媒体观点

上海巍立浅析影响单缸国锥破碎机性能的因素

        对选厂而言, 碎矿和磨矿成本在选矿成本中占很大的比例, 因此碎矿和磨矿设备的碎矿性能能否在实际运行中正常发挥尤为关键。作为碎矿系统的一个作业环节, 单缸国锥破碎机的运行与前后作业设备的运行息息相关。在选厂的设备布置中, 中细碎单缸国锥破碎机通常建在一个作业平台上, 共用一条排矿皮带, 只需选择输送能力足够的大皮带机即可。除偏心距、排矿口、物料碎矿功指数、含水量等设备操作参数和物料自身性质外, 给料工艺条件和设备布置均会对单缸国锥破碎机的运行产生影响。

单缸液压圆锥破
 
        预先筛分的影响
 
        矿石在破碎腔内破碎时, 需要颗粒之间存在一定的空隙。如果颗粒间的空隙少, 较大颗粒破碎所需的“ 空间” 不足, 则很难对物料进行破碎, 见图1
 
物料受力破碎示意
 
图1 物料受力破碎示意
 
           通常, 选厂内中碎单缸国锥破碎机的给料均来自粗碎颚式破碎机的排料。图2 是PlantDesigner 软件模拟的颚式破碎机排料粒度特性曲线, 排矿口为130mm, 粒度< 60mm物料的含量约为33.90%。
 
颚式破碎机排料粒度特性曲线
图2 颚式破碎机排料粒度特性曲线
 
         在常规的“三段一闭路”碎矿流程中, 如果细碎要求的最大给料粒度为60mm ,则中碎单缸国锥破碎机给料中约33.90% 的物料可以预先分离,如图3 所示。对于原矿处理量为350t/h 的碎矿流程,中碎前设置预先筛分,分离粒度为60 mm,则有约118 t/h的原矿无须给入中碎单缸国锥破碎机。在排矿口及其他操作参数相同的情况下,中碎单缸国锥破碎机的负荷率由74 % 降至51 % ,设备负荷大大降低。同时,粒度< 60mm的物料与中碎排料一起给入预检筛分作业,筛上物料返回细碎作业,细碎设备的负荷率略有增加,由84 % 增加到88 %。中碎前增加预先筛分后,可以保证给料中大块物料间有较充裕的空间,有助于强化层压破碎,提高单缸国锥破碎机的破碎效率,降低碎矿能耗。
 
         因此,预先分离物料中粒度较小的颗粒,使较大颗粒间存在较多的空隙将有助于提高破碎效率,取得较好的破碎效果,降低衬板消耗。
无预先筛分碎矿流程
( a ) 无预先筛分碎矿流程
预先筛分碎矿流程
( b) 预先筛分碎矿流程
 
图3 中碎前预先筛分碎矿流程
 
        给料粒度组成的影响
 
        不同于中碎单缸国锥破碎机,细碎单缸国锥破碎机的给料为预检筛分作业的筛上产品,给料的粒度范围较窄。而单缸国锥破碎机通过偏心旋回移动对碎腔内的物料进行连续破碎,见图4 。
 
 
单缸圆锥破碎机破碎腔内矿石破碎示意
图4单缸圆锥破碎机破碎腔内矿石破碎示意
 
 
         因此,针对细碎单缸国锥破碎机不同的给料粒度组成,要选择适宜的破碎腔型,使物料由大到小充满整个破碎腔,形成类似图4 所示的分布情形,才能保证破碎机电机实际运行碎矿功率维持在较高的水平,衬板磨损均匀,充分发挥单缸国锥破碎机的优良性能。如果给料粒度偏粗,则矿石的破碎主要发生在破碎腔的上部,电机实际运行功率较小,上部衬板磨损严重,衬板使用寿命缩短,见图5 ;如果功率粒度偏细,则矿石的破碎机主要发生在破碎腔的下部,下部衬板磨损严重( 图5 ),实际碎矿功率偏低,增加了单位碎矿成本。
 给料粒度不均对衬板磨扭的影响
图5 给料粒度不均对衬板磨扭的影响
 
 
 
 
 
 
        梅山铁矿细碎采用2 台CH660单缸国锥破碎机,最初的衬板腔型为F-HC型。由于梅山铁矿碎矿选别流程的特殊性,细碎的给料粒度为20-50mm, 给料粒度级别较窄。新衬板使用前期7-10 d 以及使用后期,破碎机的运行功率仅为70-80kw,破碎机碎矿能力明显不足。F-HC腔型衬板,因其上部进料口较大、破碎腔内平行带较长,因而具有给料粒度大、排矿粒度小的特点。对F-HC腔型衬板而言, 20-50mm给料的粒级较窄且较粗,新衬板使用前期,物料破碎主要只发生在破碎腔的中上部,衬板磨损也主要发生在该部位,碎矿功耗较低;运行一段时间后,破碎腔上部与下部平行带之间的过渡带趋于平滑,物料在整个破碎腔内的分布趋于合理( 图4 ),破碎机碎矿功耗较高;而在衬板使用后期,破碎腔上部磨损较多,物料破碎主要发生在破碎腔的下部,因而碎矿功耗较低。2009年下半年细碎CH660单缸国锥破碎机的衬板更换为MF型,新衬板使用前期及后期的运行功率超过170 kw,破碎机碎矿性能明显改善。
 
 
        给料设备布置的影响
 
        单缸液压单缸国锥破碎机在国内矿山使用多年,上海巍立对单缸国锥破碎机的给料设备布置积累了丰富的经验,图6 是上海巍立推荐的给料设备布置方案。
 
 
单缸国锥破碎机给料设备布置
图6 单缸国锥破碎机给料设备布置
 
 
 
         中细碎料仓排矿口安装振动给料机,在有效控制给料量同时,可最大限度地减少皮带磨损、割裂等情况的发生,尤其是中碎破碎机给料;若安装振动给料机,则破碎机的给料量由振动给料机变频控制,皮带机恒速运行。
 
         对于给料皮带机,上海巍立推荐采用变频调速,其工频带速0.5-0.8m/s ,可尽量降低带上物料下落时的析离,减小对破碎机给料筒的冲击,达到均匀挤满给料,增强层压破碎效果,提高碎矿效率的目的。同时,物料混合均匀,破碎机衬板偏磨的可能性减小,衬板使用寿命延长,碎矿成本降低。因此,在保证给矿量的前提下,设计时应选择适宜的皮带宽度,确保慢速;皮带宽度较小时,可在皮带全长上安装导料槽,增加带上物料的厚度。单缸国锥破碎机的给料皮带机最好是可移动的,一是便于调整给料点,使物料居中落人破碎机给料筒内;二是便于设备检修时提供足够的空间。
 
        给料方式的影响
 
       上海巍立单缸国锥破碎机采用独特的CLP恒定腔型衬板设计,矿石在破碎腔内以层压破碎( 图7 ) 为主,颗粒与颗粒间因存在挤压、磨剥、劈剪等相互作用而具有较高的破碎效率,且衬板损耗低。强化层压破碎,有助于降低碎矿能耗,但前提是要实现单缸国锥破碎机的均匀挤满给料,以下措施可以最大限度的保障挤满给料:
 
        (l) 中细碎单缸国锥破碎机前设置具有一定容量的缓冲矿仓,保证设备给料的稳定性;
 
       (2) 给料设备最大给料能力大于破碎机的最大生产能力;
 
       (3) 对于设有矿仓、但系统实际生产能力小于设计能力且设备处理量无法进行调整的情况,建议中细碎料仓设置高低料位计:低料位时,设备停止给料,破碎机空转或停机;高料位时,设备开始给料,确保给料量满足破碎机均匀挤满给料的要求。
 
层压破碎示意
图7 层压破碎示意
 
 
        对同一台单缸国锥破碎机,在操作条件和给料条件相同的情况下,不同给料方式对单缸国锥破碎机排料及设备运行情况的影响见表1。
 
表1 挤满给料对回锥破碎机排料和设备运行的影响
 
给料方式 CSS
/mm
<CSS
/%
<6mm
/%
 运行功率
/kW
压力
/MPa
处理量
/(t/h)
能耗<6mm
/( kWh/t)
挤满给料 9.5 72 50 90 3.9 107 1.67
非挤满给料 9.5 56 34 45 1.8 77 1.73
 
         非挤满给料情况下,排料中< 9.5mm粒级的含量为56 % , < 6mm 粒级单位能耗为1.67 kWh/t。而挤满给料情况下, < 9.5 mm粒级的含量为72 %,提高了16 % ; < 6mm粒级单位能耗为1.73 kWh/t ,降低了0.06 kWh/t。数据表明,层压破碎的确具有较高的碎矿效率。强化层压破碎,可以有效减少碎矿的单位能耗,降低生产成本,实现节能降耗。
 
         给料工艺条件和设备布置对单缸国锥破碎机的运行有重要影响,中碎前增加预先筛分,可预先分离中碎单缸国锥破碎机给料中粒度较细的物料,可以保证给料中大块物料间有较充裕的空间,有助于强化层压破碎,提高单缸国锥破碎机的破碎效率。模拟显示,在排矿口及其他操作参数相同的情况下,中碎单缸国锥破碎机的负荷率可大大降低。而对于细碎单缸国锥破碎机不同的给料粒度组成,需要选择适宜的破碎腔型,使物料由大到小充满整个破碎腔,才能充分发挥单缸国锥破碎机的优良性能。通过适宜的给料设备布置,可尽量减少物料的析离,达到均匀挤满给料,增强层压破碎效果,减少碎矿单位能耗,降低生产成本。