朱佳欽 黃宋魏 呂晉芳 汪 洋 尉佳怡 趙 凱 曾 理

（昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院）

選礦生產(chǎn)中，原礦被破碎、研磨工藝處理的效果越好， 有用礦物和脈石礦物之間單體解離的程度就會(huì)越高， 則相應(yīng)后續(xù)選別流程的效率也會(huì)提高［1，2］。 實(shí)踐證明，保持筒體內(nèi) 的鋼球填充率和鋼球的球徑級(jí)配比相對(duì)穩(wěn)定， 可使球群中始終存在更小的堆積空隙［3］，增加礦石與研磨體的接觸面積， 而且更穩(wěn)定的填充率還能保證球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速基本與球磨機(jī)轉(zhuǎn)速相等，一定程度上遏制磨機(jī)有用功的減少［4］。 相比直接提高球磨機(jī)功率［5］或更換磨機(jī)結(jié)構(gòu)和襯板材料［6］等手段，其成本較低，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)更為明顯。

穩(wěn)定的介質(zhì)填充率意味著要實(shí)時(shí)補(bǔ)充因磨損或腐蝕造成的鋼球損耗。 目前，國(guó)內(nèi)選礦廠磨礦介質(zhì)基本由操作工人手動(dòng)補(bǔ)充， 勞動(dòng)強(qiáng)度大、加球量計(jì)算不準(zhǔn)確且加球曲線不夠平滑，導(dǎo)致這種補(bǔ)加方式易造成補(bǔ)加鋼球時(shí)鋼介質(zhì)充填率反而不能達(dá)到要求，以至降低了磨礦效率［7］。 自20世紀(jì)70 年代以來(lái)， 為了克服人力加球存在的各種缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)各選礦廠開始自研加球設(shè)備并投入使用。 到21 世紀(jì)，各種型號(hào)的自動(dòng)加球設(shè)備已經(jīng)在攀鋼、太鋼及中國(guó)黃金等企業(yè)推廣應(yīng)用，在優(yōu)化球磨機(jī)裝補(bǔ)球工藝、發(fā)揮球磨機(jī)生產(chǎn)效能等方面都起到了重要作用。 由于國(guó)內(nèi)現(xiàn)役的加球機(jī)型號(hào)繁雜，功能各異，因此筆者將從結(jié)構(gòu)組成、工作原理、性能特點(diǎn)及應(yīng)用效果等方面對(duì)常見的自動(dòng)加球設(shè)備進(jìn)行歸類與闡述，并結(jié)合近幾年對(duì)加球設(shè)備的改進(jìn)方向， 探討自動(dòng)加球技術(shù)未來(lái)的發(fā)展。

1 自動(dòng)加球設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一套完整的自動(dòng)加球設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)包括加球系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及故障預(yù)防與排除系統(tǒng)等［8］。 加球系統(tǒng)是加球設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵設(shè)備。 根據(jù)從球倉(cāng)中抓取鋼球方式的不同，自動(dòng)加球系統(tǒng)可分為滾筒式、轉(zhuǎn)盤式和提升機(jī)構(gòu)式3 種不同類型。

1.1 滾筒式加球

滾筒式加球機(jī)構(gòu)是目前應(yīng)用最為廣泛的加球機(jī)構(gòu)， 國(guó)內(nèi)如ZJQ、pk-zq 及LBJ 等系列加球機(jī)等均采用此類構(gòu)型。 其工作原理是傳動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)鋼球接觸到滾筒時(shí)，焊接在滾筒表面的球爪就可以捕獲住鋼球并將其直接送入加球口或傳輸裝置上。 典型的滾筒式加球系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1 所示［9］。

圖1 滾筒式加球系統(tǒng)

抓球滾筒上設(shè)置球爪的目的是為了保證對(duì)滾筒鋼球的捕獲，提高抓球效率，同時(shí)配合傳動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制單位時(shí)間內(nèi)的加球量。 如圖2 所示，球爪一般設(shè)計(jì)成幾個(gè)球爪分列的形式［10］。 每一個(gè)球爪最多只能抓取一個(gè)鋼球，使其無(wú)法從球爪上掉落。 當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)球爪經(jīng)過梳狀底板時(shí)，球爪穿過梳齒之間的空隙，抓取梳狀底板上的鋼球，鋼球隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)而掉入出球口輸出。

圖2 加球滾筒示意圖

梳狀底板則設(shè)置在進(jìn)球口，除輸出球爪上的鋼球外， 還能減少多余鋼球被帶入接球斗中，造成鋼球添加過量。 一部分加球設(shè)備還在底板上設(shè)置行程開關(guān)來(lái)監(jiān)測(cè)球爪變形程度［11］。 當(dāng)已經(jīng)損壞變形的球爪通過底板時(shí)，就會(huì)觸動(dòng)底板上的行程開關(guān)，控制系統(tǒng)及時(shí)控制電機(jī)停運(yùn)并報(bào)警，避免變形的球爪卡死滾筒，引起設(shè)備故障。

1.2 轉(zhuǎn)盤式加球

轉(zhuǎn)盤式加球機(jī)構(gòu)是對(duì)滾筒式加球機(jī)構(gòu)的改良設(shè)計(jì)，即用撿球轉(zhuǎn)盤代替抓球滾筒實(shí)現(xiàn)鋼球的抓取與對(duì)送球速度的控制［12］，其基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 轉(zhuǎn)盤式加球機(jī)結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)盤式加球機(jī)的工作原理是：當(dāng)鋼球靠重力作用， 沿料倉(cāng)管道落入撿球轉(zhuǎn)盤上的轉(zhuǎn)盤孔時(shí)，系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)通過帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤按一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，直到下一個(gè)空的轉(zhuǎn)盤孔轉(zhuǎn)入到料倉(cāng)管道孔。 當(dāng)轉(zhuǎn)盤上的撿球孔旋轉(zhuǎn)到與出球槽一致時(shí)，鋼球從出球槽掉落進(jìn)料斗里。 轉(zhuǎn)盤式加球機(jī)對(duì)鋼球的加取數(shù)量的計(jì)數(shù)更精確，但因加球速度較慢、可靠性不高等缺點(diǎn)，在實(shí)際選礦生產(chǎn)中應(yīng)用并不常見。

1.3 提升式加球

中型和大型球磨機(jī)的加球口位置普遍偏高，因此很多自動(dòng)加球設(shè)備采用提升機(jī)構(gòu)將鋼球送入加球口［13］。 從圖4 可以看出，提升式加球機(jī)仍然是對(duì)滾筒式的改良，即將球爪或球斗運(yùn)輸鋼球的載體改成了皮帶或提升鏈條。 加球過程為：鋼球由輸球機(jī)向鋼球提升機(jī)輸送后， 球斗抓取鋼球，再通過鋼球提升機(jī)將鋼球提升至球磨機(jī)給礦口，鋼球受重力落入進(jìn)球口。

圖4 提升機(jī)構(gòu)式加球設(shè)備結(jié)構(gòu)

提升機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度理論上可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況任意調(diào)節(jié)，且本身占用平面面積小，該加球方案對(duì)選礦廠安裝條件的要求較低，對(duì)球磨機(jī)型號(hào)的限制少，適配性很強(qiáng)，一般多與其他加球機(jī)搭配使用。 一部分采用鏈條提升的加球機(jī)設(shè)計(jì)，還將在每節(jié)鏈條上的加球爪改為特殊設(shè)計(jì)的料斗［14，15］，使得鋼球在提升過程中更穩(wěn)定。

2 檢測(cè)與控制

2.1 檢測(cè)系統(tǒng)

加球設(shè)備的檢測(cè)系統(tǒng)由球倉(cāng)物位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和加球數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)組成。

為保障加球過程不會(huì)因缺料產(chǎn)生中斷，加球設(shè)備必須具備對(duì)球倉(cāng)物位監(jiān)測(cè)功能。 球倉(cāng)物位監(jiān)測(cè)多采用反射式光電檢測(cè)開關(guān)作為探測(cè)元件，開關(guān)上發(fā)射管發(fā)射出一定強(qiáng)度的紅外光，接收管則接收被反射回來(lái)的紅外光，根據(jù)紅外光的強(qiáng)度變化輸出對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)。 通過分別設(shè)置上、下位檢測(cè)開關(guān)，檢測(cè)系統(tǒng)可以判斷球倉(cāng)中鋼球大致的料位情況［16］。

加球數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)則保障了系統(tǒng)對(duì)所加鋼球數(shù)量的精準(zhǔn)控制。 早期采用限位開關(guān)與機(jī)械機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)的方式，每加一個(gè)鋼球，限位開關(guān)就接通一次，計(jì)數(shù)器線圈通電，銜鐵片吸合，帶動(dòng)計(jì)數(shù)器走動(dòng)一個(gè)數(shù)字［17］。 由于被遮擋時(shí)會(huì)發(fā)出穩(wěn)定的單次脈沖信號(hào)，加球數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)用對(duì)射式光電檢測(cè)器。 對(duì)射式光電檢測(cè)器作為非接觸式檢測(cè)器，因具有抗干擾能力強(qiáng)、分辨率高及響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，逐漸取代了機(jī)械計(jì)數(shù)器。 由于體積較小，成本低廉，部分檢測(cè)器通過在球道一側(cè)不同高度設(shè)置多個(gè)檢測(cè)窗口，不同球徑的鋼球通過時(shí)被遮擋的光接收器的數(shù)量也不相同，據(jù)此便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同球徑鋼球的分類計(jì)數(shù)［18］。 加球數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)如圖5 所示。

圖5 加球數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)

2.2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是加球設(shè)備的中樞。 如圖6 所示，控制系統(tǒng)由控制主機(jī)和人機(jī)接口兩部分組成。工業(yè)過程控制一般采用PLC 作為控制主機(jī)［19］，可選用西門子和三菱產(chǎn)品，如S7 系列、FX1S、FX1N 系列等。

圖6 自動(dòng)加球設(shè)備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

人機(jī)界面HMI 是操作人員與控制系統(tǒng)交互的手段，也是獲取實(shí)時(shí)信息的媒介。 早期人機(jī)界面多以控制臺(tái)/控制柜上的點(diǎn)陣顯示屏和若干獨(dú)立的按鍵組成，可顯示信息少，菜單調(diào)用的步驟也比較繁瑣。

隨著工控一體電腦逐漸走向成熟，現(xiàn)在的人機(jī)接口多是由基于組態(tài)軟件等開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件所開發(fā)的虛擬操作界面構(gòu)成。 只需將操作界面打包，錄入到工控電腦里，就能由操作人員通過觸控屏完成與系統(tǒng)之間的信息傳遞與交換［20］。 配合直觀的展示方式，操作人員可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)完成加球模式的切換，并對(duì)加球過程中涉及到的所有數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)和監(jiān)控，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)加球機(jī)的不良運(yùn)行狀態(tài)［21］，制定并實(shí)施相應(yīng)的調(diào)整策略。

3 故障預(yù)防與排除設(shè)備

自動(dòng)加球設(shè)備最常見的故障是堵球故障，即儲(chǔ)球箱的輸出過程和往球磨機(jī)的送料過程中，各種原因造成鋼球堆積無(wú)法被正常運(yùn)輸。 一般認(rèn)為造成鋼球堆積的原因如下：

a. 加球設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用發(fā)生變形，無(wú)法及時(shí)帶走鋼球，造成儲(chǔ)球箱出料口產(chǎn)生堆積；

b. 下料速度與料斗送料速度不協(xié)調(diào)。

為解決鋼球堆積， 各種防堵球設(shè)計(jì)被提出，工作原理如圖7 所示。 其中，球倉(cāng)出口處安裝有阻尼，降低鋼球從球倉(cāng)滾落時(shí)的速度。 在儲(chǔ)球箱出口處延至梳狀底板處設(shè)置有一定深度的導(dǎo)球槽［22，23］，使鋼球進(jìn)料更有序。在儲(chǔ)球箱與抓球裝置之間設(shè)置擋板，同時(shí)在儲(chǔ)球箱輸出過道中還設(shè)置有振動(dòng)裝置［24］。 振動(dòng)裝置通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)緩存球道以一定的頻率振動(dòng)，打破鋼球堆積處之間力的平衡，讓堆積的鋼球更容易松動(dòng)。

圖7 防堵球設(shè)備工作原理示意圖

一部分自動(dòng)加球設(shè)備選擇在球道正下方設(shè)置疏堵裝置。 疏堵裝置由撥桿和鋼軸組成［25］，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)控到球道處于堵球狀態(tài)時(shí)，便會(huì)發(fā)出控制信號(hào)啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)通過軸承帶動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。 疏堵裝置上的撥桿會(huì)跟著疏堵裝置一起運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)至堵球處時(shí)， 撥桿會(huì)打破鋼球之間力的平衡，從而使鋼球振動(dòng)，進(jìn)而完成疏通工作。

4 自動(dòng)加球設(shè)備的應(yīng)用效果

4.1 優(yōu)化裝補(bǔ)球工藝

自動(dòng)加球系統(tǒng)因?yàn)閹в屑忧驍?shù)量統(tǒng)計(jì)功能，相比人工加球添加精度更高。 某選礦廠的MQY型自動(dòng)加球機(jī)球磨機(jī)投入試運(yùn)行后［26］，運(yùn)行過程中測(cè)得的鋼球添加質(zhì)量與鋼球添加總數(shù)與實(shí)際值相比誤差幾乎可以忽略不計(jì)，詳見表1。

表1 加球機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)與人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比

精確的鋼球添加量意味著在一班次內(nèi)消耗掉的鋼球量不變的情況下，系統(tǒng)不僅能保持加球曲線更加均勻和平滑，還能在初始加球后根據(jù)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)選定更合理的加球區(qū)間、最佳加球節(jié)點(diǎn)、單次加球量和加球次數(shù)。

4.2 發(fā)揮球磨機(jī)效能

生產(chǎn)實(shí)踐證明，加球機(jī)的應(yīng)用對(duì)于各項(xiàng)磨礦指標(biāo)都有明顯提升。

烏山銅鉬礦選礦廠應(yīng)用加球機(jī)實(shí)現(xiàn)半自磨機(jī)區(qū)間加球技術(shù)后，半自磨機(jī)的處理能力為873 t/h， 較常規(guī)加球方法的半自磨機(jī)處理能力提高了4 t/h［27］。 城門山銅礦選礦廠自動(dòng)加球技術(shù)實(shí)施前、后磨礦細(xì)度達(dá)標(biāo)率曲線如圖8 所示。由圖8可以看出，加球機(jī)投運(yùn)后，球磨機(jī)磨礦細(xì)度達(dá)標(biāo)率相比投入前提升了近13%。 依照磨礦效率對(duì)于選礦廠經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的影響關(guān)系［28］，磨礦效果提升1%，每臺(tái)球磨機(jī)處理量就能提高1.5 t/h。

圖8 自動(dòng)加球機(jī)實(shí)施前、中、后期磨礦細(xì)度達(dá)標(biāo)率曲線

除磨礦細(xì)度外，自動(dòng)加球機(jī)對(duì)其他工藝指標(biāo)的改善也較為明顯。在大紅山鐵礦廠，利用ZNJQ-1150 型自動(dòng)加球機(jī)實(shí)現(xiàn)分時(shí)均量補(bǔ)加球方式后，廠內(nèi)MZS8848 半自磨機(jī)的原礦處理量和磨礦量均得到了明顯提高，磨礦生產(chǎn)中的能量消耗也明顯降低。 此外，球磨機(jī)襯板一直存在的延展變形問題也得到改善， 使用壽命延長(zhǎng)約5.27%［29］（表2）。

表2 ZNJQ-1150 型智能加球機(jī)使用對(duì)工藝指標(biāo)的影響

在國(guó)外，自動(dòng)加球設(shè)備對(duì)磨礦生產(chǎn)的效用也得到了企業(yè)認(rèn)可。 美國(guó)明尼蘇達(dá)州的鐵礦生產(chǎn)線數(shù)據(jù)［30］（表3）顯示，在磨礦生產(chǎn)線應(yīng)用比利時(shí)馬科托公司生產(chǎn)的自動(dòng)加球設(shè)備后，球磨機(jī)可在一個(gè)較前明顯降低的目標(biāo)功率下作業(yè)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)沒有產(chǎn)生負(fù)面影響，即加球設(shè)備的使用降低了球磨機(jī)最佳工作狀態(tài)時(shí)需要的功率，降低了能耗，同時(shí)球磨機(jī)鋼耗也明顯降低，證明加球設(shè)備的確緩解了生產(chǎn)作業(yè)中球磨機(jī)存在的高耗能和高耗鋼問題。

5 自動(dòng)加球技術(shù)的最新發(fā)展

5.1 智能化

隨著新的控制技術(shù)的發(fā)展，加球設(shè)備的智能化水平的提高逐漸成為可能。 近年來(lái)，對(duì)于加球設(shè)備智能化的研究方向主要集中于3 點(diǎn)：

a. 引入新型控制方法。 由于磨礦運(yùn)行過程的高度復(fù)雜性、 非線性和許多外部因素的影響，建立表征動(dòng)態(tài)設(shè)定關(guān)系的精確數(shù)學(xué)模型非常困難。文獻(xiàn)［31］提出利用模糊控制來(lái)解決磨礦控制問題最常用的過程控制方法，即用總結(jié)歸納好的專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的人工智能控制系統(tǒng)模擬選礦專家的決策過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)磨礦生產(chǎn)這種時(shí)變與非線性系統(tǒng)的控制。

b. 結(jié)合球磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)制定加球方案。 現(xiàn)有自動(dòng)加球設(shè)備雖然已具備鋼球計(jì)數(shù)、物位檢測(cè)等功能，但這些數(shù)據(jù)不能反映球磨機(jī)本身的運(yùn)行狀態(tài)，因此也無(wú)法自主計(jì)算加球量，設(shè)備還是得依賴工人現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置加球參數(shù)。 考慮到鋼球互相運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性［32］，已有的理論模型并不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)球磨機(jī)內(nèi)部鋼球充填率的變化，仍需要根據(jù)實(shí)際情況選擇添補(bǔ)球時(shí)機(jī)，并制定添補(bǔ)球方案。 然而，球磨機(jī)本身自帶“黑盒”屬性，難以在生產(chǎn)過程中對(duì)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所以傾向于對(duì)球磨機(jī)外部參數(shù)進(jìn)行采集和分析，如研究發(fā)現(xiàn)機(jī)內(nèi)料球比和介質(zhì)充填率的變化會(huì)反映在總聲響和頻譜分布的變化上［33］，將聲學(xué)分析的噪聲頻譜分布原理引入球磨機(jī)生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，就可以較為精準(zhǔn)地獲得球磨機(jī)內(nèi)鋼介質(zhì)充填率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)充填率變化量及時(shí)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)數(shù)量的鋼球［34］。

c. 優(yōu)化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方式。 盡管用于加球數(shù)量統(tǒng)計(jì)的光電檢測(cè)開關(guān)本身足夠可靠，但球倉(cāng)壁可能會(huì)因鋼球擠壓而產(chǎn)生輕微形變，導(dǎo)致紅外線發(fā)射/反射的路徑發(fā)生偏斜；而且，球磨機(jī)廠房的粉塵也會(huì)改變紅外光反射強(qiáng)度，使得檢測(cè)開關(guān)輸出錯(cuò)誤的電流值， 影響系統(tǒng)對(duì)球倉(cāng)物位狀況的判斷。由于球倉(cāng)倉(cāng)壁形變程度和鋼球分布密度均不會(huì)改變其總重量大小，一種思路是通過測(cè)量鋼球數(shù)量來(lái)判斷球倉(cāng)整體的物位情況，即以重量傳感器測(cè)量得到的重量數(shù)據(jù)再扣除球倉(cāng)重量，除以單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)鋼球質(zhì)量得到大致的鋼球數(shù)量，若鋼球數(shù)量在閾值以上，則系統(tǒng)正常運(yùn)行；反之，則發(fā)出對(duì)應(yīng)空倉(cāng)報(bào)警。

5.2 不規(guī)則介質(zhì)的自動(dòng)補(bǔ)加

現(xiàn)有加球設(shè)備主要為鑄造鋼球這種規(guī)則的球型研磨體設(shè)計(jì)。 文獻(xiàn)［35］的實(shí)驗(yàn)表明，在不降低處理量，維持磨礦細(xì)度-0.007 4 mm 的情況下，將鋼段作為磨礦介質(zhì)時(shí)的中間可選粒級(jí)比鋼球介質(zhì)要高，因此為擴(kuò)展用途，有必要改進(jìn)傳統(tǒng)加球設(shè)備無(wú)法適應(yīng)不規(guī)則工件添加的缺點(diǎn)。 由于電磁鐵對(duì)于元件形狀適配性較好， 如圖9 所示，文獻(xiàn)［36］設(shè)計(jì)了一套電磁鐵抓取裝置，吸取控制系統(tǒng)操縱電磁鐵和電動(dòng)直線減速器移動(dòng)到儲(chǔ)料倉(cāng)上方，經(jīng)過傳感器定位，控制器根據(jù)儲(chǔ)料倉(cāng)傳感器得到的物料深度，控制電動(dòng)直線減速器將電磁鐵伸入儲(chǔ)料倉(cāng)，最后控制電磁鐵通斷，放下研磨體。

圖9 磁吸式加介質(zhì)設(shè)備結(jié)構(gòu)

5.3 多目標(biāo)加球技術(shù)

為了盡可能地減少加球設(shè)備的數(shù)量，減少加球設(shè)備占用寶貴的磨礦車間場(chǎng)地， 理想狀態(tài)下，同一臺(tái)加球機(jī)不做任何設(shè)備上的調(diào)整（如更換加球滾筒等）就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同研磨料的分類和添加工作。 文獻(xiàn)［37］提出如圖10 所示的可變道多目標(biāo)加球裝置，可以通過共用一套加球設(shè)備為多臺(tái)球磨機(jī)加球， 控制系統(tǒng)以控制指針為依據(jù)，根據(jù)變道裝置控制表對(duì)變道裝置的導(dǎo)向進(jìn)行切換，從而控制各個(gè)球道內(nèi)鋼球的滾動(dòng)走向，將其導(dǎo)向目標(biāo)球磨機(jī)， 當(dāng)鋼球補(bǔ)加量達(dá)到要求后暫停加球，直到下一輪加球開始。

圖10 可變道多目標(biāo)加球裝置流程

6 自動(dòng)加球技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向

自動(dòng)加球設(shè)備可以使球磨機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中保證鋼球填充率相對(duì)穩(wěn)定，在提高研磨效率的同時(shí)，磨機(jī)能量利用率、磨礦細(xì)度等指標(biāo)都得到極大提升，可有效提升選礦企業(yè)的生產(chǎn)效益。 這一點(diǎn)已經(jīng)被越來(lái)越多選礦企業(yè)認(rèn)可。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和學(xué)科交叉的深入，更多鋼球添加方法被提出，越來(lái)越多的檢測(cè)技術(shù)和控制方法被應(yīng)用于自動(dòng)加球設(shè)備的研究中。 然而，實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)缺乏難有專家經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于完善自動(dòng)加球設(shè)備的改進(jìn)工作中，而專業(yè)性和復(fù)雜性在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加球設(shè)備性能提升外，也無(wú)形中增加了選礦企業(yè)對(duì)自動(dòng)加球設(shè)備的使用門檻，尤其是對(duì)一些老舊的選礦生產(chǎn)企業(yè)，和規(guī)模上無(wú)法承擔(dān)大規(guī)?；蜉^高成本改建的中小型選礦廠，也難以投用自動(dòng)加球設(shè)備。

為了促進(jìn)自動(dòng)加球設(shè)備的推廣使用，在未來(lái)應(yīng)著重于解決設(shè)備對(duì)復(fù)雜工作環(huán)境和條件的適應(yīng)能力，加球設(shè)備也盡可能不做過多的改造就能投入生產(chǎn)。 同時(shí)，需進(jìn)一步完善加球機(jī)的自動(dòng)化程度，如添加自動(dòng)聯(lián)鎖、電子防盜報(bào)警及過載保護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)全廠設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)共享等。 總之，自動(dòng)加球設(shè)備發(fā)展關(guān)鍵在于結(jié)合選礦廠自身需求，提升可靠性，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)加球系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，真正做到選礦廠生產(chǎn)的無(wú)人值守。