金属探测仪的合理使用

许世同

1 前言

为防止铁质物料进入辊磨或辊压机损坏粉磨设备，水泥企业的粉磨设备基本都配有除铁器，同时，在除铁器之后一般都配有金属探测仪，用于检测除铁器未能除去的非铁质金属，防止其进入粉磨系统。

我公司在出物料大棚胶带输送机和出配料站胶带输送机处各配置了一台除铁器。原设计在水泥调配站斗式提升机出料口与胶带输送机连接处配置一台金属探测仪，金属探测仪探测到金属后，触发执行机构，将此部分物料排出。但因金属探测仪“误报”率高导致物料频繁排出，现已弃用多年，导致一些非铁质金属进入粉磨系统，造成设备故障或辊压机辊面损伤。

2 粉磨系统基本情况

我公司水泥粉磨车间采用辊压机联合粉磨系统，主机设备为“ϕ1.7m×1.2m辊压机+ϕ4.2m×13m球磨机”。主要工艺流程是：进厂原材料（熟料、碎石、电渣等）在物料大棚内，经胶带输送机送入配料站物料库，计量后由出配料站胶带输送机送至出料提升机，经提升机输送至辊压机稳流仓，物料经辊压机挤压后送入循环提升机，由循环提升机将物料送入V型选粉机分选，较粗颗粒返回稳流仓送至辊压机继续挤压，较细颗粒与脱硫石膏、粉煤灰混合入球磨机进行粉磨，粉磨后的物料由出磨提升机送入高效选粉机分选，合格物料与矿粉混合，作为成品由入库提升机送入水泥库，不合格物料送回球磨机继续粉磨。

3 非铁质金属造成事故回顾

2021年3月10 日，水泥磨正常运行时，配料站斗式提升机突然跳停，软启动柜报警电流超限跳停。经检查，电气系统未见异常，提升机上部也工作正常，地坑底部有少许积料。再次开机时，辅助传动设备不工作。再次打开地坑底部检查门，清理积料后发现，在提升机尾轮处有一根篦冷机密封条卡住了提升机链条，如图1所示。将密封条取出后，再次开机，设备工作正常。本次故障影响系统生产4.5h。

图1 篦冷机密封条卡住提升机链条

提升机卡异物对提升机的稳定运行危害很大，严重的卡异物有可能导致提升机链条断裂，进而造成提升机斗子落架事故，或减速机断齿事故。

2021年4月5 日，水泥磨正常运行时，辊压机突然跳停，检查高压柜综合保护系统报电流速断，检查辊压机发现辊面被硌伤，如图2所示。检查辊压机下部及溜子未见异物，检查循环斗式提升机正常，怀疑异物已进入辊压机稳流仓。将稳流仓物料经循环斗式提升机全部放出，在物料中发现一根篦冷机密封条。检查发现，辊压机辊面硌伤面积较大，深度较深。作堆焊处理，刨去50mm后仍有裂纹，堆焊人员不能保证焊接后辊压机辊面不再出现问题。本次故障影响生产23h，直接损失3万元（堆焊费用）。为保证受伤辊面不再扩大，我公司对辊压机降负荷运行，运行压力由10.5MPa调至8.5MPa，P·O42.5水泥产量由255t/h降至210t/h。

图2 辊压机辊面被硌伤

2021年5月2 日，设备正常运行时，辊压机突然发出异常声响，振动亦出现异常，辊缝波动大，中控操作员立即停机，岗位工检查发现辊面大面积（长×宽×厚=1 500×1 000×60mm）剥落，如图3所示，辊面基本报废。随后在辊压机下部、下料溜子、循环斗式提升机底部、V型选粉机处发现大量辊面碎块，后将辊压机稳流仓物料全部放出，在物料中再次发现一根篦冷机密封条。经分析认定，由于原硌伤辊面内部裂纹在后续运行期间发生了扩展，当异物再次进入，将受伤辊面整体硌掉。此次事故通过更换提前准备好的辊压机备用辊，将受损辊返厂维修解决。本次事故粉磨系统停机10d（若无备用辊，将停机3个多月），直接经济损失50万元（更换辊子劳务费10万元，辊子大修费40万元）。

图3 辊面大面积剥落

4 金属探测仪使用情况分析

面对非铁质金属异物进入，影响粉磨系统生产这一难题，公司形成两方面意见，一方主张恢复使用金属探测仪；另一方的意见是考虑到其他企业尚无金属探测仪成功使用的先例，及其“误报”率太高所造成的不利影响，不主张使用。

结合金属探测仪实际使用情况，笔者认为，“误报”率高和动作频繁可能是由于金属探测仪灵敏度过高和现场使用对讲机所致。金属探测仪灵敏度太高导致即便只有纽扣大小的金属物体进入探测区，也会造成报警、设备跳停或物料外排，而这种小金属块混在物料中，岗位工难以肉眼检查出来，往往被认为是“误报”；另外，金属探测仪是通过检测磁场变化来判断是否有金属通过，而岗位工在现场使用的对讲机会形成较强的磁场干扰，也会造成金属探测仪“误判”。通过调低金属探测仪灵敏度，使其“抓大放小”，就有可能达到生产使用的基本要求。我公司辊压机工作辊缝在30mm左右，只要这些被“放过”的非铁质小金属的最大尺寸<25mm，对辊面的影响就会大大降低。

根据上述设想方案，我们对胶带输送机运行进行了模拟试验，使用不同大小金属物体，反复调整金属探测仪灵敏度。结果表明，金属探测仪可以实现对金属件的“抓大放小”，达到了预期要求。

2021年6 月，我公司在物料大棚地坑出料胶带输送机上安装了金属探测仪，使其在探测出金属物体时发出报警，并联锁胶带输送机跳停。为避免金属探测仪频繁报警造成胶带输送机跳停而影响生产，我们适当调低了其灵敏度，“放过”对辊压机影响不大的小体积金属物体。金属探测仪使用一个月内，胶带输送机仅跳停三次，分别检出两根篦冷机密封条和一个空气炮炮头，如图4所示。如果这种尺寸的金属物件不能被及时捡出，将会对设备造成很大损害。

图4 探测出的非铁质金属

2021年11月11 日，熟料车间反映，辊式破碎机1号、2号辊先后跳停，系统停产1.5h，检查未发现故障原因，怀疑是窑上掉金属材料或浇筑料，需密切观察。13日晚到14日早，金属探测仪先后探测出非铁质金属6块，经检验认定为窑尾舌板，避免了一次重大事故的发生，如图5所示。

图5 探测出的窑尾舌板

金属探测仪发出报警时，岗位工仅需将胶带输送机停机2~3min进行处理，对生产的影响不是很大。同时，为防止胶带输送机跳停造成堵料洒料，将胶带输送机上方下料口处的棒条阀门更换为了电动插板阀，使胶带输送机跳停时，电动插板阀联锁关闭，有效防止了胶带输送机跳停造成的洒料。从金属探测仪探测到金属物体，再到胶带输送机跳停有一段延迟时间，在胶带输送机上标记出胶带输送机联锁停机后金属物体到达的大致位置，有利于岗位工快速捡出金属异物。另有明确规定，除特殊情况外，设备运行时，不能在金属探测仪附近使用对讲机，以防较强的磁场干扰导致误动作。

5 结语

鉴于目前大多水泥厂都已弃用金属探测仪的实际情况，有必要再次强调金属探测仪的重要性，金属探测仪的有效使用将会大大降低粉磨设备故障率，延长粉磨设备使用寿命，从而降低维修工作量和生产成本。