选矿厂分级机断轴的预防改造及焊接修复

范喜甫

中国黄金金牛有限责任公司， 河南 洛阳 471400

摘要：嵩县金牛有限责任公司是一家集采、选、冶为一体的黄金生产企业，有三个选矿厂，选矿工艺分别为：浮选精矿、氰化炭浆吸附工艺，在磨矿系统中采用双螺旋分级机分级。店房分矿选厂采用2米双螺旋分级机工艺。近三年来，分级机大轴曾出现过多次断裂。嵩县金牛有限责任公司店房分矿选厂经过长期不断地摸索与实践，对磨矿分级机工艺进行了改造，使其分级机轴使用寿命有很大提高，工艺进一步得到优化，生产效率提高。下面，文章就结合具体实际分析选矿厂分级机断轴原因，就预防改造及焊接修复提出几点建议。

关键词：分级机断轴 原因 技术改造 焊接修复

引言

分级设备是选矿过程中的经典设备。在矿山行业中，分级设备具有多种作用：与球磨机配成闭路循环磨矿系统、分级矿砂和细泥、对矿浆进行粒度分级。在选矿厂中，分级效果直接影响磨机生产能力、产品质量以及后续选别作业精矿品位与回收率等技术经济指标。分级机作为球磨机的重要附属设备，也是选矿厂生产过程中重要的设备之一，它的正常运转对矿石的处理产量有着直接的影响。近三年来，分级机大轴曾出现过多次断裂，造成停工停产，带来了很大的经济损失。为此针对这一顽疾，专门对此种问题进行分析解决，经过不断的改进，形成了以下改造办法，并收到了良好的使用效果，确保生产正常进行。

1分级机的分类及特点

1.1螺旋分级机

螺旋分级机是借助固体粒子大小、密度不同，因而在矿浆中的沉降速度不同，达到基本按粗细粒分离的设备。进入螺旋分级机的物料颗粒，因自身重力和上升水流力的作用，粗粒可沉于槽底，被螺旋推向上部并最终返回磨机，细粒无法成功沉降至槽底而随矿浆从溢流口流出。

螺旋分级机因具有结构和操作简单、运行可靠、处理量和分级效率稳定、传动功率较小、生产成本较低、返砂含水量小、无需辅助设备、配置容易等优点，被国内外众多选矿厂采用，尤其在一段球磨磨矿流程中被普遍采用。

螺旋分级机的主要缺点为设备体积大、价格高、占地面积大、分级效率不高。

1.2水力旋流器

水力旋流器利用强大的离心力来实现矿浆中粗细粒混合物在高速旋转下的粒度分级。水力旋流器被广泛应用于矿业、石化、建材等领域。

水力旋流器因具有结构简单、可靠性高、分离粒度细（下限为5 μm）、处理量大、无运转或驱动部件、分级效率高、作业指标可调节等优点，被国内外选矿厂广泛采用，尤其在二、三段闭路磨矿回路中。

水力旋流器的主要缺点是影响分级指标的因素较多、对给矿量稳定的要求较高、给矿量不稳定时分级效率低、能耗和生产成本较高。

1.3斜板分级机

斜板分级机以斜窄流分离理论为基础，根据物料斜浅层的沉降速度不同来进行粗细粒混合物料的分离过程。斜板单元间的矿物颗粒，在上升水流作用力和重力的联合作用下运动，粗重颗粒沉淀到斜板上，沿板面下滑排入静态区，并下滑至机壳内的锥斗，从底流口排出；细颗粒向上流动，从溢流口排出，从而实现粗细粒物料分离。

斜板分级机是在水力旋流器和螺旋分级机的基础上改进而成，具有水力旋流器和螺旋分级机的优点，同时又克服了二者的缺点，具有结构简单、占地面积小、可靠性高、处理量大、无运转或驱动部件、分级效率高、生产成本低、能耗低、无需辅助设备、给矿量稳定等优点。

斜板分级机的主要缺点是设备高度高，与磨机配合形成闭路磨矿的难度相对较大。

2断轴原因分析

2.1轴受力分析

从几次轴断裂的情况来看，断裂的位置普遍出现在轴中间部位1米左右处。从受力与断面上分析，该区间传动扭矩都较大，距离两头支点远，不光承载旋转扭矩力 摩擦力，还承担着自重力。可知，在该段区间轴承受的负荷最大，也最有可能产生断裂。还有，橡皮吊瓦磨埙程度，会产生轴摆动现象和齿轮传动过程中啮合度。再加上在运转过程中，不断的产生循环疲劳，产生的振动作用及其他各种不利因素的作用，运转时间长了，在该位置就出现疲劳裂纹。随着裂纹的不断扩展，轴的承载截面积就不断的减少，当承载力超过轴所能承载的最大力时，就会出现断裂。

2.2腐蚀因素分析

由工艺角度分析，生产水质含有很强的碱性，腐蚀性比较大。轴的表面看起来粗大结实，其实已腐蚀形成钙化，当腐蚀到一定的程度，轴在慢慢腐蚀变细，降低了强度，从而影响到轴的使用寿命。

2.3工艺因素分析

球磨机磨矿在生产中是一个重要的工艺过程，而分级机是该工序的重要配套设备。从多次断轴查找原因分析，球磨机内钢球磨埙产生小碎球，有扁的 菱形的 长的等。及影响工艺指标又很难分离，最后流入分级机溜槽内。又加上大 小颗粒物矿石，很难将起旋走，长时间富集于溜槽内形成板结状，如同水泥凝聚面。使分级机在旋转过程中产生很强的摩擦阻力。相对增大轴断面的受力，同时产生振动。运转时间长了，就会对轴造成破坏。

3采取改造措施

从以上的分析可知，采取适当的措施，是能够延长分级机轴的使用寿命的，具体的方法有：

1、对球磨机出口进行技术改造，将球磨机溢流嘴改装成隔筛式溢流嘴，筛孔12毫米，将小钢球，不合格钢球筛分出来。又安装一条3.5米长的输送带，将筛分出来的钢球及大颗粒矿石输送走，同时在输送带上安装电磁铁，将钢球回收，以此解决溢流槽内富集碎球的问题，减轻轴的摩擦力。

2、每月利用检修时间及时清理分级机溜槽内的杂物，尽可能保持分级机溜槽内不板结状态，确保螺旋轴的正常运转。

3、分级机轴断后的焊接与修复

⑴轴断后的处理

将断轴拆卸吊出用抛光机打磨抛光。检查是否还有其它裂纹。制做两个1.3米高的支架，再制做两个1.8米高的龙门架，将轴两端分别放在1.3米高的支架上，两个龙门支架放中间，保持四个支架在同一个中轴线上，龙门支架上挂5吨手拉葫芦吊断轴载面2米处，吊起按照裂纹对接，局部变形大的部位用气割校平或将其割除。用线绳粗略校准轴的同心度，再用水平仪 直尺精准校正。达到理想效果进行固定使焊。固定使焊采用10*18公分14毫米厚的钢板，对称侧立对接焊口上下左右，将其牢固使焊定位。牢固定位后对焊缝打焊接坡口，这期间要有两套割炬两台电焊机保持对称同时连续作业，边焊边敲渣，减少焊缝内应力，达到焊缝饱满密实不夹渣，焊条采用506材质。焊缝焊接完毕后，再用四块9*18公分14毫米厚条形的钢板，分别对称平焊在轴周围进行加固。

⑵焊后处理

为了赶生产一般焊件往往在焊完后，用水冷却，分级机轴必须等自然凉，同时间断性的对焊缝敲击减轻焊缝内应力。由于分级机槽内介质呈碱性，对焊缝易产生腐蚀，造成轴强度下降，因此需要用防锈耐酸碱漆进行处理。消除焊缝不良隐患。

结论

1、双螺旋分级机断轴的原因主要有受力因素、腐蚀因素和工艺因素三个方面因素的影响，如果采取适当的预防措施，可以提高轴的使用寿命，减少检修次数，从而确保生产的正常运行。

2、断轴修复后，一年来没有出现什么问题，证明是成功的。

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