CN112473893B - 一种球磨机螺旋喂矿装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种球磨机螺旋喂矿装置，包括依次连接的五棱柱喂矿箱体、喂矿弯管、左螺旋喂矿装置；左螺旋喂矿装置安装在球磨机空心轴内，与球磨机筒体连接且与筒体一起旋转，左螺旋喂矿装置和喂矿弯管之间设置旋转密封装置，包括轴向和径向补偿技术，来保证其密封性；五棱柱喂矿箱体顶部通过快速可拆卸法兰连接喂矿浆管，底部一个面连接喂矿弯管，底部另一个面与移动小车通过方形法兰连接；五棱柱喂矿箱和喂矿弯管通过底部设置方形法兰固定在移动小车上，喂矿弯管将矿浆送入向左旋转球磨机的左螺旋喂矿装置中，本发明解决了人工手动喂矿劳动强度大、矿浆倒流、堵塞及泄漏大、造成工人清扫量大等难题；具有很强的实用性和操作性，具有极大推广价值。

Description

一种球磨机螺旋喂矿装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种球磨机螺旋喂矿装置及其使用方法，属于矿山喂矿设备领域。

背景技术

太钢集团代县矿业有限公司是太钢集团的主要原料（铁矿粉）生产基地，位于山西省代县境内，隶属太行山系，平均海拔为1700米的高寒矿区。

矿石经过穿孔、爆破、铲装、运输、破碎筛分后，进入球磨机磨矿，球磨机一般由同步机驱动，驱动功率一般为1000～3000kW，同步机驱动小齿轮，由小齿轮驱动大齿轮，大齿轮驱动球磨机筒体运转，筒体运转转速一般为14～20r/min，即当同步机通过小齿轮和大齿轮将筒体带动时，矿物经喂矿弯管通过球磨机空心轴颈从右端给入球磨机筒体，在球磨机筒体内装加有一定数量磨矿介质—钢铁球，当球磨机运转时，筒体内磨矿介质（或矿石本身）对被磨矿物进行冲击和研磨。筒体内装有各种直径的磨矿介质钢铁球，当球磨机筒体绕空心轴以一定转速回转时，装在筒体内的介质和矿石在离心力和磨擦力的作用下，随着筒体达到一定高度，当它们自身的重力大于离心力时，便脱离筒体内壁抛射下落或滚下，由于冲击力而击碎矿石。同时，在磨机运转过程中，磨矿介质相互间的滑动运动对矿石也产生研磨作用，磨碎后的物料通过空心轴颈排出，因此为了提高磨矿效率，需要连续稳定往球磨机筒体中喂矿、水和均衡间断加入磨矿介质钢铁球。球磨机进料装置原设计为给矿管，受场地和耐磨材料的影响，经过多年使用，问题和隐患比较突出，给矿管密封差，泄漏大，给入球磨机筒体后矿浆倒流多，倒流矿浆再通过流槽和管道回收进泵池后返回球磨机再磨，影响球磨机磨矿效率，同时倒流矿浆量大容易频繁造成喂矿流槽和管道外溢，外溢矿浆直接进入进料大瓦周边，矿浆会渗入球磨机大瓦造成进料大瓦发热、烧损等潜在风险，而且严重影响现场环境和5S治理。另外球磨机进料衬套为保护性导矿桶，容易造成喂矿后矿浆倒流。再者原进料装置为固定式装置，拆装繁琐，直接导致日常更换给料弯管时耗费大量时间，每次更换至少导致球磨机停机检修72～96h。因此为解决球磨机喂矿的连续性、稳定性，消除加球和喂矿坡度不足带来的堵塞问题，和球磨机喂入矿浆后球磨机进料衬套泄漏、倒流等技术难题，一直以来是难以解决的技术难题。为此本发明经过三年多的现状调查、反复试验、根据现状，对高效螺旋喂矿装置与螺旋输送叶片，喂矿弯管，旋转密封装置，喂矿箱体，移动小车等情况反复跟踪，计算了喂矿效率与螺旋输送导矿桶，以及导矿桶内设置螺旋叶片，喂矿弯管，旋转密封装置，喂矿箱体，移动小车等关系，设计一种高效喂矿+螺旋叶片输送装置，实现矿浆均匀、连续、稳定等喂入，解决矿浆泄漏、堵塞和倒流等技术难题，杜绝加球和喂矿输送坡度不足带来生产隐患，提高了喂矿质量和磨矿效率 。

为此，2018年以来，我们不断探索、反复实践，根据现状，对高效喂矿装置所属喂矿箱体，喂矿弯管，螺旋输送导矿桶、螺旋叶片，旋转密封装置，移动小车等情况多次跟踪，反复计算了喂矿效率与旋转密封装置，喂矿弯管与喂矿箱体，螺旋输送装置与矿浆倒流等关系，围绕矿浆倒流、堵塞及生产使用过程等方面分析了原给矿管无坡度，堵塞频繁，泄漏较大，倒流返矿多造成工人清扫量大，球磨机磨矿效率低等的原因，创新设计了安全、经济、高效、结构简便、使用寿命长的高效螺旋喂矿装置----“一种喂矿装置”。

原给矿管存在的缺陷：

（1）原给矿管密封效果差，因为矿浆管直插于球磨机中心进料衬套内，没有设计有效密封装置，导致运行过程中，矿浆倒流和泄漏大，造成矿浆倒流循环再磨较多，球磨机循环负荷大，降低了磨矿效率，提高磨矿单耗。同时倒流的矿浆容易进入球磨机大瓦，造成大瓦润滑不良和烧损，同时倒流及泄漏矿浆还经常泄漏到球磨机肚下，造成积矿堆积多，增加工人清扫劳动强度。

（2）原给矿管致命的缺点是：原来给矿管为固定式装置，拆装繁琐且时间长，日常更换给矿管时耗费大量停产时间，每次更换至少导致球磨机停产96小时左右。

（3）原球磨机进料衬套导矿桶内径没有设置螺旋叶片喂矿装置，导致矿浆倒流和泄漏大，造成球磨机循环负荷大，球磨机重复磨矿，导致磨矿效率低和矿石过磨。还有给矿装置更换周期只有2～3月，使用寿命短，造成球磨机作业率低。

发明内容

为了克服上述不足，本发明旨在提供一种可提高球磨机喂矿效率和使用寿命、有效减少矿浆泄漏和倒流、杜绝加球时堵塞、缩短检修时间、提高球磨机磨矿效率、具有持续稳定喂矿能力的球磨机螺旋喂矿装置。

本发明提供的高效螺旋喂矿装置设计创新点是：应用空间分隔设计，巧妙将螺旋叶片喂矿装置设置于球磨机空心轴导矿桶里面，利用球磨机磨矿旋转驱动力来带动内部的螺旋叶片喂矿装置（导矿桶内径上设置有2~4组螺旋喂矿叶片），将矿浆和钢铁球直接送入球磨机筒体中磨矿，不需要另外增加驱动电机，设计螺旋喂矿装置替代原给矿管喂矿，创新后实现高效螺旋连续喂矿，使用寿命长，喂矿速度快和效率高，矿浆顺流和密封好，加球时不堵塞，检修停产时间短，工序简单，降低劳动强度等目标。同时使喂矿装置稳定喂矿，受力均匀、机器振动减小，满足现场矿浆加入与磨矿生产要求；解决以前给矿管使用寿命短，喂矿效率低，矿浆倒流和泄漏大，加球时堵塞，检修停产时间长，劳动强度大等技术难题；克服以前矿浆倒流和泄漏给现场工人带来清扫量大的等弊病。本发明适用于所有球磨机给矿管的更新换代, 特别是适合二次，三次球磨机给矿管中心持续稳定喂入，解决了原给矿管使用寿命短，给矿效率低，矿浆倒流和泄漏大，加球时堵塞，检修停产时间长，劳动强度大，影响职工身体健康，影响球磨机磨矿效果等技术难题，克服以前了给矿管倒流和泄漏给现场工人带来清扫量大的等弊病，提高了喂矿输送效果；并且该螺旋喂矿装置安装方便、使用寿命长、结构简单，可以推广到任何矿浆的稳定给入。

本发明提供的一种球磨机螺旋喂矿装置，包括依次连接的五棱柱喂矿箱体、喂矿弯管、左螺旋喂矿装置；左螺旋喂矿装置与球磨机筒体连接，在螺旋喂矿装置和喂矿弯管之间设置旋转密封装置；

所述旋转密封装置包括密封圈和橡胶板，在螺旋喂矿装置右端内部设置矩形耐磨密封圈，外部设置柔软有弹性的耐磨橡胶板，粘结后用压板和调节螺栓调节；用108胶粘结多层形状为L形的耐磨橡胶板，粘结后用压板和调节螺栓调节，即设计矩形耐磨盘根+多层橡胶板密封技术+调节压板补偿技术，且多层橡胶板与耐磨喂矿弯管紧密接触，保证螺旋喂矿叶片装置和耐磨喂矿弯管接触间隙为2～4mm。采用调节压板补偿设计技术，为了补偿多层耐磨橡胶板的轴向磨损，在多层耐磨橡胶板设置轴向调节补偿装置，即设置轴向调节压板和六角头调节螺栓，六角头调节螺栓可以补偿多层橡胶板的轴向磨损；另外为了补偿多层耐磨橡胶板的径向磨损，在多层耐磨橡胶板设置径向调节补偿装置，即设置径向调节压板和六角头调节螺栓，六角头调节螺栓可以补偿多层橡胶板的径向磨损。

五棱柱喂矿箱体的顶部通过快速可拆卸法兰连接矿浆管，五棱柱底部的一个面连接喂矿弯管，底部的另一个面与移动小车连接；五棱柱喂矿箱体和喂矿弯管通过底部方形法兰螺栓固定在移动小车，移动小车的车轮设置于导轨上；

喂矿弯管通过螺栓固定在移动小车上；

所述左螺旋喂矿装置包括螺旋导矿桶，导矿桶内壁设置有左螺旋叶片，通过导矿桶内壁上设置N组左螺旋叶片，不仅快速将矿浆送入旋转球磨机筒体内，而且阻止了筒体内矿浆倒流；左螺旋叶片的截面形状为梯形。

上述装置中，五棱柱喂矿箱体的左端与喂矿弯管通过法兰联结，五棱柱喂矿箱和喂矿弯管底部设置方形法兰，所述移动小车的上部焊接有方形法兰，刚好与五棱柱喂矿箱体的底部方形法兰通过法兰螺栓连接在一起。

上述装置中，所述喂矿弯管为耐磨管，里面设置涂抹2～4mm耐磨涂层，喂矿弯管出口上部半圆割开长度为（100～300）mm的豁口，喂矿弯管的外形尺寸为直径×长度=（Φ400～Φ600）×（1200～1800）mm，厚度40～60mm，材质为ZGMn18Cr，其内径里面贴补耐磨橡胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm，其左端外径与螺旋喂矿装置内径间隙为2～4mm，其右端与五棱柱喂矿箱体通过法兰联结，喂矿弯管由弧形段逐渐过渡到水平位置，其对应圆心角是40～50°，半径是R=700～800mm，由螺旋喂矿中心位置进入左旋螺旋喂矿装置内部。

上述装置中，所述移动小车装置还包括链轮手动摇把装置、挡车器；在移动小车前面的左右车轮轴上各装配一个小链轮，通过链轮手动摇把装置使移动小车左右移动；移动小车底部将车轮轴固定在移动小车上，两端安装4组Φ200～Φ400mm可转动车轮，车轮轴与车轮之间设置尼龙套，间隙为2～3mm，前后、左右车轮之间距离是（800～1200）×（800～1000）mm，移动小车的车轮位于导轨上，移动小车固定时将挡车器放置在车轮两侧；导轨设置于水泥基础上，用M36基础螺栓固定。

进一步地，挡车器形状为等边三角形，其边长为300～600mm，其用10～20钢板焊接而成，用Φ20～Φ40mm锥形定位销固定于导轨的两侧，其目的是球磨机生产时固定移动小车。 上述装置中，五棱柱喂矿箱体外形尺寸为长×宽×高=（1400～1000）×（1000～800）×（800～600）mm，钢板厚度10～20mm，材质为Q235，内部粘贴耐磨橡胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm。

上述装置中，喂矿弯管底部方形法兰与移动小车对应法兰通过联结螺栓M24×（200～400）mm/8条联结为一体；五棱柱喂矿箱体通过底部方形法兰和移动小车法兰联结螺栓联结为一体；联结螺栓为M24×（200～400）mm/10条。

本发明提供了上述球磨机螺旋喂矿装置的使用方法，包括以下步骤：

粒度为0～5mm矿石沿矿浆管通过联结法兰进入五棱柱喂矿箱体中，五棱柱喂矿箱体、喂矿弯管将矿石、水与钢铁球自动送入球磨机螺旋喂矿装置的螺旋导矿桶中，导矿桶内壁设置有左旋螺旋叶片，通过导矿桶内壁上设置N组左螺旋叶片，不仅将矿浆快速送入旋转球磨机筒体内，而且阻止了球磨机筒体内矿浆倒流，由于球磨机筒体向左旋转磨矿，左旋球磨机自转驱动左旋螺旋叶片喂矿装置，当物料（如粗矿浆、水和钢铁）由中心给入球磨机左旋喂矿装置内，由于螺旋叶片导矿作用快速向前推动矿浆、水和钢铁球，迅速自动将粗矿浆、水和钢铁球送入球磨机筒体内磨矿，不需要新增电机驱动力；由于左螺旋叶片向前推动作用能够防止球磨机筒体内矿浆和钢铁球向后倒流，另外在喂矿弯管与左旋喂矿装置之间设置旋转密封装置，防止矿浆泄漏，因此左旋螺旋叶片能够（与左旋球磨机旋向相同）进行自动输送矿物作用，从而带动螺旋喂矿装置不停自动输送矿浆、水与钢铁球等运动。

通过五棱柱喂矿箱体和喂矿弯管将矿物、水与钢铁球自动送入球磨机螺旋喂矿装置内部，然后输送到球磨机筒体中，整个球磨机将粗矿浆、水与钢铁球的输送、配比是一个自动循环连续稳定可调过程。

通过DN150电动阀门给水时间的联锁和喂矿量的计算，在球磨机出料口设计磨矿浓度检测装置和磨矿电耳值检测装置，球磨机正常磨矿浓度78%～82%，正常磨矿电耳值为6～9，当检测到磨矿浓度大于82%，或检测到磨矿电耳值变小，小于6时，即球磨机磨矿浓度变稠时，自动反馈到球磨机螺旋喂矿装置的初始喂料变频电机，适当降低初始喂料变频电机变频速度，即减少球磨机螺旋喂矿装置的喂矿量，实现自动智能喂矿；反之当检测到球磨机磨矿浓度小于78%，或检测到磨矿电耳值变大，大于9时，即球磨机磨矿浓度变稀时，自动反馈到变频电机，适当提高球磨机初始喂料变频电机变频速度，即增加球磨机螺旋喂矿装置的喂矿量，因此提高了球磨机喂矿产量，也就是提高球磨机台时处理量和磨矿效率，降低球磨机运行功耗和磨矿成本，具有极大推广价值。

当球磨机螺旋喂矿装置需要检修和点检时，取出挡车器及其上面的定位销，摇动链轮手动摇把装置，摇出移动小车和喂矿装置，检修工人非常方便更换螺旋喂矿装置或点检，省时省人省成本；当球磨机螺旋喂矿装置检修完成时，摇动链轮手动摇把装置，将移动小车摇进。

本发明的有益效果：

针对原喂矿管实际生产中遇到的各种困难、缺点和不足，我们升级设计了球磨机螺旋喂矿装置，通过三年多，喂矿装置的结构优化设计与研制，解决了原给矿管检修劳动强度大，移动困难，矿浆倒流、泄漏、堵塞、寿命短和检修难度大，同时矿浆倒流、泄漏造成工人清扫量大等技术难题；因而具有更高的耐磨性，更好的互换性。

（1）社会效益：本发明实现了球磨机螺旋喂矿装置自动连续喂矿，手动摇出，提高喂矿效率和磨矿质量，降低运行成本。极大减少工人劳动强度和与检修人数，避免职业病的发生，杜绝喂矿泄漏带来矿浆浪费，节约检修费用，实现了自动高效喂矿。

（2）本发明通过DN150电动阀门给水时间的联锁和喂矿量的计算，磨矿浓度及磨矿电耳值检测，自动计算喂矿量多少，通过调节变频电机的供料转速，继而调节喂矿渣浆泵的给矿量，实现连续精准喂矿，稳定喂矿浓度，精准满足磨矿浓度的需求。因此整个矿浆输送、喂矿和磨矿是一个自动循环过程。

（3）杜绝矿浆倒流、泄漏、堵塞、寿命短和检修劳动强度大，同时倒流和泄漏造成工人清扫量大等技术难题，稳定生产，减少检修工人和检修次数， 节约人工成本，由原来检修9人调整到5人，节省（4人*6万 / 年）24万元 / 年；极大减轻工人劳动强度，实现了高效精准喂矿+螺旋叶片导向推动送料，使喂矿装置使用效果和磨矿效率达到国内一流水准，实现喂矿装置低成本高质量运行。同时提高安全控制度，安全和社会效益巨大。

（4）特别是本发明采用优化后的参数，提高了螺旋叶片喂矿装置、旋转密封装置、耐磨喂矿弯管、矿浆管、五棱柱喂矿箱体等使用寿命，节省备件费为168万元/年，球磨机检修时间从96缩短到24小时，球磨机作业率从原来的75.96%，提高到85.16%，球磨机磨矿综合效率提高6.5%，故障率降低3.5%，每年可多磨矿10万吨，解决了原给矿管矿浆倒流、漏矿浪费，加球堵塞造成等生产成本高、备件寿命短等技术难题；有效减少了资源浪费，降低了喂矿成本，提高磨矿效率。

（5）更新换代后的喂矿装置与当前国内外同类技术相比，它具有以下不同的优点：

① 喂矿装置巧妙应用空间分隔设计技术，设置一种球磨机螺旋喂矿装置通过内置螺旋叶片喂矿、旋转密封、耐磨喂矿弯管、链轮移动小车等装置设计。通过DN150电动阀门给水时间的联锁和喂矿量的计算，磨矿浓度检测及磨矿电耳值检测，自动计算喂矿量多少，通过调节变频电机的供料转速，继而调节喂矿渣浆泵的给矿量，实现连续精准喂矿，稳定喂矿浓度，精准满足磨矿浓度的需求。因此整个矿浆输送、喂矿和磨矿是一个自动循环过程。提高本质性安全措施，降低了危险因素。解决了原给矿弯管寿命短、检修劳动强度大、矿浆倒流、泄漏、工人清扫量大等技术难题；

② 在节能减排、低碳生产方面，具有重大意义。一种新型喂矿装置设计，有效减少原给矿管故障，实现球磨机高效磨矿，提高球磨机磨矿综合效率6.5%，降低故障率3.5%，实现球磨机磨矿负荷均匀，喂矿连续稳定，降低机器的振动、降低电能消耗和机器故障，提高喂矿装置的输送效率。

③ 本发明创新设计高效螺旋叶片喂矿装置，实现球磨机喂矿均匀、连续，球磨机磨矿稳定高效，有效地解决磨矿效率低、球磨机涨肚等事故发生，极大减少工人劳动强度和与检修人数，延长备件寿命，实现了自动高效喂矿智能过程磨矿自动控制，提高喂矿效率，取得了较大突破，使磨矿效率达到国内先进水平，具有极大的推广价值。

附图说明

图1为本发明球磨机螺旋喂矿装置的结构示意图。

图2为旋转密封装置的结构放大示意图。

图中：1、左螺旋喂矿装置， 2、旋转密封装置，2-1、轴向调节补偿装置，2-2、多层耐磨橡胶板，2-3、径向调节补偿装置， 3、喂矿弯管， 4、快速拆卸法兰，5、矿浆管，6、五棱柱喂矿箱体， 7、链轮手动摇把装置，8、移动小车，9、导轨，10、挡车器，11、球磨机大瓦，12、大瓦底座，13、球磨机空心轴，14、球磨机筒体，15、筒体衬板。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1~2所示，一种球磨机螺旋喂矿装置，包括依次连接的五棱柱喂矿箱体6、喂矿弯管3、左螺旋喂矿装置1；左螺旋喂矿装置1与球磨机筒体连接，在左螺旋喂矿装置1和喂矿弯管3之间设置旋转密封装置2；

所述旋转密封装置2包括密封圈和橡胶板，在螺旋喂矿装置右端内部设置矩形耐磨密封圈，外部设置柔软有弹性的耐磨橡胶板，粘结后用压板和调节螺栓调节；用108胶粘结多层形状为L形的耐磨橡胶板，粘结后用压板和调节螺栓调节，即设计矩形耐磨盘根+多层橡胶板密封技术+调节压板补偿技术，且多层耐磨橡胶板2-2与耐磨喂矿弯管紧密接触，保证螺旋喂矿叶片装置和耐磨喂矿弯管接触间隙为2～4mm。采用调节压板补偿设计技术，为了补偿多层耐磨橡胶板的轴向磨损，在多层耐磨橡胶板设置轴向调节补偿装置2-1，即设置轴向调节压板和六角头调节螺栓，六角头调节螺栓可以补偿多层橡胶板的轴向磨损；另外为了补偿多层耐磨橡胶板的径向磨损，在多层耐磨橡胶板设置径向调节补偿装置2-3，即设置径向调节压板和六角头调节螺栓，六角头调节螺栓可以补偿多层橡胶板的径向磨损。

五棱柱喂矿箱体6的顶部通过快速可拆卸法兰连接矿浆管5，五棱柱底部的一个面连接喂矿弯管3，底部的另一个面与移动小车8连接；五棱柱喂矿箱体6和喂矿弯管3通过底部方形法兰螺栓固定在移动小车，移动小车8的车轮设置于导轨上；

喂矿弯管3通过螺栓固定在移动小车上；

所述左螺旋喂矿装置1包括螺旋导矿桶，导矿桶内壁设置有左螺旋叶片，通过导矿桶内壁上设置N组左螺旋叶片，不仅快速将矿浆送入旋转球磨机筒体内，而且阻止了筒体内矿浆倒流；左螺旋叶片的截面形状为梯形。

上述装置中，五棱柱喂矿箱体6的左端与喂矿弯管3通过法兰联结，五棱柱喂矿箱和喂矿弯管底部设置方形法兰，所述移动小车的上部焊接有方形法兰，刚好与五棱柱喂矿箱体的底部方形法兰通过法兰螺栓连接在一起。

上述装置中，所述喂矿弯管3为耐磨管，里面设置涂抹2～4mm耐磨涂层，喂矿弯管出口上部半圆割开长度为（100～300）mm的豁口，喂矿弯管的外形尺寸为直径×长度=（Φ400～Φ600）×（1200～1800）mm，厚度40～60mm，材质为ZGMn18Cr，其内径里面贴补耐磨橡胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm，其左端外径与螺旋喂矿装置内径间隙为2～4mm，其右端与五棱柱喂矿箱体通过法兰联结，喂矿弯管由弧形段逐渐过渡到水平位置，其对应圆心角是40～50°，半径是R=700～800mm，由螺旋喂矿中心位置进入左旋螺旋喂矿装置内部。

上述装置中，所述移动小车装置还包括链轮手动摇把装置7、挡车器10；在移动小车前面的左右车轮轴上各装配一个小链轮，通过链轮手动摇把装置使移动小车左右移动；移动小车底部将车轮轴固定在移动小车上，两端安装4组Φ200～Φ400mm可转动车轮，车轮轴与车轮之间设置尼龙套，间隙为2～3mm，前后、左右车轮之间距离是（800～1200）×（800～1000）mm，移动小车的车轮位于导轨上，移动小车固定时将挡车器放置在车轮两侧；导轨设置于水泥基础上，用基础螺栓固定。

进一步地，挡车器10形状为等边三角形，其边长为300～600mm，其用10～20钢板焊接而成，用Φ20～Φ40mm锥形定位销固定于导轨的两侧，其目的是球磨机生产时固定移动小车。上述装置中，五棱柱喂矿箱体外形尺寸为长×宽×高=（1400～1000）×（1000～800）×（800～600）mm，钢板厚度10～20mm，材质为Q235，内部粘贴耐磨橡胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm。

上述装置中，喂矿弯管底部方形法兰与移动小车对应法兰通过联结螺栓M24×（200～400）mm/8条联结为一体；五棱柱喂矿箱体通过底部方形法兰和移动小车法兰联结螺栓联结为一体；联结螺栓为M24×（200～400）mm/10条。

以下给出施工现场的具体操作过程：

分析了原喂矿管喂矿效率低，矿浆倒流和泄漏大，加球时堵塞，检修更换喂矿装置时间长等弊端。应用空间分隔设计技术----矿浆、钢铁球与喂矿装置隔开，杜绝矿浆或钢铁球直接磨损喂矿装置本体，在螺旋喂矿装置内径巧妙设计导矿桶，导矿桶内径上设置2～4组螺旋叶片（设置有N组螺旋喂矿叶片，根据喂矿量一般设置N=2～4组），结构简单的高效螺旋喂矿装置如附图，试用以来，效果很好，解决原喂矿管使用寿命短，喂矿效率低，矿浆倒流和泄漏大，加球时堵塞，检修停产时间长，劳动强度大等技术难题；

（1）设计一种左螺旋喂矿装置1，为了防止矿浆倒流，其特征是在强度和刚度满足现场生产要求的情况下，巧妙在左旋球磨机进料端空心轴内部，设计左旋螺旋喂矿装置1（在左螺旋喂矿装置内部设置导矿桶，在导矿桶内径上根据喂矿量多少设置送料左螺旋叶片，一般设置有N组螺旋叶片，N=2～4，喂矿量越大，N越多），螺距设置为450～550mm，外形尺寸直径×长度=（Φ800～Φ1200）×（1500～2000）mm，厚度80～120mm，材质为ZGMn13Cr，在左旋螺旋喂矿装置外径上左、右与球磨机空心轴内径设置为过渡配合，配合尺寸（Φ800～Φ1200）×（200～400）mm，其外面设置法兰与球磨机空心轴本体通过法兰螺栓联结紧固，联结螺栓为M30×（200～400）mm/12条；在左螺旋喂矿装置内径上设置左螺旋导矿桶，导矿桶内径处设置2～4组螺旋叶片，叶片截面形状为梯形，外形尺寸为上底/下底×高=（45～65）/（80～120）×（90～110）mm，由球磨机向左旋转磨矿时驱动左旋导矿桶喂矿装置（不需要另外增加驱动电机）。当矿浆由喂矿弯管中心给入左螺旋喂矿装置内，由于导矿桶内壁左螺旋叶片的导向推动作用，自动将原料矿石、水与钢铁球混合后送入球磨机筒体中进行磨矿，由于导矿桶内壁左螺旋叶片螺旋向前导向及推动作用能够阻止球磨机筒体内矿浆向后倒流，设置左旋螺旋喂矿装置（与左旋球磨机旋向相同）进行自动输送作业，从而带动螺旋导矿桶将物料、水与钢铁球等混合后连续稳定送入球磨机筒体中，进行磨矿，实施后磨矿更高效、运转更平稳，转动负荷更稳定更灵活；

设计左螺旋喂矿装置，实现喂矿装置故障少、稳定精准喂矿、不堵塞、不倒流和不泄漏等目标，使喂矿装置受力均匀、机器振动小；

（2）设计一种旋转密封装置2，为了防止矿浆的泄漏，在螺旋喂矿装置1和耐磨喂矿弯管3之间设置旋转密封装置2，其特征是在螺旋喂矿装置右端内部设置矩形密封圈，材质为耐磨盘根，尺寸为20×20mm；外部密封装置设置柔软富有弹性耐磨橡胶板，用橡胶运输带粘接胶108粘结多层，形状为L形的（根据喂矿管外径与喂矿装置内壁螺旋叶片内径之间间隙大小，设置耐磨橡胶板层数，一般设置5～10层，耐磨橡胶板厚度4～10mm）耐磨橡胶板，粘结后用压板和调节螺栓固定及调节，即设计矩形耐磨盘根+多层橡胶板密封技术+调节压板补偿技术，且多层橡胶板与耐磨喂矿弯管3紧密接触，保证螺旋喂矿叶片装置1内径和耐磨喂矿弯管3外径接触间隙为2～4mm。重点采用调节压板补偿设计技术，为了补偿多层耐磨橡胶板的轴向磨损，在多层耐磨橡胶板2-2设置轴向调节补偿装置2-1，即设置轴向调节压板和六角头调节螺栓M24×（80～140）mm/12条，所述轴向调节压板为法兰圆片形状，尺寸为内径/外径×厚度=（Φ405～Φ605）/Φ665×（15～20）mm，当拧紧六角头螺栓M24×（80～140）mm/12条，可以补偿多层橡胶板的轴向磨损；另外为了补偿多层耐磨橡胶板的径向磨损，在多层耐磨橡胶板2-2设置径向调节补偿装置2-3，即设置径向调节压板和六角头调节螺栓M24×（80～140）mm/12条，所述径向调节压板为缺口圆筒形状，尺寸为内径/外径×长度=（Φ650/Φ665）×（80～100）mm，当拧紧调节六角头螺栓M24××（80～140）mm/12条，可以补偿多层橡胶板的径向磨损。因此延长多层橡胶板使用寿命，提高喂矿管外部密封的可靠性，防止矿浆泄漏、倒流、堵塞等造成磨矿效率降低，杜绝矿浆泄漏、倒流进入球磨机大瓦而缩短球磨机关键部件的使用寿命；

（3）为了提高喂矿装置耐磨性，根据喂矿量大小设计耐磨喂矿弯管3，其左端将物料直接送入球磨机左旋螺旋喂矿装置内部，为了便于耐磨喂矿弯管出矿，其喂矿弯管3出口上部半圆割开长度（100～300）mm豁口，外形尺寸为直径×长度=（Φ400～Φ600）×（1200～1800）mm，厚度40～60mm，材质为ZGMn18Cr，其内径里面贴补耐磨胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm，其左端外径与螺旋喂矿装置内径间隙为2～4mm，其右端与五棱柱喂矿箱体通过法兰联结，将喂矿弯管由倾斜逐渐过渡到水平位置，由螺旋喂矿中心位置进入左旋螺旋喂矿装置1内部，目的使喂矿弯管中心水平喂矿，同时提高喂矿弯管的对恶劣环境适应和负荷的承受能力；

（4）为了提高喂矿装置耐磨性，根据喂矿量大小设计五棱柱喂矿箱体6，其左端与喂矿弯管3通过法兰螺栓联结，联结螺栓为M24×70mm/8条；上部设计密封盖子，设置盖子钢板厚度为10～16mm，盖子下面设置密封橡胶板，橡胶板厚度为为2～5mm，盖子与五棱柱喂矿箱体5通过法兰螺栓联结，联结螺栓为M16×40mm/24条，盖子上割孔，将矿浆管4（根据喂矿量大小设计为Φ500～Φ700mm）垂直插入五棱柱喂矿箱体5中心孔内进行连续焊接，在矿浆管上设置快速可拆卸法兰，法兰通过联结螺栓为M16×40mm/4条联结；五棱柱喂矿箱体外形尺寸为长×宽×高=（1400～1000）×（1000～800）×（800～600）mm，厚度10～20mm，材质为Q235，内部粘贴耐磨橡胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm，其目的保证矿浆管4垂直中心喂矿于五棱柱喂矿箱体5，同时提高喂矿箱体5的耐磨性，延长使用寿命。

（5）为了便于日常检修，根据喂矿量大小设计移动小车8，其主架用24#槽钢焊接而成，移动小车8上面设置于五棱柱喂矿箱体6和喂矿弯管3及矿浆管5，喂矿弯管3与移动小车8通过联结螺栓为M24×（200～400）mm/8条联结为一体；五棱柱喂矿箱体6和移动小车8通过底部法兰的联结螺栓为M24×（200～400）mm/10条联结为一体；下面设置4组Φ200～Φ400mm车轮，将车轮轴（直径为Φ50～Φ80mm）固定在移动小车8上，两端安装4组Φ200～Φ400mm可转动车轮，轴与车轮之间设置尼龙套，间隙为2～3mm，车轮前后左右之间距离长×宽=（800～1200）×（800～1000）mm，并将车轮设置于43kg导轨上，导轨设置于水泥基础上，用M36×（400～600）mm/8条基础螺栓固定。因此将原固定式的喂矿管改造为移动喂矿装置，设计移动车轮和导轨，日常检修时，便于喂矿装置整体摇进摇出，同时能有效保证喂矿弯管3与左螺旋喂矿装置1的同心度，保证喂矿装置中心的密封效果。

（6）为了便于日常检修和提高喂矿装置等检修效率，左右各设计一组链轮手动摇把装置，便于移动小车8的摇进和摇出，在移动小车8前面左右车轮轴（直径为Φ50～Φ80mm）上各装配一个小链轮，直径为Φ150～Φ350mm，可随车轮一起转动，再在移动小车中部后主架左右轴（直径为Φ50～Φ80mm）上各装配一个大链轮，直径为Φ300～Φ500mm，大小链轮中心距设置为（800～1200）mm，通过链条传动，链条型号设置为TG158，节距为15.8mm，在左右大链轮上安装二组直角90°手动摇把，手动摇把用Φ50～Φ80mm焊接钢管制作，尺寸为（800～1000）×（300～500）mm，当球磨机螺旋喂矿装置磨损后需要检修时，取出挡车器及其上面的定位销，同时摇动左右摇把，将移动小车8摇出；当球磨机螺旋喂矿装置检修完成时，同时摇动左右摇把，将移动小车8摇进，这样方便了球磨机螺旋喂矿装置检修，提高检修效率。

（7）为了便于提高检修效率，根据喂矿量大小和移动小车8大小，设计挡车器形状为等边三角形，其边长为300～600mm，其用10～20mm钢板焊接而成，用Φ20～Φ40mm锥形定位销固定于导轨的两侧，其目的是球磨机生产时为了阻止和固定移动小车8，保证其安全运行。当喂矿装置需要更换耐磨橡胶板和其他内部维修时，取出定位销，拆卸快速联结法兰，或松动喂矿箱体盖子联结螺栓，向右摇出移动小车8，就非常方便和简单更换备件；球磨机螺旋喂矿装置等内部检修完成后，向左摇进移动小车，完成了球磨机螺旋喂矿装置复位。因此将原固定式的喂矿管改造为移动螺旋喂矿装置，日常检修喂矿装置时，便于快速将喂矿装置摇进摇出，同时能有效保证喂矿弯管3与螺旋喂矿装置的同心度，保证中心喂矿装置的密封效果。

本发明提供了上述球磨机螺旋喂矿装置的使用方法，包括以下步骤：粒度为0～5mm矿石沿矿浆管通过联结法兰进入五棱柱喂矿箱体中，五棱柱喂矿箱体、喂矿弯管将矿石、水与钢铁球自动送入螺旋导矿桶中，导矿桶内壁设置有左螺旋叶片，由于球磨机筒体向左旋转磨矿，左旋球磨机自转驱动左旋螺旋叶片喂矿装置，当物料由中心给入球磨机左旋喂矿装置内，由于螺旋叶片快速导矿向前推动矿浆作用，迅速自动将粗矿浆、水和钢铁球送入球磨机筒体内磨矿，不需要新增电机驱动力；通过五棱柱喂矿箱体和喂矿弯管将物料、水与钢铁球自动送入球磨机螺旋喂矿装置内部，然后输送到球磨机筒体中，整个球磨机粗矿浆、水与钢铁球的输送、配比是一个自动循环稳定可调过程；

通过DN150电动阀门给水时间的联锁和喂矿量的计算，在球磨机出料口设计磨矿浓度检测装置和磨矿电耳值检测装置，球磨机正常磨矿质量浓度78%～82%，正常磨矿电耳值为6～9，当检测到磨矿质量浓度大于82%，或检测到磨矿电耳值变小，小于6时，即球磨机磨矿浓度变稠，自动反馈到球磨机螺旋喂矿装置的初始喂料变频电机，适当降低初始喂料变频电机变频速度，即减少球磨机螺旋喂矿装置的喂矿量，实现自动智能喂矿；反之当检测到球磨机磨矿质量浓度小于78%，或检测到磨矿电耳值变大，大于9时，即球磨机磨矿浓度变稀时，自动反馈到变频电机，适当提高球磨机初始喂料变频电机变频速度，即增加球磨机螺旋喂矿装置的喂矿量，因此提高了球磨机喂矿产量，也就是提高球磨机台时处理量和磨矿效率，降低球磨机运行单耗和磨矿成本，具有极大推广价值。

因此通过DN150电动阀门给水时间的联锁和喂矿量的计算，磨矿浓度及磨矿电耳值检测，自动计算喂矿量多少，通过调节变频电机的供料转速，继而调节喂矿渣浆泵的给矿量，实现连续精准喂矿，稳定喂矿浓度，精准满足磨矿浓度的需求。因此整个矿浆输送、喂矿和磨矿是一个自动循环过程。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种球磨机螺旋喂矿装置，其特征在于：包括依次连接的五棱柱喂矿箱体、喂矿弯管、左螺旋喂矿装置；左螺旋喂矿装置与球磨机筒体连接，在螺旋喂矿装置和喂矿弯管之间设置旋转密封装置；

所述旋转密封装置包括密封圈和橡胶板，在螺旋喂矿装置右端内部设置矩形耐磨密封圈，外部设置柔软有弹性的耐磨橡胶板，粘结后用压板和调节螺栓调节；

五棱柱喂矿箱体的顶部通过快速可拆卸法兰连接矿浆管，五棱柱底部的一个面连接喂矿弯管，底部的另一个面与移动小车连接；五棱柱喂矿箱体和喂矿弯管通过底部方形法兰螺栓固定在移动小车上，移动小车的车轮设置于导轨上；

所述左螺旋喂矿装置包括螺旋导矿桶，导矿桶内壁设置有左螺旋叶片，在导矿桶内壁上设置N组左螺旋叶片，不仅快速将矿浆导向推动送入旋转球磨机筒体内，而且阻止了筒体内矿浆倒流；左螺旋叶片的截面形状为梯形；螺距为450～550mm，材质为ZGMn13Cr，

所述移动小车还包括链轮手动摇把装置、挡车器；在移动小车前面的左右车轮轴上各装配一个小链轮，通过链轮手动摇把装置使移动小车左右移动；移动小车底部将车轮轴固定在移动小车上，两端安装4组Φ200～Φ400mm可转动车轮，车轮轴与车轮之间设置尼龙套，间隙为2～3mm，前后、左右车轮之间的距离=（800～1200）×（800～1000）mm，移动小车的车轮位于导轨上，移动小车固定时将挡车器放置在车轮两侧；导轨设置于水泥基础上，用M36基础螺栓固定；

挡车器形状为等边三角形，其边长为300～600mm，其用10～20mm钢板焊接而成，并且用Φ20～Φ40mm锥形定位销固定于导轨的两侧，其目的是球磨机运转生产时固定移动小车，保证喂矿装置给球磨机循环喂矿；

所述五棱柱喂矿箱体的截面为五边形；五棱柱喂矿箱体外形尺寸为长×宽×高=（1400～1000）×（1000～800）×（800～600）mm，钢板厚度10～20mm，材质为Q235，内部粘贴耐磨橡胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm；

所述耐磨橡胶板用108胶粘结多层在螺旋喂矿装置外侧，耐磨橡胶板形状为L形；多层耐磨橡胶板与耐磨喂矿弯管紧密接触，保证螺旋喂矿叶片和耐磨喂矿弯管接触间隙为2～4mm；为了补偿多层耐磨橡胶板的轴向磨损，在多层耐磨橡胶板设置轴向调节补偿装置，轴向调节补偿装置包括轴向调节压板和六角头调节螺栓，六角头调节螺栓能补偿多层橡胶板的轴向磨损；为了补偿多层耐磨橡胶板的径向磨损，在多层耐磨橡胶板设置径向调节补偿装置，径向调节补偿装置包括径向调节压板和六角头调节螺栓，六角头调节螺栓能补偿多层橡胶板的径向磨损。

2.根据权利要求1所述的球磨机螺旋喂矿装置，其特征在于：五棱柱喂矿箱体的左端与喂矿弯管通过法兰联结，五棱柱喂矿箱和喂矿弯管底部设置方形法兰，所述移动小车的上部焊接有方形法兰，刚好与五棱柱喂矿箱体的底部方形法兰通过法兰螺栓连接在一起。

3.根据权利要求1所述的球磨机螺旋喂矿装置，其特征在于：所述喂矿弯管为耐磨管，里面设置涂抹2～4mm耐磨涂层，喂矿弯管出口上部半圆割开长度为（100～300）mm的豁口，喂矿弯管的外形尺寸为直径×长度=（Φ400～Φ600）×（1200～1800）mm，厚度40～60mm，材质为ZGMn18Cr，其内径里面贴补耐磨橡胶板，耐磨橡胶板厚度为4～10mm，其左端外径与螺旋喂矿装置内径间隙为2～4mm，其右端与五棱柱喂矿箱体通过法兰联结，喂矿弯管由弧形段逐渐过渡到水平位置，由螺旋喂矿中心位置进入螺旋喂矿装置导矿桶内部；所述喂矿弯管弧形段对应的圆心角是40～50°，半径是R=700～800mm。

4.根据权利要求1所述的球磨机螺旋喂矿装置，其特征在于：喂矿弯管底部方形法兰与移动小车左边法兰通过联结螺栓M24×（200～400）mm/8条联结为一体；五棱柱喂矿箱体通过底部方形法兰和移动小车中部法兰联结螺栓联结为一体；联结螺栓为M24×（200～400）mm/10条。

5.一种权利要求1~4任一项所述的球磨机螺旋喂矿装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

粒度为0～5mm矿石沿矿浆管通过联结法兰进入五棱柱喂矿箱体中，五棱柱喂矿箱体、喂矿弯管将矿石、水与钢铁球自动送入螺旋导矿桶中，导矿桶内壁设置有左螺旋叶片，由于球磨机筒体向左旋转磨矿，左旋球磨机自转驱动左旋螺旋叶片喂矿装置，当物料由中心给入球磨机左螺旋喂矿装置内，由于螺旋叶片快速导矿向前推动矿浆作用，迅速自动将粗矿浆、水和钢铁球送入球磨机筒体内磨矿，不需要新增电机驱动力；通过五棱柱喂矿箱体和喂矿弯管将物料、水与钢铁球自动送入球磨机螺旋喂矿装置内部，然后输送到球磨机筒体中，整个球磨机粗矿浆、水与钢铁球的输送、配比是一个自动循环稳定可调过程；

在球磨机出料口设计磨矿浓度检测装置和磨矿电耳值检测装置，球磨机正常磨矿质量浓度78%～82%，正常磨矿电耳值为6～9，当检测到磨矿质量浓度大于82%，或检测到磨矿电耳值变小，小于6时，即球磨机磨矿浓度变稠时，自动反馈到球磨机螺旋喂矿装置的初始喂料变频电机，适当降低初始喂料变频电机变频速度，即减少球磨机螺旋喂矿装置的喂矿量，实现自动智能喂矿；反之当检测到球磨机磨矿浓度小于78%，或检测到磨矿电耳值变大，大于9时，即球磨机磨矿质量浓度变稀时，自动反馈到变频电机，适当提高球磨机初始喂料变频电机变频速度，即增加球磨机螺旋喂矿装置的喂矿量。

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