MQY3149 球磨机进料中空轴修复利用改造技术

普荣松

（云南磷化集团海口磷业有限公司磨矿厂，云南昆明 650113）

0 引言

某磨矿厂湿磨I 系列始建于1998 年9 月，初为一段MQY3149 球磨机开路流程，通过2005 年技术改造，增加棒磨、斜板分级、浓密机后，生产流程变更为两段一闭路流程：一段开路选用MBS2736 棒磨机（1 台），二段沿用原有的MQY3149 球磨机，KMLF-50/55 斜窄流分级机与球磨形成闭路磨矿。2019 年5 月初对磨机轴瓦润滑油检查中发现，球磨机进料端中空轴有矿浆泄漏，打开上盖检查发现，中空轴边缘有一条长约100 mm 的裂缝。

1 球磨机中空轴出现裂纹并泄漏矿浆的原因

湿磨I 系列球磨机自1998 年安装以来已连续使用21 年，中间已经多次更换中空轴轴衬，但磨机进料中空轴从未更换过。在安装中空轴衬时，中空轴和中空轴衬之间有一定的间隙，端衬板和轴承间也有一定的间隙，而此间隙没有用耐磨材料密封住。在磨机运行过程中，由于球磨机筒体内物料面高于中空轴内径的位置，导致球磨机运行时会把少量的物料倒灌进球磨机中空轴和轴衬之间的间隙，长期磨损中空轴和轴衬，而且倒灌进的物料有时还夹杂着部分细小的钢球，加速了对中空轴和轴衬的磨损。中空轴的厚度因磨损而越来越薄，直到无法承受剪切力扭矩时，中空轴就会产生裂纹。中空轴与轴衬间的矿浆泄漏到外部，损坏磨机轴瓦，稀油站里的油全部被污染，无法再继续使用，对设备的安全运行带来很大影响。在更换新端盖的采购周期长、成本高的情况下，必须采用修复中空轴的办法使设备尽快投入使用，并降低成本。

2 球磨机中空轴修复利用方法

2.1 堵漏

（1）打止裂孔。用电钻在裂纹两端处打止裂孔，以防止裂纹继续扩。

（2）焊补裂纹。为了减少焊接裂纹对中空轴应力与变形的影响，在焊接中空轴裂纹时采用氩弧焊焊接。在焊接前必须将磨机顶起，使中空轴不受力，中空轴内圈面裂纹打一定角度的坡口。焊接过程必须采用间断焊，焊缝自然降温后再焊，杜绝用水或油在中空轴外圈面强制冷却，强制冷却会改变中空轴内部金相组织，继而改变中空轴的尺寸和材料性能。在焊接完中空轴裂纹并冷却至常温后，用砂纸将焊缝表面打磨光滑，确保中空轴与轴瓦接触面光滑。

（3）堆焊超薄部分。中空轴进料端部分已经非常薄，对此超薄部分进行堆焊，焊接尺寸为120 mm×80 mm 的一圈，堆焊厚度为8 mm。在堆焊时需要两边对焊，自然冷却，防止焊接应力影响中空轴的尺寸和材料性能。

2.2 增强强度

磨机中空轴经过长时间的磨损，整体都已经比较薄，局部厚度只有2～3 mm。磨机运行时，中空轴承受自身重力和研磨体重力，同时承受磨机运行时的交变应力。在磨机中空轴整体比较薄的情况下，已经无法承受上述的重力和交变应力，为了提高磨机运行的安全性和稳定性，必须要对中空轴的强度进行增加。

根据中空轴的磨损尺寸，加工一个Φ960 mm×Φ920 mm×810 mm 的卷筒（图1）、加工一片Φ1170 mm×Φ920 mm×40 mm的环形支撑板（图2a））、加工一片Φ1188 mm×Φ920 mm×40 mm的环形支撑板（图2b）），形位公差要求控制在0.05 mm 以内，并加工出安装基准面。把两片环形支撑板焊接在中空轴内部，再把卷筒焊接在两片环形支撑板的内圆处（图3）。焊接时采用冷焊接工艺，对称分段间断焊接，自然冷却，避免中空轴在焊接时升温，避免产生中空轴变形。

图1 补强卷筒

图2 环形支撑板

图3 中空轴补强

2.3 中空轴密封

（1）加装中空轴密封装置。磨机中空轴被磨损主要原因是中空轴和轴衬之间间隙过大，物料倒灌进中空轴与轴衬之间的间隙长期磨损引起的，减少中空轴与轴衬之间的间隙可以有效减少物料对中空轴的磨损。为了减少物料对中空轴的磨损，在中空轴出料端加装一个密封卷筒来阻挡物料倒灌进入中空轴与衬之间的间隙，进料端安装一个密封法兰以减少物料从中空轴前端进入到中空轴与轴衬之间的间隙。根据中空轴的磨损尺寸和轴衬的尺寸，加工一个Φ920 mm×Φ845 mm×260 mm 的卷筒（图4）、加工一片Φ1230 mm×Φ920 mm×40 mm 的密封法兰并钻孔攻丝（图5）。密封卷筒焊接在距中空轴出料端端面75 mm 的位置，密封法兰用螺栓连接在进料端端面上。焊接圈筒和法兰后，中空轴与轴衬之间的缝隙已经比较小，可以有效阻止物料大量进入中空轴与轴衬之间，从而减少中空轴的磨损。

图4 密封卷筒

图5 密封法兰

（2）中空轴与轴衬之间缝隙的密封处理。为了彻底消除中空轴与轴衬之间的缝隙，解决物料进入中空轴和轴衬间隙的问题，必须要对中空轴和轴衬之间的缝隙进行密封处理。在对中空轴和轴衬之间的缝隙进行密封处理前，需要固定轴衬，打磨密封部位到要求的粗糙度。用高分子聚合材料填充缝隙，填入深度30～50 mm，并保养12 h 以上至填充材料固化即可。

3 修复利用效果

2019 年7 月，磨矿厂湿磨Ⅰ系列的MQY3149 球磨机中空轴修复利用完成以来，球磨机运行平稳，未出现中空轴泄漏矿浆的现象，磨机稀油站的油一直运行至2020 年9 月未更换，经检验润滑油品质合格。

4 结论

两段一闭路湿法磨矿工艺在云南磷化集团海口磷业有限公司虽然已成功运行多年，但随着下游萃取磷酸装置生产能力扩大，磨机运行率的高低决定了能否保质保量地为下游磷酸系统提供合格矿浆。通过对球磨机中空轴修复利用，避免了由于端盖采购周期过长影响磨机恢复运行，同时也节约了端盖的采购成本，提高了装置的运行率，降低成本，为磷酸装置的生产提供了有力保障，创造了显著的经济效益和社会效益。MQY3149 球磨机中空轴修复利用改造达到了预期的目的。