陳世宏，許 強

（銅陵有色金屬集團股份有限公司 金冠銅業(yè)分公司，安徽銅陵 244000）

銅陵有色金冠銅業(yè)是繼美國科尼科特和山東祥光銅業(yè)后第3 家采用Kennecott-Outotec 閃速冶煉及閃速吹煉工藝的冶煉廠。 由于此工藝是利用原料表面積大，獲得較高的反應率，因此要求投入吹煉爐的冰銅粉具有很小的顆粒度且需深度干燥脫水。 冰銅粉的研磨和干燥是通過萊歇立磨及配套熱風爐處理完成的，俗稱冰銅磨。冰銅磨在金冠銅業(yè)已連續(xù)使用6 年多，其處理的冰銅粉可以滿足工藝生產需求。

1 工藝要求

1.1 閃速吹煉爐原料的生產工藝

金冠銅業(yè)閃速熔煉爐產出的冰銅經過水淬后產生顆粒狀含水約10%的濕冰銅。 濕冰銅通過3 臺撈冰銅機、81# 膠帶機及堆料機被輸送至圓形冰銅堆場進行儲存，并預脫水至含水率在4%~6%之間后，再通過取料機和83#、84# 和85# 膠帶機輸送至冰銅磨進行干燥研磨處理。

1.2 濕冰銅成分及粒度參數

經過圓形堆場預脫水后,濕冰銅水分在4%~6%，平均5%；粒度直徑80%小于5 mm，且粒度直徑100%小于50 mm；冰銅運輸密度為2.88 kg/dm3，冰銅存儲密度為3.5 kg/dm3，冰銅承載密度為5.5 kg/dm3。表1 為選取的部分樣品冰銅成分。

表1 冰銅成分 %

1.3 冰銅粉參數

根據閃速吹煉爐工作原理， 在閃速吹煉爐內進行快速反應的冰銅粉必須具備深度脫水及粒度小的特點,因此必須對濕冰銅進行干燥和研磨處理，使其達到產品細度R74 μm＜20%、水分≤0．2%的要求。

2 冰銅磨結構組成及工作原理

金冠銅業(yè)整套冰銅處理系統(tǒng)主要由1 套冰銅磨主體部分（冰銅磨本體和配套熱風爐）、1 套布袋收塵系統(tǒng)和1 臺收塵引風機等部分組成。

2.1 冰銅磨本體主要組成

冰銅磨系統(tǒng)主要由喂料回轉閥、選粉機和磨機本體及液壓系統(tǒng)等輔助部分組成，詳見圖1。其中,磨機本體和選粉機作為原料的研磨和篩分設備，是整臺磨機的核心單元。磨機本體部分組成為：1）電機和減速機，作為驅動部分；2）磨盤和襯板，為物料提供料床支撐；3）磨輥和輥套，起到研磨物料作用；4）磨輥液壓系統(tǒng)，為研磨物料提供壓力；5）磨輥和減速機潤滑系統(tǒng)，為磨輥軸承和減速機提供潤滑；6）支撐、平臺及管路等輔助系統(tǒng)。選風機主要組成為：1）電機和減速機，為驅動部分；2）上下軸承，為支撐部分；3）籠型轉子，為篩分核心部件。

圖1 冰銅磨結構組成

2.2 冰銅磨處理物料工作原理

濕冰銅進入喂料回轉閥， 首先通過斜槽落入磨盤中心位置。由于磨盤旋轉運動產生離心力作用，物料被甩入磨輥下方的工作面，大塊物料被壓碎。碎物料受壓后形成一層料床，顆粒之間相互摩擦、剪切使棱角和邊緣剝落，從而被粉碎。粉碎后的物料由熱風爐的熱氣流烘干， 粒度合格的粒子可以通過磨機上方的選風機而進入收塵設備， 粒度較大的大顆粒冰銅被選粉機甩出并落入磨盤與喂入的新料繼續(xù)被碾磨。冰銅粉粒度由選風機的轉速來控制，碾磨的壓力除了磨輥的自重外還依靠1 套液壓裝置提供的壓力， 磨盤上部分不能被研磨的大顆粒物料或者異物可通過返料口直接被甩出，詳見圖2。

圖2 冰銅磨原料處理過程示意

3 冰銅磨使用情況及故障處理

金冠銅業(yè)冰銅磨自2013 年1 月投入運行，至2014 年5 月期間運行非常穩(wěn)定，處理量60～110 t/h。磨機振動值平均約為6 mm/s，返料量非常少（約1 t/d），磨機振動大跳車次數少，非常容易操作。 2014 年5 月大修期間計劃將3 個工作面磨損嚴重的輥套進行更換，磨損輥套可詳見圖3。

圖3 工作面磨損嚴重的輥套

然而，更換輥套后，同年6 月磨機帶料運行卻發(fā)生了磨輥輥套大端剝落、磨機撒料等問題。以下針對這些問題的發(fā)生原因進行分析， 并提出相應的解決方案。

3.1 磨輥輥套大端剝落及處理

3．1．1 剝落情況

當時磨機運行很不穩(wěn)定，有振動大跳車情況；返料非常嚴重，最高可達喂料量10%左右。在次日打開磨門檢查發(fā)現(xiàn)3 個新輥套大端處均有不同程度的剝落，詳見圖4。

圖4 輥套大端剝落

3.1.2 原因分析及處理措施

經過與輥套制作廠家共同分析導致新輥套大端剝落的3 種可能的原因：1）可能為輥套大端與擋料環(huán)間隙小而接觸導致大端被碰碎；2）輥套耐磨材料制作有問題；3）新輥套R 角不合適，導致新輥套大端與襯板發(fā)生接觸，進而表現(xiàn)為磨機運行振動大，輥套大端耐磨材料剝落。

2004 年7 月，輥套制作廠家堆焊輥套時將輥套R 角由 20°調整至 40°（詳見圖 5）。 調整后,輥套再未發(fā)生剝落情況，磨機運行情況逐步趨于穩(wěn)定?？梢娸佁識角不合適是輥套大端剝落的主要原因。

圖5 輥套R 角調整

3.2 磨機撒料

3.2.1 返料問題

2014 年大修后，出現(xiàn)冰銅磨帶料運行返料最大可達10%左右，這與大修前4~8 t/d 相差較大，已影響到吹煉爐正常穩(wěn)定給料，返料情況可詳見圖6。

圖6 冰銅磨返料量大

3.2.2 原因分析

1）2014 年6 月剛開始返料量非常大，主要是由于大修期間將擋料環(huán)割除20 mm 高度及輥套大端剝落導致研磨效率下降共同造成。 將割除擋料環(huán)恢復后，返料量得到控制，但返料量也非常大。

2）2014 年7 月將剝落輥套進行堆焊后，返料量雖有所減少但仍然偏大， 通過對磨機操作參數進行多次試驗， 發(fā)現(xiàn)磨機進出口壓差越大， 磨機振動越小。 因此采用高干燥量、低研磨壓力的操作方法，提高磨機進出口壓差，有效控制了返料量，但返料口蓋板必須打開。

3）2015 年10 月對冰銅磨磨盤襯板和擋料環(huán)進行更換后，按照圖7 進行輥套與擋料環(huán)間隙測量并記錄，詳見表2。

圖7 輥套與擋料環(huán)測量間隙示意

表2 2014～2015 輥套與擋料環(huán)間隙量

由表 2 可知，2014 年 5 月大修后,1# 磨輥輥套與擋料環(huán)間隙較?。? mm）導致研磨效率低，進而很難形成穩(wěn)定的料層，特別是低干燥量的時候，磨機振動大，返料量也大。 按照萊歇給出的數據，輥套與擋料環(huán)間隙參考值為6~10 mm。 2015 年10 月大修期間，將1# 磨輥與擋料環(huán)之間的間隙進行了調整，之后研磨效率明顯提高，磨機振動平穩(wěn)，返料量明顯減少。將擋料環(huán)高度在原來基礎上增加了20 mm，擋料環(huán)整個高度達到140 mm。這樣使得冰銅料層更加穩(wěn)定，磨機振動?。ㄕ駝又灯骄?~5 mm/s），且返料口蓋板可以關閉，返料量恢復至2014 年大修前水平（約1 t/d），可見研磨效果非常好。

3.3 遇到的其他故障

冰銅磨除上述較大問題以外還遇到過以下問題：1）喂料回轉閥電機和減速機之間力矩保護器損壞。 萊歇公司為保護喂料回轉閥電機設置力矩保護器，可現(xiàn)場頻繁啟動已導致力矩保護器內滾珠磨損損壞，發(fā)生多次故障而影響生產，后將電機保護電流下調直接取消力矩保護器使用，截止目前未發(fā)生異常。2）1#和2#磨輥液壓缸工作側漏油。1#、2#磨輥液壓缸工作側均發(fā)生過漏油故障，通過更換O 型圈及定期復緊螺栓處理，再未發(fā)生類似故障。 3）1# 磨輥搖臂軸承座螺栓斷裂。 1#磨輥搖臂軸承座4 個固定螺栓斷裂3 個，所幸及時發(fā)現(xiàn)，停磨機未引發(fā)其它故障。經分析，螺栓斷裂可能是因為軸承座固定螺栓機械防松失效導致螺栓承受較大剪切力而斷裂，將所有固定螺栓更換并定期復緊后，類似故障再未發(fā)生。

4 冰銅磨維護要點

冰銅磨作為金冠銅業(yè)“咽喉”設備，其正常穩(wěn)定運行直接關系著公司產量的完成。自冰銅磨運行以來，除遇到上述故障以外，總體運行相對平穩(wěn)。在冰銅磨的使用和維護過程中，總結出以下幾點維護要點。

4.1 關注潤滑

冰銅磨的重要潤滑主要體現(xiàn)在減速機的潤滑、磨輥軸承的潤滑和選粉機上下軸承的潤滑上。 尤其需要特別關注選粉機上下軸承的潤滑，因為選粉機上下軸承工作在高溫磨機內部，若軸承得不到充分潤滑則容易損壞，更換起來也極其不容易，一般只能在大修期間才有時間檢修。所以，平時要多關注選粉機潤滑脂泵是否處于正常工作狀態(tài)。

減速機和磨輥軸承的潤滑，萊歇公司安全性設置考慮較多，可適當多加關注，并定期檢測潤滑油油品決定是否更換。

4.2 及時緊固螺栓

冰銅磨作為振動很大的大型設備，其固定螺栓長時間在振動狀態(tài)很容易造成松動，若不及時進行緊固處理將造成更大的設備故障，所以定期對其螺栓緊固顯得十分必要的。 這個周期通常是1 個月左右，緊固的螺栓位置應包括基座固定螺栓、主減速機固定螺栓、液壓缸桿頭緊固螺栓、搖臂軸承座緊固螺栓、搖臂固定螺栓和磨輥固定螺栓等。

4.3 關注耐磨易損件

由冰銅磨工作原理可知，磨輥輥套直接在磨盤襯板上研磨物料，所以磨輥輥套和磨盤襯板是整個磨機最為主要的易損件。根據實際生產經驗，金冠銅業(yè)輥套可連續(xù)使用約7 000 h，按照平均90 t/h 的處理量計算，可處理630 kt 濕冰銅。連續(xù)使用7 000 h后，輥套工作面磨損嚴重呈現(xiàn)凹槽狀，需要考慮輥套堆焊或是更換；若繼續(xù)使用則會造成輥套母材受損而造成整個輥套的報廢。 磨盤襯板磨損量相關較少，可連續(xù)使用約16 000 h。 除上述耐磨件以外，平時也需關注殼體因磨損變薄情況， 防止增加系統(tǒng)的漏風。

5 結語

目前，冰銅磨在金冠銅業(yè)已連續(xù)運行6 年多了，其在研磨和干燥冰銅方面的應用十分合適。 運行期間，雖然出現(xiàn)了一些問題，但是金冠銅業(yè)在其使用及維護過程中積累了經驗， 使設備總體運行穩(wěn)定，為“雙閃”工藝提供了合格的冰銅原料。