郭 華

(河鋼集團礦業(yè)有限公司石人溝鐵礦，河北 唐山 064200)

0 引言

近年來國內大量引進國外先進的破碎機。在眾多國外先進的破碎機中，美卓公司HP系列的中、細碎設備圓錐破碎機，具有處理能力高，結構簡單和維護方便的特點，能大幅度提高選礦廠的生產效率。但由于無相應配套的給礦系統(tǒng)與進口設備匹配，使得破碎機難以實現(xiàn)均勻給礦，運行料位不穩(wěn)定，設備故障率偏高，導致襯板磨損不均勻、環(huán)跳大、釋放缸和鎖緊缸漏油、銅套磨損等故障問題頻發(fā)。

1 給料斗設計

1.1 存在問題

原設備無相應的給礦料斗，由于給礦靠調節(jié)給礦膠帶速度來實現(xiàn)，當膠帶速度變化時，給料落點也會出現(xiàn)相應的變化，導致大部分情況下物料無法落到分料盤上部，出現(xiàn)給料偏析、不均等問題，同時由于物料高速拋落產生大量揚塵，給環(huán)保工作帶來很大壓力。原給礦情況見圖1[1]。

圖1 原給礦情況

1.2 設計方案

在原給礦膠帶機頭安裝一緩沖料斗，物料經料斗緩沖后，正對分料盤，既解決了物料布料不均出現(xiàn)偏析的問題，又降低了現(xiàn)場揚塵，設計給礦結構見圖2。該給料斗可根據不同型號、不同給礦粒度選擇不同尺寸。

圖2 設計給礦情況

2 料位控制系統(tǒng)改造設計

2.1 存在問題

原設備配套使用的料位控制系統(tǒng)采用手動調節(jié)膠帶速度來實現(xiàn)擠滿給礦，但由于礦石中含水量、含泥量及粒徑大小的變化都會影響上部料斗給到上礦膠帶的礦量，從而導致破碎機料位變化頻繁，需要不斷手動進行調整修正，很難保證破碎機料位的穩(wěn)定。

2.2 設計方案

HP系列破碎機工作時的料位是相對穩(wěn)定的，不允許出現(xiàn)較大波動，以HP500為例，其工作時料位要求在分料盤上方300 mm，該設計采取一種最為簡單可靠無滯后的PID控制方式來實現(xiàn)料位的穩(wěn)定。

破碎機給礦采用緩沖倉直接自然落料到上礦膠帶上的設計，無給料閘板或電振等給料設施，膠帶機采用變頻器控制，給礦量大小直接受膠帶速度控制。當礦石含水量、含泥量和粒度等發(fā)生變化而影響膠帶上物料厚度時，通過調整膠帶速度即可修正給礦量，給礦機構見圖3。

圖3 給料機構

因此可以僅采用破碎腔料位作為單一變量，將用來檢測料位的超聲波料位計的輸出信號給PID控制器的變頻器，控制膠帶傳動電機運轉頻率，實現(xiàn)精確穩(wěn)定給礦的目的，控制系統(tǒng)結果圖見圖4[2]。

圖4 控制系統(tǒng)結構圖

3 應用效果

3.1 生產指標提升

該設計在冀東某磁鐵礦已得到成功應用，該礦年設計原礦處理能力200 萬t，裝備有HP500圓錐破碎機3臺，根據2018年至2020年生產情況比較，改造后HP500圓錐破碎機生產效率和-12 mm產率有了顯著提高，臺時能力由原460 t/(臺·h)提高到510 t/(臺·h)，平均提高50 t/(臺·h)；-12 mm產品產率由原41.1%提高到48.5%，平均提高7.4%；作業(yè)率由原57.4%降到51.7%，降低了6.7%，生產指標取得了明顯的提升。

生產指標提升情況見表1。

表1 生產指標提升情況

3.2 備品備件使用壽命延長

通過該設計改造，消除了圓錐破碎機給料偏析和料位不穩(wěn)的問題，使得襯板在整個使用周期始終處于均勻磨損狀態(tài)，消除了偏磨現(xiàn)象，使用壽命明顯延長；同時圓錐破碎機的環(huán)跳現(xiàn)象得以緩解，使得銅套、鎖緊缸、釋放缸、座襯等的使用壽命也明顯延長，降低了破碎機的使用成本、縮短了檢修時間。由2018年至今檢修維護數據統(tǒng)計，各部件使用壽命見表2。

表2 改造前后各部件使用壽命

由表2可知，采用該設計后襯板使用壽命延長了由原來的312 h延長至353 h，延長了41 h；上銅套和下銅套使用壽命延長了50%以上；鎖緊缸使用壽命延長一倍；釋放缸和座襯板使用壽命延長50%以上。

4 效益分析

1)該設計在冀東某磁鐵礦的應用使HP500圓錐破碎機各部件的使用壽命均得到了明顯延長，僅襯板消耗一項每年可節(jié)約資金23 萬元，其他備件節(jié)約資金約8 萬元，直接經濟效益31 萬元/年。

2)該設計使在冀東某磁鐵礦的圓錐破碎機臺時能力提高10%以上，因此相應的破碎系統(tǒng)產能增加了10%以上，但由于該礦采礦設計能力限制，導致產能無法進一步提高，所以作業(yè)率進一步降低。因膠帶、篩子等其他設備設施的使用成本與破碎機生產效率成反比，破碎機臺時能力的提高使得其他設備設施運行成本降低10%以上，年可節(jié)約運行成本10 萬元以上。

5 結語

該設計具有結構簡單、運行穩(wěn)定的特點，僅需對給料斗進行改造，在原設備裝備的基礎上即可實現(xiàn)。該系統(tǒng)在冀東某磁鐵礦投入運行后，圓錐破碎機運行的動態(tài)穩(wěn)定性有了極大的提高，運行中不存在物料偏析的情況，料位的穩(wěn)定，破碎機可保持擠滿給礦的狀態(tài)，消除了襯套偏磨、環(huán)跳等現(xiàn)象，襯板使用壽命延長13%以上，銅套、釋放缸等的故障率降低50%以上，鎖緊缸使用壽命延長一倍；破碎機生產效率的提高擴大了破碎系統(tǒng)的產能，進一步降低了破碎系統(tǒng)的單位運行成本。