国际粉碎工程领域进展4.pdf

像城 一籣_ ‘.. .‘目. 国际粉碎工程领域的新进展 续四 吴建明 北京犷冶研究总院， 北京 1 〕 刃 44 【 摘要〕 评述了国际粉碎工程领域尤其是设备方面的最新进展、 主要发展动向和特点， 内容涉及粉碎理论研究、 破 碎、 粉磨、 筛分、 分级、 耐磨材料、 超细磨、 超细分级、 特殊粉碎方法及设备等。 介绍和评述了目 前国际上最先进、 最 著名和最大规格的粉碎工程设备的最新发展， 包括瑞典s sn d 访 k 集团的液压圆锥破碎机和芬兰M 沈 旧 集团的5 扣 阳 118 体系圆锥破碎机、 我国与俄罗斯合作制造的惯性圆锥破碎机、 德国标印 p F 0 1y 丽 .公司和KHD 公司的辊压机、 芬兰 M 咖 集团的州 优 山 湘 飞B B 系列立式冲击破碎机、 瑞典M 。 罗 公司的 振动筛、 世界最大规格的自 磨机、 球磨机 和搅拌球磨机、 美国K 代 玩公司的 水力旋流器和美国De币 ck公司的高频振动细筛。 评述了我国粉碎工程的发展现 状以及与先进国家的差距. 介绍了新近出现的、 有发展前途的粉碎方法和设备。 【 关健词」 粉碎工程; 粉碎理论; 破碎; 粉磨; 筛分; 分级; 超细磨; 超细分级; 粉碎设备; 粉碎工艺; 多碎少磨; 耐磨材料 【 中圈分爽号」 T l 玲 1【 文做标识码」 A〔 文章编号」 1 003 一 88 84 2 以 ” 05一 以 幻 1 一 时 D e v e l o P me n t o f C o l l l扣I n u ti o ni nthe wo ri d C o u n d . 4 WUJi an一 面ng Beij i 雌倪n e 司 R ，h 玩 s t i t u t e ofM i ni n g an dM e t a ll u 卿， B e ij i 电 1 以 洲 牛 4 ， C h i n a A h 内 旧 d The p a per 硕 v 朋a co D i n 此 n t onth e ，e nidev el 叩二 t ， 二 n 流ndand fe at 妇 试inte 功 a l i o n alco m - 面nul ion en gi neeri ng雨 the m p h as isone q ” 甲 m e n te . 乃e p a 钾 r conc 。 衍 th伪 mnu n utionth eo 叮山 记 y ， c ru 曲 - 吨， 面11 . sc ng， 助 d 一 wear. 坦 t e ri 目 ， su pe r fine 名 ra d in g ， 3 拌 c i 以colullun ution，t h 记 即 de 甲 刀 i p ment. The p a per 司 SOIe cods and颐 veo co rnlne nts on the 二t dsv el o p n 记 n t of阮 mosta d v a n ce d ， 众 幽u sand b i 胖atconumn 曲o ne 四i p n 把 n t ， suc L.场d ra o l i c c one o ru sh e r n 拍 d e场 5 山 l d 对 c s w e d e n ， cone o ru s 卜 e 几。 5 界 朋 n se ri e s 幽d e 场M eteo 脚u p F i o 1 即 d ， th e i n ertia co n e c ru sh e r .d e bys i noan d R u s s i a i n c o 一 叩 e 叫i on， Io ner o n ls 】l e on 祖 d e 妙K llD g 旧 u p and K rU p p PolvsiusGen l 翻y ， vett ic ali mPac t c 川 s l l e oofNo司 be rgb 二 Bse ri esmad e 场 M e tso 目 旧 u pFi ul and ， vi 卜 门 t i onsc re en 。 姆 d e b y M 。 卿S w 司en， bi 留 e staut o g e nous而11 ， b 碰m 川， an d 哈tatio n b all而ll i n th e w o d d ， h y d 扭 。 l i c s ” l o n e n 坦 d e byK re 】〕 。 U S A邵 l d h i ghfr e q u e n 于 五 n e vi - b 叹i on鱿 reen lnad e b y DerrickU sA T 卜 e p a pe r ， v 翻co lnme n .onthe ds v el 叩 服nlofco llum nuti one 卿ne e 卜 1 嗯i n C 场 naan d th e d e fe 比 nce 悦 1 货 ee n C 坛 na助 d 曲m “ d ， 溉o mme n d s so me c onum nut i n g 毗比 记and e 甲 丢 i p - mentwhic h 毗 new 叨 d h a v e pote ni 诫 团 肚 k et . K ey， o r ds c onumn u ti one n 巨 n ee ri 叱; c o mnu n utionth 即 叮; 。 ru s 卜 1 邓; ghn 山 n g ， ， reen i ng; c l as s i fi c at i o n ; su- 伴 r fi ne 叨d i n g ;， u p er五 朋 c l as s i fi c at i on;comnun ut i n ge 叨 i p men t ; co n l l l‘ n 丽n g协 c h n ol o 盯;而n i 而‘ n g c ru s h 司p 耐u c t si ，; abrasi on一 二 sista ll t n la l e 石 d 3 粉磨 近年来粉磨方面的发展特点主要有 [ 收稿日 期] 2 创 拓一 1 2 一 2 8 [ 作者简介】 吴建明 1 951 一 ， 男， 北京市人， 教授级高级工程 师. 大学本科， 主要从事粉碎工程研究与开发. 1矿山选厂磨矿设备仍以滚筒式磨矿机为 主， 发展趋势是大型化和综合采用当代先进技术。 2 国内在多碎少磨理论指导下， 常规碎磨流 程人磨粒度不断减小， 从而设备能力不断提高， 单位 电耗和钢耗不断降低， 但与目前世界先进水平相比 仍有差距。 育色砚.2 1刀 ， 【 5 万方数据 像生 匕 3 国外自 磨 半自 磨 技术和设备一直在不断 发展。国内自20世纪80年代中期以来的近20 年 间， 基本处于停滞状态， 拉大了与世界先进水平的差 距. 近年来正在重新兴起。 4 我国矿山选厂磨矿流程与国际先进水平的 差距表现在两个方面， 即工艺流程配置和磨矿设备 状况。在工艺流程方面， 国外普遍采用水力旋流器 与球磨机闭路， 而国内只有细磨段普遍采用水力旋 流器分级， 粗磨段只有少数矿山选厂采用水力旋流 器分级。在设备方面， 主要存在磨机大型化和技术 先进程度两方面的差距。 5 耐磨材料和耐磨元件一直受到广泛的重 视。国内耐磨元件方面引人注目的新产品是球磨机 磁性衬板。钢外壳磁性衬板在铁磁性物料的细磨球 磨机上应用已经成熟。 3.1 自 磨 半自 磨 3 1 1 自 磨 半自 磨 国外用于自 磨 半自 磨 机选型的试验技术已经 摒弃了消耗大量人力、 物力、 财力和时间的半工业试 验， 而代之以小型实验室试验和计算机模拟的简便 方法， 大大减少了试验工作量和试验费用。 原瑞典sve 翻a 公司使用 必1 8 29llun x 3 05IYlln 的 实验室型自 磨 半自磨 进行5 项试验， 每项试验用 矿2 72k g ， 运转5 一 巧而 n ， 通过数据处理， 既可为设 计提供依据。该公司采用这一方法为我国 冬瓜山铜 选矿厂选择了。 5 . 5 3 4 m x 3 ， 9 6 2 m 半自 磨机。 [ ， ， ] 澳大利亚S M C CPty 公司开发了一项用少量钻 探岩芯样品通过简单的试验， 并与计算机模拟相结 合， 为自 磨 半自 磨 流程设计和设备选型提供依据 的方法。 该方法仅用2 5 k g 左右的钻探岩芯样品， 切成27 85Inln 的岩块， 置于JKM R C 公司制造的落 重试验仪上破碎。将碎后产品进行筛分， 绘制产品 粒度与破碎能量的关系曲线， 获得强度指数 D 巩。 从现有选矿厂的24个生产流程获得了36组数据， 其矿石类型包括铝、 金、 铜、 镍和铅锌等。根据这些 数据以 及D 叭推导了以 下公式 『 二 炙 踢 刀 衅【 1 。 1 一 e 一 盯 ] 一 ’ 中 ‘ f 注 ， 1 式中平 一单位能量; K 一系数， 由回 路中的砾石破碎机确定; F 。 一给料中80 通过的 粒度; J 一加球量， ; 巾 一磨机转速率， ; f人 一磨机长 径比函 数; a 、 b 、 c 、 d 、 。 一常数。 由式 1可求得单位能耗， 并进而由要求的生产 能力求出 所需磨机功率。 〔 绷 加拿大M i nn ov E x技术公司开发了 新的半自 磨 功指数s Pl 试验， 使用。 3 05二 x l 02llun s l 田 爪 e y 实 验室半自 磨机， 添加。 25Inln 的 钢球和Z k g l oo 通 过19mm 80通过12 7 mlh 的矿样， 进行反复的间 歇式粉磨筛分， 直至磨至80通过 1 . 7 Inm . 获得粉 磨时间与产品粒度的关系曲线。磨至80 通过1 . 7 IDIn 所用的时间t面n即为半自 磨功指数。根据大 量现有选厂的数据， 获得了以下一般经验公式 〔 川 甲 二 二 ， 岚 ‘、2 式 2表明了实际生产中将矿石半自 磨到任意 要求的粒度尸 。 二 时， 给予半自 磨机筒体的能量 『 ‘ W ll / t} 与S PI试验时间 的函数关系。式 2 中 a 和b 为经验常数。将四个选矿厂的闭路半自 磨回 路的生产数据与S P I 试验数据进行回归分析， 得到 以 下经验公 式， 〕 平 尸 面 0 3 3 2 . 2 0 . l o t 3 美国的M ac Phe ， 自 磨 半自 磨 可磨性试验使 用。 457 mm x 1 52nun 干式自 磨机， 与分级机组成闭 路流程， 用占容积8 的钢球、 用声音控制充填率在 25 左右进行试验， 将1 00一 1 75k g 、 一 32nun 的物料 连续粉磨6 h以上， 直至达到稳定， 使产品粒度达到 2 00一 5 00阿 按照生产要求 。然后根据测定的功 率和B on d 公式计算获得试验产品粒度下的自 磨功 指数A 讯， 作为流程初步设计的依据。这一方法既 可 用于自 磨， 也可用于 半自 磨设 计和 设备选型。 〔 刘 3 . 1 . 2 自 磨 半自 磨 机 目前世界最大规格的半 自磨机是智利 C ol - hau asi铜矿的一台巾 12. 1 9 mx 7 . 32m半自 磨机， 由 芬兰M et so集团制造， 采用环形电机驱动， 安装功率 为ZIM w ， 2 00 3 年投 人使用。 L 刚 另一台 世界最大规格的半自 磨机是德国K 妇 J p p Polys in 公司制造的巾 12. Z m半自 磨机， 驱动功率为 2 2 M w。 [ 6 1 ] 从1 948 年到2 005 年 12月， 全世界已销售了至 少11 72 台工业自 磨/ 半自磨机， 总安装功率超过 3134 636 k w 。自 磨/ 半自 磨继续成为粉碎工艺中的 有芭卫衡2 〕 7 【 5 万方数据 燎述 主导技术。从2 001 年到2 创 巧年制造的自磨/ 半自3 . 2 球磨机 磨机中， 67. 2 是短筒型磨机。这一时期有两台重目 前世界上最大规格的湿式球磨机是智利col- 要的长筒型半自 磨机， 一台规格为巾 8 ， 23mx 12. 3】 aj n las i 铜矿2 以 1 年订购的必 7 . 92mx ll. 58m球磨 m ， 功率为Z x 7 I洲 刃k w， 用于加纳。另一台规格为机， 采用环形电机驱动， 安装功率为 14. 3 M w。 由 。 9 . 76mxlo. 37 In ， 采用环形电机驱动， 功率为M et so集团制造， 共2 台， 2 003 年投人使用。 「 洲世界 1 65 00k w， 用于秘鲁。直径必 13. 4 m ， 驱动功率30最 大规格的干式球磨机是 K n lp pPolvsiu 。 公司的 M w的半自 磨机已 设计完成， 正等待用户。自1 9 86o 6 . 2 m x 25. s m球磨机， 安装功率为11. Z M w， 采用 年世界第一台。 9 ， 75m x 5 . 18m 4. 57mE G L ， 8 2 0 0环形电机驱动， 1 99 4 年用于美国的一家金矿， 用于 k w的 环 形电 机 驱 动的 半自 磨 机在 智 利c hu qu iqu a 一 处 理 难 选 金 矿 石 。 〔创 m 日 t a 矿山应用以来， 全世界已经应用了29台环形电我国也继续向大型化方向发展。继德兴铜矿三 机驱动的自 磨/ 半自 磨机， 其中最大的额定功率为期工程引进美国M 巧1 公司和美国F u ll e r 公司的 21仪 幻‘ W。目前变速驱动已经在自磨/ 半自磨机上巾 5 . 5 x 8 . s m溢流型球磨机后， 鞍钢调军台选矿厂 普 遍 应 用。 〔已 一 胡又引进了6 台原瑞典5 ， 。 1己 。 集团美国制造的 20世纪如年代以来， 南非出现了一种原矿球巾 5 . 49mx 8 . 83 m滋流型球磨机， 其功率为4410 磨机。这种磨机一般是较大直径 必 4 . Z m以上 的k w， 有效容积 2 06. 6扩， 转速 13. 72 r/ 面n ， 转速率 长筒型磨机， 一方面以大块原矿为给料， 具有半自 磨75. 8 。 该设备 19 97 年 ro月开始试车， 1 卯8 年4 机 的特点， 另一方面加球量多达容积的25一月投产〔 e7。 4D， 具有球磨机的特点。南非的一些长筒型半自国内 设计制造的最大规格的湿式球磨机是中信 磨机转变为了原矿球磨机。这种磨机的优点是， 当重型机械公司制造的中 5 . 03mx 8 ， 30m 滋流型球磨 给料中大颗粒明显减少时， 磨矿过程受到的影响较机， 安装功率为3300 k w， 用于铜陵有色金属公司冬 小。 这种 磨机主 要 用于 物料较 脆或 原矿中 缺少大 块瓜山 选矿 厂， 共2 台， 2 {x 阵年 安装。 [阁 矿石的情况下。 〔 闭天津水泥工业设计研究院2 以 ”年设计制造了 20世纪50 年代后期以来， 国内在自磨和半自国内最大规格的巾 s mx10m 十 2 . s m烘干中卸生 磨应用方面基本处于停滞状态， 拉大了我国在这一料管磨机。该磨机安装功率为中 X 旧k w， 筒体转速 方面与国外的差距。目前国内制造的最大规格的半为14， 42r/而n ， 可装人2 20t 粉磨介质， 中硬物料设 自 磨机为德兴铜矿的必 7 . s m自 磨机。国内应用的计生产能力为250 口 h ， 磨机质量3 82t 。该磨机采用 最大规格的半自 磨机为铜陵冬瓜山铜选矿厂的1 台筒体液压滑瓦支承， 筒体为整体焊接结构。该设备 。 8 . 53 4 m x 3 ， 9 62m 半自 磨机， 采用耳轴支承， 安装将应用于 北京金隅集团有限责任公司处置城市废弃 功率为4 8 50k w ， 由 原瑞典5 、初山集团制造。 其后物的 示范工 程中 。 〔胡 为2 台国产 巾 5 . 03mx 8 ， 3 m球磨机， 安装功率为20世纪80年代国际上曾有预测， 认为球磨机 33 00k w / 台。 [55 ] 昆明 钢铁 集团 公司 大红山铁矿 选合理的 最大规格是。 s m直径， 原因是球荷工作时 矿厂设计中采用了1 台芬兰M el 。集团的。 8 . 53m存在低效率的蠕动区。 但实际上球磨机向大型化发 x 4 . 42m半自 磨机， 安装功率为5 5 93k w 。其后为4展的步伐一直都未停止。挪威sy dy 二 ge ，铁矿选 台国 产 。 4 . s mx 7 5 m溢流型球磨机， 安装功率为矿厂。 6 . s m x g . 65二球磨机与小规格球磨机对比 2300k W Jz 台。青海滩涧山金矿从南非购进了一台二表明， 其单产电耗低22. 7 ， 单产钢耗低14， 衬板 手 大型 长 筒 形 半自 磨 机， 规 格为。 4 ， 90m 、 1029m ，单 耗 低33 。 〔侧 安装功率为35 00k w， 2 005 年底投人运转。这些项滚动轴承支承的 球磨机向金属矿山发展。 2 001 目 将使我国自 磨和半自 磨应用进人了一个新的发展年n月起， 大冶有色金属公司铜绿山铜铁矿对2 台 阶段， 我国 在大型球磨机设计制造方面也将向前迈。 2 . 7 mx 3 6 m格子型球磨机进行了改造， 采用专 进一步。用滚动轴承代替原来的滑动轴承， 并相应更换了轴 在流程配置方面， 国外出现了采用立式冲击破承座， 采用脂润滑， 增设轴承温控保护装置。改造后 碎机和辊 压 机破碎自 磨或 半自 磨 顽石的 流程。每年 节电43. 5 万k wh。 [vl 〕 200 1 年12月起， 首钢矿 有色没.2 叨7 5 万方数据 旅途 业公司大石河铁矿也采用了一台Q M 2 7 3 6中 2 . 7 m选用调心滚子轴承， 该调心轴承的外径为 中 1 8 10 x 3 . 6 m滚动 轴承 支承的球 磨机。 〔723二 ， 内 径为。 1 4 50二 ， 宽2 70。。 轴承 采用 稀油 润 2 以 〕 1 年， 辽宁桦子新生水泥厂将其中 3 m x llm滑， 但不使用润滑站， 只利用轴承座下部油室贮存的 三仓水泥球磨机主轴承更换为滚动轴承， 这是目 前约1 00比润滑油。轴承座有水冷却系统， 但每年只 最大规格的滚动轴承筒式磨机。该球磨机的安装功须在夏季的4 个月使用少量冷却水。改造投资约为 率为1 2 50k w， 筒体转速为17. s r/ 面 n ， 整机质量为78万元， 单产电耗降低了10 左右， 润滑油节约了 17 2t， 研磨体额定装载量为l oot 。改造中拆除了原00左右， 冷却水节约了55左右。该轴承结构简 滑动轴承， 制造了 具有轴向调心功能的轴承座， 轴承图见图21。 帅 〕 油杯双列调 合 滚子轴承 轴承 中空轴 易 轴承座 1 6 4 0 图21球月机滚动轴承 n 侣 . 21R o 妞 叱 卜 . 州 刀 甲恤口 砚加盯 . 川 传统水泥磨机滑动轴承的理论摩擦功耗占 安装25， 工作电流减少16一 22， 润滑油节约70， 功率的约29， 滚动轴承的理论摩擦功耗是滑动轴冷却水节约00。但是由于滚动轴承造价较高， 致 承的1 。因此， 用滚动轴承代替滑动轴承是磨机使整台 磨机的制造成本提高巧一 25。 磨机和 节能的重要途径。实际应用表明， 用滚动轴承代替轴承制造厂家正在共同合作， 改进轴承结构， 以期降 滑 动轴承， 可以使磨机的安装功率减少 15一低轴承成本。 〔 74 了 未完待续 山西分公司应用诊断技术解决设备振动超标难题 应中国铝业股份有限公司山西分公司装备能源部的遨 请， 上海容知公司派1 名诊断专家和1 名维修专家到山西分 公司进行设备状态点检管理系统的告后技术服务， 于2 以 刀 年， 月8 日至，日 对氧化铝一分厂2.高压机与50万吨5 . 焙烧风机的设备振动难题， 进行了现场诊断分析与维修处 理， 消除了重大设备隐患。 氧化铝一分厂2 口 高压机投产20年， 自2 加2 年大修以 来， 吸风端轴瓦垂直和水平振动均符合国家标准， 但吸气端 北轴瓦振动速度一直严重超标 7 . 3 . 曰 岁 . ， 基本上运行约一 个月需打开检查一次， 严重影响设备的安全稳定运行。50 万吨5 口 焙烧风机通过设备状态点检管理系统检侧， 近几个 月风机南轴承的轴向位移由。 . 伪 3 刚 增大到。2 4 9 . ， 经 现场几次处理， 降至0 .07二 一 。 一 伪二 之间， 但仍然超标。 上海容知公司 诊断专家曾于9 月6 一 7 日 对氧化铝一分 厂2 ’ 高压机的维修进行远程诊断指导， 8日 到现场进行诊 断， 并与一分厂共同制定检修方案。经现场处理后， 2. 高压 机吸气端北轴瓦轴向速度、 位移值由原来的7 . 4田 1 . Jz 。 和 。32二 ， 下降到目 前3 . 5 口 . 口 。 和。 20. ， 符合国家标准. 并 且达到一年来运行的最小值， 成功地解决了多年来北轴瓦轴 向振动超标的技术难题。 9 月9日2 位专家到50万吨现场， 对5 口 焙烧风机进行仔细检查， 计算后与50万吨氧化铝厂点 检站共同商讨、 制定检修方案， 并进行调整处理， 于当日 试车 成功， 5 . 风机南轴承座的轴向振动达到运行优良状态 位移 为。 04。 ， 速度值3 . 8 口 几。 ， 成功地解决了近期轴向振动增 大、 超标的技术难题。 诊断只是发现了问题， 而良好的维修才是解决问题。所 以， 间题的处理需要维修人员根据诊断愈见进行认真细心地 维修及组装。本次上海容知公司2 位专家精湛高超的技术 水平和高度的敬业精神 给我们留下了深刻的印象。 薛创文 有色设.2 加7 〔 5 万方数据