（北京首矿工程技术有限公司，河北迁安县064404）对高压辊磨机典型工作情况下辊钉受力情况进行了分析研究，分析了导致辊钉折断脱落的主要原因，证明了高压辊磨机所采用工艺措施的合理与否对辊面寿命影响很大，生产成本可相差1.9元/t左右（按原矿计）。结合高压辊磨机在我国选矿生产中的实践情况，提出了有效避免辊钉折断脱落、延长辊面寿命的几点主要措施，为冶金矿山生产提供了依据。

　　28.9：八高压辊磨机作为21世纪以来发展*快的新兴选矿设备，在国内外得到了迅速的推广应用，我国有几十个矿山单位投入使用了近百台高压辊机。但相当一部分高压辊磨机的使用并不理想，辊面使用寿面较短、生产成本较高，甚至有停用现象。其主要原因是高压辊磨机辊钉非正常损坏造成的辊面使用寿命过短。辊钉的大片折断、脱落等非正常损坏不但会导致破碎效果急剧恶化，也会严重影响辊面使用寿命，使得生产成本大幅提高。

　　我国高压辊磨机辊面使用寿命与国外先进水平相比有一定的差距，我国辊面使用寿命较长的在10000h左右，*短的还不足2000h.主要原因是我国冶金矿山行业使用高压辊磨机的实践时间较短，可借鉴的实践经验较少，对该设备的使用并未形成套有效的理论或经验。

　　本文对高压辊磨机工作中辊钉的受力情况进行分析研究，解释我国矿山生产中高压辊磨机出现过的典型现象，总结出有效避免辊钉非正常损坏的措施。

　　1高压辊磨机辊钉受力及磨损分析高压辊磨机工作中辊钉主要受到平行于辊钉截面的剪切力和垂直于辊钉截面的压力，而高压辊磨机辊钉制作材料般为含碳化钨硬质合金，这种材料制成的辊钉抗压能力极强，但抗剪切能力稍弱，平行于辊钉截面方向的过大剪切力是导致辊钉折断的主要原因。

　　高压辊磨机工作状态下双辊在4MPa左右的压力下相向转动（见），物料在定高度料柱的自重压力下强制给入辊间，矿石被相向旋转的具有定结构的压辊表面的高强度耐磨材料及其间填充的物料的粗糙表面钳住，并在辊子的转动下卷入不断压缩的空间，从而使物料破碎。破碎过程中高压辊磨机辊钉主要受到物料的正压力/1、辊筒对其支持力/2、物料与辊钉之间的摩擦力/3、辊钉间料垫层物料的支持力/以及物料平行于辊钉截面的压力/.垂直于辊钉截面的/、/对辊面的磨损以及辊钉折断影响较小，/、/、/的大小则直接决定了辊钉的磨损快慢以及是否会引起辊钉的折断。下面对几种高压辊磨机典型工作情况下的受力情况进行分析。

　　1.1辊面形成料垫的正常工作情况料垫即高压辊磨机工作过程中形成的一层镶嵌在辊钉之间的密实物料层（见）。正常工作状态指没有过大块物料、无过铁现象的平稳运转状态。此时/l、/2基本能保持相对平衡的关系，使辊钉在垂直于辊钉截面方向基本维持受力平衡。在绝大多数情况下/l、/均能满足相对平衡的关系，且对辊钉折断等非正常磨损影响较小，故不再对该力进行分析，仅分析对辊钉磨损影响较大的/3、/、/.两辊相向转动，使双辊间空间越来越小，物料对辊钉的侧向压力/越来越大，但/的增大使辊钉之间料垫受力随着增大，料垫更加密实，其对辊钉的反作用力/4也随着增大，从而维持平行于辊钉截面方向的剪切力平衡，即：以上两个条件可以保证辊钉所受合外力很小，基本不会出现辊钉折断等非正常磨损情况，此时辊面的磨损主要是由辊钉表面与物料之间的摩擦力/3引起的正常磨损。

　　1.2无法形成料垫的工作情况由于各种因素的影响，有些情况下高压辊磨辊钉之间无法形成料垫，此时两辊由于辊钉之间没有料垫层的存在，无法提供反作用力，若要维持平行于辊钉截面方向的剪切力平衡，只能由辊钉根部与辊筒接触的部分提供反向的剪切力。致使辊钉的末端与辊钉根部承受很大且相反方向的剪切力，在遇到过大块、过铁等特殊情况时很容易导致辊钉折断。

　　另一方面，当料垫无法形成时，辊筒表面裸露在外，不断被矿石挤压、摩擦。而辊筒筒体材质的耐磨性及强度远低于辊钉，这种情况下筒体磨损很快，辊钉根部因辊筒磨损形成凹陷而无法提供足够大的力来平衡物料对辊钉的侧向压力/，当/过大时很容易引起辊钉折断脱落，一颗辊钉折断脱落后形成的较大凹陷会对周围辊钉造成更大的影响从而形成恶性循环，导致辊钉大面积成片折断（见）。

　　能否形成有效料垫层是决定高压辊磨机辊面寿命的主要因素，在该设备使用中应尽量创造条件使其形成密实稳定的料垫层。生产实践中能形成料垫的辊磨机辊面平均使用寿命远大于无法形成料垫的情况，符合分析结果。

　　1.3过铁或过大块时工作情况过铁或过大块矿石是另个导致辊钉非正常损坏的主要因素。高压辊磨机破碎物料中无过大块、过铁现象时，物料被压碎后一部分填充到矿物颗粒之间的空隙中，释放部分压力，使物料对辊钉的侧向压力/不至于过大。当有过铁或过大块出现时，双辊相向转动辊间空间减小，但由于过大块的存在使得局部空间内物料孔隙率大幅下降，物料被挤压过程中无法释放压力，使物料对辊钉的侧向压力/急剧增大，从而导致辊钉端部因剪切力过大而折断脱落。

　　尤其是在没有料垫形成的情况下，辊钉与辊钉之间没有密实料垫的支撑，无法平衡定的剪切力，当出现过大块或过铁现象时更容易引起辊钉折断。因此，在高压辊磨机使用中，应尽量避免这种情况。

　　1.4影响高压辊磨机辊面磨损的其他因素除了料垫的形成以及过铁、过大块这两种影响辊面寿命的核心因素之外，还有诸多因素影响着高压辊磨机辊面寿命：矿石性质，特别是矿石硬度也是决定辊面寿命的主要因素。

　　辊面线速度，国内高压辊磨机的线速度）辊钉材质、长短、粗细及其在辊筒表面的分布形式。

　　高压辊磨机本身的破碎工艺布置情况。

　　给矿粒度的控制范围。

　　辊筒制造形式，如长径比等。

　　生产实践中应综合考虑各方面因素，使高压辊磨机在*佳条件下运行，延长辊面使用寿命，降低生产成本。

　　2棍面使用寿命对生产成本的影响大量生产实践证明，有效合理措施下高压辊磨机辊面使用寿命较不合理情况下有大幅提高，有时甚至高达数倍（见表1）。

　　河北省某处理量超过1500万t/a的大型铁矿石选矿厂（实例一）与某处理量超过1000万t/a的大型铁矿石选矿厂（实例二），两者处理矿石硬度、高压辊磨前的破碎段数、使用高压辊磨机规格、单台辊磨机处理量等基本接近，但实例一在高压辊磨作业前设置了预先筛分，且采用干式筛分，使进入高压辊磨机的物料不含一8mm的细料，导致辊面难以形成稳定有效的料垫，严重影响了辊磨使用寿命；实例二在辊磨机前没有设置预先筛分作业，两段破碎后的产品全粒级进入辊磨机，且高压辊磨机闭路筛分为湿式筛分，辊面能形成稳定有效的料垫层，辊面使用寿命及对生产成本的影响见表1.从表1可知：高压辊磨机采用的工艺及措施的合理与否对辊面寿命有着重要影响，辊面寿命相差很大，由于辊磨机辊面价格昂贵，*终导致生产成本也有较大差异，实例中单位矿石辊面消耗成本相差约1. 92元/t，在年处理量1000万t以上的大型矿山中，每年的生产成本相差1920万元以上，经济效益有明显的差异。

　　表1实例选厂对比实例序号工艺措施工艺措施的影响辊面寿命单台设备处理量单套辊面价格单位矿石辊面消耗成本实例一实例二高压辊磨前设预先筛分，高压辊磨闭路千式筛分。高压辊磨前无预先筛分，高压辊磨闭路湿式筛分。

　　入辊磨机物料无细料，水分含量在2%左右，无法形成稳定料垫。入辊磨机物料有细料，水分含量在6.5%左右，能形成稳定料垫。

　　500万元500万元3避免高压辊磨机非正常磨损措施从以上几种高压辊磨机典型工作状态下辊钉的受力分析可知，导致辊钉、辊面非正常磨损的主要因素有：无法形成稳定、密实的料垫层；破碎物料中过铁、过大块矿石的出现。

　　针对以上两种导致高压辊磨机辊面使用寿命过短的主要因素，笔者结合大量高压辊磨机生产实践，总结出有效避免以上不利条件的几点措施，可以延长高压辊磨机的使用寿命。

　　高压辊磨给料前破碎作业设置多段破碎、采用闭路筛分工艺，从工艺上尽量避免过大块出现。

　　高压辊磨机给料前尽量不设预先筛分作业，保证高压辊磨给矿中有一定的细粒级矿物，有利于形成料垫。

　　某些硬质岩矿难以形成料垫时，可在高压辊磨给矿中适当加水或采用湿式筛分工艺，适当增加矿石水分，既有利于形成料垫，也能有效抑尘。

　　高压辊磨机给矿粒度不宜过大，应保证均勾适当的给矿粒度。）高压辊磨前设除铁装置，减少高压辊磨机过铁现象。）及时监测辊钉磨损情况，发现辊钉折断脱落及时更换、修补，以免引起恶性循环导致大面积辊钉脱落。

　　4结论高压辊磨机在我国矿山生产中应用时间较短，生产实践中存在着一定的问题，其中*为突出的是辊面寿命较短、消耗指标不稳定。

　　能否形成密实、有效的料垫层是决定辊面寿命的主要因素，生产实践表明，能形成料垫时平均辊面寿命远大于无法形成料垫的情况，使得生产成本可相差1.9元/t左右（按原矿计）。

　　过铁、过大块现象也是导致辊钉折断脱落的主要原因，生产过程中应采取措施避免出现该现象。）高压辊磨机辊面寿命还与矿石性质、辊钉材质、辊筒转速、辊筒长径比、辊钉的制造及分布形式、给矿粒度控制等诸多因素有关，生产中应综合考虑各方面因素，使高压辊磨机在*佳条件下运行，延长辊面使用寿命。