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格子型3650球磨机端衬板的改进方法

孙伟，赵伟光，白学勇

(河北钢铁集团矿业公司，河北唐山063000)

摘 要：针对司家营铁矿选矿一段格子型3650球磨机入料端端衬板使用寿命较短的现象，对端衬板结构和材质进行了设计和改进。改进后端衬板内外圈能够实现同步更换并延长了使用寿命，提高了设备作业率，降低了工人劳动强度。

关 键 词：球磨机；锰钢端衬板；橡胶端衬板；改进

1 引言

我国钢铁行业经过近十几年的飞速发展，粗钢产量从2000年的1．3亿t增长到2012年的7．16亿t，同时产品质量也取得了快速提高。然而，如今的钢铁业正面临着发展的瓶颈期，一方面是产能无序扩张，另一方面却是行业利润率的大幅下滑。伴随着国内钢铁产能明显过剩，钢铁企业经营陷入困顿，钢铁业的利润高增长时代已很难再现，正在步入一个较长的调整期。河北钢铁集团作为国内最大的钢铁企业，同样面临着市场不景气，利润下降等问题，这就给上游的矿产资源的生产提出了更高的要求。司家营铁矿有限责任公司作为河北钢铁集团矿业有限公司的支柱企业，2012年生产精粉258万t，占整个矿业公司总量的34．45%。

随着产能的逐步提高、生产任务的逐渐加大，对于关键设备的作业率提出了更高的要求，选矿车间以球磨机为主，球磨机的作业率直接影响着最终产品铁精粉的产量。

为了减少停车次数和停车时间，提高球磨机的作业率，对一段球磨机端衬板内外圈使用时间不一致和使用时间短等问题，进行了2次有针对性的改造。

2 需要解决的问题

司家营铁矿床属“鞍山式”沉积变质铁矿床，矿石的基本构造特点是：铁矿物和石英构成的黑白相间的条纹状。一段磨矿设备选用Φ3．6m×5．0m湿式格子型球磨机4台，设计台时能力189．4t/(台·h)，利用系数1．55t/m3。

从试生产初期到现在已运行6年时间，受矿石性质和使用较大钢球(Φ120mm)等工况条件的影响，球磨机的锰钢端衬板出现了内圈和外圈使用寿命不一致现象。更换1套外圈衬板需要配合更换2套内圈衬板，增加了停车检修时间和次数。如何使内圈和外圈寿命做到同步，并且尽可能增加整体的使用寿命，是端衬板改造的关键。

3 改造原理及过程

司家营铁矿的一段格子型3650球磨机的端衬板改造主要历经了2个过程：第一次对结构进行了改造，做到锰钢端衬板的内圈和外圈的同步；第二次对材质进行改造，增加了端衬板的使用寿命，并降低了能源消耗与工人的劳动强度，本文重点介绍第二次改造。

3．1 第一次改造原理及实际使用效果

针对锰钢端衬板内圈使用时间短(约1900h)，不能达到和外圈(约2600h)同步更换的问题，将内圈格子板的厚度加厚50mm。改造后的端衬板基本做到了整体的同步(2600h)，大大降低了停机次数和检修时间。

3．2 第二次改造的原理、使用效果及经济效益虽然锰钢端衬板加厚后，寿命大大延长，但是仍然不能满足生产的需求，而且经过试验分析，不断加厚的衬板将会造成热处理不透彻［1］，反而出现了寿命缩短的情况，由此证明2600h已经是锰钢衬板寿命的上限了。

3．2．1 更换衬板材质

采用橡胶板配合橡胶压条的形式进行固定安装(见图1、图2)。由于橡胶端衬板质量轻，便于安装，所以压条和衬板单体制都比较大，只有1圈，避免了锰钢衬板内外圈使用时间不一致的情况。

ZGMn13衬板的安装主要依靠衬板上铸造时预留的螺栓孔，通过长度不等的M36扁头螺栓进行固定，螺栓头部随衬板磨损，不可重复使用，同时需要5mm的工业橡胶板进行密封，防止漏矿。橡胶端衬板采用橡胶压条压住橡胶衬板，螺栓头部保护在橡胶压条的暗槽内进行紧固的形式安装，螺栓可以重复使用，同时不再需要使用工业橡胶板进行密封。

橡胶压条有3个主要作用：

(1)固定橡胶衬板，保护了固定螺栓。

(2)压条突出部分的设计用来提升钢球，并且保护衬板，减少衬板磨损。

(3)起到密封作用，防止漏矿。

3．2．2 改造效果

改造后的端衬板在不影响容积率的情况下，使用寿命达到了6100h，大大地延长了使用寿命，达到了改造的目的。原锰钢端衬板重6．7t，检修更换时间10h，更换的劳动强度比较大；现橡胶端衬板重1．6t，检修更换时间为6h，更换的劳动强度相对减轻，检修过程中的危险程度相对降低，在一定程度上降低了磨机的噪音，同时减轻了磨机负荷。

3．3．3 经济效益

从直接经济效益对比方面，改造后的橡胶端衬板也比锰钢端衬板有着明显的优势。2012年，唐秦地区ZGMn1衬板价格为7800元/t(含17%增值税)，端衬板1套采购价为5．23万元；而橡胶端衬板1套的采购价格为7万元(含17%增值税)。2012年度司家营球磨机的平均作业率为97．32%，综合考虑两种衬板的使用周期，粗略计算经济消耗：端衬板单台球磨机年度消耗=单套端衬板价格×年消耗的套数=单套端衬板价格×［(365×24×作业率)/单套衬板的使用寿命］经过计算使用锰钢端衬板单台球磨机年度消耗17．15万元，使用橡胶端衬板单台球磨机年度消耗10．05万元，去除锰钢端衬板可以回收废锰钢0．9万元/套，加上重复使用的螺栓和节约的工业橡胶板大约0．3万元，综合考虑使用橡胶端衬板的磨机相对节约6．5万元，以司家营5个生产系列来看，每年衬板及附属备材的采购环节可节约32．5万元。

从停车时间减少方面考虑，橡胶端衬板单体重量轻，方便安装，每次更换能比锰钢衬板节约4h，并结合使用时间计算的停车次数，1台球磨机每年能减少维修时间25．07h，这无疑会增加铁精粉的产量。

从节能减排考方面考虑，尽可能减轻磨机自身重量，既能够减少电机、减速机的负荷，改善驱动机构的运行条件，也会减少磨机能耗［2］。换用橡胶端衬板后的球磨机减小了载荷4．1t，大大降低了电机和稀油润滑设备的负荷，同时节约了大量的电能。

4 结语

经过2次改造，司家营铁矿的一段球磨机入料口端衬板使用寿命和稳定性有了显著提高，橡胶端衬板具有重量轻、维修方便、低磨机能耗等特点，无论在使用周期、检查时间、检修劳动强度、检修安全系数等方面都优于锰钢衬板，尤其是在经济效益对比上优点更加明显。目前，使用的橡胶端衬板还在不断地摸索与实验中，在使用寿命方面仍然还有很大的提升空间。

参 考 文 献

［1］   张增志．耐磨高锰钢［M］．北京：冶金工业出版社，2002，12～01．

［2］   尹金花．有效降低磨机衬板消耗途径的探讨［J］．黄金学报，2000，(3)：215～218．