MBS2736棒磨机出料端盖修复更换技术

普荣松

（云南磷化集团海口磷业有限公司磨矿厂，云南昆明 650113）

云南磷化集团海口磷业有限公司磨矿厂共建设了2套两段一闭路湿法磨矿装置，安装了3台MBS2736棒磨机。其中1湿磨Ⅰ系列湿法磨矿装置 1台，从2005年2月投入使用，湿磨Ⅱ系列湿法磨矿装置有两台，B台棒磨机从2002年12月投入使用。A台棒磨机台从2006年3月投入使用，由于棒磨机投入运行时间比较厂，2020年3月湿磨Ⅱ系列B台棒磨机发现出料端盖颈部有矿浆泄漏，经过检查发现出料端盖颈部出现裂纹，2020年7月发现湿磨Ⅰ系列棒磨机出料端盖中空轴颈部一周都出现裂纹。湿磨Ⅱ系列B台棒磨机端盖由于之前就准备更换出料端盖，更换了一个新端盖。但湿磨Ⅰ系列棒磨机出料端盖出现裂纹，无新端盖更换，采购一个新端盖的周期大概需要6个月，采购新端盖的成本也比较高，在下游生产又需要大量矿浆的情况下，唯有修复端盖才能最快速度恢复湿磨Ⅰ系列的正常生产，同时可以大大降低检修费用，保证下游磷酸装置的正常生产。

1 棒磨机出料端盖颈部出现裂纹的原因分析

云南磷化集团海口磷业有限公司磨矿厂湿磨Ⅰ系列棒磨机于2005年开始投入使用，已经使用了15a。棒磨机运行时主要借助筒体回转产生的离心力作用，在筒体内波形衬板的作用下，将研磨介质提升到一定的高度后抛落下来将矿石冲击破碎，研磨介质与筒体衬板之间的磨削作用将矿石磨成矿浆。磨矿厂用研磨介质为钢棒，主要有两种规格型号，分别为φ100×3 500mm和φ80×3 500mm，每根重量分别达到225kg和145kg，在提升到一定高度后抛落下来时会产生很大的冲击力。因此在磨机运行时端盖颈部既要承受巨大的扭力，也要承受很大的冲击力，就产生循环交变应力，在局部高应力区形成微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展到比较大裂纹（金属疲劳），导致出料端盖颈出现裂纹，出现矿浆泄漏的情况。棒磨机在安装衬板时，衬板与衬板之间有间隙，衬板和端盖内壁之间也有间隙，不可避免会有少量的物料在衬板与衬板之间，衬板与端盖内壁之间存在磨损，导致棒磨机在长时间运行后端盖整体厚度会减少，在交变应力的作用下，端盖颈部由于无法承受长时间的交变应力就产生裂纹。如图1所示。

图1 棒磨机端盖颈部裂纹图

2 棒磨机出料端盖的拆除、修复、安装方法

2.1 棒磨机出料端盖的拆除方法

根据此磨机的结构特点，磨矿的传动装置在后端盖上，大齿圈在后端盖外面，在拆除端盖时先要把磨机大齿圈拆除。此磨机大齿圈为非整体式大齿圈，在拆除时分半拆除。而在大齿圈、端盖和筒体连接时有过孔螺栓和精制定位螺栓，在更换端盖时精确绞制定位螺栓孔是关键。此磨机大齿圈法兰有24颗M36的过孔螺栓和6颗不同尺寸的定位精制螺栓，端盖法兰有30颗M36的过孔螺栓和6颗不同尺寸的定位精制螺栓，筒体法兰有24颗M36的过孔螺栓和12颗不同尺寸的定位精制螺栓。在拆除大齿圈时由25t吊车配合，拆除24颗过孔螺栓和6颗精制螺栓，即可以把两半大齿圈拆除。在拆除大齿圈后，筒体和端盖只有6颗精制螺栓在连接。在80t吊车配合下，拆除最后6颗精制定位螺栓，即可以把端盖（含衬板和出料端轴衬）拆除，在端盖吊至安全区域后把出料轴衬和端衬板拆除放好，等端盖修复好后重新安装。

2.2 棒磨机出料端盖的修复方法

由于棒磨机出料端盖比较重，公司没有大型的机加工设备和检测设备，需要把棒磨机出料端盖运送至云南冶金昆明重工有限公司进行端盖内部裂纹超声波探伤检测，发现内部裂纹比较多，端盖颈部靠衬板螺栓孔附近一周都存在着内部裂纹，需要对内部的裂纹消除修复处理。

利用5m的立车，在棒磨机出料端盖车削凹槽，尺寸为φ1 360×φ1 165×35mm，来消除端盖内部的裂纹，再加工制造一片法兰，尺寸为φ1 360×φ1 165×35mm，把法兰放入端盖上凹槽，将磨机端盖加热至250℃进行法兰焊接，保温时间持续8h。在车削出料端盖上的凹槽时把原来的端盖螺栓孔内圈也一同拆除，在法兰与端盖凹槽焊接完成并把温度降到环境温度后，需要钻16个M42的螺栓孔用来安装端衬板。所有焊接和钻孔都完成以后，上5m立车检测精度，根据变形量进行切削加工来保证精度。为了保证端盖的强度，需要在端盖外面制作焊接16块梯形加强筋板，尺寸为100×50×200mm，筋板的厚度为30mm，完成上述工序以后返厂进行安装。如图2所示。

图2 棒磨机端盖颈部修复示意图

2.3 棒磨机出料端盖的安装方法

新磨机端盖为原磨机厂家的备件，对应云南磷化集团海口磷业有限公司磨矿厂湿磨Ⅱ系列B台棒磨机的出厂编号，其加工精度可以保证，但由于厂家离公司比较远，不可能把磨机筒体和大齿圈拉至厂家配钻安装，端盖加工时把精制定位螺栓孔预留，到现场绞孔配钻安装，在现场铰孔配钻是此次端盖更换的技术关键。在80t吊车和25t吊车的配合下，可以把端盖和大齿圈吊装到位，用过孔螺栓连接可以把大齿圈和端盖固定。根据新端盖的精制螺栓预留孔、大齿圈和筒体已有的定位螺栓孔，需要绞制的精制定位螺栓孔，如表1所示：

表1 精制定位螺栓孔绞制数量统计表

在绞制完精制螺栓孔以后，按照孔加工精制螺栓，装配完成后紧固

3 棒磨机出料端盖密封的处理

在安装端盖时，为了保证筒体和端盖接触面不漏水或者矿浆，在端盖法兰和筒体法兰接触面涂上密封材料（进口固化剂SC-2000），可以有效保密封问题。在端盖安装完成后，筒体衬板和端衬板之间有一圈10～20mm的间隙，此间隙在磨机运行时会形成矿浆旋流，会对端盖或筒体进行持续的磨损，为了消除此旋流，在筒体衬板和端衬板间隙处焊接环形焊环，消除端衬板和筒体衬板之间的间隙，保护磨机筒体或端盖，提高磨机的使用寿命。在安装完端盖以后，出料轴衬和中空轴之间有已定的间隙，此间隙产生的轴衬周期性的摇摆会加大中空轴承受周期性的交变载荷，从而容易产生应力疲劳，同时还会使部分矿浆进入到轴衬和中空轴的间隙，磨损中空轴和轴衬，降低磨机中空轴和轴衬的使用寿命。在磨机中空与轴衬间隙间焊接6～8个固定契，用来固定轴衬和保证轴衬在中空轴的中心位置，从而有效降低中空轴承受的周期性交变载荷，在轴衬已经调整到位后，在间隙处涂上耐磨材料，防止矿浆进入中空轴与轴衬间隙，提高中空轴和轴衬的使用寿命。

4 棒磨机出料端盖修复更换效果

在端盖更换完成后对前后中空轴的同心度、大小齿轮的啮合情况、前后中空轴的标高差等技术参数进行测量，对衬板的密封情况进行实验。从实验结果来看，端衬板整体密封性比较好，没有出现泄漏水和矿浆的情况。

5 结束语

两段一闭路湿法磨矿工艺在云南磷化集团海口磷业有限公司虽然已成功运行多年，但随着下游萃取磷酸装置生产能力扩大，磨机运行率的高低决定能否为下游磷酸系统提供保质保量的合格矿浆。通过对棒磨机出料端盖修复利用，避免了由于端盖采购周期过长影响磨机恢复运行，同时也节约了端盖的采购成本，提高了装置的运行率，降低了成本，为磷酸装置的生产提供了有力的保障，创造了显著的经济效益和社会效益，MBS2736棒磨机出料端盖修复利用改造达到了预期的目的。