TRMTRM铁矿石辊磨的设计与应用

宋小鹏，宋留庆

中材（天津）粉体技术装备有限公司研发的TRM28.2铁矿石辊磨成功应用于铁矿工业生产，具有产量高、能耗低、磨损小、运行稳定等特点，证明了辊磨用在选矿领域具有优越的性能和使用前景。

辊磨；铁矿石；粉磨；选矿；易磨性

1 前言

粉磨是整个选矿工艺流程中为实现浸出、浮选或磁选等后续操作所需颗粒目标粒径尺寸的首要操作，目前普遍使用的粉磨设备有棒磨机、球磨机、砾磨机、自磨机以及少量的辊压机。由于现存矿石品级恶化，矿石组成成分更加复杂，以及含铁矿石颗粒细粒化，需要更多额外的粉磨才能将含铁颗粒解离出来，导致矿石粉磨的能耗越来越高[1]。控制能耗增长主要从两方面入手，一是避免过粉磨现象，二是提高设备的粉磨效率。辊磨的使用属于后者，辊磨集破碎、粉磨、烘干、选粉等功能于一体，省去了常规系统中的二、三段破碎[2]。

有文献报道[3]，将辊磨的能耗效率与其他常见粉磨装备相比，辊磨粉磨水泥可节电30%以上，辊磨烘干能力强，可实现含水率20%物料的粉磨、烘干与高效选粉，并能够随机灵活地控制产品细度和比表面积。Deniz Altun、Carsten Gerold等人[4]的试验研究表明，辊磨与棒-球磨两种系统用于铜矿粉磨时，磨辊和研磨体消耗量分别为18.9g/t和1.3kg/t，辊磨在降低磨耗方面具有巨大优势。

中材（天津）粉体技术装备有限公司（以下简称“粉体公司”）研发的TRM28.2铁矿石辊磨粉磨系统于2015年12月在湖北某矿业公司的难选褐铁矿、菱铁矿“闪速磁化焙烧-磁选”项目中正式投产，是国内首条大型铁矿石辊磨生产线。

2 TRM28.2铁矿石辊磨粉磨系统

湖北某矿业公司为利用当地难选褐铁矿、菱铁矿而投建的“闪速磁化焙烧-磁选”新工艺生产线，先将铁矿石粉磨至细度满足R80μm≤20%，再经过闪速磁化焙烧对铁矿石的矿物相进行改性，使弱磁性的褐铁矿转化为强磁性的磁铁矿，再采用弱磁选将其分离出来。根据该矿业公司铁矿石密度大、含水率波动大、磨蚀性大、易磨性中等及其产品技术要求，粉体公司开发了一台TRM28.2铁矿石辊磨。

2.1 原料性能

由矿山开采的铁矿石经颚式破碎机和惯性圆锥破碎机破碎之后，粒度95%≤60mm，物料的含水率随泥状物料含量的变化而不同，含水率在3%～10%范围内波动。

表1 铁矿石的磨蚀性及易磨性试验结果

表2 试样化学成分，%

粉体公司对该矿业公司的原料进行了分析，铁矿石的磨蚀性及易磨性试验结果见表1，化学成分见表2。

从表1中可以看出，铁矿石的磨蚀性较高，易磨性中等。

采用粉体公司自有的TRM3.6试验辊磨系统对原料进行粉磨性能分析，试验结果如表3所示。

表3 辊磨试验结果

2.2 工艺流程

TRM28.2铁矿石辊磨粉磨系统由喂料系统、粉磨系统、产品收集系统及热风系统组成，工艺流程如图1所示。辊磨主要由机架、传动装置、磨盘、磨辊、张紧装置、选粉机、壳体等部分组成，如图2所示。

图1 铁矿石辊磨粉磨系统的工艺流程

2.3 TRM铁矿石辊磨的特点和特殊适用性

该系统的核心设备是TRM28.2铁矿石辊磨，粉体公司在铁矿石原料性能分析和TRM3.6试验辊磨系统的试验分析的基础上，对选粉机结构、研磨装置、耐磨部件等关键技术做了特殊设计。

2.3.1 选粉机

在高效动态选粉机的结构基础上，粉体公司对选粉机规格、导风叶片的偏移角度、叶片间隙和转子叶片的数量、尺寸等进行了独特的设计，保证了选粉机的高效选粉和产品细度的灵活调控，选粉机结构见图3。

图3 选粉机结构

2.3.2 研磨装置

研磨部分采用平磨盘加锥形磨辊，粉磨工作区域如图4所示，可实现物料的粗碎、中碎和粉磨三个阶段同时进行，每个磨辊相对独立地对磨盘上的物料施压，根据铁矿石的易磨性确定磨辊压力的大小，保证料床稳定，提高粉磨效率。

图4 辊磨粉磨的工作区域分布

2.3.3 耐磨部件

（1）辊套和衬板

由于铁矿石的磨蚀性较大，为防止辊套和衬板因过度磨损而降低系统产量和增加电耗，该辊磨使用了耐磨陶瓷材料的辊套和衬板，其使用寿命较常规的堆焊材料延长了2～3倍，减少了设备检修和维护次数。

（2）选粉机叶片

为了延长选粉机的使用寿命，选粉机转子叶片和导风叶片采用双金属复合耐磨钢板加工而成，双金属复合耐磨钢板由普通基材和耐磨层两部分组成，耐磨层与基体之间完全是冶金结合，不必担心耐磨层脱落的问题。

（3）刮料板

由于外循环物料颗粒大、硬度高、落差大，对刮板磨损冲击严重。本设计中刮料板使用堆焊耐磨板，刮料板与壳体底板间距22mm，与壳体侧壁间距85mm，刮料板结构设计如图5所示，如此设计可保证在辊磨运行过程中物料在刮料板底部和外侧有足够的死料层，壳体也很少出现磨漏的现象。另外，通过该尺寸的改动，可避免由于刮料板和壳体之间卡料造成的刮料板和刮料板托架同时撕裂脱落的现象。

2.3.4 风环

一定的风环风速可以起到控制磨内颗粒大小的作用，便于形成稳定的有助于磨内循环的料层，减小磨机振动，提高粉磨效率。根据铁矿石密度、成品细度等参数值，设计风环风速以＞45m/s为宜，风环百叶窗的倾斜角度在40°～55°为宜。

图5 刮料板结构

3 磨机技术参数和运行效果

TRM28.2铁矿石辊磨系统于2015年12月开始调试，经过几天的调试即实现达标达产并进入正常生产。从磨机的运行功率来看，在油缸正压为9.5～10.5MPa、反压为2.5MPa时，磨机运行功率为750～860kW，磨机出力75%～86%，达到了较为理想的使用效率。从磨机长时间的运行情况来看，产量在100～110t/h时，磨机压差为5 800～6 000Pa，垂直振动值为1.0～1.3mm2/s，外循环料量约20%～30%，系统运行状态稳定。运行参数及效果见表4、表5。

表4 磨机技术参数

表5 辊磨的运行效果

4 结语

首台国产大型铁矿石辊磨TRM28.2成功应用于工业生产，磨机运行稳定，成品细度控制灵活，各项技术指标均达到了设计值，证明了辊磨对粉磨铁矿石的适应性强。该项目成为我国选矿行业的成功范例，它不仅有利于节能降耗，为矿业公司创造更多效益，还可以提高矿石资源的有效利用率，节约资源，具有广泛的应用前景。

[1]Mathis Reichert,Carsten Gerold,Andreas Fredriksson,Göran Adolfsson,Holger Lieberwirth.Research of iron ore grinding in a vertical-roller-mill[J].Minerals Engineering,2015,(73):109-115.

[2]Schaefer,H.U..Loesche vertical roller mills for the comminution of ores and minerals[J].Minerals Engineering,2001,(10):1 155-1 160.

[3]Schaefer,H.U..Slag grinding:latest advances[J].World Cement, 2002,(9):61-66.

[4]Deniz Altun,Carsten Gerold,Hakan Benzer.Copper ore grinding in a mobile vertical roller mill pilot plant[J].International Journal of Mineral Processing,2015,(136):32-36.■

天津院有限公司与中材装备集团联手打造的水泥专业备件现货平台上线

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与会嘉宾对中材机电备件有限公司现货超市的备件储备种类、质量、价格、战略合作等方面结合自身企业的备件库存与实际情况发表了各自观点，并对水泥备件现货互联网平台市场定位、产品定位、盈利模式等下一步发展方向等方面提出了建设性的建议，大家均表示希望备件公司能够打造一个为水泥企业提供水泥备品备件集成采购、联合储备、综合调剂的服务型平台，促进水泥备品备件供应市场的持续、健康、良性发展。

Design and Application of TRM Iron Ore Roller Mill

SONG Xiaopeng,SONG Liuqing
(Sinoma technology and equipment group Co.,Ltd.,Tianjin,300400)

TRM28.2 iron ore roller mill developed by Sinoma(Tianjin)Powder Technology Equipment Co.,Ltd.has been successfully used in iron ore industry.The mill has the advantages of higher capacity, lower power consumption,less abrasion and running operation steadily.In the field of mineral processing, the mill has superior performance and wide range of applications.

roller mill;iron ore;grinding;mineral processing;grindability

TQ172.632.5

A

1001-6171（2017）01-0030-04

中材装备集团有限公司，天津300400；

2016-05-28；编辑：孙娟