時間：2018-04-21 11:04:24 來源： 瀏覽次數：92
球磨機負荷是指磨機中球負荷、物料負荷以及水量的總和，它是磨礦過程一個重要參數、直接影響到磨礦的效果。在實際生產過程中，由于礦石性質的波動以及一系列外界因素的干擾和操作水平的差異等，使球磨機的負荷難以維持在最佳水平，不能充分發揮球磨機的功效，因此，在磨礦過程自動控制中，球磨機負荷的檢測和控制是球磨機自動控制最重要的內容。能否準確地檢測出球磨機的負荷（包括球負荷、物料負荷以及水量的各自數值）是整個球磨機優化控制成敗的關鍵。
一、球磨機負荷的直接檢測方法
1973年第十屆國際選礦會議上由捷克斯洛伐克布拉格礦山研究院B、Lanstiak報道，認為球磨機中的礦漿面和球磨機的產量之間存在著函數關系，礦漿面與球磨機的負荷率有著密切的關系。測量球磨機內礦漿面時，用電極做探測器，根據電極的輸出可以判斷出球磨機內礦漿面的高度。
雖然直接檢測法能夠獲得比較滿意的結果，但具有以下缺點：（1）只能檢測出球磨機中的礦漿面，而介質充填率、料球比和磨礦濃度則不能檢測出來；（2）電極的安裝位置需要解決：（3）電極需要保護以免遭受落球的機械破壞，因此，電極不易拆除。為檢修和更換帶來了困難；（4）檢測數據傳遞方法需要解決。正是因為這些缺點的存在，這種方法一直未能得到推廣應用。
二、球磨機負荷的間檢測方法
球磨機負荷的間接檢測是目前工業生產中的常用方法。
（一）單因素檢測
（二）聲響法
1、工業生產實踐表明球磨機的聲響與其物料負荷具有一定的關系、這種方法的實質就是根據球磨機所產生噪間的不同來確定球磨機內的物料負荷。當球磨機中物料負荷增加時，球磨機噪音強度減小；反之，球磨機噪間強度就增加，即在球磨機噪音強度和球磨機中物料負荷之間存在著關系。因此，可以利用球磨機的噪間強度來評估球磨機中的物料負荷。
聲響法檢測球磨機負荷既可以用于濕式磨礦又可以用于干式磨礦，可以提高磨礦處理能力及其產品的細度、并能節省鋼耗和能耗：相對其它方法來說，測量信號比較靈敏。這種方法遇到的主要問題是其它磨機所產生的干擾、傳感器的位置必須選擇正確、以避免這種干擾現象。另我，聲響法只能確定料球比，而不能確定介質充填率，也不能確定磨礦濃度。
2、有功功率法
濕式球磨機的工作特性可以直接用消耗的有用功率來描述。當磨機及其轉速均固定時，根據理論推算和實際檢測結果表明球磨機電機有功功率和球磨機負荷之間存在有一定的關系。隨著球磨機負荷的增加、開始時球磨機電機的有功功率明顯上升、到達某一極值后、隨著球磨機負荷的增加、有功功率反而下降，此極值可以認為是球磨機負荷的最佳點。因此，有用功率直接與球磨機負荷有關。
有功功率法檢測信號受周圍環境的影響比較少，檢測結果比較準確，但檢測信號靈敏度不高，影響控制效果，而且影響有功功率的因素較多，單靠球磨機的有功功率信號既不能確切判斷球磨機中介質充填率的水平。也不能確切判斷球料比的水平：另外，由于球磨機有功功率有一極大值。因此當功率降低時難以根據檢測信號來判斷球磨機負荷是增大還是減小。
3、振動法
球磨機運轉時，研磨體和物料偏于磨機的一側，并不斷地滾滑和下落、沖擊研磨物料、磨機的轉動部分處于嚴重的不平衡狀態，造成不平衡的離心力，使磨機系統振動。在磨機轉速不變時其振動強度與被磨物料多少有關，檢測出磨機的振動強度就可間接反映出磨機中物料負荷的情況。
振動法檢測信號的靈敏度比較高、能隨時顯示球磨機內物料的變化、而且不受周圍噪聲源的影響，傳感器密封好，能有效防水、防塵，因而可以適應選礦廠的惡劣工作環境。但是當電網電壓特別是電網頻率發生變化時，磨機轉速的微小波動，或者磨機內研磨體的損耗等的影響會使物料負荷控制點產生漂移，影響檢測和控制質量、不能檢測出磨礦濃度的大小以及介質充填率。
4、壓力傳感器法
（1）利用一種負荷傳感器安裝在球磨機的給礦端和排礦端的軸承下連續對磨機稱重，從而確定球磨機內球介質、礦石和水的總量，確定磨機的負荷。其優點是簡單、缺點是檢測精度不高、不能準確檢測出球磨機中球介質、礦石和水各自的量。另外，球磨機襯板的磨損、礦石性質的變化、鋼球添加前后重量的變化等都會對檢測結果產生比較大的影響。
（2）南非某研究所通過在磨機內安裝壓力傳感器的方法來測定磨機內負荷的情況，為確定磨機的負荷提供了一種新方法，該方法是在磨機內襯上安裝了一個能測定徑向壓力和切向壓力的傳感器，則壓力傳感器測量得到的信息通過傳導引入微機，微機可以將信號進行處理，得到頻譜圖，通過分析可以知道球負荷和物料負荷的比例，通過個壓力傳感器的傳遞、掌握了大量磨機內運行的狀態。該檢測系統的數據傳遞是一大難題。
（3）克拉茨（J.KOLACZ）采用一個壓電應力傳感器來測量磨機殼體應力的變化、傳感器安裝在磨機殼體應力變化最大的中間部位。當傳感器位于磨機筒體頂部時，測量的是壓力，而位于筒體底部時則測量的是張力，根據讀數的變化來計算總壓力的變化，該壓力變化與磨機負荷成比例。
5、差動電磁傳感器法
差動電磁傳感器法由保加利亞中央綜合自動化科學研究所研究，并已經獲得專利。它僅測量磨機殼體振動的有用信號部分，并消除一般的干擾信號。該傳感器可安裝在距離球磨機機殼71～80mm處，在該距離范圍內，輸出信號幾乎與距離變化無關。傳感器的可靠性和靈敏度高，信號輸送延遲較小。但這種檢測系統不能檢測出球磨機的介質充填率、料球比以及磨礦濃度的具體數值。
6、霍爾功率變送器法
在球磨機一雙螺旋分級機組成的閉路磨礦系統中、采用測量分級機返砂量的方法間接反映球磨機負荷。在磨礦生產過程中、當球磨機負荷超過正常值時，球磨機排礦粗粒成分增加，這必將使返砂量增大：反之返砂量減少。因此，認為用測量返砂量的方法間接返映球磨機負荷是可行的，返砂量的測量，采用霍爾功率變送器測量分級機的電功率。同時這個測量不要求測量功率的絕對值，故僅測雙螺旋分級機內旋三相電動機的單相功率變化值，以反映返砂量的相對變化，實現球磨機負荷的自動控制。
7、示蹤原子法
國外曾經進行過研究，其主要原理就是利用示蹤原子來確定物料在球磨機中的滯留時間，從而計算出物料滯留在球磨機中的量，但這種方法由于精確度不高，實施困難而未能在實際中得到應用。
（二）雙因素檢測
1、功率一聲響雙信號檢測
東北大學碩士研究生楊小生提出了采用功率－聲響雙因素聯合，來檢測和控制球磨機負荷，具體方法如下：1、由于在實際生產應用的轉速率ψ范圍內（ψ=60%～85%）。無論介質充填率為何值，料球比增加。聲強都有所下降，因此，根據聲強的下降值可以判斷出料球比的范圍值。2、根據判斷的料球比值φm和檢則到的有功功率值，按N有=F（ψ、φm）關系求得磨機中介質的充填率值。
這樣，根據有功功率－聲響雙信號就可以比較準確地判斷出球磨機生產中介質充填率和料球比值，然后根據需要來調整介質加入量和返砂量或磨機的新給料量，使得球磨機的效率最高。
這種檢測和控制系統具有以下特點：1、能夠比較準確地控制球磨機中物料量和介質充填率。
但未考慮磨礦濃度的影響，也就是說，不能確定磨礦濃度。因此，采用功率－聲響雙信號自動控制也不能使磨機運行在最佳磨礦點上，還應該加上礦漿濃度（或粘度）以及鋼球配比的信號。2、與單一信號相比、雙信號檢測和控制更加及時、準確。
2、聲響－振動雙信號檢測
機械磨礦發出的振動信號，可以用一些儀器或儀表將其檢測出來。振動信號的變化取決于磨礦狀態的變化，曾義根（中國留瑞典學生）在工業球磨機上對其振動信號進行了初步研究，球磨機的機械振動用加速度儀進行測定。聲壓的變化用麥克風進行測量（麥克風安裝在球體降落的一側）。作者的研究結果表明、振動信號的變化與磨礦操作參數的變化緊密相關，球磨機的功耗和產品粒度主要與機械振動信號有關，而其它因素則主要與聲音振動信號有關。作者指出，通過振動信號的測量，可以監測磨礦操作參數的變化情況。
另外，還有功率－振動雙信號檢測球磨機負荷等方法以。但總體來說，雙信號檢測球磨機負荷仍然不能確定球磨機的內部狀態。
另外，還有功率－振動雙信號檢測球磨機負荷等方法。但總體來說，雙信號檢測球磨機負荷仍然不能確定球磨機的內部狀態。
綜上所述，靠單因素不能實現球磨機負荷的準確檢測，更無法判斷球磨機的介質充填率、料球比和磨礦濃度；雙因素檢測雖然較單因素檢測前進了一步，但仍無法判斷球磨機的磨礦濃度。因此，單因素檢測和雙因素檢測都無法準確判斷球磨機的內部工作狀態（即介質充填率、料球比和磨礦濃度），因此難以實現球磨機的最優控制。球磨機負荷檢測的發展趨勢應該是多因素聯合檢測（至少應該是三因素）。
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