新型金属探测器工业试验报告.doc

金属探测器工业试验报告 前 言 “多碎少磨”工艺是选矿行业多年来一直遵循的原则，旨在降低入磨粒度，节约磨选工艺的综合能耗。破碎机在该工艺中发挥着重要作用。而矿山采矿和破碎检修过程中混入矿石的高锰钢、电铲牙头、长铁、方钢、螺杆等进入破碎机后，极易对中、细破的破碎机造成过铁损坏，更由于高锰钢等合金金属磁性很弱，采用传统的磁性除铁器无法有效去除；再加上混入矿石中的铁件和合金钢件埋在矿石物料的底层也不易被传统除铁器去除。强磁性矿物则更不能采用传统的磁性除铁器，所以非常有必要在皮带上安装能够有效探测到矿层中的高锰钢及合金钢件又可以在强磁性矿物中运行的新型金属探测器。 攀钢矿业公司选矿厂破碎系统设计采用三段开路破碎，分两个系列。即1个系列配置粗破1台旋回破碎机，中破3台PYBΦ2200mm园锥破碎机，细破有5台PYDΦ2200mm园锥破碎机，设计年处理矿石1350万吨。2003年完成了细破闭路工艺流程改造，破碎闭路投入生产后，由于有振动筛的预先和检查筛分，破碎产品就使混入矿石高锰钢、电铲牙头、长铁、方钢、螺杆等大于筛板尺寸的钢件、铁件在闭路系统长时间循环，造成细破破碎机、闭路大型振动筛筛板等设备的严重损坏，严重影响破碎车间正常生产。随着矿业公司选矿厂磁选车间阶磨阶选推广改造的完成，球磨台时处理量将提高近30，这样对破碎生产能力要求会更高。为了满足磁选生产的需要，在中、细破作业引进新型中、细破碎机将成为必然选择。而从国内其他大型磁铁矿选矿厂了解到消息解决新型中、细破破碎机过铁是一个重大课题。当前，国外新型金属探测器可有效监测到混入矿石物料中的金属物，起到保护破碎机和筛子等大型设备的作用。所以，寻找一种适合于我厂破碎系统的新型金属探测装置就显得十分必要。 一、新型金属探测器的工作原理、性能及特点 美国艺利（ERIEZ）公司经过多年的研究，成功开发生产出系列可广泛应用于不同工业领域的金属探测器。METALARM系列、1200系列、E-Z TEC系列金属探测器经多年在矿业、食品、纺织、橡胶、塑料、造纸、木材、化工、医药等行业的实际应用表明，该产品灵敏度高，性能可靠稳定，可有效排除干扰因素，减少误鸣现象，从而有效保护皮带和加工设备及有助于产品质量的控制，是一种低成本、易操作、应用前景极为广泛的设备。 1. 金属探测器工作原理 金属探测器的工作原理如下采用平衡电路的方式设计，设备中有三个线圈，一个是发射线圈和电源连接生产一个恒定波型的电磁信号。两边等距离的有两个接收线圈。当被检测的物料中没有金属时，两个接收线圈处于平衡状态（见图1）。当被检测的物料有金属时，由于金属的导电磁性能不同于物料，两个接收线圈所接收到的信号将会导致不平衡（见图2），通过电子信号处理就能达到检测金属的目的。然而，用于矿山中的金属探测器则多用脉冲电信号，当被检测的物料中有金属时，金属会在脉冲电场作用下产生涡流，接收线圈通过接收金属所产生的涡流电场达到检测金属的目的（见图3）。这时，发射线圈和接收线圈可以是同一个线圈。 T R 图1 发射线圈T和两个接收线圈R没有金属时，接收线圈处于平衡位置 T R 图2 发射线圈T和两个接收线圈R有金属时，接收线圈处于不平衡位置 图3 利用脉冲信号和涡流电场来实现金属探测的原理图 2. 金属探测器的性能及特点 考虑到矿山作业的环境不同，艺利公司生产的金属探测器可防水防尘，应用于环境恶劣的矿山。还可根据用户的要求设计不同的尺寸，安装于不同皮带的金属探测器，经过特殊设计，一些金属探测器甚至适用于有金属钢芯的传输皮带，使应用更为广泛。金属探测器主要由探测线圈和控制器组成。线圈嵌入或封闭于抗冲击的框架中，重量轻，牢固耐用、防水，安装非常简单，不用切断皮带。控制器的外壳采用不锈钢或碳钢，用户操作界面非常简单，便于操作和维护。控制器与线圈的连接采用标准导线，直接插入即可。 METALARM系列金属探测器中TR和BR型金属探测器的发射线圈和接收线圈是同一个线圈。TR型可应用于500～2000mm宽度的皮带，BR型为桥式设计，应用于矿料厚度大于14英寸（356mm）的皮带。而1200系列的金属探测器可探测混入磁性矿石中的有害金属，即使这些矿料是在钢缆皮带上输送的。这种探测器的主要特点是易于安装在任何现场情况的皮带，不管是振动或坡道还是斜槽的情况，都无需切断皮带很方便地安装并能保证探测器性能稳定，探测线圈嵌入一种特殊环氧树脂处壳中，坚固耐用，控制器采用脉冲感应技术，操作面板非常简单，维护和设定非常方便，有3500和3500/QM2型可供选用，3500型用于无金属铰接的皮带上，3500/QM2型用于恶劣环境，有金属铰接的皮带，并可探测到金属铰接处皮带上的大块有害金属。1200系列金属探测器是一种精心制造的，坚固的设备，采用固态集成电路，不受环境温度和湿度的影响， 可用于室外;可设置编程延迟报警、持续报警、灵敏度比例系数、皮带铰链探测器定值等，LED诊断监视器显示电路的工作状态;自分析线路监测探测线路的逻辑;有防障控制线路，不需定期维修，现场可更换电路模块。 3. 金属探测器探测到金属的去除方式 所探测到金属的去除金属探测器探测到混杂的金属后，可采用现两种方法去除，一种方法是人工去除，当探测器报警，液体染料准确标识混杂金属的位置，或者掉落袋子准确覆盖混杂金属，皮带停止运行后，人工捡出混杂的金属。另一种方法是不停皮带而自动去除混杂金属，可采用安装偏分装置或转向皮带，但这种方法安装在现场较为困难。当前国内选厂多采用人工去除法，现介绍袋子标识器的使用原理和方法。袋子标识器与金属探测器联用，用于探测器检测到金属，皮带停止后标识所探测到金属的位置。它由袋子、电路板、2个保险丝、微动开关、电磁铁组成，适合于控制面板，插入一固定支撑物的铝杆，当金属被探测到，探测器发射信号给袋子标识器，袋子标识器短时间激活电磁铁，掉落袋子。 综上所述艺利公司生产的金属探测器具有灵敏度高，性能可靠等特点，对铁件、合金钢件特别是高锰钢等磁性较弱的金属都可实现监测，同时还能较好地适应选厂现场较为恶劣的环境，安装方便，监测到的金属可采用人工去除和自动去除两种方法。控制器的外壳采用不锈钢或碳钢，用户操作界面非常简单，便于操作和维护。该公司的产品已在世界40多个国家得到应用，国内鞍钢调军台选矿厂已应用多年。因此，该公司生产的金属探测器在我厂破碎车间闭路系统皮带上安装并进行试验，应该是可行的，但首先必须与厂方合作，进行现场调研、设备选型、安装及现场调试等。 二、金属探测器的设备选型及安装 试验组与艺利公司的技术人员通过对选矿厂破碎流程、排矿口尺寸、矿石粒度组成、破碎闭路产量及现场设备配置的综合考察研究设计后进行了设备选型，决定采用艺利公司生产的METALARM系列MA3500型金属探测器。根据现场工艺流程，中破排矿口为28--30 mm、产品粒度小于60 mm、细破排矿口为4--6 mm最终产品粒度小于15 mm。中破6台PYB2200mm园锥破碎机的产品和细破10台PYDΦ2200mm园锥破碎机的产品都将经过2DYS3073大型振动筛，筛上产品再返回细破的10台PYDΦ2200mm园锥破碎机，筛下最终产品粒度为-15mm达95以上，在进入细破机前安装金属探测器可以有效地对矿山、中、细破检修后混入矿石中的高锰钢、合金钢件、衬板、长铁、方钢、螺杆、螺帽等对破碎机造成损害的废铁进行探测和拣除。这样的设计安装就可以达到保护细破破碎机和振动筛的作用（工艺流程及探测器安装位置见图4）。 为此，探测器工业试验组于2004年12月6日至12月10日在破碎车间运送闭路破碎筛上产品到细破的新7皮带处完成了金属探测器的安装及现场调试工作。 三、金属探测器试验方案 MA3500型新型金属探测器于2004年12月10日在破碎闭路系统新7皮带完成了设备安装、调试。金属探测器试验组根据试验要求，制定了如下试验方案 原矿（给矿粒度1000-0mm） PYD2200mm园锥破碎机 PYB2200mm园锥破碎机 2DYS3073大型振动筛 预先检 查筛分 固定倾斜筛 -15mm 预先 筛分 细破 中破 粗破 安装位置 -40mm 40mm 15mm 图4 破碎工艺流程图及探测器安装位置 1． 条件试验 条件试验主要考查MA3500型新型金属探测器探测金属的灵敏度、可靠性、漏报率、误报率等技术指标。采用人为混铁于皮带矿中进行漏报试验，所选金属为现场常出现的锰钢件和合金钢件。试验中采用大于和小于2Kg的锰钢件和合金钢件分别混于皮带矿石的上部、中部、下部、左边及右边进行试验。 2． 现场工业试验 现场工业试验主要考查MA3500型新型金属探测器对皮带的作业率、漏报率、误报率、设备的可靠性以及设备的实用性。采用试验组与生产岗位长时间运转设备，记录报警次数、实际拣铁数等方法考查；去铁方式采用探测器报警后人工根据经验在皮带上找除。 3． 去铁方式的选择及考查 根据条件试验和现场工业试验的结果，确定采用人工去除法或安装自动去除装置的方法除铁。在选择了除铁方法后考查MA3500型新型金属探测器的灵敏度、可靠性、漏报率、误报率等技术指标。 4． 试验中作业率考查 在条件试验、现场工业实验及除铁方式选择后的生产实际过程中对MA3500型金属探测器的设备故障情况进行统计、分析，考查该设备对皮带的作业率。 四 试验结果及分析 根据试验方案的要求金属探测器试验组协同破碎车间对艺利公司生产的METALARM系列MA3500型金属探测器灵敏度、可靠性、合格率、作业率等性能分别进行了条件试验、现场生产工业试验考查、去铁方式的选择以及去铁方式选择后的现场工业试验考查。试验结果及分析如下 1. 本着新工艺、新设备和安全工作要做到“三同时”的原则，探测器试验组根据破碎车间现场实际制定了详实的金属探测器安全技术操作规程，规定了开停车顺序、日常维护、安全注意事项等，于2004年底发到了安全科、机动科、破碎车间及生产岗位，并要求车间挂牌警示。为确保新技术、新设备在生产中发挥作用、为新的破碎机改造创造环境，选矿厂还专门下达了金属探测器运行考核办法，要求岗位执行。（安全技术操作规程见附件1） 2. 条件试验 条件试验即采用人为混铁于皮带矿中进行漏报试验，所选金属为现场常出现的锰钢件和合金钢件。试验时间为2004年12月12日，试验中采用大于和小于2Kg的锰钢件和合金钢件（试验用锰钢件及合金钢件见附图1）分别混于皮带矿石的上部、中部、下部、左边及右边进行试验（试验结果见表一）。在试验过程中由于METALARM系列MA3500型金属探测器灵敏度较高造成报警频繁，试验组对灵敏度进行了降低调整。 表一条件试验结果 铁样 规格 混于皮带矿石中位置 报警次数 漏报率（） 上（次数） 中（次数） 下（次数） 左（次数） 右（次数） 锰钢件 （2Kg） 3 3 3 3 3 15 0 由表一可以看出，条件试验中METALARM系列MA3500型金属探测器对2Kg以上和2Kg以下的锰钢件和合金钢件放入皮带次数和报警探测到的次数相等，其漏报率为0。说明该探测器报警准确率高，具有相当高的可靠性。另外，在条件试验过程中未发现误报现象。 3. 现场工业试验 现场工业试验于12月13日开始进行，试验前期METALARM系列MA3500型金属探测器采用12小时不间断运行方式进行，试验中发现，运行前3小时左右时探测器报警频率较高，之后报警次数就很少了，去铁方式暂时采用人工去除方式即当探测器报警，通过经验确定混杂金属的位置，皮带停止运行后，人工上皮带捡拣出混杂在矿石中的金属。试验于2004年12月13日开始，200年2月28日结束，试验方式为试验组人员指导现场岗位人员进行操作，工业试验结果见附表1 由附表1可以看出METALARM系列MA3500型金属探测器运转时间为71小时，报警次数172次，拣铁共148块，其中锰钢件19块，合金钢件11块，其他为废铁块、螺栓、铁片等。金属探测器的漏报率为，误报率为13.95，进一步验证了METALARM系列MA3500型金属探测器的报警准确率相当高，具有可靠性。误报率高的原因是由于破碎车间被频繁限电造成生产任务重，加之矿石层较厚，铁件埋藏位置不明确，为了不影响生产有的铁块岗位人员未及时拣出，这就造成了误报率较高，为此选择有效的去铁方式就显得十分重要。 4．去铁方式的选择及考查结果 由于在前期的现场工业试验过程中METALARM系列MA3500型金属探测器的统计误报率达到了13.95，但有很多是由于破碎车间被频繁限电造成生产任务重，加之矿石层较厚，铁件埋藏位置不明确，为了不影响生产有的铁块未及时拣出造成。为了减少岗位工人的劳动强度，减少拣铁影响的生产时间，更有效的发挥金属探测器的作用。试验组研究决定去铁方式采用人工去除法即采用袋子标识器。当探测器报警，袋子标识器掉落袋子准确覆盖混杂金属，皮带停止运行后，岗位人员在袋子标识器指定的位置拣出混杂在皮带中的金属。2005年2月25日，由艺利公司提供的袋子金属标识器在破碎进行了安装调试。调试结束后进行了现场工业试验，试验考查内容同前期工业试验。考查时间为2005年3月1日到2005年4月1日，考查结果见附表2 由附表2可以看出METALARM系列MA3500型金属探测器运转时间为47小时，报警次数165次，拣铁共157块，其中锰钢件13块，合金钢件8块，其他为废铁块、螺栓、铁片等。误报率为4.85。确认了METALARM系列MA3500型金属探测器的报警准确率、可靠性等技术性能指标。随着袋子标识器的安装，误报率大幅下降，降低了工人的劳动强度，减少了对破碎生产的影响。 5．试验过程中的设备作业率 为考查METALARM系列MA3500型金属探测器对皮带的作业率和故障频率。试验组对设备安装到试验结束的故障进行了统计 1．2004年12月18日被破碎检修吊装作业滑落的角钢撞击将金属探测器的架子折断，12月27日修复； 2. 2005年3月3日报警装置与皮带连锁装置发生故障，原因是高压室皮带开关跳闸，3月4日修复。 在设备运转时间内金属探测器未出现其他任何故障。由于METALARM系列MA3500型金属探测器的高报警准确率，考虑到破碎生产任务重和近期频繁限电的实际情况，根据探测器安全技术操作规程，探测器工作时必须有两人在场，一人监护，一人拣铁，造成人员安排困难。试验组经研究决定金属探测器的灵敏度按条件试验时的设置，运转时间为每天运转23小时，其作业率无法准确计算。其作业时间内对皮带的作业率达100。 6．图片展示 在为期5个月的试验过程中，试验组对METALARM系列MA3500型金属探测器在破碎闭路新7皮带上拣出的部分锰钢件、合金钢件、一般铁件进行了照相，见附图2、3、4、5、6。 由展示的图片可以看出METALARM系列MA3500型金属探测器对高锰钢、合金钢件、大块铸铁件、一般铁块都有很好的探测作用。起到了到保护破碎机、振动筛的作用。 五 试验结论 通过试验结果表明 1． METALARM系列MA3500型金属探测器的设备选型是合理的，其灵敏度可以调整，报警准确率高，可靠性能够保障。条件试验中误报率和漏报率为零，在运转的118小时中拣除锰钢件29件、合金钢件19件、其他铁件253件，安装袋子标识器后误报率为4.85，运转期内的作业率为100，能够做到有效探测锰钢件及其他金属、有效去除金属的目的。达到保护破碎机、振动筛的作用。 2．安装袋子标识器可以降低工人劳动强度，大大减少拣铁过程对生产的影响。 3．金属探测器的成功使用为选矿厂破碎车间即将引进的新型破碎机提供了安全保障。 4．建议马上在破碎闭路系统新8皮带推广使用。 金属探测器试验组 2005年4月 14