磁性衬板在铜矿Ⅱ段球磨机的应用

 磁性衬板是一种新型的球磨机衬板,在细磨段磨机特别是铁矿山已获得广泛应用，通过对玉溪矿业大红山铜矿一选厂首次在二段磨机上试用了磁性衬板，运行几年的情况表明：应用磁性衬板对磨矿细度无不利影响，运转稳定可靠，具有安装方便、球磨运转率高、衬板消耗低、节能等优点，经济效益显著。本文主要对磁性衬板的发展及其使用性能做了充分阐述，并对高梯度磁性衬板的优点及经济效益进行了分析探讨，以供同行借鉴参考。
    在粉磨领域，球磨机作为大宗物料粉磨的主要设备，广泛应用于各金属矿山。大红山铜矿作为现代化的铜矿山，现有大小规格球磨机共13台，在生产过程中，现一般选厂采用高锰钢衬板，但年消耗量较大，更换周期短，经常发生漏矿，需定期计划性停机整体更换，检修人员劳动强度大，检修时间长，降低了磨机的作业率，增加了备件成本。因此，针对上述情况，我们根据一选厂的现状及近几年来使用发展成熟的新型衬板─磁性衬板的特点，在一选厂Ⅲ系列Ⅱ段Ф2700×3600球磨机（即7#磨）上进行了磁性衬板的试用研究。从近几年来的试用情况看，衬板吸附层良好，磁性无太大的衰减，磨损程度在预料范围以内，矿粒无磁化现象。磁性衬板应用在铜矿Ⅱ段磨矿上，具有安装方便，节省更换时间，运行时间长，且节能等效果。
    磁性衬板的国内外概况和发展趋势
    20世纪70年代，挪威和美国就有人提出了用磁性衬板保护球磨机筒体的思想。1980年瑞典Skega公司橡胶衬板的创始人Bertil Brandt在其发明专利中提出了8种较实用的磁性衬板结构，都是用橡胶、聚氨脂等高分子材料包裹永磁体，使衬板工作面依附1层保护层，而衬板与筒体之间用螺栓固定。
    80年代中、后期，北京矿冶研究总院、沈阳光大科技研究院、长沙矿业研究院和鞍山黑色冶金矿山研究设计院等单位先后进行了磁性衬板的研制工作。磁性衬板重量轻，是普通锰钢衬板重量的70％，省球、节电、噪音小，不需要螺栓固结，安装方便，运行过程中不漏矿浆，并且可以降低工人的劳动强度。
    磁性衬板的安装与使用情况
    3.1磁性衬板的结构
    该磁性衬板使用硬质条形永久磁铁作为磁性单元，将数个磁性单元的N极和S极相对交错排列，镶嵌进保护材料中，组成磁性衬板块，并形成一系列的磁回路。磁回路的形成极其重要，它具有两个功能：第一：将衬板牢固地吸附在磨机外壳上；第二：吸附磨机中易磁化的物料，如球磨机在运转中磨剥下来的钢球碎球、碎块等，形成衬板保护层。
    3.2磁性衬板的工作原理
    在磁性衬板的磁场作用下，衬板表面吸附+25mm左右的钢球保护层，由于磁性衬板中磁性单元的极和S极交错排列，被吸附的保护层呈现波纹状，对物料有提升作用，同时也连续不断地补充磨损的保护层。保护层使矿料和磨矿介质不直接作用于衬板表面，以减缓衬板表面的受力和磨损，延长衬板的使用寿命。
    磁性衬板的性能
    (1)磁性衬板的使用寿命：磁性衬板的使用寿命铁矿二段、三段一般为6-8年，有色金属矿二段、三段一般为4-6年。
    (2)磁性衬板重量轻，是锰钢衬板重量的40~50%，所以能使球磨机电耗降低，比使用锰钢衬板降低7~10%。
    (3)磁性衬板能使球磨机球耗降低，比锰钢衬板降低10%左右。
    (4)磁性衬板能使球磨机不漏矿，不研磨轴瓦，无磁团聚现象。
    (5)磁性衬板易安装，正常情况下一天安装完毕，减轻工人劳动强度。
    (6)磁性衬板使用环境：（1）介质温度0℃-80℃。（2）使用钢球直径Ф60及以下。
    (7)磁性衬板能使球磨机的磨矿粒度比高锰钢更细，并能增加磨机的产量，磨机作业率能提高1%以上。
    高梯度磁性衬板的优点
    (1)衬板表面磁场强度高，磁场梯度大，吸附衬垫层薄，能提高球磨机产量。单位距离，磁场强度的变量为磁场梯度，其差越大，梯度越高。高梯度磁性衬板，距工作表面20mm，其磁场强度已经下降得很弱，故其吸附衬垫层薄，包括磁块保护壳及吸附衬垫层只有45mm左右，这样球磨机容积增加了，就保证了球磨机的产量。经过生产实践证明不但不影响产量，反而增加了产量。磨矿粒度比高锰钢衬板更细。生产过程中不产生磁团聚。
    (2)工作表面磁力强，形成的吸附衬垫层坚固耐用。高梯度磁性衬板由于采用比锶铁氧体磁能积高十倍的强磁性材料，一般使用六个月后，测其表面磁场强度为1300~2500高斯，使其吸附衬垫层有足够的强度，即使Ф100的钢球下落，也不能破坏其牢固结构。高梯度磁性衬板的寿命为高锰钢衬板寿命的4~6倍。
    (3)重量轻、节电节钢球。高梯度磁性衬板由于采用了薄而轻的新的结构设计，其重量只是高锰钢衬板的50~60%。这样减轻了球磨机轴功率，一段节电可达15~20%。此外，经过多家矿山测定节省钢球10%，噪声也明显下降。
    (4)球磨机作业率提高约为1.5%。采用高锰钢衬板的球磨机，因筒体螺栓松动漏矿而每周停机紧固时间约0.5小时，一般球磨机每年需要更换衬板2次（高锰钢衬板平均使用寿命按6个月计算）每次需48小时。而采用高梯度磁性衬板的球磨机不用紧固螺栓，三年才更换一次衬板，这样就大大提高了球磨机作业率，约为1.5%。
    (5)减轻了检修工人劳动强度，节省了大量紧固件。高锰钢衬板块度大，重达几百公斤，安装需吊车配合，且不安全。采用高梯度磁性衬板，由于单块高梯度磁性衬板重量只有20Kg左右，安装搬运方便、安全，并且它是靠自身磁力吸贴筒体内表面，因此高梯度磁性衬板安装省时省力，节约大量紧固件，省去了因筒体螺栓孔漏矿而经常紧固螺栓的繁锁劳动。
    (6)节省大量衬板投资，降低了选矿成本。高梯度磁性衬板用于一段磨矿，其寿命为高锰钢衬板的4~6倍，二段磨矿可使用六年以上。根据冶金工业部备品备件消耗定额和各厂实际使用情况，高锰钢衬板用于一段磨矿，使用期为半年，有的厂矿使用期为3~4个月；用于二段磨矿，使用期为1年，有的厂矿使用期为7~8个月。也就是说，正常情况下高梯度磁性衬板使用寿命是高锰钢的6倍。考虑高梯度磁性衬板制造成本高这个因素，用高梯度磁性衬板代替高锰钢衬板其投资节省30~50%（因不同规格球磨机有所不同）这样，选矿厂衬板投资降低了，选矿成本也就降低了，从而增加了矿山经济效益。