检查发现，中空轴轴瓦近筒体侧同轴的间距是0.45 mm，近出料口位置距中空轴间距为1.45 mm，出料端中空轴轴瓦与中空轴的接触面损伤严重，润滑油导油槽已磨损至平，个别地方已经开裂，球面瓦座已经产生沟槽。

面对此种情况展开了系统性分析，磨机出料端（固定端）温度异常升高由以下原因造成：球面瓦座损伤导致其滑动功能失效，无法顺利完成自调心（图1）。轴承瓦座的球面结构可避免磨机运转时轴瓦因油膜不均匀造成的瓦面偏磨而损伤轴瓦，当发生此种情况时由于球面接触的特点可自我完成调心，若球面瓦座产生磨损或深坑就会产生滑动阻力，造成自我调心功能的丧失，进而造成轴瓦的偏磨以至轴瓦导油槽损坏使其不能得到正常的润滑，所以会导致温度的异常升高。

针对于球磨机中空轴瓦发热的问题，需要做出合理判断，确保采取的解决方案更具针对性。根据上述提及的问题，了解到球磨机滑动端也就是出料端的轴肩间隙较小，使球磨机中空轴瓦发热，需将瓦座球面的磨损位置和高点研磨至平，经检测合格后再重新装入，后续温度跟踪到最高温度为40 ℃。

2.2 球磨机的机械故障及解决方案

因球磨机的装配不当，传动部小齿轮与大齿轮的间隙存在咬合度不足的问题，导致摩擦问题的出现，重点表现为传动件小齿轮工作面产生点蚀、小齿轮轴承振动明显加剧的情况。由于油质存在问题，磨机本身的静压轴承液压站滤油器滤芯的过滤效果并不理想，使高压润滑油系统的油压呈现出明显降低的趋势，油流变小导致系统报警。需积极分析传动配件的配合间隙，进行合理调整，适当减少摩擦频率，及时更换失效的部件，保证磨机本身的机械效率稳步提升。

图1 处理前的瓦座

喷射润滑系统的喷头，需要做好及时检查和疏通，根据其应用情况进行更换，确保大小齿轮工作条件符合相关标准。空压机应做好相应检查，保证压力稳定，不会产生负面影响。静压油站滤油器滤芯应该接受更严格的检查，适当对其进行冲洗，保证油压恢复至正常状态。回油管道的弯角需进行科学合理的检查，只有这样才能确保油流更加畅通。

图2 处理后的瓦座

2.3 球磨机电气及仪表故障及解决方案

电机本身的温度呈现出升高趋势，甚至超出一定界限，引发了跳闸问题。主要是异步电机因轴承或定子温度明显提升，在超出一定范围后引发的特殊情况。异步电机励磁线圈如果出现了绕线不合理的情况，会引发极为明显的噪声问题。此时，需要对电机的轴承和定子本身的测温传感器进行合理检查，分析其基本状态，确保电机轴承具有良好的润滑性。若发现电机励磁线圈出现了绕线不良的问题，应该积极地将励磁线圈和壳体间的间隙控制得当，保证规避噪声问题。

2.4 传感器的故障问题及解决方案

若发现球磨机小齿轮轴承测振传感器探头磨损，在没有及时处理的情况下，将会影响到球磨机的后续使用，甚至会导致测量的振动值存在误差过大等问题，PLC 控制柜触摸屏和DCS 的显示振幅是10.44 mm。面对此类问题，应该积极关注小齿轮轴承的实际润滑情况，同时还需要对测振仪显示出的振动值加以判断，依照具体的需要，可以进行复测。对于小齿轮的轴承测振传感器相关的支座和探头等加以检查，若发现存在着被磨损的情况，应该积极将其更换。

2.5 DCS 故障问题及解决方案

由于DCS 编程程序并未积极地完善并优化，使个别工艺时间参数在设置的时候出现了偏大的问题，以至影响到DCS PID回路调节的时间，导致其逐步地延长，威胁到生产工艺的有效衔接。针对此类DCS 故障问题，应该将程序中的时间进行合理设置，转变程序中时间设置不合理的地方，需要由原来的5 min 调节至2 min。

3 结语

溢流型球磨机属于铜冶炼渣选矿系统中较为常用的设备，通过本文的概述，了解到此类设备的工艺设计及参数内容等，阐述了常见的故障问题，如机械问题、电气问题、发热问题及DCS问题等，细致概括了对应的解决方案，给同类型设备在其他选矿系统中的应用提供了相对有效的参考意见，也让该类型设备在日常生产中的应用可合适地规避对应的故障和问题。