在原礦的開采、鏟裝、運輸和加工過程中總會混入大小不一、形式各異的鐵物，且利用現有除鐵器和金屬探測器難以，是在釩鈦磁鐵礦等強磁性礦物的破碎工序中除鐵更是困難，這些鐵物隨原礦一起進入破碎機造成破碎機過鐵。破碎機過鐵易造成襯板裂紋、上下架體配合面損傷、上臂架襯套松動、主軸橫斷、打齒、偏心銅套、偏心襯套、下架體襯套及止推軸承燒損等重大設備故障及事故，不但影響生產，而且增加破碎機備件消耗和生產成本。因此，在選礦破碎過程中加強破碎機過鐵保護尤為重要。

1　現狀簡介

1.1　破碎工藝設備簡介

白馬選礦廠一期破碎系統設計產能為650 萬t/a，采用三段一閉路破碎流程，主要是將0～1 000 mm 的釩鈦磁鐵礦破碎至 -12 mm 含量大于等于95% 的原礦，中破配置2 臺CH880 圓錐破碎機，細破配置2 臺CH895 圓錐破碎機和1 臺CH880 圓錐破碎機。中破配置2 臺破碎機前各安裝有1 臺盤式電磁除鐵器，細破系統安裝有1 臺帶式電磁除鐵器，工藝流程如圖1 所示，主要設備參數如表1、2 所列。

圖1 破碎系統工藝流程

表1 破碎機主要參數

表2 電磁除鐵器主要參數

1.2　系統除鐵現狀

在實際生產過程中，原礦中難以避免鐵物夾雜，由于有的鐵物磁性較弱、有的鐵物在原礦中埋藏較深、有的鐵物塊度和質量較大，盤式除鐵器和帶式除鐵器無法類似高錳鋼襯板、合金鋼鉆頭、斗齒等弱磁性鐵物，只能在破碎機發生過鐵后依靠人工及時撿出，此類鐵物嚴重威脅了破碎機的安和穩定運行。

2　過鐵對破碎機的損傷

2.1　動錐襯板裂紋

破碎機頻繁過鐵容易造成破碎機動、定錐襯板裂紋，從而縮短襯板使用壽命，增加備件消耗。動錐襯板裂紋如圖2 所示。

圖2 動錐襯板裂紋

2.2　損傷上、下架體止口配合面

破碎機過鐵容易造成上、下架體連接螺栓松動或剪斷，導致上、下架體錐形接觸面發生相對運動，損傷止口。當止口磨損造成上下架體間隙配合后，破碎機將無法正常運行，只有外委修復后才能重新使用。動錐襯板裂紋如圖3 所示，上、下架體止口配合面磨損如圖4 所示。

圖3 動錐襯板裂紋

圖4 上、下架體止口配合面磨損

2.3　偏心組件及止推軸承損傷

破碎機過鐵易造成主軸與偏心銅套形成鋼性接觸，相互摩擦，止推軸承錯位運行，而導致偏心銅套、偏心襯套、下架體襯套和止推軸承燒損事故。 偏心銅套燒損如圖5 所示，下架體襯套燒損如圖6 所示。

圖5 偏心銅套燒損

圖6 下架體襯套燒損

2.4　上架體孔磨損、裂紋

破碎機過鐵容易造成上架體襯套固定螺栓被剪斷、上架體襯套松動、裂紋，導致上架體孔磨損或裂紋，以致上架體無法使用。上架體襯套裂紋如圖7 所示，上架體孔裂紋如圖8 所示。

圖7 上架體襯套裂紋

圖8 上架體孔裂紋

2.5　傳動齒輪損傷

破碎機過鐵瞬間傳動齒輪嚙合受到沖擊，易造成打齒。大齒輪損傷如圖9 所示，小齒輪損傷如圖10 所示。

圖9 大齒輪損傷

圖10 小齒輪損傷

2.6　主軸橫斷及軀體裂紋

破碎機過鐵瞬間，運行功率、壓力急劇升高，排礦口放大，若鐵物尺寸較大(如大塊鉆頭、牙尖、條形襯板等) 卡在破碎腔內不能自行排出，在持續的高功率和高壓力下易造成主軸橫斷及軀體裂紋。主軸軀體損傷如圖11 所示，主軸上部橫斷如圖12 所示。

圖11 主軸軀體損傷

圖12 主軸上部橫斷

3　主要措施及經驗

3.1　過鐵后快速檢查設備

破碎機運轉過程中突然發出“咚咚咚”的金屬撞擊聲、運行壓力急劇升高或排礦口突然放大，表明破碎機發生了過鐵，須立即組織系統撿鐵，防止細破循環過鐵，同時快速檢查破碎機。

(1)快速通過顯示屏檢查破碎機功率、壓力、油溫及排礦口等運行參數是否正常；

(2)快速檢查上、下架體連接螺栓及止口有無松動；

(3)快速檢查油管有無泄漏，油箱儀表系統(Tims) 及ASRi 系統有無報警信號；

(4)停機檢查安聯軸器剪切管有無剪斷或位移；

(5)破碎機因過鐵停機，須檢查剪切管是否完好，查看破碎腔鐵物是否排出，嚴禁立即重啟，防止造成安聯軸器抱軸。

3.2　改進破碎機主潤滑油溫度保護系統

當破碎機過鐵時主軸受鐵物擠壓而偏斜，繼續運轉易造成主潤滑油溫升高。 CH880、CH895 破碎機油溫保護原理為：當主潤滑回油達到53 ℃時，發出B 報警 (只在顯示屏上顯示，無聲、光等信號提示，崗位不易察覺)；當油溫達到63 ℃時，破碎機自動保護停機。根據實踐經驗，當回油溫度達到52 ℃時就會造成破碎機偏心銅套、偏心襯套、下架體襯套、止推軸承及主軸不同程度的龜裂和燒損。對此，經過多次試驗性改進，了終改進方案：一是將破碎機主潤滑油溫保護報警值從63 ℃下調至49 ℃；二是增加給料輸送帶連鎖裝置，當油溫達到49 ℃時，自動停止給料輸送帶，破碎機空轉，若油溫持續180 s 高于49 ℃，破碎機將自動保護停機；三是在崗位操作小房內安裝了聲光報警器，當回油溫度達到49 ℃時，報警燈閃爍，并發出清脆響亮的報警聲，及時提醒崗位采取相應操作。改進后，5 臺破碎機偏心銅套、偏心襯套、下架體襯套及止推軸承消耗數量較改進前70% 左右。

3.3　優化破碎機油溫突然升高的操作方法

當破碎機過較大尺寸鐵物時，主軸和銅套發生硬摩擦，主潤滑油溫將從正常的45 ℃左右急速上升至48 ℃以上，此時須立即采取以下操作：

(1)手動停止給料輸送帶，讓破碎機空負荷運行，達到速降主潤滑油溫的目的；

(2)手動來回升高、主軸，使主軸與下架體銅套的硬接觸點分離，避免油溫繼續升高；

(3)當油溫至46 ℃時，停止主軸電動機，讓油溫快速至43 ℃以下；

(4)破碎機因油溫高停機3 ~ 5 min 后，再次啟動主電動機，空轉破碎機，避免偏心銅套、偏心襯套及下架體襯套在高油溫下發生粘連，抱死；

(5)當油溫至43 ℃以下后，連續空轉破碎機8 ~ 10 min，若油溫低于45 ℃，則恢復正常生產，如果油溫仍高于48 ℃，則繼續重復2～4 步驟操作。

3.4　下調破碎機過鐵壓力保護值

破碎機安聯軸器上設有剪切管，當破碎機過鐵時剪切管被剪斷，立即停止主電動機，保護破碎機。其設計壓力保護值為95～100 MPa，相當于43 000 Nm，但實踐表明，壓力值在95～100 MPa 時，破碎機過鐵后，剪切管被剪斷的概率小，起不到過鐵保護作用，且容易造成安聯軸器抱軸、打齒等事故。根據調試經驗，將中、細破的壓力設定值固定為：中破調至68～70 MPa，細破調至78～80 MPa。通過近5 年的運行，該操作既能起到過鐵保護作用，又能設備在正常負荷下運行。

3.5　下調CH895 破碎機負荷運行功率、壓力釋放值

CH895破碎機主電動機功率為750 kW，2013 年初裝時，負荷運行功率、壓力釋放值分別為700 kW 和7.0 MPa。當運行功率或壓力達到設定值時，溢流閥自動釋放壓力，增大排礦口，排除破碎腔內異物。在日常運行中，排礦口設置為18～21 mm，正常運行功率為500～580 kW、壓力為5.0～5.8 MPa；當破碎機過鐵時，瞬間運行功率達650～800 kW、壓力達6.5～10.0 MPa。在該情況下運行近1 年，破碎機動、定錐襯板易裂紋，使用周期較短，只有550 h 左右，而且主軸傘形體磨損較快。對此，根據CH895 破碎機正常負荷運行功率、壓力，將負荷運行功率、壓力釋放值分別下調至600 kW 和6.0 MPa。通過下調負荷運行功率、壓力釋放值后，動、定錐襯板使用壽命延長，截止2018 年使用壽命達850 h，且主軸軀體未有磨損。

3.6　優化上架體襯套安裝方法

上架體襯套安裝在孔內，由8 顆高強度螺栓固定在孔法蘭上，在破碎機過鐵時，上架體襯套固定螺栓容易被剪斷而造成襯套松動磨損上架體孔。為此，在發現上架體孔磨損后，為上臂架襯套安裝牢固，先在上架體襯套與孔接觸面上涂抹工業修補劑再進行安裝，螺栓緊固后，后再在上臂架襯套與孔內壁間焊接加強肋加以固定，避免過鐵造成破碎機臂架襯套松動而導致設備事故。上架體襯套外表面涂抹修補劑如圖13 所示，焊接加固肋板如圖14 所示。

圖13 上架體襯套外表面涂沫修補劑

圖14 上架體襯套焊接加固肋板

4　結語

通過加強破碎機過鐵保護，破碎機運行更加穩定，運行效率得到提高，使破碎系統年處理量穩定在700 萬t，破碎終產品-12 mm 含量提高至95.5% 以上，大地了破碎機備件消耗和使用成本。CH880、CH895 破碎機過鐵保護在攀鋼集團礦業有限公司白馬選礦廠的成功經驗，可為所有礦山行業破碎機過鐵保護提供借鑒。

(1)通過破碎機過鐵后快速檢查設備，及時檢查緊固上、下架體連接螺栓，避免上、下架體發生相對運動，損傷配合面，及時發現運行功率、壓力、油溫等異常情況，杜安聯軸器抱軸等設備事故的發生。

(2)通過優化主潤滑油溫保護系統和油溫突然升高的操作方法，避免了偏心銅套、偏心襯套及下架體襯套等貴重部件在高油溫下發生粘連，燒損，消耗數量較優化前70% 左右。

(3)通過分別將中、細破破碎機過鐵壓力保護值下調至68～70 MPa 和78～80 MPa，在滿足生產的同時，避免了破碎機因過鐵造成傳動齒輪打齒、主軸橫斷等重大事故的發生。 

(4)CH895破碎機通過將負荷運行功率、壓力釋放值下調至600 kW 和6.0 MPa，大地減輕了破碎機過鐵對襯板的擠壓，動、定錐襯板使用壽命從550 h 延長至850 h。

(5)通過優化上架體襯套安裝方法，避免破碎機過鐵造成襯套松動損傷上架體孔，延長了上架體的使用壽命。