半自磨机磨矿工艺参数实验分析

摘 要：Π胱远磨机的有功功率和磨机效率两个方面进行了研究，对影响磨机有功功率的参数包括转速、衬板高度和条数进行了实验数据分析和对比，对转速、衬板高度以及衬板条数对磨机效率的影响进行了实验分析。通过实验试分析发现，转速对有功功率的影响较为显著，转速、衬板高度以及衬板条数对于磨机效率均具有较为显著的影响。

关键词：半自动磨机；磨机效率；试验分析

中图分类号：TD453 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）05-0079-02

1 半自磨机磨矿设备与实验方案

1.1 实验设备

（1）半自磨机试验机。本文在试验中所选取的半自动磨机磨矿内径为480mm，长度为60mm，所选取的实验电机的功率为0.75千瓦，通过皮带和蜗轮蜗杆连接。

（2）半自磨机有用功率检测装置。为了可以准确的确定磨机的功率，本文采用了DH5905型号的无线传感器来对输入轴的功率进行了测量，然后对测得的数据进行适当的处理可以得到有功功率。

得到上述数据之后，对上述数据进行相应的保存，可以通过下面的公式1来求得有功功率。

（1）

1.2 实验材料的制取

本文试验所采用的钨矿石的硬度为14-18，其密度达到了1800千克每立方米，呈现出灰褐色。为了确保每组磨矿的入料颗粒大小一致需要，需要对原矿石进行粉碎处理，然后根据粉碎后颗粒大小的不同将其分为5个等级，包括大于9mm、9mm-6mm、6mm-5mm、5mm-4mm、4mm-1mm，入料的颗粒如表1和表2所示。质量全部为1500g，比例分别为30%、30%、20%、10%、10%。试验方案中填充率为35%，衬板个数分别为8、16和32。转速率分别为0.6、0.7、0.8、0.9。磨矿的时间统一设置为10分钟。

1.3 实验方案设计

有用功率和磨矿效率是本文研究的两个主要方面，以及磨机的转速率和衬板结构等参数对磨机效果的影响，一般将矿石研磨成新的颗粒所需要的能耗称之为磨机效率，也被称为比能耗，其单位为kw/kg，该数值能较好的反映不同参数和工况下的磨机效率。从表2中可以看出本实验所设计的各项试验参数和选择的实验材料。

本文从半自磨机转速率、衬板高度、衬板条数等参数的变化来研究了磨机效果的变化，假设其填充率为15%，将机组数量、转速以及衬板条数作为变化参数，然后进行全磨机组实验，每组实验的磨矿时间都为10分钟，并且在10分钟之后要多所产生的能耗、采集转轴的扭矩、颗粒状况进行相关参数进行记录和分析。

2 实验数据分析

2.1 扭矩采集数据分析

首先获取无线传感器所采集到的输入轴的功率数据，然后将其数据录入到电脑中进行相应的处理，将采样频率设置为1khz进行数据采集，采集时间持续30秒。从下图可以看出，在磨机启动之前转矩一直为0，随着磨机开始转动，转矩开始出现变化，在运行一段之间之后开始出现扭矩的稳定状态，在停机之后扭矩会逐渐趋于一个稳定的数值。在中间数据较为稳定的阶段，所采集到的数据会出现上下的波动，这是由于半自动磨机在运转的过程中会出现偏离中心的运动，而导致的扭矩变化规律。在下图中可以看到每个不同的功率下扭矩的变化情况，由于扭矩的波动性较强，需要对每条曲线进行相应的计算，然后得到最终的有功功率值，每组实验计算得到的有功功率如表3所示。

根据实验数据得出：转速的变化会导致有功功率较大的变化，而衬板高度和衬板条数的变化对于有功功率的影响比较小，这可以解释为转速不变的情况下衬板条数不变的情况下衬板之间能容纳的颗粒能力有关。本文所选取的实验磨机的尺寸相对较小，因而衬板条数以及高度的变化对所承载的颗粒数量影响并不是很大，所以所测量得到的有功功率的变化也不是十分的明显，转速的变化会对半自动磨机内部颗粒的运动的状态发生较为明显的变化，有功功率的变化也会变得十分的明显。为了展示衬板的参数对有功功率的影响，本文绘制的衬板参数变化与有功功率变化之间的曲线，随着转速的变化，如果保持衬板的高度和条数不变，半自动磨机的有功功率会先增加而后减小的趋势，当转速在0.8的时候有功功率达到了其最大值。如果采用的多衬板的半自动磨机，其显著影响磨机的有功功率，衬板的数量为32的时候有功功率达到最大值，当数量为16的时候次之，当条数为8的时候有功功率的数值最小。当二者的条数为32和16的时候，衬板高度的变化不会有功功率产生显著的影响，当转速为0.8衬板的高度超过8毫米的时候，会出现有功功率的下降。如果衬板的条数为8，半自动磨机的有功功率会随着衬板的高度增加而相应的增加，而衬板的高度高于12mm的时候，有功功率会产生较为明显的下降趋势。

2.2 磨矿产品粒度分析

半自动磨机工作就是将矿石逐渐磨小的过程，也是有旧颗粒产生新颗粒的过程，通过对产出的颗粒的分析，对于充分反映磨机的研磨效果具有重要的作用。本文将单位能耗好下所产出的新颗粒作为指标，对于不同转速和衬板高度新颗粒生产的情况来进行分析，得到转速以及衬板参数对最终结果的影响。

可以根据衬板的高度变化将实验分为三组，根据相应的方法进行试验，对实验后的矿料进行筛分，然后得到各个等级质量。将衬板高度参数分别设置为5mm、8mm和12mm。下表反映了各个组研磨之后的颗粒的质量的分布，为了更好的区分上述研磨的效果。通过计算单位质量颗粒所消耗的能耗，能耗低说明半自动磨机的性能越好。

根据不同参数下的磨机产出单位质量的颗粒所消耗的能耗得知：每一组中转速对于能耗影响都是比较大，转速的变化，自动磨机的能耗具有较大的区别；在转速增加到大约0.8的时候，能耗会逐渐增大，因而可以知道磨机的转速在0.8的时候存在一个相对较小的数值，其可以使得磨机达到较好的效率；通过实验对比发现，随着衬板数量的增加，比能耗数值会出现显著的下降。其中衬板高度为5mm转速为0.5的时候能耗降低了将近22%，其他情况下功耗也会相应的有所减少；在衬板高度增加之后，所生产单位质量的颗粒所消耗的能量会先减少后增加这样一个趋势，限定其他参数不变在衬板的高度为8mm的时候，能耗的数值达到了最小。结合上述数据，可以得出如下的结论，当衬板的高度为8mm，衬板的条数为32、转速为0.8 的时候，生产单位质量的颗粒所消耗的能耗最少。

3 结语

本文以钨矿石为材料对影响半自动磨机的有功功率和磨机效率的因素进行了试验研究，根据不同的参数设计了不同的试验分组。通过无线扭矩传感器对采集到扭矩数据以及最终的研磨的效果进行了数据分析，从有功功率和磨机的效率角度得到如下结论：

在转速增加的过程中，半自动磨机的有功功率会先增加而后减少，比能耗会逐渐的减少；随着衬板条数的增加，比能耗会呈现出逐渐下降的趋势；衬板高度在增加的过程中，生成单位质量颗粒所消耗的能量会呈现出先减少后增加的趋势。而对于本文试验过程中所采用的半自动磨机，当转速为0.8，衬板的数量为32，衬板的高度为8mm的时候有功功率会出现最大值，而此时的能耗值最低。

参考文献

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