時間：2018-04-21 11:04:24 來源： 瀏覽次數(shù)：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(shù)、直接影響到磨礦的效果。在實際生產(chǎn)過程中，由于礦石性質(zhì)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(fā)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(nèi)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(shù)值）是整個球磨機優(yōu)化控制成敗的關(guān)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(chǎn)量之間存在著函數(shù)關(guān)系，礦漿面與球磨機的負荷率有著密切的關(guān)系。測量球磨機內(nèi)礦漿面時，用電極做探測器，根據(jù)電極的輸出可以判斷出球磨機內(nèi)礦漿面的高度。
雖然直接檢測法能夠獲得比較滿意的結(jié)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(zhì)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(shù)據(jù)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(yīng)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(yè)生產(chǎn)中的常用方法。
（一）單因素檢測
（二）聲響法
1、工業(yè)生產(chǎn)實踐表明球磨機的聲響與其物料負荷具有一定的關(guān)系、這種方法的實質(zhì)就是根據(jù)球磨機所產(chǎn)生噪間的不同來確定球磨機內(nèi)的物料負荷。當(dāng)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(guān)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(chǎn)品的細度、并能節(jié)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(chǎn)生的干擾、傳感器的位置必須選擇正確、以避免這種干擾現(xiàn)象。另我，聲響法只能確定料球比，而不能確定介質(zhì)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(dāng)磨機及其轉(zhuǎn)速均固定時，根據(jù)理論推算和實際檢測結(jié)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(guān)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(guān)。
有功功率法檢測信號受周圍環(huán)境的影響比較少，檢測結(jié)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(zhì)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(dāng)功率降低時難以根據(jù)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(zhuǎn)時，研磨體和物料偏于磨機的一側(cè)，并不斷地滾滑和下落、沖擊研磨物料、磨機的轉(zhuǎn)動部分處于嚴重的不平衡狀態(tài)，造成不平衡的離心力，使磨機系統(tǒng)振動。在磨機轉(zhuǎn)速不變時其振動強度與被磨物料多少有關(guān)，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(nèi)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(yīng)選礦廠的惡劣工作環(huán)境。但是當(dāng)電網(wǎng)電壓特別是電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時，磨機轉(zhuǎn)速的微小波動，或者磨機內(nèi)研磨體的損耗等的影響會使物料負荷控制點產(chǎn)生漂移，影響檢測和控制質(zhì)量、不能檢測出磨礦濃度的大小以及介質(zhì)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(xù)對磨機稱重，從而確定球磨機內(nèi)球介質(zhì)、礦石和水的總量，確定磨機的負荷。其優(yōu)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(zhì)、礦石和水各自的量。另外，球磨機襯板的磨損、礦石性質(zhì)的變化、鋼球添加前后重量的變化等都會對檢測結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響。
（2）南非某研究所通過在磨機內(nèi)安裝壓力傳感器的方法來測定磨機內(nèi)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(nèi)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(dǎo)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(nèi)運行的狀態(tài)。該檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞是一大難題。
（3）克拉茨（J.KOLACZ）采用一個壓電應(yīng)力傳感器來測量磨機殼體應(yīng)力的變化、傳感器安裝在磨機殼體應(yīng)力變化最大的中間部位。當(dāng)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(jù)讀數(shù)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(xué)研究所研究，并已經(jīng)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(nèi)，輸出信號幾乎與距離變化無關(guān)。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(tǒng)不能檢測出球磨機的介質(zhì)充填率、料球比以及磨礦濃度的具體數(shù)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(tǒng)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(chǎn)過程中、當(dāng)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(nèi)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(xiàn)球磨機負荷的自動控制。
7、示蹤原子法
國外曾經(jīng)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(yīng)用。
（二）雙因素檢測
1、功率一聲響雙信號檢測
東北大學(xué)碩士研究生楊小生提出了采用功率－聲響雙因素聯(lián)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(chǎn)應(yīng)用的轉(zhuǎn)速率ψ范圍內(nèi)（ψ=60%～85%）。無論介質(zhì)充填率為何值，料球比增加。聲強都有所下降，因此，根據(jù)聲強的下降值可以判斷出料球比的范圍值。2、根據(jù)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(guān)系求得磨機中介質(zhì)的充填率值。
這樣，根據(jù)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(chǎn)中介質(zhì)充填率和料球比值，然后根據(jù)需要來調(diào)整介質(zhì)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(tǒng)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(zhì)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(yīng)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(fā)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(tài)的變化，曾義根（中國留瑞典學(xué)生）在工業(yè)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(fēng)進行測量（麥克風(fēng)安裝在球體降落的一側(cè)）。作者的研究結(jié)果表明、振動信號的變化與磨礦操作參數(shù)的變化緊密相關(guān)，球磨機的功耗和產(chǎn)品粒度主要與機械振動信號有關(guān)，而其它因素則主要與聲音振動信號有關(guān)。作者指出，通過振動信號的測量，可以監(jiān)測磨礦操作參數(shù)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(nèi)部狀態(tài)。
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(nèi)部狀態(tài)。
綜上所述，靠單因素不能實現(xiàn)球磨機負荷的準確檢測，更無法判斷球磨機的介質(zhì)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(nèi)部工作狀態(tài)（即介質(zhì)充填率、料球比和磨礦濃度），因此難以實現(xiàn)球磨機的最優(yōu)控制。球磨機負荷檢測的發(fā)展趨勢應(yīng)該是多因素聯(lián)合檢測（至少應(yīng)該是三因素）。
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