摘 要：精确加球根据皮带秤精准稳定的瞬时计量数据，利用钢球补加装置实现对球磨机进行精确加球。球磨机钢球补加装置包括外框架、喂球滚筒、接球槽等，根据球磨机进料量添加适应的钢球数量，使球磨机在单位时间内所消耗的钢球量与相同时间内加入的钢球量保持平衡，维持球磨机稳定运行，稳定磨矿细度，过程中不用频繁调节球磨机进水量，从而矿浆浓度稳定，从而稳定浮选条件，提升了产品质量及回收率
关键词： 球磨机 精准加球 复合衬板磨损 矿浆细度；
0 引言
目前工矿企业球磨机应用广泛，球磨机种类主要为立式和卧式，实际应用中大多数需要加入钢球辅助研磨，本文围绕钢球的稳定精细添加开展研究，最终达到减少钢球的使用率，降低衬板的磨损量，降低球磨机用电能耗，稳定出矿产品细度、浓度等数据，提高设备自动化程度。
1现状及存在问题
1.1现状
目前工矿球磨机填补钢球多采用人工加球，人工手动加球分为两种方式，一种是以班为单位一次性添加，另一种方式为以班为单位分多次等份添加。实际生产中由于生产进矿量的波动性比较大，每天的处理量有较大的变化，当进矿量发生变化时人工加球方式就无法按照工艺所规定的球耗比进行加球，会存在达不到工艺所要求的球耗比而影响磨矿效率或高于球耗比而造成钢球的浪费。现在人工加球无法做到准时添加钢球，从而造成时间段的磨矿效率降低、钢球浪费、加快衬板磨损，而且人工加球存在加球量不准、加球不适时、工作劳动强度大。为要想使球磨机填充率始终保持在最佳状态，就必须保证球磨机在单位时间内所消耗的钢球量与相同时间内加入的钢球量保持平衡。
1.2存在问题
项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较。考察国内同类型加球机在运行情况下存在一些问题和不足：（1）球仓内有机率卡球前挡板容易阻碍球爪对钢球的抓取，球仓出口两侧易漏球；（2）小规格的钢球抓取多个导致加球误差较大，检测机构的位置偏低，易损坏;多种钢球混合加球时，抓取钢球随机抓取，无法按比例进行抓球。（3）检测机构只采用红外对射传感器，受外界因素（尘、水）的影响较大，现场安装较复杂；发货过程中由于是散件容易发生磕碰，加球机外壳无保护罩保护；（4）滚筒保护罩为钢板结构，无法直观的观察加球机运行的状态，电机与联轴器无保护罩，控制柜与加球机分体，安装时还需要预留控制柜的位置；（5）球道与加球机分体式，且球道安装时低于加球机机体，导致安装时较困难。
2解决思路及技术要点
2.1解决思路
（1）在钢球填补装置球仓出口呈漏斗形，但因钢球在球仓内位置的不确定性导致两个钢球同时卡在球仓出口且由于球仓内钢球向前的推力造成振动消除卡球失败的状况。（2）将钢球填补装置的球仓出口设计为敞开式方形出口，即：从装球口至球仓出口无障碍设计，能够使钢球从球仓底部斜板顺利到达球仓出口位置。当出现卡球情况时，启动震动器，通过对松球板施加振动力从而使钢球移位解除卡球状态。（3）初次向钢球填补装置球仓内装球时，钢球数量较多，容易堆积至球仓出口，而因钢球自身所造成的压力而使钢球卡在出球口。针对此问题，在球仓出口上部增加控球挡板，使球仓前部至出口位置的钢球保持在1-2层。能够有效的避免因钢球过多而造成的积压。（4）由于钢球表面的摩擦力较大，当钢球从由宽变窄的一个过程中必然会出现摩擦力突然增加从而出现卡球现象。针对此问题在球仓底部急剧变窄的位置增加仓壁振动器，球仓底部与仓壁振动器连接，当检测到卡球时，开启仓壁振动器振动活动板产生上下2mm的移动幅度，达到松球且消除卡球的目的。（5）球仓出口两侧加有保护板，其缝隙远小于钢球直径，可完全避免漏球现象。针对不同的钢球选择不同的球爪，可完全避免抓取多个而导致的误差问题，且球爪捞球为依次捞球，不存在同时下球的现象。（6）钢球填补装置的检测机构中普遍应用红外对射式光电开关或霍尔式接近开关做为检测元件，但因使用现场粉尘、水等环境因素对其灵敏度产生影响甚至造成失效。针对此问题采用光电，光栅，冲击力三种传感器配合检测的方式检测，从而达到检测的准确性。其检测依据顺序为：光栅-冲击力-光电。
2.2技术要点
钢球填补装置控制硬件部分采用德国西门子公司的可编程序控制器及彩色触摸屏进行设计，从而使进矿量与加球量比例达到最佳工艺要求，球磨机、浮选机工作效率达到最佳，降低钢球使用率及复合衬板磨损量，降低球磨机电量单耗。流程如下图：通过皮带称或DCS系统将矿量数据传送给钢球填补装置控制器，经控制器计算得出所需添加的钢球量，钢球量随矿量的变化而实时变化，从而使进矿量与加球量达到工艺要求。
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以使用可靠性为原则，钢球填补装置检测机构使用三种检测方式：冲击力检测，光栅检测，光电检测三种种。三种检测方式同时运行。当一种检测方式发生故障时另两种检测方式依然起作用且钢球填补装置会发出报警信号提示某种检测方式故障。
3精确加球改造方案
当现场无法提供矿量数据时，通过在操作屏上设定间隔时间，加球量等数据后钢球填补装置将定时定量添加钢球。例：所设定的参数为：间隔时间10分钟；加球量5个。钢球填补装置控制器自动计时到达10分钟后钢球填补装置开始运行，向球磨机内添加钢球当检测传感器检测到5个钢球时钢球填补装置停止加球，钢球填补装置重新计时，依此循环。
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所述的球磨机钢球补加装置包括外框架、喂球滚筒、接球槽；所述的外框架底部设有倾斜底板，外框架内设有球仓挡板，球仓挡板底部设有出球口，球仓挡板上设有仓壁震动器，所述的喂球滚筒通过轴承设置在外框架内，喂球滚筒与设置在外框架内壁上的电机通过链条传动，喂球滚筒上均匀设有球爪；外框架右侧设有接球槽，接球槽底部设有输球管，输球管上设有光电传感器，光电传感器与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端连接有电机、仓壁震动器，控制器的信号输入端连接有用于称量球磨机进料量的皮带秤。
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4应用情况及效果
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通过实际应用数据统计分析可得出，钢球填补装置应用后填补钢球数量及球磨机瞬时耗能都有所下降，并一定程度延长球磨机衬板使用寿命，钢球填补装置结构由加球机构、传动机构、松球机构、检测系统、贮球槽、球道、控制系统组成。钢球填补装置采用由链条带动表面带抓球爪的方式来完成对钢球的抓取。抓球爪呈勺状分布，每个抓球爪由3块指板构成，形成勺状，可以抓Φ20mm～Φ150mm的任意直径的钢球。传动机构由专用低速三相异步电动机直接驱动，为加球机提供动力，转速可选1-7r/min，根据实际应用进行调整。松球机构由仓壁震动器和活动钢板组成，当发生钢球滚动过慢或者卡球时，自动开启仓壁震动器来改变球仓内钢球的位置或钢球形态使钢球能够顺利从球仓内滚动至出球口。检测系统由高灵敏度光栅式传感器、光电开关、冲击力传感器组成，三种传感器互相配合使用。主要检测功能如下：传感器故障检测，钢球直径及个数检测，钢球重量检测，卡球检测，误差修正，无球检测。三种传感器各为一个独立的单元，当其中一种发生故障时不影响钢球填补装置的正常运行，但会给出相应的故障提示。贮球槽起球钢球的缓冲作用，避免钢球从球仓捞出后因高度过高产生的瞬时冲击力过大而造成对送球管道或磨机入矿车的磨损。
5小结及展望
在现有的钢球填补装置控制系统中，往往需要人工设置或依据矿量的变化随时修改加球量。但因时效性易导致在某段时间内磨机内的磨矿效率降低。钢球填补装置系统可与皮带称连接，通过获取皮带称的实时进矿量以球耗系数为依据通过计算当前需要添加的钢球量按比例向磨机内自动添加钢球，从而实现无人值守全自动加球。同时避免了当进矿量发生变化时人工加球方式就无法按照工艺所规定的球耗比进行加球，会存在达不到工艺所要求的球耗比而影响磨矿效率或高于球耗比而造成钢球的浪费。避免了人工加球时因迟加球或早加球造成钢球补偿不及时，从而降低球磨机的磨矿效率和钢球浪费。保证球磨机在单位时间内处理矿量所消耗的钢球量与相同时间内加入的钢球量保持平衡，使得球磨机填充率始终保持在最佳状态，从而提高磨矿效率，降低磨矿运行成本。使磨矿细度稳定在-200目47%-50%之间，为浮选提供合理的细度。
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