英威騰Goodrive5000變頻器在球磨機上的應用

摘   要：鋼材、有色金屬和水泥等行業，大量使用球磨機。球磨機是一個大慣性、純滯后、態特性復雜的對象，隨著電力電子器件的使用，交流變頻調速技術越來越成熟，并成功地應用在礦山球磨機驅動系統。
關鍵詞：Goodrive5000  選礦廠  球磨機  矢量變頻器
1.引言
鋼材、有色金屬和水泥等是國民經濟最重要的基礎結構材料，也是使用量最多的功能性材料。隨著我國國民經濟的迅猛發展，鋼材、有色金屬和水泥等基礎性結構材料的消耗大幅攀升，這幾年中國的鋼產量連續幾年鋼產量居世界第一位，急劇增長的消費刺激了鋼材、有色金屬等大宗材料的生產設備迅速發展，以穩產高效、節能降耗為基礎，對現有選礦設備進行革新改造在各企業得到廣泛重視，并得到迅猛發展。作為鋼鐵行業的基礎產業的選礦業，隨著鋼鐵產業的膨脹也得到迅速提升。在選礦生產中，球磨作業是整個選礦生產工藝流程的最關鍵環節，發揮著承上啟下的作用。
在選礦生產中，球磨是整個選礦工藝流程的最關鍵環節，磨礦作業在選礦廠基建投資和生產費用（主要是電耗、鋼耗）中占較大比重，也是整個選礦廠的“瓶頸”作業環節，直接關系到選礦生產的處理能力、磨礦產品質量，對后續作業指標乃至整個選礦廠的經濟指標產生重大影響。鋼鐵的急劇發展，激發了作為鋼鐵產業基礎的選礦業的大發展，進一步刺激了球磨機制造技術的發展創新。各種球磨機應用技術研究在生產實踐中得到迅速深化，球磨機進一步向大型化、高自動化、低能耗方向發展。
2.運用環境分析
2.1球磨機構成與分類
鐵礦球磨機由給料部、出料部、回轉部、傳動部（減速機，小傳動齒輪，電機，電控）等主要部分組成。中空軸采用鑄鋼件，內襯可拆換，回轉大齒輪采用鑄件滾齒加工，筒體內鑲有耐磨襯板，具有良好的耐磨性。本機運轉平穩，工作可靠。球磨機主機包括筒體，筒體內鑲有用耐磨材料制成的襯，有承載筒體并維系其旋轉的軸承，還要有驅動部分，如電動機，和傳動齒輪，皮帶輪，三角帶等。
球磨機是鋼材、有色金屬和水泥等部門不可缺少的重要設備。從礦山開采的各種礦石需要達到單體分離，才能滿足工業生產要求。要實現單體分離，就需要將開采的礦石進行破碎、磨碎，然后進行分選。在選礦工業中，礦物顆粒成細粒、微粒嵌布，要分離他們，必須磨細至0.3-0.1毫米，有時甚至需要磨至0.05-0.074毫米以下才能實現單體分離，所以磨礦作業在選礦工業流程中占有重要位置。
磨礦機按照磨礦介質的不同可分為:球磨機(介質為鋼球或鑄鐵球)；棒磨機(介質為鋼棒)；礫磨機(介質多是磨圓的卵石子)；自磨機(被磨礦石作磨礦介質)。球磨機可以破碎各種硬度不同的礦石，其破碎比可以達到200以上。球磨機的給礦粒度一般不大于65毫米，最適宜的粒度為6毫米以下，產品粒度在15-0.075毫米之間。棒磨機用在礦石成粗粒嵌布的鎢礦、錫礦的磨礦處理上，也可用在球磨機前作粗磨，其給礦粒度一般不超過20-25毫米，產品粒度多在3毫米以下。目前，國內選礦工業中，球磨機是使用最為廣泛的磨礦設備。
按照筒體的形狀，磨礦機又可分為圓錐形和圓筒形兩種，而圓筒形磨礦機又可分為短筒型和管型。短筒型球磨機的筒體長度一般小于等于兩倍的筒體直徑，管型的磨礦機的長度則不小于筒體直徑的3倍。管型磨礦機主要用于水泥工業，短筒圓錐形主要用于有色金屬礦石與黑色金屬礦石的粗磨、細磨作業。
2.2球磨機原理：
礦石的磨碎是在磨礦機機體中進行的，圓筒形磨礦機有一個空心圓筒，圓筒兩端是帶端蓋的空心軸頸，軸頸支承在軸承上。圓筒內裝有各種破碎介質，如鋼球、鐵球、鋼棒或礫石等，當圓筒繞水平軸線按照規定的轉速回轉時，裝在筒內的破碎介質和礦石在離心力和摩擦力的作用下，隨著筒體運動到一定高度，當磨礦介質的自身重力大于離心力時，脫離筒體內壁拋射下落，產生沖擊而擊碎礦石。同時，磨礦機在運轉過程中，筒內磨礦介質相互間有滑動，對礦石也有一定研磨作用，所以礦石的磨碎主要靠破碎介質落下時的沖擊力和運動時產生的研磨作用。
礦石由圓筒一端的空心軸頸不斷給入，而磨碎以后的產品經過圓筒另一端的空心軸不斷排出，筒內礦石的移動是利用不斷加入礦石的壓力來實現的。濕磨時，礦石被水流帶走，干磨時，礦石被抽出筒外的氣流帶走。
2.3球磨機的臨界轉速和最佳工作轉速
球磨機的轉速直接影響到鋼球和物料的運動狀況及物料的磨制過程。在不同的轉速下，筒體內的鋼球和物料的運動狀況如圖1所示。