D0I:10.13374/j.issn1001053x.198M.03.002 北京钢铁学院学报 1984年第3期 湿式磨矿机橡胶衬板的研究 选矿教研室杨忠高 摘要 橡胶衬板不受腐蚀,但受到浓酸的损害。今天,不同的磨矿场所,采用不同质 量的橡胶,获得最好的经济效果。 橡胶衬板不能仿照船就型或波形锰钢衬板的形状。找出正确的压条衬板(提升 棒)的间距和高度的比率是很重要的。 就磨损观点来看,橡胶村板最重要的磨损因素是给矿粒度,磨矿介质尺寸,磨 机转速和筒体直径。当从钢衬板改为橡胶衬板时,人们通常不愿意改变这些因素。 一般认为,采用的钢球尺寸越小,磨矿效率越好。二段磨矿机应用橡胶衬板总 比钢村板得到更好的经济效果。棒磨机用橡胶衬板获得良好的经济效果。 一、磨机橡胺衬板和锰钢衬板的比较 根据橡胶衬板和锰钢衬板磨矿机的试验比较,湿式磨矿机使用橡胶衬板的经济效果是优 于锰钢衬板的: 1.耐喜性能良好、使用寿命较长 在湿式磨矿过程中,磨机合金衬板的磨损形式主是冲击、疲劳、研磨和腐蚀磨损的综合 作用结果,其中以腐蚀磨损尤为严重突出。而橡胶衬板具有很好的抗腐蚀磨损性能,故在湿 磨生产中显示出良好的耐磨特性,使用寿命普遍高于合金衬板。 试验研究表明,橡胶衬板的使用寿命比合金衬板高2~4倍。当然,不同的磨矿方式和 磨矿条件,寿命的差值是很明显的。在一段磨矿机中,橡胶衬板的寿命通常只比高锰钢衬板 提高0.5倍,在二(三)段磨矿机中,橡胶衬板比高锰钢衬板寿命一般提高2~3倍。湿式 磨矿机橡胶村板和合金衬板的寿命比较,详见表1。 2。降低喜矿能耗,提高能源效率 大家知道,选矿厂的电能消耗很大,而碎矿,特别是磨矿作业的电耗约占其中的一半。 随着能源价格的猛增和经济磨矿的需求,今天碎刊矿磨矿生产的重点,是在最大限度地提高碎 磨设备生产能力的同时,最充分地降低单位产品电耗,以提高磨矿能源效率。生产实践表 明,橡胶衬板磨矿机在这方面已经显示出独特的节能效益,磨矿单位电耗均有明显降低的趋 势,我国一般可以降低10~15%。有的降低的幅度较大(详见表3)。 表2和表3是我国某厂矿湿式磨矿机橡胶衬板的电耗试验和生产数据。表2的试验结果 至少可以说明这样两个问题:橡胶衬板磨矿机能够节约电耗,而且效果明显,但是橡胶衬板 重量轻,不是节电的主要原因,甚至根本不是电耗降低的原因。 8
北 京 钢 铁 学 院 学 报 年 第 期 湿式磨矿机橡胶衬板的研究 选矿教研 室 杨 忠离 摘 要 橡 胶 衬板不 受腐蚀 , 但 受到浓酸的损 害 。 今 天 , 不 同的磨 矿场所 , 采用 不 同质 全的橡胶 , 获得最好 的经 济效果 。 橄胶衬板不 能仿 照船舵型 或波 形锰 钢衬板 的形状 。 找 出正 确的压 条衬板 提升 棒 的 间距 和 高度的 比率是 很 重 要 的 。 就磨损观 点来看 , 橡 胶 衬板 最重 要 的磨 损 因素是给 矿 粒度 , 磨 矿介质尺 寸 , 磨 机 转速和 筒体直径 。 当从 钢衬板 改为橡 胶 衬板 时 , 人 们 通 常不 愿 意改变这 些 因素 。 一 般认 为 , 采 用 的钢球尺 寸越 小 , 磨 矿 效率越好 。 二 段磨 矿 机应用 橡 胶 衬板 总 比钢衬板 得 到更好 的经 济 效果 。 棒磨 机用 橡 胶 衬板 获得 良好 的经 济效果 。 磨机橡 胶 衬板 和锰 钢衬板 的 比较 根据橡胶衬板和锰 钢衬 板 磨矿机的 试 验 比较 , 湿 式磨矿机使 用 橡胶衬板 的经 济效果 是 优 于锰 钢衬板的 附 性健 良好 、 使 用密 命较长 在湿 式 磨矿过程 中 , 磨机合金衬 板的 磨损形 式主 安 是冲击 、 疲 劳 、 研 磨和 腐蚀磨损的 综 合 作用 结果 , 其 中以腐蚀磨损尤 为严 重 突出 。 而橡胶衬板 具有很好的 抗腐蚀磨损性能 , 故 在湿 磨生产中显示 出 良好的 耐磨特性 , 使用 寿命普遍 高于合金衬板 。 试 脸研究表明 , 橡胶衬板的使用 寿 命 比合 金衬板 高 倍 。 当然 , 不 同的 磨矿方 式 和 磨矿 条件 , 寿命的 差 值是很 明显的 。 在一 段 磨矿机 中 , 橡胶衬 板的 寿命通常只 比 高锰 钢衬板 提高 倍 在二 三 段 磨矿机 中 , 橡胶衬 板 比高锰钢 衬 板 寿命一 般提 高 倍 。 湿 式 磨矿机橡胶衬板和 合金衬 板的 寿命 比较 , 详 见表 。 降低 矿 能耗 , 扭 离能娜 效率 大家知道 , 选 矿厂 的 电能消耗很大 , 而碎 矿 , 特另 是 磨矿 作业 叼 电耗约 占其 中的一半 。 随粉能源价格的 猛增和经 济磨 矿 的 需 求 , 今天碎 矿 磨矿生 产的 重点 , 是 在最大 限度地提高碎 磨设备生产能 力的 同时 , 最充分 地 降 低 单位产品 电耗 , 以 提 高磨 矿能源 效 率 。 生产实践 表 明 , 橡胶衬板磨矿机 在这方面 已经 显示 出 独特的 节能效 益 , 磨矿单位 电耗 均有明显降低的 趋 势 , 我国一 般可 以 降低 。 有的 降低的 幅 度较 大 详 见表 。 表 和 表 是我 国某厂矿湿 式磨矿机橡胶衬板的 电耗 试 验和生 产数据 。 表 的 试 验结果 至 少可以说 明这 样两个问 题 橡胶衬 板 磨矿机能 够节约 电耗 , 而且效果 明显 , 但 是 橡胶衬 板 重 轻 , 不 是节 电的 主 要原 因 , 甚至 根本 不 是 电耗 降低的原 因 。 DOI :10.13374/j .issn1001-053x.1984.03.002
表1 各类湿式磨刊机筒体压条衬板的寿命比较 磨机筒体压条村板的使用寿命(月) 矿石类型 磨机型式 磨机规格(米) 高锰钢 硬镍铸铁 高铬铸铁 橡胶衬板 磁铁矿 φ3.15×4.26 2.5年 5年 磁铁矿 段球磨机 中2.7×3.6 5.3 10 16 钼矿 φ3.96×3.66 8,200小时 12,100小时 磁铁矿 φ2.44×3.22 8,000小时 40,000小时 铁隧岩 二段球磨机 中3.96×6.6 29 39 铜矿 2.59×3.66 1.5年 一 3~5年 磁铁矿 3.8×4.9 2年 磁铁矿 棒磨机 φ2.7×3.6 1倍 1.7倍 一 磁铁矿 φ2.58×3.9 20 磁铁刊 砾磨机 φ3.8×7.75 40 5~6年 铜矿 湿式门磨机 Φ6.0×10.5 4年 铜矿 湿式自磨机! φ8.23×3.05 8 石灰石 管球磨机 中3.2×8.5 1.5年 3~4年 石灰石 棒球磨机 φ2.4×13 4.8(一、二、三 4.78年(一、二、 仓平均) 三仓平均) 磷矿石 管球磨机 41.83×6.1 6 2年 矿渣 管球磨机 φ1.8×6.0 8~10 3年 表2 湿式球磨机两种衬板的单位电耗试验比较(度/小时) 试验衬板 磨机筒体只 加入57吨钢球,但 加入57吨钢球, 村板重量 安装衬板 是不给矿、不加水 加水,但不给矿 (吨) 高锰钢衬板 36 720 612 28 橡胶衬板 36 650 605 8 表3 湿式球磨机橡胶衬板的节能效果 磨机规格(米) 中2.4×13 中2.4×12 中2.4×13 临界转速(%) 68.5 68.5 68.5 生产能力(吨/小时) 高锰钢衬板 43.1 40.4 42.8 橡胶衬板 44.1 41.1 44.6 单位产品电耗(度/吨) 高锰钢衬板 14.04 18.2 15.5 橡胶衬板 12.9 14.83 13.7
表 各类湿 式磨矿机 筒体压 条衬板的 寿命 比较 鲤生…竺垫竺 磨机筒体压 条衬 板的 使用 寿命 月 矿石类型 高 锰 钢 硬 镍铸 铁 高铬铸铁 一段 球 磨 橡胶衬板 年 厂一 , 小 时 , 小 时 , , ’ 小 叫 一 年 中由人甲 自‘ 机 磁 铁矿 磁 铁矿 钥 矿 磁铁矿 铁 隧岩 铜 矿 磁铁矿 磁 铁矿 磁 铁矿 磁 铁矿 二 段 球磨 棒磨机 小 火 小 中 , 小时 、 年 年 倍 氏口 匀声氏﹄ 砾 磨机 ‘ 湿 式 自磨机 湿 式 自磨机 小 小 火 小 年 铜 矿 年 石灰 石 甲太巾人 自曰, 石灰 石 管 球磨机 棒球磨机 年 一 、 二 、 三 仓平均 年 年 一 、 二 、 三 仓平均 磷矿石 矿 渣 管球磨 机 管 球磨机 …一 一 , 倍 一 一 一 ‘ 、 年 年 表 湿 式球磨机两 种衬 板 的 单 位 电耗 试 验 比较 度 小 时 试 验衬 板 磨机筒体只 安装衬 板 高锰 钢 衬 板 八 八 橡胶衬板 方。 入 吨钢 球 , 但 加入 吨 钢球 , 衬板 重里 …晏否壑 至 一 洲 一 旭色翌竺州一丝生一 … … ” ‘ … “ “ ‘ 表 湿 式球磨机 橡胶衬板的 节能效 果 汉注 ‘︸ 八, 任性月 ,自任月 心︸内 磨机规 格 米 , 临界转速 生 产能 力 吨 小 时 高锰钢衬板 橡胶衬 板 小 小 小 一仁‘ 一 一胜三 仁 … 单位 产品 电耗 度 吨 高锰钢衬 板 ,… 橡胶衬 板
我国某黄铁矿厂球磨机应用橡胶衬板的节能情况,如表4所示。 表4 黄铁矿选矿厂球磨机橡胶衬板的节能比较 项目名称 高锰钢衬板 橡胶衬板 增加(%) 降低(%) 生产能力(吨/小时) 16 18 12.5 单位电耗(度/吨) 7.2 6.4 11 单位球耗(公斤/吨) 1.36 1.16 15 衬板重量(吨) 8.9 1.5 83 每套衬板处理矿石量(吨) 35,000 45,999 31 表3和表4数据说明,橡胶衬板磨机的节能(电)效果显著。 3.降低生产噪声改警矿环境 锰钢衬板磨矿机的生产噪声很大,球磨机的噪声一般为110分贝,矿石自磨机约为105分 贝。这些都大大超过环保规定的噪声水平,严重地损害工人的听觉健康。根据一个噪声为 94~106分贝的车间调研结果,耳聋者占4.5%,耳鸣者有38%,失眠者达39%,记忆力减退 者为36%。可见,磨机噪声已成为人们的严重公害。 由于橡胶衬板的阻尼和吸收作用,隔音效果较好,降低了磨矿生产噪声,尤其是降低了 危害听觉的高频噪声效果更为显著。据实际测定结果,我国橡胶衬板磨矿机的生产噪声大约 减少10~15分贝,改善了磨矿车间工作环境,增进了:工人群众的身心健康。 4.村板【量很轻疑免危险事故 橡胶衬板重量轻,比高锰钢衬板轻50~85%。一块高锰钢衬板重量一般约为50公斤,最 重达120公斤,而单块橡胶衬板仅有15~20公斤,减轻了检修衬板的劳动强度,避免了装卸 衬板的危险事故,深受工人群众欢迎。 另外,橡胶是弹性体。磨机橡胶格子板的篦孔基本不堵塞,无需停磨进行清理。橡胶衬 板磨机的筒体又不漏浆,无需停磨检查修理,因而减少停磨时间,提高磨机能力。 二、橡胶衬板磨机的磨矿实践 根据试验研究和磨矿实践,磨矿机橡胶衬板的橡胶质量,衬板的断面形状和结构尺寸, 以及磨机本身(特别是一段磨矿机)的磨矿条件,这是橡胶衬板湿式磨矿机最佳经济磨矿的 最主要因素,也是磨机使用橡胶衬板成败的关键所在。 1.橡胶的质量 就磨机衬板磨损性质而言,橡胶衬板和锰钢衬板的磨损形式确有许多相同之处,但是也 有基本区别。橡胶村板和锰钢衬板的主要区别,除了橡胶具有独特的弹性以外,用它制作湿 式磨机衬板,不受矿浆的腐蚀磨损作用影响,而且不同的橡胶品种和性能,能够得到具有不同 的耐磨性、弹性、抗冲击性和抗化学腐蚀性的橡胶村板,以承受磨矿过程中的磨矿介质和矿 料的冲击和研磨作用。所以采用橡胶制作湿式磨机衬板,就要充分利用橡胶弹性的这个有利 特性,以达到衬板的缓冲作用和减少磨损。实验表明,当冲击速度较小时,衬板只有弹性变 形,冲击速度大于9米/秒时,衬板就产生表面破坏。当然,橡胶衬板的缓冲效果还与冲击 角度有关,冲击角为90°时,缓冲作用最大,衬板磨损最小,随着冲击角度的减小,衬板磨 10
我国某黄 铁矿厂 球磨机应用 橡胶衬板的 节能 情况 , 如表 所示 。 表 黄 铁矿选 矿厂 球磨机橡胶衬板的 节能 比较 项 目名称 高锰钢衬 板 橡胶衬板 增加 ‘ , 降低 ‘ ‘澎份 八汽‘上︶ 口八﹄ 八 自甘 七几 … 曰‘ 生 产能力 吨 小 时 只︶ 单位 电耗 度 吨 单位球耗 公斤 吨 衬板重量 吨 每套衬板处理矿石量 吨 , 表 和表 数据说 明 , 橡胶衬板磨机的 节能 电 效果显著 。 降低生 产 声 改 ,矿环 境 锰 钢 衬板磨矿机的 生 产噪声很大 , 球磨机的 噪声一般 为 分贝 , 矿石 自磨机约 为 分 贝 。 这 些都大大超过环保 规定的 噪声水平 , 严 重 地 损 害工人的 听觉 健康 。 根据一个噪声为 分 贝的 车间调研结果 , 耳聋者 占 , 耳 鸣者 有 , 失 眠者 达 , 记 忆力减 退 者 为 。 可 见 , 磨机噪声 已成为人 们的 严重公 害 。 由于橡 胶衬板的 阻 尼 和吸 收作用 , 隔音效 果较好 , 降低 了磨矿生 产噪声 , 尤 其是 降低 了 危害听觉的 高频噪 声效果 更 为显著 。 据实际测 定结果 , 我 国橡胶衬板磨矿机的 生 产 噪 声大约 减少 分 贝 , 改 善了磨矿 车间工作环 境 , 增进 了工人群众的 身心 健康 。 衬板,纽很轻 沮免危 险率故 橡 胶衬 板重 轻 , 比高锰 钢衬板轻 。 一 块高锰 钢衬板 重量 一般约 为 公斤 , 最 重 达 公斤, 而单块橡胶衬 板仅 有 公斤 , 减轻 了检修衬板的 劳动强度、 避 免了装卸 衬 板的 危险事故 , 深受工人群众欢迎 。 另外 , 橡胶是弹性体 。 磨机橡胶格子板的 蓖孔 基 本不 堵塞 , 无需停磨进行清理 。 橡 胶衬 板磨机的 筒体 又不 漏 浆 , 无需停磨检查 修理 , 因 而减少停磨 时间 , 提高磨机能 力 。 二 、 橡 胶 衬板磨机的磨 矿 实践 根据 试 验研究和磨矿实践 , 磨矿机橡胶衬 板的 橡胶质量 , 衬板的 断面形状 和结构尺寸 , 以 及磨机本身 特别 是一段磨矿机 的磨矿 条件 , 这 是橡胶衬板 湿 式磨矿机最佳经 济磨矿 的 最 主 要因素 , 也是磨机使 用 橡胶衬板成败的 关键所 在 。 裸胶 的砚 , 就 磨机衬 板磨损性质 而言 , 橡胶衬板 和锰钢衬板的 磨损形 式确有许 多相 同之处 , 但是也 有基本 区别 。 橡胶衬板 和锰钢衬板的 主 要区别 , 除了橡胶 具有独特的 弹性以外 , 用 它制作湿 式磨机衬 板 , 不受 矿 浆的 腐蚀磨损作用 影响 , 而且 不 同的 橡胶品 种和性能 , 能 够得到 具有不 同 的 耐磨性 、 弹性 、 抗冲击性和 抗化学腐蚀性的 橡胶衬 板 , 以 承受 磨矿过程 中的 磨矿介质 和矿 料的 冲击 和研磨作用 。 所以 采用 橡胶制 作湿 式磨机衬板 , 就 要充分利用 橡胶弹性的 这个有利 特 性 , 以 达到衬板的 缓 冲作用 和减少磨损 。 实验表明 , 当冲击速度较小 时 , 衬板只 有弹 性变 形 冲击速 度大于 米 秒 时 , 衬板就 产生表面 破坏 。 当然 , 橡胶 衬板的缓 冲效果还 与冲 击 角度有关 , 冲击角为 。 ” 时 , 缓 冲作用 最大 , 衬板磨损最小 , 随着冲击 角度拍勺减小 , 衬 板 磨
损则逐渐增大。 #式腊机的不同磨矿方式和生产条件,是橡胶衬板质量配方的另个重依。对 一段和二段磨矿机,以及再磨球磨机的衬板材料,必须选用不同品种质量的耐磨橡胶,切忌 采用同种性能质量的橡胶,以获得最佳的使用寿命和最好的经济效果。然,磨矿机的生产 条件不同,亦应该选取不同质量的橡胶衬板。当粉磨细粒矿料和磨矿介质尺寸较小时,应选 用较软(约为邵尔A60°硬度)的橡胶;粉磨粗粒矿料和介质尺寸较大时,宜用72°(邵尔 A)的硬橡胶,以获得所需的机械强度。总而言之,橡胶质量的抗磨能力、弹性和抗冲击能 力,以及抗化学腐蚀和抗机械侵蚀能力等因素的合理配方,对于各种磨矿方式和生产条件使 用橡胶衬板的使用寿命和经济效益具有重要意义。 2.橡胶村板的断面形状和结构尺寸 磨机筒体的橡胶衬板是由压条衬板和筒体衬板等组成。根据磨机类型、磨矿方式、磨机 规格和钢球(棒)直径等情况,正确选择设计合理的橡胶压条衬板的断面形状和结构尺寸 (高度和宽度),以及压条村板之间的适宜间距,这对于村板寿命、能景消耗、成本虢用和 生产能力等有着很重要影响,甚至是橡胶衬板研制成败的另一个关键问题。 橡胶衬板不能仿照高锰钢衬板的船舵型或波浪型的断面形状,它有自己特定的断面型 式,这是正确设计橡胶压条衬板断面形状的基础。就我国研制应用较多的F型(图1)和K 型(图2)断而来看,F型是一种对称型断面,实际上是高度、宽度几乎相等的正方形。适用 于大钢球、大冲击载荷和粉磨粗粒矿石的湿式磨机。但衬板初期磨损较快。K型是一种非对 称型断面,提升面呈圆孤形的曲线,同时增加了断面的宽度,以提高使用寿命,而且这种村 板厚度可以减薄,能增加处理能力。它是-一般的磨矿机筒体橡胶压条衬板的基本断面形状, 目前应用较多。 图1F型断面橡胶衬板 图2K型断面橡胶衬板 合理选择橡胶压条衬板的高度和间距的比例关系,这是橡胶衬板磨矿机经济性的很重要 问题。压条衬板的提升高度(B)与压条衬板之间的距离(A)(参考图2)和磨机临界转 速(N。%)之间存在着下述关系:B=(1-Nc)A。该式是个经验公式。应当指出,此式只 考虑了不同临界转速对压条衬板高度和间距的影响,而未考虑磨机直径、钢球直径和给矿粒 度等因素的垂要影响。根据计算和实践,我们认为,磨矿机橡胶压条衬板的间距和高度(A/ B)比值一般为3.5~4比较合适(图3),而且应用这个经验公式初步计算橡胶压条衬板的 间距是可以的,然后再根据磨机直径、钢球直径和给矿粒度等具体情况,最后确定衬板之间 适宜的间距尺寸。 3.一段磨矿机棣胶村板的应用实膜 锰钢衬板磨矿机改为橡胶衬板,磨机结构无需更改。当前主要的问题,就是一段(粗 11
损 则逐渐 增大 。 涅 弋磨矿机的 不 同磨矿 方 式和生 产 条件 , 是橡胶衬 板质量 配方 的 另一 个 重 要 依据 。 对」几 一 段 和二 段 磨犷机 , 以 及再 磨球 磨机的 衬 板材料 , 必须选用 不 同品 种质量 的 耐 磨橡 胶 , 切忌 采 用 同种性能 质 量 的 橡胶 , 以 获得 最佳的使 用 寿命和 最好 的经 济效 果 。 当然 , 磨矿 机的 生产 条件不 同 , 亦 应该选 取 不 同质量 的 橡胶衬板 。 当粉 磨细粒矿料 和 磨矿介质 尺 寸较小 时 , 应选 用 较 软 约 为邵 尔 “ 硬 度 的 橡 胶, 粉 磨粗 粒矿料和介质尺寸较大时 , 宜用 “ 邵尔 的 硬 橡 胶 , 以 获得所需的 机械强 度 。 总 而 言之 , 橡胶质量 的 抗磨能 力 、 弹 性 和 抗冲击 能 力 , 以 及 抗化学腐 蚀和 抗机械侵蚀能 力等因素的 合理 配方 , 对于各种磨 矿 方 式 和生产 条件使 用 橡胶衬 板的使 用 寿命和经 济效益 具有重 要意义 。 橡胶衬 板 的断面形状 和结构尺寸 磨机筒体的 橡胶衬 板 是 由压 条衬 板 和筒体衬 板 等组成 。 根 据 磨机 类型 、 磨矿方 式 、 磨机 规 格和钢 球 棒 直径 等情 况 , 正确选 择 设计 合理 的 橡 胶压 条衬 板 的 断而形 状 和结 构尺寸 高度 和 宽 度 , 以 及压 条衬板 之 间的 适 宜间距 , 这 对 于衬 板寿命 、 能量 消耗 、 成 木状用 和 生 产 能 力等 有着很 重 要影响 , 甚至 是橡 胶衬 板研 制成 败的 另一 个关键问 题 。 橡 胶 衬板 不 能仿照 高锰钢衬板的 船舵 型 或 波浪 型 的 断 面形 状 , 它 有 自己 特定 的 断而型 式 , 这 是 正确 设计 橡 胶压 条衬板 断面形状的 基 础 。 就 我 国研制应用 较 多的 型 图 和 型 图 断而 来 看 , 型 是一 种 对称 型 断 面 , 实际 上是高度 、 宽度几 乎相 等的 正方 形 。 适 用 于大钢球 、 大 冲击 载荷 和 粉 磨祖粒 矿 石的 湿 式磨 机 。 但衬 板初 期 磨损较快 。 型 是一 种非 对 称 型断面 , 提 升面 呈 圆弧形 的 曲线 , 同 时增加 了断面的 宽度 , 以 提 高使用 寿 命 , 而且这 种衬 板厚度可 以 减 薄 , 能 增加 处理能力 。 它 是一 般的 磨矿机筒体橡 胶压 条衬 板的 从本 断面形 状 , 目前应用 较 多 。 - 人 一叫 洲义,己吠》 石乙七 一 攀袭绳爹 伏甲不 图 型 断面 橡 胶 衬板 图 型 断面 橡 胶 衬板 合理选 择橡胶压 条衬 板的 高度和间 距的 比例 关 系 , 这 是橡胶 衬板 磨矿机经 济性的 很 重 要 问 题 。 压 条衬 板的 提 升高 度 与压 条衬 板之 间的 距 离 参考图 和磨机 临界转 速 。 之 间存 在 着下述关 系 一 。 。 该 式是 个经 验公 式 。 应 当指出 , 此 式只 考 虑 了不 同 临界转 速 对压 条衬 板高 度和间距的 影响 , 而未考虑 磨机直径 、 钢 球 直 径 和 给 矿 粒 度 等因素的 重 要影 响 。 根 据计算和实践 , 我们 认 为 , 磨矿机橡胶压 条衬 板的 间距 和高 度 比值一 般 为 比较合适 图 , 而且应用这 个经 验 公 式初步计 算橡胶 压 条衬板的 间 距 是可 以 的 , 然后 再根 据 磨机直径 、 钢 球直 径 和给 矿 粒 度等 具体情 况 , 最后 确 定衬 板 之 间 改宜的 间距 尺寸 。 一段 磨矿 机橡胶 衬板 的应 用实胜 锰 钢衬 板 磨矿 机 改 为橡 胶衬板 , 磨机结 构无 需更改 。 当前主 要的 问题 , 就 是一 段 粗
磨)磨矿机改用橡胶衬板,在高锰钢衬板磨机的临界转速(%)、钢球最大直径和给矿最大粒 度等磨矿条件不变的情况下,橡胶衬板的寿命能否高于锰钢衬板,这是人们比较关注的重要 问题,也是关系到橡胶衬板在一段磨矿机中应用的前途问题。 磨机采用合适结构型式的橡胶衬板的使用寿命,是随着磨矿机临界转速(%)、和钢球直 径的增加而降低的。一般认为,一段球磨机的临界转速高于82%,钢球直径大于85毫米,给 矿粒度大于25毫米时,橡胶衬板的寿命多数不如高锰钢衬板。当然,这个数值界限还受其他 参数的影响而得到改善。钢球直径、临界转速(%)和橡胶衬板的寿命曲线如图4所示。如 果在图中任取5,000小时的最低寿命来看,对于使用75毫米球径的磨矿机,橡胶衬板仅适用 于临界转速低于75%的磨机。结合试验研究和生产实践,我们认为,一段球磨机应用橡胶衬 板,原锰钢衬板磨机的临界转速(%)、最大球径和给矿粒度应作适当的调整减小,以适应 橡胶衬板的实际需求,提高衬板使用寿命,而且并不影响磨矿效率。 90 10 (%)溪装 80 处理熊力 70 数 能量消耗 60 10162025 使用◆(103小时) 3 0 123456 钢球直径(毫米) AB值 -19-30,-·-20-403 图3磨机(临界转速为75%时)能 --50-60;. -75-1005 力、能耗与A/B值的关系。 图4 钢球直径、·临界转速和橡胶树 板的寿命关系 对于二段(细磨)磨矿机或再磨球磨机中的橡胶衬板,无疑取得很高的使用寿命,一般 比高锰钢衬板寿命提高2~3倍(参看表1),而且经济效益肯定优于高锰钢衬板磨机。 湿式棒磨机应用橡胶衬板,经过研究分析,我们一直认为,棒磨机最好不要采用K型橡 胶压条衬板:建议采用组合衬板。实践初步表明,效果良好,经济合算。近年来,据报道, 瑞典已经研制出适用于棒磨机的特殊断面形状的橡胶压条衬板,取得较好的效果。 三、橡胶衬板的研制探讨 橡胶衬板磨矿机(大球径、大给矿粒度和高转速的磨机另论)的使用寿命和经济效益肯 定优于锰钢衬板,引起人们的普遍关注。但是橡胶衬板磨矿机的粉磨能力和成本费用等问 题,究竞如何?这是锰钢衬板改为橡胶衬板磨矿机需要解决的首要问题,也是选矿工作者比 较关心的主要问题,甚至成为橡胶衬板的研制应用的关键所在。 1.橡胶村板毒机的粉廛能力 有人认为,在同样的转速和球径等磨矿条件下,橡胶衬板磨矿机的粉磨能力不如锰钢衬 板磨机。这个问题,其实并非如此。如果橡胶衬板的结构设计和参数选择比较合适的话,橡 胶衬板磨矿机的生产能力能够保持锰钢衬板的产量水平,至少不会低于锰钢衬板磨机。这是 因为在球磨机中,钢球与衬板的接触面积约占钢球与钢球接触面积的1~2%。换句话说,在 12
磨 磨矿机改用 橡胶衬 板 , 在高锰 钢衬 板 磨机的 临界转逮 、 钢球 最大直径 和给 矿 最大粒 度等磨矿 条件不 变的情 况下 , 橡胶衬板的 寿命能否高于锰 钢衬板 , 这 是 人们 比较关注的 重 要 问题 , 也是关系到橡胶衬板 在一段 磨矿机 中应用 的 前途 问题 。 磨机采用 合适结构 · 型 式的 橡胶衬板的使用 寿命 , 是随 着磨矿机 临界转速 、 和钢球直 径的 增加 而降低的 。 一 般认 为 , 一 段 球磨机的 临界转速 高于 , 钢 球直径 大于 毫米 , 给 矿粒 度大于 毫米时 , 橡 胶衬 板的 寿命多数不 如高锰 钢衬 板 。 当然 , 这 个数值界限还 受 其他 参数的 影响 而得到改善 。 钢 球 直径 、 临界转速 和橡胶衬 板的 寿命 曲线 如 图 所示 。 如 果 在图 中任 取 , 小 时的 最低 寿命来 看 , 对于使 用 毫米球径 的 磨矿机 , 橡 胶衬 板仅适用 于 临界转逮低 于 的 磨机 。 结 合试验研究 和生产实践 , 我们认 为 , 一段球磨机应用 橡胶衬 板 , 原锰钢衬 板磨机的 临界转速 、 最大球径 和给矿粒 度应 作适 当的 调 整减 小 , 以适 应 橡胶衬 板的 实际需求 , 提高衬 板使用 寿命 , 而且并 不 影 响 磨矿效 率 。 “ 侧次︵昧妈劣甘 厂 赫 摇皿犯姻 值 图 磨 机 临界 转速 为 时 能 力 、 能耗 与 值 的关 系 。 往附寿介 ” 小时 钢球直径 毫米 - 一 一 一 一 , 一一一 一 一一一一 一 , 图 钢球直径 、 描界 转速和橡胶 衬 板 的寿命关 系 对于二段 细磨 磨矿机或再磨球 磨机 中的 橡胶衬板 , 无疑取得很高的 使用 寿命 , 一 般 比高锰 钢衬板 寿命提高 倍 参 看表 , 而且经 济效 益肯定优于高锰 钢衬 板 磨机 。 湿 式棒 磨机应用 橡胶衬板 , 经 过研究分 析 , 我们一 直认为 , 棒 磨机最好 不 要采用 型 橡 胶压 条衬板 建议 采 用 组 合衬板 。 实践初 步 表明 , 效果 良好 , 经 济合 算 。 近 年来 , 据报道 , 瑞典 巳经 研制 出适用 于棒 磨机的 特殊 断面形状的 橡 胶压 条衬 板 , 取 得较好 的效果 。 三 、 橡胶 衬板 的研 制探 讨 橡胶衬 板 磨矿机 大球径 、 大给矿粒 度和高转速 的 磨机 另论 的使用 寿命 和经 济效 益肯 定优于锰 钢衬板 , 引起 人们 的 普遍关 注 。 但 是 橡 胶衬 板 磨矿机 的粉 磨能力 和成本费用 等问 题 , 究 竟如何 这 是锰 钢衬板改 为橡胶衬 板 磨矿机需要解决的首 要问 题 , 也 是选 矿 工作者 比 较关心 的主 要问 题 , 甚至 成为橡胶衬板的研制 应用 的关键所 在 。 橄胶衬板 ,机 的粉 ,能力 有人认为 , 在 同样的 转速 和球径等磨矿 条件下 , 橡 胶衬 板 磨矿机 的粉磨能力不 如锰 钢衬 板磨机 。 这 个问 题 , 其实并非 如此 。 如果橡 胶衬 板 的 结构 设计 和 参数选 择 比较 合适 的 话 , 橡 胶衬板 磨矿机的生产 能 力能够保 持锰 钢衬 板 的 产量 水平 , 至 少不 会低于锰 钢衬 板 磨机 。 这 是 因为在球磨机 中 , 钢球 与衬板 的接触面积约 占钢 球与钢 球接触面 积 的 一 。 换 句话 说 , 在
磨矿过程中,钢球与钢球的接触面积要占其中的绝大部分,而钢球与衬板的接触而积仅占极 少部分,故对橡胶衬板磨机能力没有什么影响。 就目前的应用实践来看,橡胶衬板磨矿机的生产能力和粉磨效率不但不低于锰钢村板, 而且却有增加产量和提高效率的趋势,一般大约增产5~10%。对于某些厚度可以减薄的橡胶 衬板磨矿机,这种增产趋势尤为明显。同时,有趣的是,由于橡胶衬板磨矿机的矿浆流速加 快了,粉磨作用强化了,仍有增加产量的潜在能力。 2.檬胶衬板的成本费用 对于橡胶衬板的成本费用的研究讨论,在当前具有重要的现实意义。因为它直接影响橡 胶衬板磨矿机使用效益的正确评价,甚至成为锰钢衬板改成橡胶衬板磨矿机的争论焦点。 橡胶衬板的一次投资费用肯定高于高锰钢衬板。但因为它的使用寿命长,节省电耗和增 加产量,以及降低球耗等,所以每吨产品的橡胶衬板费用仍比硬镍衬板费用约低50%,参看 表5。 表5 两种衬板材料的费用比较 比较项 目 橡胶衬板 硬镍衬板 衬板费用(美元) 17,122 19,50 衬板重量(公斤) 4,450 31,000 衬板安装费用(美元) 700 1,550 生产能力(吨) 4,000,000 2,290,000 每吨产品费用(美元) 0.00428 0.00829 目前,由于我国各个地区生产橡胶的单价差异,各种湿式磨矿机的橡胶衬板使用寿命的 长短不同,以及计算橡胶衬板的费用项目也不相同,因而我国的橡胶衬板费用和高锰钢衬板 比较数字出入很大,众说不一,甚至有人以橡胶衬板的一次投资费用高作为“理论”根据, 否认橡胶衬板的经济效果。关于橡胶衬板的费用问题,我们建议采用按照每吨产品费用(包 括橡胶衬板的一次投资、衬板安装费用和磨机的增产、节能等项)进行计算,以此作为橡胶 衬板成本费用的比较基础。按照此法计算,橡胶衬板的成本费用,在我国约比高锰钢衬板降 低10%左右。 3.湿式自磨机研制试用橡胶村板 由于矿石自磨机简化了碎磨设备工艺流程,节省了中、细碎机,节约了磨矿介质,以及 降低基建投资等优点,所以在70年代湿式自磨机应用相当广泛,出现了“自磨热”的高潮, 而且已是选矿厂的磨矿作业中的一种很重要的磨矿方法。但是矿石自磨机的单位电耗却是很 高的。1980年,M.D.Flave】研究指出,湿式自磨机生产设备比常规的碎磨设备的单位电 耗至少要高35%,有的甚至高达50%,参考表6。 最近,我国某铜矿选厂的生产数据表明,湿式自磨机一球磨机的生产设备流程的实际电 耗比常规的碎磨设备生产流程增加33%,详见表7。 近年来,由于能源价格的增加,以及经济磨矿的要求,人们对于矿石碎磨准备作业流 程,究竟是应用常规碎磨设备流程,,还是采用湿式自磨机生产流程问题?提出新的异议, 又开始新的争论。争议的中心问题,就是以上所论述的湿式自磨机的单位电耗很高。 矿石自磨机生产流程的电耗这样高,确实是它的严重缺点。这个缺点,正是最近引起有 13
磨矿过程 中 , 钢 球 与钢 球 的 接 触面 积 要 占其 中的绝大部分 , 而钢 球 与衬 板的接 触面 积仅 占极 少部分 , 故 对橡胶 衬板磨机能力没有什 么影响 。 就 目前 的 应用 实践来 看 , 橡胶衬 板 磨矿 机的生 产能 力和粉磨效率不 但不 低 于锰 钢衬板 , 而且却有增加产量 和提高效 率的趋势 , 一般大约 增 产 。 对于 某些厚 度可 以 减薄的橡胶 衬 板 磨矿机 , 这 种增产趋势尤为明显 。 同时 , 有趣 的 是 , 由于橡 胶衬板磨矿 机的 矿 浆流速加 快 了 , 粉 磨作用 强 化 了 , 仍有增加 产量 的 潜 在能 力 。 板胶 衬板 的成本费用 对于橡胶衬 板 的成 本抉用 的研究讨 论 , 在 当前 具有重 要的现实意义 。 因 为它直接影响 橡 胶衬板 磨矿机使用 效 益 的 正确评价 , 甚至 成为锰 钢衬板改 成橡 胶衬板磨矿机的争 论焦点 。 橡胶衬 板 的 一 次投 资费用肯 定高于高锰钢 衬板 。 但 因 为它 的使 用 寿命长 , 节 省 电耗和增 加产量 , 以 及 降低球 耗等 , 所以 每 吨产 品 的橡胶衬 板费用 仍 比硬 镍衬板费用约低 , 参看 表 。 表 两 种衬板材料 的 费用 比较 。匕 较 项 目 … 橡 胶 衬 板 … 硬 镍 衬 板 一 ” 碱雨 美亮夕一 一而丽 一厂 一 不石丽一 一 衬 板 重最 ‘公 斤, , ” , , ” 一 衬板李等费甲 ‘美 元 , ,, ” 生严 能 力 呼, ‘ , ” , “ “ , “ , ” 每吨产品 费用 美 元 · 目前 , 由于 我国 各个地 区 生产 橡胶 的单价差 异 , 各种湿式磨矿 机的橡胶衬板使用 寿命的 长短 不 同 , 以 及计 算橡胶衬板 的费用 项 目也不 相 同 , 因而我国的橡胶衬板费用 和高锰 钢衬板 比较数字 出入很 大 , 众说 不 一 , 甚至有人以橡胶衬 板 的一次投资费用 高作为 “ 理 论 ” 根据 , 否认橡胶衬板 的经 济效果 。 关于橡胶衬 板 的费用 问 题 , 我们建议采用按照 每 吨产品 费用 包 括橡胶衬 板 的 一 次投 资 、 衬板安装费用 和磨机的 增产 、 节能 等项 进行计 算 , 以此作为橡胶 衬板成 本费用 的 比较基础 。 按照 此 法计 算 , 橡胶衬 板 的成本费用 , 在我国约 比高锰 钢衬 板降 低 左右 。 湿 式 自磨 机研 制 试 用裸胶 衬板 由于矿 石 自磨机简化 了碎 磨设备工艺 流程 , 节 省了 中 、 细碎机 , 节约 了磨矿介质 , 以 及 降低 基建投 资等优点 , 所以 在 年代湿 式 自磨机应用 相 当广 泛 , 出现 了 “ 自磨热 ” 的高潮 , 而且 巳是选 矿厂 的 磨矿 作业 中的一 种很 重 要的 磨矿方法 。 但是矿石 自磨机的 单位 电耗却 是很 高的 。 年 , 研究 指 出 ’, 湿式 自磨机生 产 设 备比常规 的 碎磨设备的单位 电 耗至 少 要高 , 有 的甚至 高达 , 参考表 。 最近 , 我 国某 铜 矿选厂 的生产数据 表 明 , 湿 式 自磨机一 球磨机 的 生 产设 各流程 的实际 电 耗 比常规 的碎 磨 设备生产 流程 增加 , 详见表 。 近 年来 , 由于 能 源价 格 的 增加 , 以 及经 济 磨矿 的 要求 , 人们 对千厂矿石碎 磨滩备作业流 程 , 究 竞是 应用 常 规 碎 磨设备流程 , , 还是采 用 湿 式 自磨机 生产 流程问 题 提 出新 的 异议 , 又开 始新 的 争 论 。 争议 的 中心问 题 , 就 是 以 上所论述 的湿 式 自磨机的单位 电耗很 高 。 矿石 自磨机 生产流程 的 电耗这 样高 , 确实是它 的严 重缺点 。 这个缺点 , 正是 最近 引起有
&6 不同的碎磨设备生产流程的电耗和开支比较 碎磨设备类型 单位电耗 (干瓦·小时/吨) 全年开支(百万美元) 1980年 1985年 新型高能破碎技术 10.27 12.6 21.59 常规碎磨设备 12.58 15.42 26.45 湿式半自磨机 15.73~17.0 19.3~20.8 33.1~35.7 湿式矿石自磨机 17.0025.20 20.0~30.9 35.7~53.0 表7 两种磨矿设备流程的电耗比较 磨矿设 备流程 项 目 湿式自磨机一球磨机 常规的降磨设备 碎矿(度/吨) 1.29 2.90 磨矿(度/吨) 21.43 14.20 其中湿式自磨机 7.35 球磨机 12.05 13.28 其 他 3.03 0.92 共 计 22.72 17.10 关湿式自磨机应用发展新争议的问题关键。争议的焦点,就是金属选矿厂,特别是铁矿选厂 应用湿式自磨机进行生产是否经济合理?!从能源利用和节能观点来看,采用湿式自磨机生 产矿石看来是不经济的,甚至今后的应用将要受到影响,发展将要受到限制,而且对于已经 应用的湿式自磨机可能要进行技术改造。改造的重要途径之一,就是研究应用特殊型式的 “高一低一高型”(结构图略)橡胶衬板,以此来弥补湿式自磨机大量的电能消耗,提高能源 效率。看来,这样做的经济效果是满意的,改造的另一重要途径,就是湿式自磨机有可能被 半自磨机代替的趋向。 四、结论和讨论 通过湿式磨矿机橡胶衬板的磨矿实践,总的来说,橡胶衬板磨矿机可以达到一提高、二 保持、三降低的显著效果,即:提高衬板使用寿命,保持磨矿机处理能力和产品矿浆质量, 降低磨矿单位电耗、降低磨机生产噪声和降低衬板每吨产品费用。显然,橡胶衬板磨矿机是 经济合算的。 橡胶衬板的耐磨性能优于高锰钢村板,使用寿命一般提高2~3倍(一段球磨机、棒磨 机另论)。 橡胶衬板磨矿机的单位电耗显著降低,通常约降低10~15%,这对于磨机节能具有重要 的现实意义。 磨机噪声,是危害听觉和损伤工人健康的严重公害。橡胶衬板系少可使噪声减少10~ 15分贝,改善磨矿生产环境。 14
表 不 同的碎 磨设备生产 流程的 电 耗和开 支 比较 碎 磨设备类型 单位 电耗 千瓦 “ 小 时 吨 全年开 支 百万 美 元 新型 高能破碎技 术 常规碎 磨设备 湿 式半 自磨机 湿 式矿石 自磨机 年 年 表 两种磨矿设备流程 的 电耗 比较 湿 式 自磨机一球 磨机 常规 的碎 磨设备 甘 卜」八工 … 碎 矿 度 吨 磨矿 度 吨 其 中湿 式 自磨机 共 计 ‘ · ‘ ” 球其 磨 机他 关 湿 式 自磨机应用 发展新 争议 的问 题关键 。 争议 的焦点 , 就 是金 属选矿厂 , 特别 是 铁矿选厂 应用湿 式 自磨机进 行 生 产 是否经 济合理 从能源 利 用 和节 能观点来 看 , 采用 湿 式 自磨机生 产矿石看来 是不经 济 的 , 甚至 今后 的应用 将要受 到 影 响 , 发展 将要受到 限制 , 而且 对于 已经 应用 的湿 式 自磨机可 能 要进 行技 术改 造 。 改 造的重 要途径 之一 , 就 是研究应用 特殊型 式 的 “ 高一 低一 高型 ” 结 构 ’ 图略 橡胶衬板 , 以此来弥补湿 式 自磨机大量 的 电能消耗 , 提 高能源 效 率 。 着来 , 这 样做 的经 济效 果 是满意 的, 改 造 的 另一重 要途径 , 就 是湿 式 自磨机有可能被 半 自磨机 代替 的趋 向 。 四 、 结论 和 讨论 通过 湿 式磨矿机橡 胶衬 板 的磨矿实践 , 总 的来说 , 橡胶衬板 磨矿机可 以达 到一 提 高 、 二 保 持 、 三 降低 的显著效 果 , 即 提高衬 板使 用 寿命, 保持 磨矿机处理能力 和产品 矿 浆质量 , 降低 磨矿 单位 电耗 、 降低 磨机 生产噪声 和降低衬板每吨产品 费用 。 显 然 , 橡胶衬板 磨矿机是 经 济 合 算的 。 橡胶衬板 的耐磨性能 优于 高锰钢衬 板 , 使 用 寿命一般提高 倍 一段球磨机 、 棒 磨 ‘ 机 另论 。 橡胶衬 板 磨矿机 的 单 位 电耗显著降低 , 通常 约降低 , 这 对 于磨机节能 具有重 要 的 现 实意义 。 磨机噪声 , 是危害听 觉 和损伤 工 人健康 的 严重 公 害 。 橡胶衬 板 至 少可使 噪 声 减少 分 贝 , 改 善磨矿生 产环境
橡胶衬板设计合理,膀机能力和磨矿效率至少可以保持高锰钢衬板磨机原有水平,甚至 还有提高的趋势。 一段球磨机应用橡胶衬板,磨机的磨矿条件(转速、最大球径等)必须适当减(低) 小,使用寿命仍有竞争力。 棒磨机应用橡胶村板,最好不要采用K型橡胶村板。 湿式自磨机的单位电耗很高,研制试用橡胶衬板,这可能是改造自磨机的重要途径之 参考文献 〔1)北京钢铁学院选矿教研室(杨忠高执笔),国内外湿式磨机橡胶衬板研制概况, 1977年4月,内部资料。 〔2)杨忠高,橡胶衬板湿式磨机的磨矿研究,《中国金属学会第二届破碎磨碎学术会 议论文》,1983年11月。 (3)G.Nilsson,Rubber for Less Abrasion and Less Corrosion,1978 (4)Skega Lining-Rubber Lining for Grinding Mills. (5)M.D.Flavel,Reducing Comminution Costs,Fourth Joint Meeting MMIJ-AIME>,1980,Tokyo. ,〔6〕熊是辉,矿石自磨与常规碎膀流程的试验与生产,《中国金属学会首届采选节能 学术会议论文》,1982年。 Studies of Rubber Linings for Wet Grinding Mills Yang Zhonggao Abstract Rubber linings does not Corrode but will be affected by acids of high Concentration.Today different qualities are available to obtain the most economical result in every case. Previous rubber linings often capied manganese steel linings of ship lap or wave type.It is important to find the correct distance/height ratio of the lifer bars. The most important grinding variables from the point of view of wear are feed size,grinding media size,mill speed,and mill diameter. Normally,there are a reluctance to change these variables when conver- ting from a steel lining to a rubber lining. It is generally accepted that,for maximum grinding efficiency,as small a sire as possible of grinding balls should be used.In secondary mills with lifter bar linings,rubber almost always gives a better lining economg than steel.Rubber linings has shown good economic results in rod mills. 1 15
碑胶衬板设计 合理 , 磨机能 力 和磨矿效 率至 少可 以保 持高锰 钢衬 板 磨机原 有水平 , 甚至 还有提 高 的趋势 。 一段球磨 机应用 橡 胶衬 板 , 磨机 的磨 矿 条件 转速 、 最大球 径 等 必 须 适 当减 低 小 , 使 用 寿命仍有 竟争力 。 棒 磨机应用 橡 胶衬 板 , 最好 不 要采用 型 橡胶衬 板 。 湿 式 自磨机的 单位 电耗很高 , 研制 试 用 橡 胶衬板 , 这 可能 是 改 造 自 磨机 的重 要途径之 护 一 奋 铸 卜 参 考 文 献 〔 〕 北京钢 铁 学院选矿 教研室 杨忠 高执笔 , 国内外湿 式磨机橡 胶衬板 研制 概 次, 年 月 , 内部 资料 。 〔 〕 杨 忠 高 , 橡 胶衬板湿 式 磨机 的 磨矿研究 , 《 中国金 属 学会第二 届破碎 磨碎 学术会 议 论文 》 , 年 月 。 〔 〕 户 , , 〔 〕 一 〔 〕 , , 《 一 》 , , 〔 〕 熊景辉 , 矿 石自磨 与常 规碎 磨 流程 的试验 与生产 , 《 中国金 属学会首 届采 选 节能 学术会议 论 文 》 , 年 。 乡 琳 争 加 , , , , , , ,