格子型球磨机两种结构改造

刘娇娇 张明慧 郑国庆

摘要：格子型球磨机主要用于磨矿作业中，是矿物加工生产中的主机设备之一，可为后续的选别作业提供合适的入料粒度，在铜矿、铁矿、有色金属等制备中都发挥着重要作用。针对现在磨矿碎矿产业中普遍使用的格子型球磨机进行调查，尝试对其两个部位进行改造，分别为格子板和衬板。两个部位相互独立，如格子孔的排列顺序影响磨浆效率，衬板的形状影响磨机寿命等;又相互联系，磨机衬板和格子板的结构会影响磨机规格，间接影响格子板的结构。该研究提出的改进方案预期会达到叠加效果，延长磨机寿命，带来更大的利益。

关键词：格子型球磨机;格子板;衬板;双波峰型;

引言

由于格子板和衬板存在的缺陷，传统格子型球磨机常出现材料磨损严重、设备使用寿命短、生产被迫停止检修等问题。当前只是对格子板和衬板进行单一方面的改进，并未联合优化。所以，为提高磨矿效率，增加选矿厂收益，要将格子板和衬板两个部位的具体构造进行改进。该研究提出这两大部位的相关问题，进行总结和分析，利用现存的技术和方法进行结构优化。

1存在的问题

1.1格子板存在的问题

格子型球磨机的格子板构成材料大多数为锰钢材质，其单块大约重200kg，并且该材料抗磨性较低，可使用时间较短，因此更换的过度频繁，给格子型球磨机的使用带来许多不便[1]。

由于格子板的固定螺栓孔不能根据实际情况合理地设计，在磨机运作过程中，容易造成螺栓的损坏，进而导致格子板的磨损甚至脱落。同时，矿浆在格子板的作用下排出，格子孔的筋板容易发生断裂，进而导致格子板内部结构的磨损，使球磨机停车检修，影响生产效益[2]。

1.2衬板存在的问题

格子型球磨机具有冲击破碎和研磨的特点，内部含有大量的钢球、矿浆和块状物料等，工作环境恶劣。在这种磨矿条件确定了衬板和提升条不断发生磨损的运行形式，而且衬板和提升条在被磨损后，将会影响内部物料所能达到的高度，造成大量能量损失，降低磨矿效率[3]。

格子型球磨机在进行工作时，衬板的扭矩分配受提升机高度、提升機数量和轧机速度的影响，因此会产生较多的机械磨损[4]。同时衬板产生的质量问题，如断裂、耐磨性差等造成衬板更换频率大幅度提高，设备的运转率降低、磨矿成本提高，最终都会对磨矿效率产生不可忽视的影响[3]。

2改造方案

2.1格子板改造方案

根据球磨机格子板的相关参数，将格子板根据实际情况，由锰钢材料改为聚氨酯材料或者含一些锰、铬、镍等金属的抗磨铁材料，并且可通过试验按照一定的比例，添加Mo和Ni等元素以强化格子板的基体强度，严格控制相关的参数设定范围，切实保障运作的效果。

根据实际情况，可将球磨机的格子板由最初设定的1圈改为允许的2圈，即每两块格子板由径向环形相邻的格式改造为径向相邻的模式。同时将格子板的固定点由纵向改为横向，与槽板形成“#”形固定。在格子板的格子孔中，隔条将其中的筋板厚度由4cm 改为5cm，在一定程度上加厚加宽以消减磨损。

2.2衬板改造方案

筒体衬板的改造：衬板结构采用更符合真实生产情况的双波峰结构，如图1所示（分别是单峰型、双波峰型），球磨机在运转过程中内部许多磨球呈泻落状接触，得以实现对入磨物料进行研磨。

筒体衬板原排数为48排，现将衬板排数由48排减少至32排，同时将筒体部二段分布改为三段分布，可以增强其抛落时的破磨能力，利于磨矿效率的提升。填充物在一定程度上降低能耗，减小衬板磨损的程度[5]。通过增大筒体衬板面角来降低磨球被提升的高度，以减少磨球对衬板的冲击力。原筒体衬板提升条面角为56°，现将筒体衬板面角增大至60°[6]。

端衬板的改造：端衬板设计的结构为两段分割[3]。增加衬板之间的间隙，可提高球磨机性能。同时合理地提升条间隙可最大限度地增加物料提升率，减少夹料现象的发生，提高了球磨机使用性能。

3改进效果

3.1格子板改进效果

通过后期一定的生产效果可见，格子板材料的改进在一定程度上增加了其抗磨损能力，降低了使用成本，延长了使用寿命，并且减少了材料本身的重量，在一定程度上节省了电能消耗，极大地方便了工作人员进行更换和拆卸。

格子板的圈数增加，在一定程度上延长了其使用寿命，减少了频繁更换，固定点的位置改变，与槽板形成较好的固定方式，极大地避免了格子板向一侧倾斜。同时格子板筋板加厚加宽后，其耐冲击性增强，减小了断裂概率，切实有效地减轻了格子板内部结构的磨损情况。

3.2衬板改进效果

经此改造后一套磨机筒体衬板理论总重量大约增重100kg左右，衬板使用寿命可平均延长接近一倍[3]。衬板由单波峰设计结构更改为双波峰设计结构后单件重量将会有所增加，整台机筒体衬板也将增重。当磨机端衬板采用三段分割的设计结构时，端衬板磨损报废后只需按需要更换内衬板的中下部与外圈端衬板。内圈端衬板的上部可长期使用而不需更换[6]。

4 结语

通过分析格子型球磨机中格子板和衬板的重要作用，总结这两大结构的相关问题，利用一定的技术和方法进行结构优化。格子型球磨机的两种结构改造，经过科学地分析之后，通过改用格子板材料，改变格子孔排列顺序，加厚加宽筋板，改装衬板等措施，将这两个部位同时进行改造，对球磨机进行改装，预计效果会叠加增幅，延长磨机使用寿命，降低磨矿成本，大大提高磨机效率，提高产业竞争力，创造更大效益。

参考文献：

[1] 任壮林，高军雷. 球磨机格子板的改造实践[J].中国矿业，2015，24（01）：155-156.

[2] 臧宝金，张振涛，刘子冰.半自磨机格子板损坏分析及改造实践[J].环球市场，2019，（22）：354，357.

[3] 谢卓宏，张岁庚.半自磨机及球磨机衬板结构的改进[J].有色金属（选矿部分），2019，（1）：73-77.

[4] 刁晓刚，李卫，王春民.大型半自磨机筒体衬板结构优化及应用[J].矿山机械，2020，48（2）：39-44.

[5]Cleary，P.W.，2009.Industrial particle flow modelling using discrete element method.Eng.Comput.26，698–743.

[6] 蔡国.湿式格子型球磨机衬板的几点改进[J].新疆有色金属，2014，（2）：87-88.

作者简介：

第一作者：刘娇娇（2000-），女，汉族，山东德州人，本科在读，研究方向：矿物加工工程

第二作者：张明慧（1996-），女，汉族，山东荣成，本科，学生，研究方向：矿物加工工程

第三作者：郑国庆（1999-） ，男，汉族，山东肥城，本科，学生，研究方向：勘查技术与工程