梅山礦業(yè)公司是寶鋼集團(tuán)梅鋼公司高爐的主要鐵礦石原料基地。梅山選礦廠（以下簡稱選礦廠）設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力400萬噸，選礦廠自建廠以來，生產(chǎn)流程經(jīng)過多次改造，目前主要工藝流程為：人選原礦首先經(jīng)磁、重選預(yù)先拋尾后，得到粗精礦；粗精礦經(jīng)細(xì)碎后進(jìn)入磨浮系統(tǒng)，經(jīng)兩段閉路磨礦后-0. 074 mm粒級(jí)含量達(dá)70%左右，再經(jīng)浮選脫硫、磁選降磷，濃縮、過濾脫水后得最終鐵精礦，副產(chǎn)品為硫精礦；其中干尾礦用作建筑材料，濕式細(xì)粒尾礦排入尾礦庫。
1、選礦廠細(xì)碎工藝生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題
1.1生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀
選礦廠的破碎采用兩段一閉路中碎、一段閉路細(xì)碎的工藝流程，進(jìn)入細(xì)碎的50~20 mm干磁精礦由l臺(tái)20世紀(jì)70年代生產(chǎn)的Q2200短頭型圓錐破碎機(jī)（以下簡稱PYB - 2200破碎機(jī)）和3臺(tái)進(jìn)口山特維克細(xì)碎機(jī)進(jìn)行破碎（以下簡稱H6800破碎機(jī)），其產(chǎn)品與除0.5~0mm外預(yù)選系統(tǒng)其它精礦一起給入篩分車間，由2SZG1500X4000共振篩篩分，+12 mm粒級(jí)礦石返回細(xì)碎再破碎，-12 mm粒級(jí)礦石去往磨浮車間。細(xì)碎生產(chǎn)工藝流程見圖l。
1.2存在問題
選礦廠破碎系統(tǒng)改造前使用的中碎機(jī)為PYB -2200圓錐破碎機(jī)，處理量低、故障多、維護(hù)困難且破碎粒度粗，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)的發(fā)展。2004年用H6800破碎機(jī)替代原PYB - 2200破碎機(jī)。2005年1月第1臺(tái)H6800破碎機(jī)進(jìn)行試生產(chǎn)，目前已完成了3臺(tái)細(xì)碎機(jī)的改造。
H6800細(xì)碎機(jī)近幾年運(yùn)行情況考查分析表明，H6800細(xì)碎機(jī)在處理能力、破碎效率、工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面都體現(xiàn)了先進(jìn)破碎設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，基本上能夠滿足選礦廠的生產(chǎn)要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。但該破碎機(jī)在應(yīng)用中也暴露出以下一些問題：①設(shè)備的動(dòng)錐、定錐和襯板磨損快，使用周期短；上下架體支口易磨損、開裂等。②襯板使用前期和后期生產(chǎn)能力偏低。如3臺(tái)破碎機(jī)在同一時(shí)期出現(xiàn)這種問題，那現(xiàn)有細(xì)碎設(shè)備的生產(chǎn)能力就滿足不了生產(chǎn)要求。③排礦粒度與生產(chǎn)工藝要求有差距。據(jù)流程考查，排礦中-6 mm含量僅21.3%且粗粒級(jí)含量較多，與原設(shè)計(jì)中排礦中-6mm含量大于45%尚有較大差距，影響了磨礦作業(yè)率的提高。
2、HP500型與H6800型破碎機(jī)的主要性能比較
2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.1.1 HP500型破碎機(jī)該破碎機(jī)是一種多缸液壓圓錐破碎機(jī)，主要由水平軸、大小傘齒輪、主軸、偏心套、球面瓦架、球面瓦、動(dòng)錐總成、定錐總成、調(diào)整環(huán)、主機(jī)架等組成。該破碎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，能自動(dòng)調(diào)節(jié)排礦口的大小。
從圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)看，單缸液壓圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕；而彈簧式圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量也較大。HP500系列破碎機(jī)實(shí)際上是一種多缸液壓圓錐破碎機(jī)，因此，它的結(jié)構(gòu)跟彈簧式破碎機(jī)基本相似，是將彈簧改為油缸，將推動(dòng)油缸改為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，因此，HP500系列破碎機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而它的偏心部件結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。由于它采用動(dòng)錐體與主軸為一體的空心軸，其內(nèi)部空間很小，所以只能設(shè)置一個(gè)很小的球面軸承。當(dāng)破碎機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)，其軸承支反力超出球面軸承以外，導(dǎo)致動(dòng)錐失穩(wěn)而翻倒。為了保證動(dòng)錐的穩(wěn)定性，必須增設(shè)一個(gè)穩(wěn)定機(jī)構(gòu)。增設(shè)穩(wěn)定機(jī)構(gòu)使偏心部件加工和安裝工藝難度增加，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，空心軸與偏心軸套易產(chǎn)生不良接觸，易產(chǎn)生偏心部件接觸不良狀況，甚至造成事故。
2.1.2 H6800型破碎機(jī)該破碎機(jī)由瑞典的SAND-VIK高科技集團(tuán)公司（前身是SVEDALA公司）生產(chǎn)制造。該設(shè)備主要由上機(jī)架、下機(jī)架、主軸、水平軸、底部液壓缸等組成，結(jié)構(gòu)簡單，操作、維護(hù)、檢修方便。
1)采用ASR系列排礦口自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對排礦口進(jìn)行在線控制，控制精度高，能自動(dòng)監(jiān)測破碎機(jī)的運(yùn)行情況。使破碎機(jī)始終處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，大大增加了物料之間的“層壓破碎”比例。同時(shí)破碎機(jī)能夠在盡可能小的排礦口下工作，從而實(shí)現(xiàn)了該設(shè)備高產(chǎn)量、高可靠性和低運(yùn)行成本的特點(diǎn)。該破碎機(jī)還配備了油箱儀表監(jiān)控系統(tǒng)，能對破碎機(jī)潤滑、液壓系統(tǒng)的油溫、油壓、空氣增壓壓力等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
2)采用擠滿給礦的運(yùn)行方式。通過向物料層施加定量的壓力，使物料承受全方位的擠壓，增加了物料顆粒之間的擠壓、磨剝、剪切等作用，從而實(shí)現(xiàn)“層壓破碎”，延長了襯板的使用壽命。同時(shí)整個(gè)上機(jī)架隨著偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)而旋擺，使物料在破碎腔里承受多方位的剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，增強(qiáng)了動(dòng)、定錐對物料的破碎效果，緩解了對基礎(chǔ)的振動(dòng)與沖擊。
3)吸取了圓錐破碎機(jī)與旋回破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。該破碎機(jī)采用陡錐、高擺頻、小偏心距，底部單缸液壓支撐和頂部行星架結(jié)構(gòu)，簡單緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、可靠。破碎機(jī)的偏心距可以通過在偏心孔中旋轉(zhuǎn)偏心套來調(diào)整以適應(yīng)不同要求的應(yīng)用場合。潤滑系統(tǒng)采用高壓風(fēng)防塵，與傳統(tǒng)圓錐破碎機(jī)用水防塵相比，管路不易堵塞，也不會(huì)出現(xiàn)油路進(jìn)水現(xiàn)象，防塵效果好。另外，I臺(tái)破碎機(jī)可安裝由粗到細(xì)多種腔型的襯板，應(yīng)用范圍十分廣泛。
4)操作簡單、方便。該破碎機(jī)的主要功能均由一個(gè)液壓活塞來完成。唯一的Hydroset汽缸與活塞能進(jìn)行排礦口的調(diào)節(jié)、夾雜廢鐵的排除、堵塞破碎腔的清理及磨損補(bǔ)償。排礦口的調(diào)節(jié)可在破碎過程中進(jìn)行。由于給礦礦石性質(zhì)與類型變化很大，破碎機(jī)工作中常會(huì)碰到廢鋼與木頭等“非破碎物”，操作人員能利用ASR系統(tǒng)處理類似的問題，使圓錐破碎機(jī)處于最佳狀態(tài)。這個(gè)系統(tǒng)在“非破碎物”通過后可平滑地返回原來的排礦口設(shè)定值。與彈簧型嘲錐破碎機(jī)相比，H6800破碎機(jī)不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)?ldquo;非破碎物”通過與電氣跳閘引起的圓錐“卡死”現(xiàn)象。操作人員只要經(jīng)常地查看ASR系統(tǒng)界面，就可以對圓錐破碎機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)了如指掌。
2.2技術(shù)參數(shù)比較
為了實(shí)現(xiàn)最佳的破碎效果，不同機(jī)械結(jié)構(gòu)的液壓圓錐破碎機(jī)采用不同的破碎參數(shù)組合。主軸同定式多缸液壓HP500型圓錐破碎機(jī)動(dòng)錐坡度緩和平行帶長，必須采取大偏向、高頻率和較大排礦口運(yùn)行；而主軸浮動(dòng)式單缸液雎破碎機(jī)動(dòng)錐坡度陡和平行帶短，必須采取小偏向和較小排礦口運(yùn)行，只有這樣才能保證處理能力和排料粒度達(dá)到綜合最佳效果。但由于自身結(jié)構(gòu)的限制，不能有效達(dá)到較小排礦口運(yùn)行，這意味著需要大破碎力。由于采用旋回破碎機(jī)結(jié)構(gòu)，但沒有采用旋回破碎機(jī)的重型設(shè)計(jì)，所以也不可能提供大破碎力。因此在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中表現(xiàn)為排料口不能鎖定，遇到硬礦石，為了鎖緊排料口，往往引起機(jī)架開裂。
主軸浮動(dòng)式單缸液壓圓錐破碎機(jī)排料口鎖不定，即使安裝了足夠大的電機(jī)功率，也不能將電功有效地輸入到破碎機(jī)進(jìn)行破碎作業(yè)，因此表現(xiàn)為生產(chǎn)的合格破碎產(chǎn)品產(chǎn)量低和粉礦含量少。雖然圓錐破碎機(jī)的基本工作原理一樣，但由于各種破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)差異，在生產(chǎn)中的破碎表現(xiàn)有所差異。
總體來看，山特維克圓錐破碎機(jī)動(dòng)錐坡度陡，平行帶短，采用小偏向運(yùn)行，處理能力大，但產(chǎn)粉率低；美卓圓錐破碎機(jī)動(dòng)錐坡度緩，平行帶長，采用大偏向、高頻率運(yùn)行，處理能力偏小，產(chǎn)粉率高。HP500和H6800設(shè)備的技術(shù)參數(shù)對比見表l。
3、國內(nèi)鐵礦山細(xì)碎設(shè)備的應(yīng)用情況
據(jù)報(bào)道，目前國內(nèi)外有各種不同類型的破碎機(jī)在不同行業(yè)應(yīng)用，許多生產(chǎn)廠家還在不斷推出新型高效破碎機(jī)，其中HP500型和H6800型破碎機(jī)都是近幾年新開發(fā)的設(shè)備，均配有較好的自動(dòng)控制裝置，基本上代表了當(dāng)今世界上液壓圓錐破碎機(jī)的最先進(jìn)水平。多年來使用破碎機(jī)的方法變化很少，一般在工藝流程中使用的破碎機(jī)是用各制造廠提供的樣本數(shù)據(jù)作參考，它對破碎機(jī)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品粒度有較大影響，樣本大致相似的情況下破碎機(jī)生產(chǎn)能力大體相同。但在實(shí)際生產(chǎn)中對于某一特定礦石，破碎機(jī)生產(chǎn)能力和排料粒度是有差別的。
近幾年國內(nèi)各礦山破碎工藝改造基本都是引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備，如美卓HP型破碎機(jī)和山特維克H型破碎機(jī)。通過對典型黑色金屬礦山細(xì)碎工藝破碎機(jī)的統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)細(xì)碎設(shè)備主要以美卓HP型、山特維克H型以及傳統(tǒng)PYD型圓錐破碎機(jī)為主。若按設(shè)備臺(tái)套數(shù)統(tǒng)計(jì)，HP型占30. 69%，H型占16. 49%，PYD型占48.69%，其它類型占4.4%，傳統(tǒng)PYD型破碎機(jī)所占比例仍是最多的。隨著各礦山對破碎工藝的不斷優(yōu)化，目前的PYD型破碎機(jī)所占比例有逐步降低的趨勢，同時(shí)近年來隨著輥壓機(jī)的推廣應(yīng)用有逐步簡化細(xì)碎工藝的趨勢。
通過對兩種進(jìn)口設(shè)備的國內(nèi)使用分布情況分析，發(fā)現(xiàn)兩種設(shè)備有地域集中分布的特點(diǎn)，如鞍鋼集團(tuán)各礦山多選用山特維克H6800型破碎機(jī)，武鋼集團(tuán)下屬各礦山多選用美卓HP500型破碎機(jī)。但也有一些礦山在破碎工藝改造中，原H6800型破碎機(jī)采用HP500型替代，而原HP500型破碎機(jī)又采用H6800型替代，表明兩種破碎機(jī)在使用中都存在一些問題，對于某一特定流程要選擇什么類型的破碎機(jī)且達(dá)到它的最大效能，由該工藝流程來決定。
4、HP500型與H6800破碎機(jī)運(yùn)行效果比較
4.1產(chǎn)品粒度比較
峨口鐵礦使用原PYB∮2000破碎機(jī)粒度最大達(dá)120 mm，產(chǎn)品中-50mm粒級(jí)占54.14%，對皮帶的損傷大，且料口常發(fā)生堵礦現(xiàn)象，造成篩分效率低，加大了下一破碎機(jī)的處理量，制約了生產(chǎn)力的提高。而HP500破碎機(jī)同樣是50mm的排礦口，產(chǎn)品中-50mm粒級(jí)達(dá)到76.98%，最高達(dá)88.65%；其中-16 mm粒級(jí)含量提高到39, 30%，提高了13. 31個(gè)百分點(diǎn)。堵料嘴發(fā)生率也降低了70%。同時(shí)，減少了尾礦量，使礦石的回收率提高。改造前后兩種破碎產(chǎn)品粒度比較見表2。
梅山選礦廠2005年1月后使用H6800破碎機(jī)前后指標(biāo)對比見表3。
4.2生產(chǎn)能力對比
程潮鐵礦2001年7月至2002年3月引進(jìn)了3臺(tái)HP500圓錐破碎機(jī)，取代了PYB、PYD2100圓錐破碎機(jī)。使用后破碎機(jī)臺(tái)時(shí)處理量達(dá)到569. 76 t，是PYD2100破碎機(jī)能力的1.33倍。
梅山選礦廠使用H6800破碎機(jī)后臺(tái)時(shí)處理能力為473. 81 t．是PYD2200破碎機(jī)的2.18倍。
通過對HP500和H6800兩種破碎機(jī)的破碎粒度對比分析．HP500破碎機(jī)在單位處理能力提高的情況下，破碎產(chǎn)品中-16 mm新增含量是改造前的3.63倍，-50 mm新增含量是改造前的1.87倍；H6800破碎機(jī)使用后破碎產(chǎn)品中-12 mm新增含量是改造前的1. 69倍，-20 mm新增含量是改造前的0.85倍。同時(shí)說明使用HP500破碎機(jī)后新增合格粒級(jí)產(chǎn)品含量增幅大于H6800破碎機(jī)。
通過這兩種破碎機(jī)生產(chǎn)能力的比較，HP500型破碎機(jī)生產(chǎn)能力提高了33%，H6800破碎機(jī)生產(chǎn)能力提高了l倍以上，可見H6800破碎機(jī)的處理量更有優(yōu)勢。
5、梅山選礦廠細(xì)碎工藝優(yōu)化設(shè)想
目前梅山選礦廠共有細(xì)碎機(jī)4臺(tái)，日常生產(chǎn)運(yùn)行3臺(tái)，細(xì)碎設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率75%，生產(chǎn)能力l290t/h。細(xì)碎給礦量為181 U(h．臺(tái))，給礦中-12 mm粒級(jí)含量為5.4%，排料中-12 mm粒級(jí)含量為36. 7qo。假定篩下物料中-12 mm粒級(jí)占95%，12 mm篩網(wǎng)的篩分效率為85%，處理同樣的礦量，采用HP500型裝機(jī)功率為400 kW破碎機(jī)，改造后的給礦量為543 t/h，細(xì)碎生產(chǎn)通過量為480 L／（h．臺(tái)），細(xì)碎設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率75%，排料中-12 mm粒級(jí)含量為52%，日常生產(chǎn)運(yùn)行臺(tái)數(shù)只需2臺(tái)，那細(xì)碎機(jī)設(shè)備配置3臺(tái)就能滿足目前生產(chǎn)需要了。
6、結(jié) 語
1)若梅山細(xì)碎工藝中用HP500型破碎機(jī)替代現(xiàn)有的H6800型破碎機(jī)，能減少設(shè)備臺(tái)數(shù)，便于生產(chǎn)運(yùn)行管理。同時(shí)可較好解決目前細(xì)碎檢修場地不足問題，節(jié)省廠房擴(kuò)建費(fèi)用。
2) HP500型破碎機(jī)產(chǎn)品性能好，排礦產(chǎn)品中合格粒級(jí)含量多，可真正實(shí)現(xiàn)“多碎少磨”的目的。
