常用选矿设备的故障原因分析与增效措施

白娟 江峰 侯玮

（包钢集团矿山研究院有限责任公司）

选矿设备是否能正常运行，其工作效率的高低一定程度上决定着企业的生产能力和经济效益的好坏。因此，有必要分析、了解设备常见故障产生的原因，出现问题时才能作出准确的判断，并提出有效的解决方法，从而进一步提高设备的运作效率［1］。

1 常见选矿设备故障分析

目前，选矿厂常用的选矿设备有破碎设备、磨矿设备、筛分设备、磁选设备、浮选设备等，下面就这些设备的易损件及造成磨损的主要原因进行分析探讨。

1.1 破碎设备

目前，国内常用的破碎设备有颚式破碎机、圆锥破碎机和冲击式破碎机等。

颚式破碎机的易损件主要有动颚、齿板、偏心轴和轴承等。圆锥破碎机的磨损主要是机架与球面轴承的磨损、主轴与锥衬套的磨损、止推盘与齿轮的磨损、破碎腔磨损及偏心轴套的磨损。冲击式破碎机的易损件主要是冲击棒和破碎腔衬板［2］。

实际生产过程中，易损件的非正常磨损除了与设备的结构缺陷有关，还主要与物料的硬度过大、物料的粒度过粗、设备润滑效果不理想以及环境因素等有关。

（1）设备结构的缺陷。设备的磨损很大一部分原因是设备安装存在缺陷，比如结构件间隙小，结构件歪斜，安装角度合理等，从而导致设备部件运转不顺畅或接触力度不均匀，从而出现严重的局部磨损。例如，颚式破碎机偏心轴的磨损往往是因为密封套及锥套旋向不合理，使锥套失去顶紧力，造成偏心轴松动［3］。

（2）物料的硬度过大。物料硬度是影响破碎机破碎效能的重要因素，也是导致齿板、破碎腔等直接与矿块接触部位磨损的主要因素。物料的硬度越大，破碎难度也越大，从而使破碎机的破碎效率降低、磨损速度加快，缩短破碎机的使用寿命。

（3）给料粒度不当。如果给料粒度不当，不仅影响破碎效果，还会导致齿板、推力板与衬垫等部件严重磨损，在给矿粒度过大时，滑动性结构的破碎机受损会更加严重。

（4）设备润滑效果不理想。润滑不足是轴承磨损的主要原因，因为轴承在生产中承受的载荷较大，使轴承在运转中的摩擦力较大，从而使轴承承受严重磨损。

（5）环境因素。环境因素中，对破碎机影响最大的是粉尘。破碎机的破碎作业会产生大量的粉尘，如果设备密封效果不好，这些粉尘一方面会损坏破碎机的动力系统，导致动力系统的磨损严重；另一方面会影响破碎机的润滑系统，因为粉尘进入润滑部位，很容易加重润滑表面的磨损。

1.2 磨矿设备

目前，国内常用磨矿设备有干式球磨机、湿式球磨机等。球磨机工作时主要通过钢球撞击矿物实现破碎，常见的易损件包括衬板、筒体、格子板、衬板螺栓、小齿轮等。

造成这些易损件磨损的原因主要有球磨机衬板材质选择不当、球磨机运行不正常、球磨机运行时间过长、湿磨环境下的腐蚀、衬板与磨球材料的不匹配等。

（1）球磨机衬板材质选择不当。衬板材质选择不当会大幅度降低其抗疲劳强度和寿命，不仅无法满足球磨机的作业要求，甚至会出现塑变或起鼓。

（2）球磨机运行不正常。球磨机处于非正常的运行状态下会加大衬板的磨损。球磨机在正常运行的情况下，钢球与物料混合在一起，钢球抛落下来时往往不直接冲击衬板，而是被混有钢球的物料阻隔，可以对衬板起到保护作用［4］。但是，如果球磨机低负荷运行时，钢球就会直击衬板，从而造成衬板的严重磨损，甚至发生断裂。

（3）球磨机运行时间过长。球磨机很大程度上决定了选矿厂处理能力的大小，是选矿厂高作业率设备，但如果不能及时地进行维护、保养，会加剧防护垫、衬板的磨损及老化。

（4）湿磨环境下的腐蚀。选矿厂一般采用湿式球磨机，而浮选作业的有些调整剂通常在磨矿作业进行添加，使球磨机内的矿浆具有一定的酸碱性，酸碱性矿浆通常会加速磨损件的腐蚀。

（5）衬板与磨球材质的不匹配。衬板与磨球之间存在一个硬度匹配问题，磨球的硬度以比衬板高2～4HRC为宜。例如，球磨机衬板采用高锰钢，而磨球选用耐磨性极好的高铬铸铁（钢）则会增大高锰钢衬板的磨损；反之，衬板选用高铬铸铁（钢），而磨球选用耐磨性差的普通碳素钢，由于磨球消耗大，造成补球时甩球次数增多，不可避免地要空砸衬板，导致衬板开裂，同时磨球表面也会被砸出凹坑。因此，衬板采用耐磨性好的材料，磨球也应采用耐磨性好的材料。

1.3 筛分设备

筛分设备是用于物料分级的设备。选矿厂常用的筛分设备有很多种类型，包括分级筛、高频筛、直线筛等。筛分设备的易损件主要是筛网、紧固件螺栓等。导致这些易损件磨损的原因主要有矿石性质、给矿量过大、物料的冲击等。

（1）矿石性质。对于筛分设备，最常见的影响筛分效率的问题是筛孔堵塞，而筛孔堵塞的程度又与给料的形态、含水量等密切相关。如果矿石含水量过高，会导致矿石相对较黏，不容易分离，造成筛孔堵塞；矿粒为长条状，相对较难过筛，也会造成筛孔的堵塞。

（2）给矿量过大。生产中通常要求尽可能给矿均匀、稳定，避免超负荷运行。给矿量过大不仅会降低筛分效率，还会发生积矿或压矿现象，从而造成筛网损坏、联轴器断裂、筛分箱体开裂等故障。

（3）物料的冲击。对于破碎系统的筛分设备来说，运行过程中所承受的最大力是给料的冲击力，强烈的冲击不仅导致筛网破裂，同时还会对设备的本体及螺栓等产生一定程度的损坏。

1.4 磁选设备

按照磁场强度的强弱进行分类，磁选机可分为弱磁场磁选机、中磁场磁选机和强磁场磁选机。目前，使用量最大的是湿式筒式磁选机，易损件包括筒皮、磁块、槽底、传动齿轮等。出现故障的主要原因有大体积杂物进入磁选机、磁块脱落、磁块性能退化、润滑效果不好等。

（1）大体积杂物进入磁选机。磁选机里面进入大体积杂物，轻则会把筒皮划出痕迹，重则会卡住圆筒，导致设备停车；另外，也有可能在槽体磨出漏洞，导致槽体出现漏矿。

（2）磁块脱落。磁选机滚筒中磁块脱落严重时会将筒皮划破，需立即停车检修。

（3）磁块性能退化。磁选机使用年限过长，磁块性能退化，磁场强度降低，从而影响分选效果。

（4）润滑效果不好。润滑效果不好会导致传动齿轮磨损等问题。

1.5 浮选设备

浮选机的易损件主要包括搅拌装置、刮板装置、槽体、闸板装置等。

（1）搅拌装置。搅拌装置主要指叶轮，其作用是使药剂与矿物颗粒充分接触，在浮选过程中起着极其重要的作用。搅拌装置故障严重时会导致浮选机压矿，影响浮选机的正常运行。搅拌装置常见问题主要是螺母松动、润滑不好、搅拌部分连接松动等［5］。

（2）刮板装置。浮选机的刮板安装在浮选机槽体上方的两侧，刮板轴属于超细长轴，加工精度较难控制，因此会出现精度较差的问题；另外，刮板装置在运输、安装过程中由于吊装、运输变形等问题，导致刮板轴转动不灵活、刮板轴折断等。

（3）槽体。槽体常见的问题是渗水或漏水，在不严重的情况下几乎不影响选矿效果，但对周围环境影响较大。造成槽体渗水、漏水的主要原因是焊缝缺陷、槽体变形及法兰连接不紧密等。

（4）闸板装置。闸板装置是控制液面的机构，安装于浮选机尾部，频繁调节浮选机闸板会导致手轮损坏；另外，较常见的闸板故障是升降不畅，一般由丝杠润滑不好、螺钉锈蚀、卡阻等问题引起。

2 提高选矿设备效率的措施

2.1 加强管理

影响选矿设备运行的因素很多，比如环境因素、操作因素、人为因素等，因此，合理有效的管理制度及体系，对于降低设备磨损、更好地维护和管理设备，同时提高设备的运作效率具有至关重要的作用。具体的措施有以下几个方面：

（1）制定合理的设备管理人员体系，形成网格化管理模式，努力实现设备的系统管理，使设备管理逐步向层层抓、主动抓、超前抓转变，逐步实现时时、事事、处处有人的网格化设备管理模式［6］。

（2）加强设备操作、维护方面的培训。使设备的操作者及管理者能够全面了解设备的性能、故障原因及处理方法，从而在设备操作及管理过程中能够对设备的各项指标进行全面检查，既要保证降低故障率，又能提升设备的运作效率。

（3）建立合理有效的维护制度。设备的维护是设备管理的重点，设备操作人员应及时有效地实施机械设备的维护管理工作，保证设备处于平稳运行的状态，不带病作业，对灵敏设备要进行定期测试，对有较高润滑要求的设备需要时刻保证润滑良好。总之，设备管理工作要以预防为主，强化日常检查维护工作。

（4）做好日常工作记录。设备运转与维修记录是设备维护、管理的基本依据，设备的操作及维护人员根据这些信息，可以对设备的易损件、常见故障、维修时间等做到了如指掌，为设备管理工作提供参考，从而提高机械设备维护工作的效率，确保机械设备的性能。

2.2 采用更先进的设备

老旧选矿设备往往存在老化、磨损、自动化功能不灵敏等问题，延长这些设备的服务年限不仅制约选矿技术的进步，同时易损件的频率更换会影响设备的作业率。随着国内外选矿技术与设备的不断更新与进步，新型先进设备不仅制作材料更加坚固耐用，而且新技术的应用可以使设备具有更强的适应矿石性质和环境因素变化的能力，出现故障的几率降低，更换易损件的频率也降低，大大地提升设备的作业率［7］。

2.3 做好日常运行维修

设备在长期运转过程中，其稳定性、可靠性都会出现一定程度的降低。设备一旦出现问题无法运转，就必须停车进行检修，这样不仅耗时耗力，而且严重影响选矿厂的正常生产。因此，在日常使用过程中，要做到定期维护与保养，如日常的清洁、润滑等，不允许“只用不养，只修不养”。

2.4 采用先进的选矿工艺

选矿工艺与选矿设备密切相关，对选矿指标起着决定性的作用。每一个选矿环节中的设备都要与物料的粒度、浓度、给矿量等相匹配。因此，合理的选矿工艺，可以有效地降低设备的磨损及材料的损耗；反之，如果工艺与设备不匹配，就会大大增加设备的磨损。

3 结语

综上所述，环境以及设备本身导致的有些设备磨损与故障是不可避免的，但是加强对这些设备故障点及故障原因的了解和分析，可以准确及时地找到故障所在及故障原因，及时处理，将损失降到最低；同时通过加强设备管理，引进先进设备、先进工艺以及加强设备的维护等方面的措施，可以防患于未然，在提升选矿设备运作效率的同时降低选矿设备发生故障的概率。