立式螺旋搅拌磨机的使用管理及维修与磨矿效率分析

1、立式螺旋搅拌磨机的使用、维修管理与磨矿效率分析冯永豪云南华联锌铟股份有限公司 云南 文山 663701摘要近年来，立式螺旋搅拌磨机凭借自身高效、节能及自分级能力等优点，已被广泛应用于金属及非金属选矿厂的细磨及超细磨工序中。高效与节能是立式螺旋搅拌磨机的主要优势；然而，在工业生产运用中，往往因管理、维修及使用不当，使其磨矿效率大幅下降，同时能耗增加。因此，本文笔者结合多年维修管理经验，就立式螺旋搅拌磨机的管理与维修进行讨论分析，以降低维修运行成本，提高磨矿效率。关键词：能耗；效率；螺旋搅拌体；维修立式螺旋搅拌磨机简称立磨机，诞生于20世纪50年代，最早主要应用于非金属矿的粉磨，其磨矿过程主要以研

2、磨为主，明显不同于传统球磨机的泻落冲击式磨矿。凭借自身高效节能的优势得到了飞速发展。20世纪80年代中后期，立式螺旋搅拌磨机开始应用于有色金属矿的粉磨，并在金矿、银矿、钼矿、铅锌矿、锰矿、铁矿、铜矿和镍矿等选厂的细磨或再磨作业中取得良好的效果。立式螺旋搅拌磨机的快速发展主要得益于其能耗与磨矿效率上的巨大优势，其磨矿效率是传统卧式球磨机10倍左右，而能耗仅为传统卧式球磨机的50%，符合当今工业生产节能降耗的需求。1、立式螺旋搅拌磨机结构及工作原理如右图所示：立式螺旋搅拌磨机是一种垂直安装、带有搅拌装置的细磨设备，主要由主电机、减速器、竖轴总成（简称支架）、搅拌螺旋体及筒体等五部分组成。其工作原理

3、简单说来为电机通过减速器与竖轴总成驱动螺旋搅拌器回转，带动研磨介质和物料发生相对运动而产生相互摩擦进行磨矿，利用物料之间及物料与研磨介质之间凸凹的不平的表面进行相互咬合，使作用表面反复产生应力促使矿物发生疲劳破坏，最终起到研磨效果。2、主要部件简介2.1 螺旋搅拌体螺旋搅拌体是立式螺旋搅拌磨机最为核心的部件，它是矿物研磨工作所需能量的传递者与直接参与者；也是立磨机最容易损坏的部件，它是每次检修维护的重点，检修质量的好坏将直接影响该立式搅拌磨机的磨矿效率与能耗。螺旋搅拌体的螺旋叶片一般采用分体式螺栓支架与耐磨叶片，耐磨叶片与螺旋支架使用螺栓连接，方便今后的检修更换。在其运行过程中，耐磨叶片属于易

4、损件，它直接参与到介质与矿物的咬合及研磨中；而螺旋支架主要为耐磨叶片提供支持与定位。2.2 电机与减速机电机与减速机是立式螺旋搅拌磨机的动力传动总成，好比汽车的发动机与变速箱，主要作用就是提供动力，控制螺旋轴转速。理论上，立磨机的磨矿效率会随转速的提高而增加。然而电机与减速机配套后的输出转速必须与螺旋搅拌体的设计转速一致，转速过快，有可能导致过磨或过载；转速过慢，则会影响立磨机的磨矿效率，从而出现研磨不足、粒度过大等。在日常使用过程中，我们只有按要求进行维护保养，电机与减速机不易损坏，其设计参数我们也不会随便更改，故在本文中不对其进行详细介绍。2.3 筒体筒体高度直接影响磨矿介质的表面压力，随

5、着简体高度的增加，介质的表面压力逐渐增大，导致各层问的表面摩擦力逐渐增大，此时研磨效果较好；但是当增大到一定高度时，随着高度的增加介质表面压力变化不大。因此，筒体的高径比是一个非常重要的参数，选取时需要考虑磨矿介质的应力强度、搅拌机构的转速以及磨矿时间等因素，高径比通常在1.5：1至3：1之间。立磨选用后筒体高径比即为定性参数，我们不会对其进行更改，故本文不再详细介绍。2.4 竖轴总成竖轴总成为立磨机的传动装置，主要负责将减速机低速轴输出的扭矩传递至螺旋搅拌体。其结果较简单，由传动主轴、轴承及轴承室组成，轴承室同时也起到支架的左右。竖轴总成轴承需承受螺旋体的重力以及工作中产生的竖轴向下的作用力

6、。因此必须按要求及时进行润滑保养，以防止其过早损坏。3、影响立式磨机磨矿效率的主要因素3.1 螺旋直径立磨机的研磨工作主要发生在螺旋叶片之上的区域，当螺旋叶片直径增大时，叶片与研磨介质的接触面积增大，故立磨的磨矿效率会有所提高。但是螺旋直径不能过大，螺旋直径的增大会缩小螺旋外缘与筒体内壁的环形区域间隙，间隙过小易造成卡球，不利于磨矿介质在磨机筒体内的上下循环运动，此外螺旋直径过大会导致螺旋外缘的磨矿介质运动速度过大从而会增大筒体内壁的磨损速度，因此螺旋直径的选取必须综合考虑简体的结构、磨矿介质大小等因素的影响。一般应控制在0.75D-0.8D之间（D为筒体内径）。3. 2 螺旋升角螺旋升角既螺

7、旋体螺旋叶片长任意一点处的螺旋切线与该点水平面的夹角。螺旋体在螺旋直径一定时，螺旋升角与螺距成正比，螺距减小则螺旋升角减小。立磨机的磨矿效率与螺旋升角成反比，在转速计螺旋头数一定的情况下，螺旋升角越大，立磨机的磨矿效率就越低。在立式搅拌磨的设计中，需要根据立磨机规格、设计转速和实际矿石性质，来确定合适的螺旋升角才能达到最佳的磨矿效果。3.3 螺旋叶片截面形状如下图所示，螺旋衬板的截面形状通常有矩形截面和梯形截面，螺旋直径相同时梯形截面的螺旋表面与磨矿介质的接触面积大于矩形截面。梯形截面有助于减小磨矿介质由中心向外缘的移动速度，防止部分研磨介质脱离螺旋面，从而增加磨矿介质与螺旋表面之间的研磨概率

8、，提高磨矿效率。矩形截面 梯形截面3.4 螺旋叶片材质立式螺旋搅拌磨机的螺旋叶片有合金钢、不锈钢及聚氨酯等材料。合金刚及不锈钢因自身密度大硬度高，对硬、软质矿物的研磨效果都比较好；但因重量大故能耗高；而聚氨酯材质自重轻硬度低，对硬质矿物的研磨效果较差，但能耗低。我们螺旋搅拌器耐磨叶片的材质选择上应根据自身工况坏境谨慎选择，高硬度的矿物的研磨应选用合金钢或不锈钢，低硬度或软质矿物的研磨应选用聚氨酯。3.5 研磨介质研磨介质的选择对立式螺旋搅拌磨机的磨矿效率极为重要。因立式螺旋搅拌磨机主要运用于矿物的细磨及超细磨工序，磨矿粒度要求极细，介质表面如存在大量坑洼，将被矿粒当作天然避难所，躲过滚压研磨。

9、故在选用研磨介质时，应选用表面较为光滑的轴承钢球。我们曾经进行过实验，使用皮带除铁器筛分出的硬质顽固矿石及相同直径的普通高、中洛球替代轴承钢，实验结果是磨矿粒度均未达到要求，立磨机磨矿大幅度效率下降！实验证明，磨矿介质的选用对立磨机的磨矿效率有重大影响，在选用时应谨慎。4、维修管理过程中应注意的问题4.1 相邻两片螺旋叶片衔接处起台螺旋体在运转时，螺旋叶片将受到部分垂直于螺旋面向下的作用力。在该作用力长期影响下，如螺旋支架强度不足，将会在俩片螺旋叶片衔接处发生塑性变形，导致原本“光滑”螺旋面出现连接台阶。当出现该情况时，立磨螺旋搅拌磨机的负荷会大幅增加，磨矿效率会急剧下降。原因在于大量的磨矿介

10、质在逆流而上的过程中，遇到台阶将会被其赶出螺旋体外部返回筒体底部，如此发生恶性循环，台阶下部的螺旋叶片加速磨损，螺旋体使用寿命大幅下降。适当增加螺旋支架的厚度，能增加螺旋支架的强度，从而防止两相邻螺旋叶片连接处起台现象。4.2 螺旋体耐磨叶片连接螺栓易磨损螺旋叶片与螺旋支架使用螺栓连接，在使用过程中往往因为连接螺栓螺母磨损而使耐磨叶片脱落，如不及时发现将导致螺旋体螺旋支架损坏、螺旋轴扭转变形、螺旋体卡死、电机及减速机损坏等严重后果。为此，在设计耐磨叶片时，可在其上增设连接螺旋螺母沉孔，将连接螺旋螺母有效地保护起来，降低磨损速度，从而可有效防止螺旋体螺旋叶片过早脱落。4.3 螺旋体的整体维修可能

11、导致部分参数发生变化 在实际生产过程中，我们可能因螺旋体支架磨损或变形，因而对其全部切除，重新焊接。无论外修还是内修，因螺旋支架发生变形，在螺旋体的螺距及螺旋升角等参数进行测量时，得到的可能数据存在较大的误差。根据此数据加工成出的螺旋支架，其螺旋升角可能有所增加。导致现有的转速无法促使介质在螺旋面上完成自下而上的旋滚运动，而全部堆积与筒体底部。从而导致浸没于介质内的螺旋叶片严重磨损，而上部叶片完好的情况。如此长期运行，立磨机将完全丧失研磨功能，并且下部螺旋体将完成损坏。所以，在维修管理过程中，保证维修后的螺旋体螺距、螺旋升角等参数始终不变，如无需要，我们切不可轻易改变。 4.4 介质在离心力或

12、重力左右下过早脱离螺旋体在螺旋体转动过程中，研磨介质会受到离心力及部分重力的分力左右，使其向旋转的螺旋体外圈慢慢偏移，最后脱离螺旋搅拌体。如此循环同样将使螺旋体上、下部叶片磨损速度失衡，使下部叶片过早损坏。为此，我们可在耐磨叶片外缘增设挡圈或使用梯形耐磨叶片（内低外高）来解决。4.5 正常磨损情况下的周期失衡立磨在运行使用过程中，因重力作用，其筒体下半部的介质密度总是高于上半部；也就是说，正常磨损情况下，下半部的螺旋叶片磨损速度总要比上半部快一些，磨损过快的区域主要发生在其下部的1/3段！因此，在平时的维修管理中，我们可采用厚度不同的螺旋叶片上下搭配使用，适当的增加磨损较快区域的叶片厚度，适当

13、减少上半部部分螺旋叶片的厚度，以实现同步磨损，从而提升整个螺旋体的使用寿命，降低维修成本，增加设备开机率。5、总结 综上所述，在立式螺旋搅拌磨机的使用中，主轴转速、螺旋外径、螺旋面面积、螺旋升角、螺旋材质、介质选用、叶片结构等诸多原因均会对立磨的磨矿效率产生较大影响。在实际生产中，我们可以根据生产需要，通过调整上述一个或多个参数来增加或降低立磨机的磨矿效率。通过科学合理的维修管理降低运行成本，增加磨机开机率。通过科学的使用及选才，增加配件使用周期等。立式螺旋搅拌机聚结构简单、操作维护方便、占地面积少、运行平稳噪音低、细磨能力强、高效节能等优点于一身，已被广泛使用金属及非金属矿物的细磨及超细磨工序中。然而如不能正确使用、维修与