圆锥破碎机矿仓漏斗衬板的改进

蒋建明，王 刚，谭红林

（江西铜业集团有限公司 德兴铜矿，江西 德兴 334224）

1 引言

德兴铜矿二期碎矿工段是泗洲厂主要生产工段，全段共有10台圆锥破碎机（其中3台标准型，7台短头型）承担全厂一半以上的生产任务。圆锥的完好率、可开动率将直接关系到全厂生产任务的完成与否。近年来，随着不断的深化改革，快速高效的发展和建设国内同类型一流选矿厂的工作推进，如何提高设备管理水平，降低备件费用，同时降低工人劳动强度，也就成为全厂当前的重点工作。由于生产任务的加重，标准型圆锥破碎机每年更换矿仓［1］漏斗衬板的次数日趋增多，严重制约了生产，为解决这一难题，对圆锥破碎机矿仓漏斗衬板进行了改进。

2 存在的问题

在生产及检修过程中，我们发现漏斗衬板存在以下问题：

（1）衬板更换频繁，制约连续生产。矿仓漏斗衬板采用50mm厚的16Mn钢板，磨损较快，平均更换周期不足3个月。衬板更换前需将矿仓清空，因此频繁地更换衬板不仅增加了检修劳动强度，还无法保证圆锥的可开动率。

（2）检修效率低，存在安全隐患。漏斗衬板用沉头螺栓逐块安装于漏斗四周的墙壁上。漏斗长宽高为1420mm×870mm×1350mm，作业空间较小，员工检修不方便，影响检修效率，且存在一定的安全隐患。

（3）磨损后的衬板极易掉落随矿石进入圆锥破碎机内，若点检不及时，则会导致圆锥过铁，易造成圆锥衬板破损，影响圆锥生产。

3 原因分析

3.1 矿石硬度高

通过对矿石的研究分析［2］，泗洲选矿厂的斑岩铜普氏硬度系数f=10～12，属于较坚固的岩石类型，由于矿石硬度较高，矿石粒度在300mm以下，矿石经粗破后形状各异，加速了漏斗衬板的磨损。

3.2 衬板材质不耐磨

现使用的矿仓漏斗衬板为16Mn钢板，硬度约为14HRC，具有良好的综合性能和焊接性能。由于受当前的安装方式所限，漏斗衬板需与沉头螺栓焊接固定于漏斗上，故仅仅考虑其焊接性能的因素，材质选择没有问题。但由于材质硬度过低，大大影响了其耐磨性，导致衬板使用周期仅为2～3月。

3.3 衬板结构不合理

目前衬板结构如图1所示，安装采用单块焊接安装，即将衬板逐块用沉头螺栓固定在漏斗上，然后用电焊将螺栓与衬板焊死。这种方式虽然较为简单，但是在衬板更换前，必须先利用气割将旧衬板割掉，然后才能安装新衬板，更换衬板时间较长，检修强度也比较大。漏斗空间较小，检修空间受限，检修人员在漏斗内部检修存在一定的安全隐患。

图1 原用漏斗衬板实物图

4 改造方案的设计

由于矿石性质及漏斗大小、形状属于客观因素，不可改变，因此选择通过改变衬板材质［3］达到延长衬板使用寿命，安装简便的目的。

4.1 改进衬板材质

针对漏斗衬板材料不耐磨的问题，选用高铬铸钢［4］作为衬板材料。高铬铸钢中具有高硬度的马氏体机体，强有力地支承碳化物颗粒，避免了工作过程中碳化物从磨损表面脱落，从而保证了材料的高抗磨性，对比原衬板的16Mn钢板，衬板的耐磨性有了巨大的提高。

表1 16Mn钢与高铬铸钢成分及性能对比表

从表1中，我们发现高铬铸钢对比16Mn钢硬度有了大幅的提高，而且冲击韧性也不比16Mn钢差，因此，高铬铸钢的耐磨性［5］较16Mn也有了巨大改善。

4.2 改进衬板结构

为解决衬板结构设计不合理的问题，根据矿仓内部构造，对衬板结构进行以下改进：

（1）将漏斗衬板改进为整体式衬板，如图2所示，便于一次性安装在漏斗内。整个衬板尺寸：长为1390mm，宽为840mm，高为1570mm，厚度为60mm。衬板四周与漏斗四周留有15mm间隙，便于以后的拆装。

图2 改进后漏斗衬板实物图

（2）在漏斗顶端增加一圈法兰边。有了一圈法兰后，整个衬板可直接吊装安置于矿仓漏斗上，无需再用螺栓固定，也可防止衬板掉落。

（3）漏斗衬板高出法兰边150mm，并在法兰边上下加上加强筋。改进后，漏斗衬板强度得到加强，并且在生产过程中，高出法兰边的那一段衬板容易形成死角，缓冲矿石对衬板的冲击，减少衬板的磨损。

5 改造效果

（1）通过对矿仓漏斗衬板的改造，衬板厚度由原来的50mm改为60mm，使用寿命大大增加，由原来的2～3月延长到3～4年，节约了清挖矿仓、切割和焊接的人工成本。

（2）圆锥破碎机可开动率由原来的98.49%提高至99.5%以上，保障了圆锥破碎机的正常运行。

（3）大大降低了工人的劳动强度［6］，提高了员工的检修效率。

（4）降低了员工检修的安全隐患。