浅谈高压辊磨机试验的选择

摘要：同样的矿石，选用不同的试验机型做高压辊磨机破碎试验，其结果不尽相同。本文简要讨论了高压辊磨机试验的分类，以及选择高压辊磨机试验的原则。以重钢西昌矿业有限公司的半工业化高压辊磨机试验为例，通过试验数据和工业生产的实际数据情况相比较，对两者的一致性了做了探讨研究。通过研究发现：大型的试验机得出的试验数据，与实际生产中的情况基本吻合，其试验数据在高压辊磨机选型、工艺设计、投产后的产能及粒度组成预测等各方面，有着极为重要的参考价值。

关键词： 高压辊磨机   试验    工业生产   金属矿山

1.前言【1】【2】：

高压辊磨机作为一种新型破磨粉碎设备，自上世纪80年代中期问世以来，首先应用在水泥行业，由于节能降耗效果显著，得到了业内人士的认可，并在水泥行业很快得到了推广应用。矿山行业中的磨矿功耗很大，高压辊磨机的引入矿山行业将会提高产能，降低能耗。目前高压辊磨机正在向矿山行业推广，并且有些矿山已经开始应用高压辊磨机。高压辊磨机在矿山行业的应用主要用在两方面：一是用于矿石矿物粉碎；二是用于铁精粉增大比表面积。与高压辊磨机在水泥行业的推广速度相比，高压辊磨机在矿山行业的推广进展缓慢，这主要是由于辊面寿命的原因。在矿山行业中，由于矿石种类繁多、普遍硬度高、磨蚀性大，原来应用在水泥行业的高压辊磨机在矿山行业中的应用过程中，出现了磨损速率过高的问题，辊面磨损导致维修维护频繁，设备运转率降低，生产产量降低，生产成本增加。这些技术难点直接影响了高压辊磨机在矿物加工领域的推广应用。针对这一难点，众设备厂家、大学、科研院所等相关单位进行各种创新和尝试来提高辊面寿命和缩短辊面修复和更换时间，例如：提高辊面寿命方面，出现了两类辊面，堆焊式辊面、镶嵌式辊面。在缩短辊面修复和更换时间方面，出现了组合辊套、整体辊套。经过一段时间实践证明：在整体辊套上镶嵌硬质合金方式的辊面，更能适应矿山行业的需要，这种辊面形式，使得高压辊磨机在辊面寿命方面的阻碍已基本被克服。这一技术的出现让高压辊磨机在矿山选矿厂得以应用，并取得了良好的破碎效果和经济效益。

目前, 高压辊磨机正在向大型化的方向发展：设备方面，高压辊直径、宽度都有加大的趋势，进而处理量也随之增大；物料方面, 给料最大粒度和入磨粒度范围有加大趋势,各使用单位对于给料的粒级分配也有很大区别；应用工艺流程方面，为是高压辊磨机充分发挥作用，应用高压辊磨机的各选矿厂也在对应用的破碎流程也在进行各种方式的尝试，取得了较好的效果，使得高压辊磨机使用效益得到了不断的改善和提高。在矿山行业，由于矿石物料的多样性以及矿物加工工艺流程的复杂性，对每一个应用个案均需要从矿石原料性质入手，进行针对性的高压辊磨试验研究和应用工艺流程配置设计，这就使得在矿山领域应用高压辊磨机的前期工作量比水泥行业要大得多。在这些工作中，对高压辊磨机试验的选择及试验结果的判断和参考是否合适，则直接影响了高压辊磨机在矿物加工过程的应用效果。

2.金属矿用高压辊磨机的试验设计【3】【4】：

高压辊磨机试验的选择及试验结果的判断和参考是否合适，对高压辊磨机应用工艺流程的设计以及投产后高压辊磨机应用效果，都起着非常重要的作用。如何选择合适的高辊磨机试验？如何根据高压辊磨机试验结果预测工业生产中高压辊磨机的工艺性能？这类问题都是进行流程设计时需要考虑的问题。

 目前为止，高压辊磨机试验一般分为两种：一、实验室里的小型高压辊磨机试验，试验用的高压辊磨机辊子直径一般不超过300mm。此类试验大多只被用于基础研究和对潜在应用项目的前期探索性评估；二、高压辊磨机工业及半工业规模的高压辊磨机试验，试验用高压辊磨机辊子直径一般不超过1000mm，可以满足小型矿山的工业应用要求。对于第二类试验需要的物料量较多，试验过程比较复杂，试验结果与工业生产的实际情况一致性好。此类试验大多被用于评估高压辊磨机工艺的可行性，选择设备型号、工作参数等等。在进行高压辊磨机试验的选择时，应首先明确自己的研究目的，选择合适的高压辊磨机机型来进行高压辊磨机试验。高压辊磨机试验结果出来以后，需要根据试验结果预测工业生产中高压辊磨机的工艺性能，这里主要有两个性能指标：一是工业生产中高压辊磨机的通过量。对于这一指标的预测相对比较容易，一般是根据工业用高压辊磨机的辊子宽度、转速、物料的压实密度等参数进行估算，在实际生产中的这一数据，与估算结果的出入不大。二是工业生产中高压辊磨机排矿的粒度组成。对这一指标的预测比较困难，尤其是当工业用高压辊磨机机型的直径与试验用高压辊磨机机型直径差别比较大时，则会造成给料粒度或给料粒级分布上差异较大，两者排矿粒度组成的差异也会很大。此时小型试验用高压辊磨机得出的试验结果，对工业生产的参考价值不大。对于这一指标的预测，按比例放大是行不通的，目前还没有成熟经验公式或是计算模型，因此对这一指标的预测多是半工业规格的高压辊磨机粉碎试验。换句话说，目前半工业规格的高压辊磨机粉碎试验是目前进行工艺流程设计、确定工业矿用高压辊磨机工作参数所必须的。

重钢西昌矿业有限公司委托中钢集团安徽天源科技股份有限公司做高压辊磨机试验的目的是：评估金属矿用高压辊磨机工艺的可行性、高压辊磨机选型，为将来的应用流程设计提供可靠的支撑。故选用半工业规格的高压辊磨机粉碎试验。试验机型号为：GM100/26型金属矿用高压辊磨机，辊子直径为1000mm，辊宽为260mm，小时处理量为60—100吨。

3.金属矿用高压辊磨机试验机及数据处理：

为了使得试验数据能够尽量准确的反应将来工业生产中的各项指标，我们进行大量的试验，试验用矿样达20多吨，前后做了数十次试验，其中包括辊压、抛废、相对可磨度、功指数等实验。结合试验数据和多方面的考虑，重钢西昌矿业有限公司决定在太和铁矿建立一条破碎试验生产线，该生产线选用GM150/80的金属矿用高压辊磨机，并于2010年正式投产运行。在高压辊磨机破碎后产品矿的粒级组成这一问题上，为了考察高压辊磨机试验结果与工业生产实际情况的一致性，现将等同工况条件下的部分试高压辊磨机验数据(见表一)和工业生产数据（见表二）对比如下：

表一          高压辊磨机试验数据

试验数6mm以上(%)3-6mm (%)0.07-3mm (%)0.07mm以下(%)

126.8612.9251.248.98

222.1413.3156.528.03

322.6012.5453.8311.03

426.5810.6254.298.51

529.4913.4848.428.61

635.5510.5944.849.02

平均27.2012.2451.529.04

表二          高压辊磨机工业生产数据

试验数6mm以上(%)3-6mm (%)0.07-3mm (%)0.07mm以下(%)

122.1411.9263.232.71

218.3512.1262.337.2

328.229.3356.475.98

425.1610.6957.736.42

526.1014.6953.585.63

634.099.4650.256.2

平均25.6811.3757.275.68

在等同工况条件下，重复取样筛分，以平均值为主要比较数据。由表一、表二对比可知：金属矿用高压辊磨机试验破碎的矿物，在6mm以上、3-6mm、0.07mm以下这三个区间内所占比例，比金属矿用高压辊磨机工业生产破碎的矿物在相同区间所占的比例分别高出1.52%、0.87%、3.36%；属矿用高压辊磨机试验破碎的矿物，在0.07-3mm这一区间内所占比例，比金属矿用高压辊磨机工业生产破碎的矿物在相同区间所占的比例低5.75%。

两者之间的差距最大的区间为0.07-3mm这一区间，试验中这一区间的矿物比例比工业生产中的低5.75%；其次是0.07mm以下这一区间，试验中这一区间的矿物比例比工业生产中的高3.36%；由于工业生产中，取样难度较大，取样过程中对于0.07mm以下的矿物没有取全，造成工业生产中这一区间的矿物比例偏低。总体来看，两者之间没有太大的差异。金属矿用高压辊磨机的试验数据对工业生产折线图如图1所示。

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图1  粒度分布对比折线图

通过折线图我们可以看出，试验机得出的试验数据，与实际生产中的情况基本吻合，最大偏差也都没超过6%。换句话说，金属矿用高压辊磨机的工业试验数据，在重钢西昌矿业公司的高压辊磨机选型、工艺设计、投产后的产能及粒度组成预测等各方面，给予了很大的帮助。

4 结语

GM150/80金属矿用高压辊磨机经过两年的运行生产，事实证明：经GM150/80金属矿用高压辊磨机破碎的产品粒度组成，跟当初的试验数据吻合，达到了设计要求。通过试验数据和工业生产的实际数据情况相比较发现：大型的试验机得出的试验数据，与实际生产中的情况基本吻合，其试验数据在高压辊磨机选型、工艺设计、投产后的产能及粒度组成预测等各方面，有着极为重要的参考价值。