遼陽磁性襯板廠的金屬磁性襯板產品介紹

一、問題的提出

據有關統計資料顯示，我國重點鐵選廠球磨機使用的錳鋼襯板每生產一噸精礦粉平均單耗為0.14kg的襯板，是美國的三倍左右（美國為0.05公斤）。在生產過程中，錳鋼襯板耗量大，使用的周期短，更換頻繁，更換襯板時間長，經常停車緊螺栓，檢修工作量增加，使維修費用增高，影響了球磨機作業率，而且還增加了維修工人的勞動強度。因此，如何降低襯板的消耗量，降低鋼球的磨損，節約電能，提高磨機的作業率，增加產量是國內外選礦廠尋求降低成本，提高經濟效益的主要措施。我廠科研人員經過多年的反復試驗研究，于八十年代末終于研制出一種重量輕、耐磨損、節電、節球的新型襯板—磁性襯板，一九九O年十二月進行工業應用試驗，至今最長在大孤山鐵礦已運轉十二年的時間，運轉正常，現已廣泛應用于鐵礦、金礦、鉛鋅礦、銅礦、銀礦等金屬礦山的二、三段磨機上，達到了預期的使用目的和效果，給用戶帶來了相當可觀的經濟效益。

二、磁性襯板的工作原理

磨礦過程是利用磨礦介質與礦石之間的沖擊、磨剝和介質與襯板的沖擊與磨剝過程中，使被磨物料達到單體解離的過程，因此，鋼球的磨損和襯板的磨損是不可避免的。就襯板而言，年消耗量大約40萬噸，為減少襯板的消耗量而研發磁性襯板。磁性襯板在工作過程中，磁性襯板表面由磁性礦物、碎球及小球組成的物料自襯層吸附在襯板表面，按磁路形成正弦波峰，在一定時間的運轉后，由鐵屑、碎球置換了小球和被磨物料，形成永久堅硬墊層，在墊層的上面有除磁性物料和小球組成的流動層，這些礦石中的磁性物料及磨損下來的介質粉末、碎球、小球等會自然形成耐磨保護，不斷磨損、生成補充，始終處于動平衡狀態，周而復始地保護磁性襯板母體。在磁性襯板表面所形成的保護層厚度為20—30毫米，由于保護層牢固地吸附在磁性襯板表面，阻止了介質與磁性襯板的直接沖擊與磨剝，大大削弱了介質對襯板的直接磨損，極大的延長了襯板的使用壽命，故磁性襯板又被國內外稱之為“永不磨損”的襯板。但是由于礦墊層與磁性襯板之間的滑動磨擦，磁性襯板仍有輕微磨損。盡管如此磁性襯板的使用壽命比錳鋼襯板高幾倍甚至十幾倍。

三、磁性襯板的材料

本廠生產的磁性襯板，為了保證產品質量，在選用材料的材質方面特別注重。
1、金屬保護殼的材質
金屬保護殼的材質是我廠研究人員自行研制的一種特殊的無磁鋼材料，它由“917”特種軍工合金鋼增加一些必要的金屬元素冶煉而來的，廠標為“918”特種合金鋼，該鋼起始磁導率μ≈1的順磁性鋼材。它具有耐磨、耐酸、耐堿、耐腐蝕、透磁性能強、對磁力無任何阻礙等特性，能使形成的保護層有足夠的強度、厚度，從而保證有足夠的使用壽命。
2、磁性材料的材質
我廠使用的磁性材料是經過嚴格的選擇。根據多年的使用經驗，我廠采用性能穩定、質量可靠的磁性材料。這樣保證了我廠的產品質量，并且在一些易損部位我們加入了一些釹鐵硼等強磁材料。
3、防水膠
我廠采用一種國外進口防水膠，這種膠的粘合力強，使磁塊與保護殼牢固粘結在一起。另外防水性能較好，涂在磁塊表面，起到防水作用。此防水膠層要有足夠的強度，在運輸、安裝、使用過程中不被破壞。

四、磁性襯板的性能

1、磁性襯板的使用壽命
磁性襯板的使用壽命是錳鋼襯板的6—10倍：鐵礦二段、三段一般為6—8年，有色、貴重金屬礦二段、三段一般為4—6年。
2、磁性襯板厚度薄，為高錳鋼襯板的40%左右，使磨機容積增大，磨機處理量可提高，增加礦山選廠的產量。
3、本產品重量輕，是錳鋼襯板重量的40—50%，所以能使球磨機電耗降低，比使用錳鋼襯板降低7—10%。
4、由于磁性襯板表面吸附大量碎球，它不但起保護作用，而且還起磨礦介質作用，從而節約鋼球消耗，比錳鋼襯板降低球耗10%左右。
5、本產品能使球磨機不漏礦，不研磨軸瓦，無磁團聚現象。
6、本產品易安裝，正常情況下一天安裝完畢，減輕工人勞動強度。減少更換維修襯板時間，降低維修費用。
7、本產品能使球磨機的磨礦粒度有很大改善，并能使磨機作業率提高1%以上。
8、本產品最佳使用環境：（1）工作溫度00C—900C。（2）使用鋼球直徑Ф60mm及以下。

五、初次使用磁性襯板所擔心問題

1、擔心安裝磁性襯板，筒體由于不用螺栓固定，靠自身磁力吸附于筒體上，擔心在生產過程中，由于鋼球拋落會把磁性襯板砸壞、砸碎、脫落、往下掉。
磁性襯板靠比自身重量大5~6倍的磁吸引力在磨機筒體上吸附，另外磁性礦物和碎球所形成的保護層和磁性襯板形成弓形，構成一個波形整體牢牢貼在筒體上，沒有一點間隙，要想撬動也相當困難。在生產過程中，鋼球和礦石拋落時，不直接接觸磁性襯板本身，砸不到磁性襯板母體不會出現砸壞、脫落、往下掉現象。經過12年的正常工作運行中還沒有脫落的磁性襯板。磁性襯板的金屬外殼在直徑小于60mm的鋼球或鋼段的介質條件下是絕不能砸壞、脫落的。（金屬外殼的材質是“918鋼”保證不能砸壞）
2、擔心會振動退磁，就是磁性襯板在生產過程中由于振動產生退磁，使襯板吸附力下降，使襯板脫落
磁性襯板中采用的磁性材料是鍶鐵氧體和高磁能的釹鐵硼，這樣磁塊在國際上廣泛應用，磁塊磁感應強度Br=3600Gs，矯頑力Hc=2700Oe，磁能積(BH)max=3.8—4.0MGOe，這種性能的磁塊不會因振動而產生退磁，根據多年的生產實踐證明，在礦山選廠工作條件下退磁很慢（不是振動退磁而是自然退磁）。經使用6年檢查10次磁場強度在1000奧斯特以上（原設計900~1200奧斯特）與安裝時磁場特性對比仍然相似，所以磁性襯板不會因振動而脫落。
3、擔心礦漿被磁化吸附在格子板上，礦漿排不出來或分極機有沒有返砂，或磁團聚現象。
磁性襯板表面形成的礦墊層（保護層）是被磁化后吸附在磁性襯板表面，按磁路形成正弦波峰。礦墊層的作用：1）保護磁性襯板不受磨損，2）礦墊層起磁屏蔽的作用，因此，礦墊層外磁場強度幾乎等于零，對正常被磨的礦石不磁化，無磁鏈現象。通過實踐考查，分級機返砂和溢流都正常，也沒有出現團絮板上附著的礦物“長刺”等不正常現象。另外天然磁鐵礦的剩磁很小，不會產生磁團聚，因此對分級機返砂也不會產生影響。
4、擔心產品粒度磨不細
由于磁性襯板的應用加大了磨機容積，對磨機臺時能力和磨礦粒度只能有利無害處。通過對粒度分析，對安裝磁性襯板與錳鋼襯板磨機產品粒度分析，以寬城豆子溝鐵礦二段球磨機為例，磁性襯板溢流70.12%，錳鋼襯板為68.45%，前者磨礦粒度較好。5、擔心磨礦能力下降
球磨機磁性襯板和礦墊層（保護層）的厚度小于原錳鋼襯板的厚度，不會降低磨礦能力，只能增大磨礦能力。
6、人孔門不是磁性襯板它的周圍靠什么形成磁路
人孔門軸向磁性襯板的磁路與沿周磁性襯板的磁路的連接，靠人孔門四周的磁性襯板的磁場與筒體形成磁路閉合。
7、擔心保護層過厚影響磨機產量或為什么礦墊層厚度只是25~30mm。
設計磁性襯板磁路及磁場分布時，不讓形成過厚的礦墊層（即保護層）。磁路設計后，經過試驗確定的。當磁性襯板安裝后磁路發生了變化，可以看出磁性襯板屬大極面、小極距、低場強、高梯度的開放磁系。因此礦墊層形成25~30mm后，礦墊層接近磁飽和，因此 其外部磁場強度基本等于零。
8、擔心磁性襯板到使用周期后怎么樣。
磁性襯板外殼磨漏，磁塊砸碎后碎球進入磁塊位置，這時還能用幾個月，如果大面積出現這種現象時應更換該磁性襯板。

六、使用磁性襯板的經濟分析

磁性襯板與高錳鋼襯板相比較有以下優點（以Ф2.7х3.6m磨機為例）
(一)鐵礦選廠Ф2.7х3.6球磨機采用磁性襯板后可增加的收入：
1、每小時處理原礦量按100噸計算，即每天處理原礦量為：2400噸。
2、作業率90%即平均每天處理原礦量為2400х90%=2160噸
3、當選礦比為2.5時，每天精礦量為：2160÷2.5=864噸
4、每噸精礦粉按280元計算，即每天收入為：864Tх280元=24.19(萬元)。
使用磁性襯板確保使用時間為6-8年（鞍鋼大孤山鐵礦已使用了12年），按磁性襯板壽命6年計算，在6年時間里更換檢修襯板節省時間8天。（節約更換檢修費用不計）六年內可增加收入24.19萬元х8天=193.52萬元。即每年可增加收入為32.25萬元。
（二）磁性襯板一套確保使用6年，價格為25.2萬元，即每年使用磁性襯板費用為4.2萬元，比高錳鋼襯板節省的費用：
當高錳鋼襯板一套平均使用9個月時，一年用1.33套，一套重量為29.5噸，即一年用高錳鋼襯板39.2噸，每噸價格以0.58萬元計算：
每年用高錳鋼襯板價格為39.2х0.40萬元/噸=15.68萬元。
6年當中用高錳鋼襯板價格為：6年х15.68萬元/年=94.08萬元。
因此使用磁性襯板每年可比高錳鋼襯板節省（節省固結件及齒輪消耗不計）15.68萬元-4.2萬元=11.48萬元
6年當中可比高錳鋼襯板節省襯板費用：94.08萬元-25.2萬元=68.88萬元。
（三）由于磁性襯板比高錳鋼襯板重量減輕40—60%，減少了磨機軸功率故節約電耗。
處理一噸原礦可節約0.123KWh（摘自鞍鋼大孤山選廠的磁性襯板使用報告），每年處理原礦按78萬噸計算，每年可節約電量78萬噸х0.123KWh=9.59萬度，電價按0.60元計算
即每年可節約電費5.75萬元，6年當中可節約電費34.5萬元。
（四）由于磁性襯板表面吸附大量碎球，它不但起保護作用，而且還起磨礦介質作用，從而節省鋼球消耗。
處理一噸原礦可節約鋼球0.05Kg（摘自鞍鋼大孤山選廠的磁性襯板使用報告），每年處理原礦按78萬噸計算，每年可節約鋼球78萬噸х0.05Kg÷1000=39噸，每噸鋼球按0.35萬元計算，即每年可節約鋼球消耗費用13.65萬元，6年當中可節約鋼球消耗費用81.9萬元。
綜上四項（即直接效益）：使用磁性襯板可比錳鋼襯板增收節支：
每年：32.25+11.48+5.75+13.65=63.13萬元
6年：193.52+68.88+34.5+81.9=378.8萬元
（五）間接效益和社會效益
1、磁性襯板厚度薄，為高錳鋼襯板的40%左右，磨機容積增大，磨機處理量可提高3—5%，增加礦山選廠的產量,提高經濟效益。
2、金屬磁性襯板具有重量輕、安裝方便；筒體無螺栓固定、不漏漿；耐磨性強，比錳鋼襯板使用壽命長；噪聲小，使用磁性襯板可減少噪聲45分貝。
3、使用磁性襯板可大大減輕維修工人的勞動強度，減少更換襯板時間，降低維修費用、提高磨機作業率(1%以上)。(同時也是增收節支的因素)
4、使用磁性襯板后，整個球磨機筒體螺栓孔全部被堵死，避免了漏漿，設備、地板清潔，環境得到改善，對清潔文明礦山和花園式礦山建設創造了條件。
5、磁性襯板經過了10多年的工業運轉，其優越性能全部展現，給礦山帶來了顯著的經濟效益，雖然一次性投入大一點，但其卓越的效益非常可觀，很有普遍推廣使用價值。