关于冰铜磨设备电气维护的思考

胡子豪

（铜陵有色金冠铜业分公司，安徽 铜陵 244000）

冰铜磨的投入和运行是世界先进“闪速熔炼+闪速吹炼”铜冶炼技术发展的必然要求，它以其粉磨量大、烘干效率高、入磨物料粒度大、粉磨物料适应性好、工艺流程简单、空间布置紧凑、维护费用低等优点，得到了迅猛发展。 它的投入和使用，对于铜冶炼产业技术的改造升级、 提高铜冶炼工作的产值和效能以及铜陵实施打造世界铜都的战略都具有极其重要的意义。

一、 全面了解和准确把握冰铜磨工作原理及其特性

铜陵有色金冠铜业分公司引进的是德国莱歇公司的冰铜立磨（如图1）， 它的工作原理为：物料被喂入立磨锥形辊与磨盘之间的粉碎区受到辊压而粉碎，并在离心力作用下从盘缘溢出，被盘周通入的空气扬升至顶部离心分级器分级，粗颗粒返回粉碎区再行粉磨，细颗粒排出机外由收尘器捕集。 立式磨机磨辊由液压装置调控压力，磨辊的下压力可根据粉磨量和产品细度的要求来调节。

图1

莱歇立磨为了防止磨内物料磨空时磨辊与磨盘衬板直接接触，装有凋节螺栓，以保证它们之间的间隙。磨盘由立式减速机带动回转，减速机除传递扭矩外还要承受从磨盘传来的粉磨力和下压力。 分级器由变频电动机驱动，因此能随意调节产品细度。

以该公司冰铜磨为例， 磨机主电机通过齿轮箱带动磨盘转动，冰铜粒从立磨顶部装置进入，落到磨盘中央，在离心作用下甩到辊子下边，磨盘外的挡圈使冰铜形成层状， 称为粉磨床（如图2）。 莱歇立磨的辊子与磨盘间的压力由液压装置施加，物料层带磨辊转动产生连续不断挤压冰铜粉末，研磨后的冰铜粉越过挡圈落下，这时用于烘干冰铜粉的热风从磨盘下引入，从环向缝隙吹起细料，上升的气流把扬起的冰铜粉带到磨机上部的离心式选粉机里进行粗细分离， 粗粒落回粉磨室中央再次粉磨，细粉则随气流排出磨外。

图2

此磨机与普通磨粉机相比， 本人认为不仅具有更高的研磨效率， 工艺流程大大缩短， 而且电耗降低，物料的研磨是在限定压力下进行的，具体特点表现如下几个方面：

1.磨机负荷运转在启动时，磨辊能自动从磨盘上提起，减少了启动转矩;

2.磨机液压系统具备自动控制和手动控制两种功能，可提高操作上的灵活性、可靠性;

3.磨机设有保护装置，当辊压超过或低于调定范围极限值时，自动报警并自行停磨，确保磨机安全运行;

4.磨辊辊套与轮毂之间，以及辊轴与摇臂之间分别采用锥面结构和胀套结构连接，拆装方便;

5.分离器采用变频电机传动，改变转速即可满足各条件下对产品细度的要求，细度调节灵活方便;

6. 带有耐磨衬板的平磨盘与锥形磨辊， 采用3辊液压式，磨上附有翻出磨辊用的轻便型油压装置，方便维修。

综上所述， 准确把握冰铜磨工作原理及其特点、性能，是电气设备维护的基础和前提，也是关键之所在。

二、 深入分析和认真研究冰铜磨系统电气保护装置

因为冰铜磨系统是一个复杂的联动系统， 其中任意一个环节出现问题， 便会影响整个磨机的工作。 所以， 保证整个系统中的所有单体设备的安全问题便成了重中之重。 笔者认为，深入分析和认真研究其系统电气保护装置，做到有针对性的防护，就显得不可或缺和至关重要（如图3）。

图3

首先， 每一个独立的单体设备都配置了基于本身工况的简单保护措施， 能在单体设备出现故障时第一时间切断电源，保护设备。

例如： 冰铜磨系统中所有的单体电机都自带PTC 热敏电阻， 通过专用配套热敏电阻继电器的信号整定、直接通过与配套变频器连锁停车，实现设备出现故障，电机温度过高时，变频器停机、电机停机的保护功能。

其次， 局部系统内部的基于基本工况参数的简单连锁保护措施。 系统逻辑中根据局部系统内部的基本工况参数处理判断， 得出是否具备开机或者跳车条件的结论。 实现不会因为操作的低级错误或者运行工况下局部系统个别设备故障而导致的事故扩大化，在正常运行过程中已经出现问题的情况下，将问题控制在局部设备，将损失减少到最小。

例如：冰铜磨系统中所有的减速机驱动系统，包括主电机驱动、选粉机驱动等，都配套有润滑系统、甘油脂系统。当配套的润滑油系统油泵、甘油脂系统油泵无正常运行信号时。 减速机驱动电机无法正常开启。 这就很好的避免了因为操作人员低级失误而导致减速机在无润滑的工况下工作、损伤、报废的情况发生。 另外，如果正常工作中，局部润滑系统的润滑油压、 流量值低于要求值时， 程序会启动连锁跳车，停止主电机和减速机的工作。保证在润滑系统出现故障的情况下， 不会对主电机和减速机造成更大的破坏。

再次，冰铜磨的电气控制设计中，要求整个磨机系统包括各个局部的设备启动， 应设计机旁启动按钮，但是不同于传统意义上的机旁启动，必须得到中控室控制系统的允许后才能启动， 即集中优先方式启动。 因为冰铜磨系统是一个多设备联动的复杂系统， 系统中所有单体设备的启停都关联到其他设备的安全， 这样设计就避免了因为人为现场操作某个局部设备而没有考虑全面， 导致对其他设备造成危险或者情况的结果发生。

例如： 冰铜磨的磨辊液压系统同冰铜磨的主电机、减速机系统在程序逻辑中是互相连锁的，虽然两个系统的操作时分开的。 但如果磨辊液压系统中的压力信号、磨辊位置信号没有达到系统要求，那么主电机是无法从集中或者本地开启的。 这就有效的避免了磨辊直接落在磨盘上的情况下，主电机、减速机启动，磨盘转动。磨辊同磨盘之间无物料直接接触研磨，导致磨辊和磨盘都会损坏、彻底报废的重大事故发生。

最后，磨机虽然在系统中有严谨的逻辑保护，但是如果控制系统出现问题，磨机的最后一道防线，硬线连锁便起到了至关重要的作业。 磨机主电机高压控制原理图中， 加入了硬线连锁， 包括减速机油流量、减速机油压力、磨机振动、紧急停车等硬线连锁信号， 这些重要设备的信号都是两路， 一路送给系统，作为系统逻辑判断的依据，另外一路通过现场导线常闭点直接电气串联到冰铜磨主电机的高压控制回路中，只要有其中一个设备出现问题，而系统无法正常工作的时候， 这时候就可以通过硬线连锁来停止主电机，避免更大损失发生。

例如： 振动值对于磨机来说是非常重要的工况参数，如果振动值过大，那么磨机必须停止。 虽然磨体振动变送器持续的将冰铜磨的振动工况值送给系统，供给系统判断。 但如果系统出现问题，不能对振动值进行判断，而磨体振动又过大。这时振动变送器串联在系统中常闭点变为断开， 主电机控制回路接收到断线信号。 绕过冰铜磨控制系统，直接停车。 保证设备的绝对安全。

三、明确和确立冰铜磨维护的方向和重点

总而言之， 分析了解和领会把握冰铜磨系统电仪保护装置的设计内涵和要领， 为日常的设备点检和维护明确了方向，确立了重点。

第一，确保设备的日常运行，参加跳车联锁的设备要加强日常巡检频率，及时发现问题，及早处理故障。 避免不必要的干扰影响系统正常工作。

第二，确保设备的基本运行，对于冰铜磨机的主驱动电机要做好重点设备点检。 因为我公司使用的冰铜磨驱动电机为高压1000V 的交流电机，电机的绝缘、振动、三相温度、轴承温度也是重点监控对象。

第三，确保设备的流畅运行，因为冰铜磨系统的联锁保护条件特别复杂， 与设备的一次测点关系紧密，对现场仪表的稳定性要求非常高，所以现场一次仪表全部加装保温材料隔热，电缆全程穿管保护，仪表表头防雨布包裹。 日常工作中也着重加强现场的点检、维护和保养。

第四，确保设备的持续运行，做好重要设备的备品备件的统计和购买，在设备出现问题，系统不能正常开车的情况下，第一时间更换故障设备，最短时间完成系统恢复，将损失减小到最小。

最后，举一反三，冰铜磨设备电气维护的方式和方法，也为我们其他设备的点检、维护提供了明确的思路、重要的路径和可供借鉴的范式。