湿法磷酸生产中球磨机噪声分析及消声改进

罗启亮

（云南云天化红磷化工有限公司 磷酸厂，云南 开远 661600）

QMY3690 溢流型球磨机（简称球磨机）是云南云天化红磷化工有限公司（以下简称公司）于2009 年建成投用的大型设备，共3 台，单台电机功率达到1 800 kW，设计加工能力为105 t/h，主要用于将原料磷矿石加工成较细的矿浆，供下游磷酸装置生产使用。这3 台球磨机在建设时，由于各种原因，没有设计球磨机专用厂房，而是露天安装，因球磨机体型较大，在生产投用后，产生的噪声较大，在球磨机周围2 m 以内，噪声达到115 dB，给周边400 m左右的居民及公司员工带来了较大的影响。

1 球磨机噪声产生的原因分析

球磨机噪声主要是磨机筒体内的金属钢球、筒壁衬板和被加工物料之间相互撞击而产生的机械噪声，沿着衬板、筒壁、进出料口向外辐射；还有设备运转时，传动机构大小齿轮啮合过程中振动发出的声音。

研究表明，球磨机噪声具有声压级高、频带宽的特征，低频、中频及高频噪声声级均较高，达到115 dB 以上，噪声声压通过人体外耳和中耳增益后，对鼓膜和卵圆窗等听觉器官造成较大的伤害。工作人员在球磨机噪声刺激下，易出现心情烦躁、疲劳、注意力分散、反应迟缓等现象，从而导致工作效率降低；另外强噪声干扰下工作中交流困难，易出差错。

公司的溢流型球磨机产生的噪声与其他球磨机相同，不会超越其他球磨机。通过进一步的跟踪测量，基本上摸清了球磨机产生噪声的原因。

（1）球磨机磨筒产生的噪声。球磨机内钢球与钢球、钢球与磨筒内部衬板的撞击声和摩擦声是球磨机噪声的最主要声源。经过测量，在球磨机磨筒周围2 m 以内，噪声达到112 ～115 dB，而且声音在较远的地方（400 m）都能听到。球磨机大齿轮与小齿轮啮合、主电机、风机等附属设备产生的噪声最高在80 dB，不是球磨机噪声的主要声源。

（2）球磨机内钢球与矿料控制不当产生的噪声。长期生产中发现球磨机的噪声还与操作控制、日常管理有极大的关系，包括球磨机内钢球加入量、投加钢球的大小以及矿料加入量。当钢球加入量越多，钢球越大，矿料加入量少时，球磨机噪声就会越大。这3 个变量是构成磨机管理不当，噪声增大的主要因素。经过检测，球磨机内钢球与矿料指标控制不好时，噪声就会增加1 ～3 dB，虽然就噪声来讲，声音非常小，但与球磨机产生的噪声叠加，就起到了推波助澜的作用。

2 球磨机噪声解决的措施

由于球磨机噪声的声源在内部，降低噪声的难度非常大，从装置投入使用以来，公司一直在寻找行之有效的降噪方法，但实施效果不是很好。在总结了每一次的得失后，针对球磨机产生噪声的部位，并结合球磨机自身结构特点，提出了以下降低噪声的方法及措施。

1） 球磨机磨筒产生噪声的处理 根据球磨机的实际情况及特点，可选择两种方法来降低噪声。一是采用隔声罩的方式，这种方法只是将球磨机产生的噪声阻挡在隔声罩内，让噪声不向外扩散，但是当操作人员进入隔声罩内检查磨机运行情况时，更高的噪声对操作人员危害更大；另外，为方便检修以及更换球磨机大的备件，需要将隔声罩做成活动的，施工难度大。而且不管怎么设计施工，这一方法在降声效果方面仍存在一定的缺陷，日常设备维护方面也不方便，常常会导致修理费用升高，因此不可取。二是采用对球磨机筒体进行隔振、吸声、阻尼等综合治理方式，这一方法主是根据球磨机特点制定相应措施。因公司球磨机磨矿工艺采用一段一闭路，进入球磨机内的矿料大小不一，因此使用的钢球较大，球磨机衬板就不能使用降声效果较好的橡胶衬板，而只能使用相对较为耐磨的锰钢衬板。为了隔振降噪，在锰钢衬板与球磨机筒体之间，加装了一层厚度达20 mm 的橡胶板，以保证既耐磨又降噪［1］；同时，因公司的球磨机磨筒衬板用固定楔固定，磨筒上只有4 排用于上固定楔的螺栓孔，这就为在磨筒上安装吸声材料创造了条件，在无螺栓孔的磨筒上，先粘上一层有阻尼作用的隔声毡，再在外面安装一层有吸声功能的厚度达150 mm的橡塑棉，而磨筒螺栓孔处的消声材料安装，采用多段可拆分消声部件，方便检修球磨机时，安装衬板螺栓或平时衬板螺栓松动时泄漏处理；最后，在球磨机外壳上，安装一层厚度为0.3 mm 的铝板，用自攻螺钉连接，再用钢带把它们扎紧固定在筒体表面上，既美化球磨机外观，又起到单层隔声作用。

2） 球磨机内钢球与矿料指标控制不当产生的噪声解决措施 主要通过相应的管理手段来实现，为了控制好球磨机的噪声，要结合磨矿指标进行有针对性的控制，主要方法是每天跟踪、统计好球磨机投矿量、磨矿细度和球磨机的电流变化，根据这些变化，安排好每小时的投矿量、每天补加的钢球量以及大小钢球的加入比例。具体控制方法是，遇到块矿和硬度较大的矿料时，增加大钢球比例，遇到细矿和风化矿，增加小钢球比例，确保球磨机的电流平稳；要求操作人员加强对设备的巡检管理，防止球磨机无矿运行或矿水加入量不均等［2］；由于装置在设计时没有相应的碎矿工艺，控制矿石采购粒度，也成为主要控制措施之一。

3 处理效果

通过对球磨机采取综合性的降噪措施，噪声下降较为明显；在球磨机衬板与磨筒之间加装橡胶板隔振，可使噪声降低5 ～7 dB，安装隔声毡和橡塑棉，可使噪声降低20 ～23 dB。各种措施实施完工后，在球磨机周围进行了多次检测，在离球磨机1 m 位置处，噪声在84 ～88 dB，离球磨机5 m 左右，噪声在82 ～85 dB，离球磨机10 m 以上，噪声全部低于85 dB。经过长时间的运行，3 台球磨机都经历更换衬板等大修工作，但按原样恢复隔声设施后，球磨机的噪声与大修前无明显变化。实践证明公司此次降噪方法是正确有效的，而且安装隔声设施后，大检修时检修工作量增加较少，经统计，每次大检修只增加人工3个工日。

4 结语

对所有使用球磨机的企业来讲，球磨机噪声都是一个长期存在而且很难解决的问题，云南云天化红磷化工有限公司在解决球磨机噪声问题的过程中，通过采取隔振、吸声、阻尼等综合性的降噪措施，并有针对性地管控操作参数，将球磨机产生的噪声降到较低，为今后球磨机降噪改造奠定了坚实的基础，也为同行业保护本企业职工职业卫生健康提供了可借鉴的方法。