论文锡铁山选矿厂SAB磨矿电气与控制系统设计是关于本文可作为相关专业锡铁山论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文锡铁山论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：本文从工艺、电气、控制三个方面论述了锡铁山选矿厂SAB磨矿工序的电气及控制系统的设计思想.在工艺方面,研讨了SAB（半自磨机闭路+球磨机闭路）的设备机理和工艺原理,探索了对过程控制的影响；在电气系统方面,论述了电气设计的总体思路、设备特点和电气控制的安全设计；在控制系统方面,阐述了基础控制、回路控制和调度控制的设计要点.
关键词：磨矿；半自磨机；过程控制；电气控制器
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.091
0 引言
半自磨磨矿工艺因流程简洁、设备数量少和分布集中、易于维护管理的优点,在我国矿山得到推广应用.锡铁山选矿厂技改工程采用了SAB（半自磨机闭路+球磨机闭路）工艺,相对于传统的三段一闭路破碎和球磨工艺流程,改造完毕后势必在选厂运行和管理方面得到提升.锡铁山选矿厂电气和控制系统的设计需要与磨浮工艺相结合,满足工艺流程改进和设备大型化的要求.通过电气设计和自动控制系统相配合,实现设备间的连锁保护和控制回路的串级级联控制,以达到经济、高效、安全、稳定的控制目的.本文针对锡铁山选矿厂的工艺特点、结合国内外半自磨工艺生产特点和主要存在的问题,提出精细化设计理念,为未来生产操作的可靠性和安全性提供保障.
1 总体概述
1.1 SAB磨矿工艺流程
锡铁山选矿厂的SAB磨矿工艺分为两段,第一段为半自磨直接闭路的粗碎工艺,即顽石产品直接返回到半自磨机的给矿入料口、进行闭路再磨；第二段为球磨机+旋流器的细磨工艺,旋流器的沉砂直接返回到球磨机形成闭路再磨.
如图1所示,粗碎工艺包括矿石堆场、4台重板给料机、3#/4#/5#皮带运输机,半自磨机规格为φ5.02.5m,其排矿产品的分级设备为圆筒筛,筛上顽石由5#皮带运输到3#皮带、3#皮带倒运到4#皮带并输送半自磨机,从而形成闭路磨矿.
细磨工艺闭路流程由渣浆泵池、渣浆泵、旋流器、球磨机构成,球磨机规格为φ3.85.2m,旋流器一组四台、两用两备,渣浆泵一用一备.
1.2 过程检测与控制
SAB磨矿工艺的工艺参数检测包括：原矿堆场料位、半自磨机给矿流量、半自磨机顽石返回流量、磨矿给水流量检测、渣浆泵泵池液位、旋流器给矿流量/浓度、旋流器溢流矿浆流量/浓度/粒度、旋流器工作压力等；执行机构包括变频驱动重板给料机、变频驱动渣浆泵和磨矿给水流量调节阀；控制回路包括：半自磨机给矿量控制回路、半自磨机前给水控制回路、圆筒筛冲洗水控制回路、泵池补加水控制回路、球磨机前给水控制回路、旋流器给矿分级控制回路.
SAB磨矿工艺的设备参数检测包括：重板给料机、皮带运输机、半自磨机、球磨机、圆筒筛、渣浆泵、球磨机等设备的功率和电流检测,半自磨机和球磨机的轴温、轴压等负荷参数；旋流器的开停状态及远程控制信号等.
SAB磨矿工艺的主要操作包括：生产开停车联锁,给矿量调整、给水量调整、磨机钢球添加、渣浆泵转速调整；渣浆泵用备切换、旋流器用备切换等.
1.3 总体设计目标
SAB磨矿控制系统设计的总体目标是：通过粗碎和细磨工艺的自动控制,提高生产安全可靠性、减少生产过程的人工干预,从而在实现过程稳定的基础上,保证磨矿溢流产品达到工艺要求,即经济、高效、安全、稳定的总体目标.
2 设计基础
控制系统的设计基础来源于设备工作机理和工艺的工作原理,工艺的工作原理实际上是原料特性与设备机理相互作用的结果.选矿厂的设备一旦选定很难更改,了解设备机理及设备之间的匹配关系,对于指导控制系统的设计十分重要.
2.1 磨机与磨矿
半自磨机、球磨机是有色金属矿山最常用的两种湿式磨矿设备,均需要通过钢球介质达到破碎效果,主体部分均由圆柱形筒体、端盖、中空轴颈、轴承和传动大齿圈组成.如图2所示,筒体内装有钢球,当筒体转动时,在摩擦力、离心力和重力的作用下,钢球被提升到一定高度后,在本身重力作用下,产生自由泻落和抛落,从而对筒体内固体产生冲击和研磨作用,使固体粉碎.钢球的运动轨迹对破碎作用的影响非常重要.影响钢球运动轨迹有四个主要因素：①磨机筒体的运转速度；②介质充填率；③磨机衬板的形状；④磨机内浆体的浓度.图3所示为主要的三类钢球运动方式：泻落运动、抛落运动、离心运动.泻落运动的磨矿作用以研磨为主,冲击为辅；抛落运动时磨矿作用以冲击为主,研磨为辅；离心运动钢球与衬板之间及钢球与钢球之间没有相对运动,也就不对矿粒产生磨矿作用.离心运动是磨机必须避免发生的状态.
功耗是磨机操作与控制的风向指标.相对于磨机设备的装机功率来讲,功耗过低、设备投资浪费；功耗过高、增加生产成本.在达到磨机设备满负荷率的前提下实现磨矿产量最大,是磨机和磨矿操作的终极目标.
卡尔马金经验公式[1]是常用的计算湿式磨机有效功率的公式,见公式1.在实际生产过程中,采用经验公式和实时生产数据进行对比分析以寻求最佳的操作方法、达到节能效果,是一条行之有效的道路.
（1）
其中：
N有：磨矿有用功耗,单位：KW；
ρ：矿石堆比重,单位：t/m3；
D：磨机有效直径,单位：mm；
L：磨机有效长度,单位：mm；
φ：矿石充填率,取值范围：0～100%；
ψ：磨机转速率,取值范围：0～100%；
Kc：磨矿方式系数,无量纲,通常取1.1～1.2；
KB：自磨機磨矿浓度系数,其取值方法可以参考相关材料.
在碎磨过程中,半自磨机是通过冲击力达到破碎的效果,冲击力由下落物料的动能来确定.不同直径的自磨机,若下落物料的质量相同,冲击力与自磨机筒体有效直径成正比.球磨机是通过磨剥力达到研磨矿石的作用,由磨矿机筒体的圆周速度来决定,不同直径的球磨机,其磨剥力与筒体有效直径的平方根成正比.因此磨机的长径比往往决定了磨机作用矿石的受力机制.
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参考文献：
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