基于RF-GA的热磨机生产参数优化方法

热磨机是纤维板生产中最重要的设备之一;热磨机的综合能耗在纤维板生产的整体能源消耗中占比显著,优化生产参数以降低热磨机能耗一直是纤维板生产的要求之一。以华北某纤维板企业采集的数据为依据,针对影响比能耗(SEC)和纤维质量(QF)的多个生产参数,用粒子群算法优化的BP神经网络、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)建立比能耗和纤维质量预测模型,经对比确定最佳比能耗和纤维质量预测模型;后基于最佳预测模型构建生产参数优化模型,采用遗传算法(GA)对其求解得到最佳生产参数,以此提出基于RF-GA模型的热磨机生产参数优化方法。结果表明,热磨机各生产参数之间存在较强耦合关系,且与比能耗和纤维质量为非线性关联;粒子群算法对机器学习算法中超参数的优化是必要的,可以有效降低机器学习算法误差;选取5组不同纤维质量下的数据,采用建立的热磨机生产参数优化方法优化后,比能耗平均下降6.9kW·h/t、降幅为5.22%。该研究验证了RF-GA热磨机生产参数优化方法的可行性,能够应用于生产参数的优化,有效地实现节能降耗的目标,并为热磨机生产参数的设定提供依据。

半自磨机磨球充填率预测研究

为了在磨矿实际生产中实时掌握半自磨机内磨球的充填率,以磨球磨损动力学理论为基础,推导出了磨矿生产条件下磨球在半自磨机内磨球充填率的计算公式,并给出了磨球速率指数的测定方法。利用该公式,按照磨球的耐磨性、半自磨机的有效容积、日补加钢球的数量及其直径、排矿格子板格子孔尺寸可以对磨球的充填率进行计算。将该公式运用于磨矿生产,很好地预测了半自磨机内钢球的充填率,这对于半自磨机磨矿生产中确定补加钢球数量以及评价钢球耐磨性具有重要的指导意义。

高压辊磨机碎磨新工艺国内外研究及应用现状

高压辊磨机作为国内外选矿领域“多碎少磨”设备和选择性粉碎设备应用的主流,在选矿行业中的应用较为成熟,由于其具备单次处理矿石量大、粉碎效率高、且其粉碎产品粒度细的优点,因此被金属与非金属行业所广泛应用。对高压辊磨机的工作原理及粉碎过程进行了简要介绍,结合实际案例对高压辊磨机三种破碎工艺在矿山中的应用及优缺点进行了分析;对高压辊磨机在选矿行业的典型应用进行了介绍;对高压辊磨机新工艺在国内外的应用进行了重点阐述并就新工艺在选矿行业中的应用进行了展望,高压辊磨机联合搅拌磨/塔磨机工艺、高压辊磨机联合风力分级机工艺、两段高压辊磨机串联工艺、两高压辊磨并联工艺以及高压辊接双层振动筛节能降耗优势明显,有望为物料高效粉碎提供新的方案。

一种新型无磁传感磨机综合检测系统

为解决磨机功耗大、负荷难以预测等问题,提出一种基于无磁传感的球磨机综合检测系统。该系统利用无磁耦合传感技术监测磨机负荷,不受磨机内物料磁性影响,结合更能准确反映磨机真实负荷特性的低功耗滚筒筒壁振动检测单元,通过无线传输将振动数据发送给信号采集单元,解决滚筒筒壁振动检测系统取电难的问题。融合磨机的磨音采集数据,在本地边缘算法单元内借助深度学习对磨机负荷特性进行预测,并反馈给PLC控制器进行给料和加球等实时调节,实现系统的闭环控制,极大提升了磨机效率,稳定生产指标,显著降低系统能耗。该系统在某选矿厂的试用结果证实其对磨机负荷预测识别效果良好。

半自磨机筒体衬板磨损对矿磨介质运动特性影响的DEM研究

为了研究半自磨机筒体衬板在全寿命周期(0~2800 h)内矿磨介质的运动特性,基于离散元素法(DEM)对半自磨机筒体衬板进行数值模拟。首先,根据衬板磨损速率曲线计算衬板磨损后剩余高度,得到衬板二维轮廓;其次,通过Solidworks软件绘制不同阶段半自磨机筒体模型;最后,采用DEM软件进行离散元仿真试验,量化分析磨机运行功率、能量耗散分布、颗粒运动关键位置的角度、惰性区面积、颗粒碰撞能谱变化趋势。研究结果表明:在衬板全寿命周期内,磨机内颗粒运动状态会随着衬板使用时间而变化,磨矿介质和矿石被提升的最大高度和抛落距离会随着衬板使用时间增加而降低;有效碰撞累计功率(矿石-矿石、矿石-钢球)占主要部分,有效碰撞累计功率在衬板2800 h达到最大的52140 kW,无效碰撞累计功率(钢球-钢球、钢球-衬板)在衬板未磨损时(0 h)为最大值6976 kW;衬板使用前期(0~700 h)钢球和矿石冲击衬板的情况最严重,但随着衬板使用时间增加,钢球和矿石砸击衬板情况得到缓解;半自磨机衬板会影响磨矿效果,可在不同磨损阶段调控半自磨机参数使磨矿效果达到最佳。

高压辊磨机用硬质合金柱钉的磨损和断裂行为

硬质合金柱钉性能的好坏直接影响高压辊磨机的使用寿命和生产效率,但关于柱钉的力学性能和使用性能的相互对应关系缺乏研究,导致在使用过程中缺乏硬质合金设计标准。本文通过研究柱钉硬度、抗弯强度和断裂韧性等性能特性对柱钉的耐磨性和抗断裂性能的影响规律,获得了破碎高硬石英岩的理想柱钉。结果表明:影响柱钉断裂数量的主要因素是断裂韧性,而非抗弯强度;随着断裂韧性从16.21 MPa·m^(1/2)增大至21.57 MPa·m^(1/2),抗疲劳断裂能力提升,断裂数量百分比从3.77%降低至0。柱钉的磨损主要为磨粒磨损,随着硬度从HRA 86.2增大至HRA 88.3,抗磨损性能提升,磨损速率从7.92μm/h降低至2.33μm/h。对于石英含量高达64.23%、单轴压缩抗压强度达159 MPa的矿石破碎,当柱钉的硬度达到HRA 87.8、断裂韧性达到19.55 MPa·m^(1/2)时,能有效抑制柱钉的磨损和断裂。

基于PSO-LSSVR的机器人磨抛材料去除模型

为了建立磨抛工艺参数与材料去除深度的关系,建立一种基于最小二乘法支持向量回归机(LSSVR)的材料去除深度预测模型,并引入粒子群优化(PSO)算法来优化LSSVR的超参数,可提高LSSVR模型的预测准确性和全局优寻能力。搭建叶片机器人砂带磨抛实验平台,设计并进行多工艺参数实验,考虑工艺参数:砂带粒度、砂带转速、进给速度、接触力和叶片表面曲率半径,获得叶片表面的材料去除深度,最终利用实验数据建立了PSO-LSSVR叶片材料去除深度预测模型。结果表明,PSO-LSSVR模型的预测准确率为95.37%,平均预测误差为0.003463,说明PSO-LSSVR模型具有较高的预测精度,并结合实际加工情况进行实验验证可行性,证明PSO-LSSVR模型可以有效合理地建立工艺参数与材料去除深度的关系。

热磨机磨片自动装卸设备关键部件的设计与分析

目前国内纤维板生产厂商对于热磨机磨片更换这一过程多采用人工更换,为了实现热磨机磨片更换的自动化生产,在中负载机械臂的基础上设计了固定磨片及螺栓拧紧的机械结构,并通过Ansys Workbench分别对热磨机磨片装卸设备执行末端连接架和电池齿轮滑轨机构的齿轮齿条进行静力学分析和瞬态动力学分析,结果显示二者的强度都满足使用需求,为后续的研究建立坚实的基础。

基于离散元法的塔磨机筒体高径比研究

随着工业上的塔磨机型号种类日益增多,工业塔磨机筒体容积增大应增加其直径还是高度成为了目前待解决的问题,但目前对塔磨机筒体参数研究多为单一变量的研究。为了探究塔磨机筒体高径比的改变对其工作性能的影响,利用了离散单元法对试验塔磨机的粉磨过程进行了模拟仿真,得到了塔磨机内介质球的运动轨迹与搅拌器转矩数值,并通过试验测试出所需真实转矩数值,对仿真结果进行了验证,证明了仿真结果准确可靠。利用离散单元法对塔磨机筒体容积和搅拌器尖端线速度相同时但筒体高径比不同的塔磨机粉磨过程进行了仿真,得到了介质球的运动速度、受力情况、碰撞情况、能量利用率和搅拌器所受转矩、磨损、所需功率的变化规律。结果表明,随着筒体高径比增加,介质球速度、碰撞次数、碰撞能、能量利用率随之减小,但法向力和切向力随之增大,搅拌器所受转矩随之减小,但磨损和功率随之增大。由此可见,塔磨机筒体高径比增大,可以减小单次搅拌所需转矩并且增加介质球碰撞产生粉磨作用的力,但不利于塔磨机长期工作;塔磨机筒体高径比减小,其能量利用率更高并且利于长期使用,但单次所需转矩较大,对电机和搅拌器有更高的要求。以上研究成果对工业塔磨机筒体的设计有着一定的指导作用。

某钼矿半自磨机筒体衬板的优化设计

钼矿选厂半自磨机筒体衬板在较长一段时期内存在使用寿命短、可靠性差的问题。按照寿命周期内的原矿总处理量计,衬板的期望寿命应达到500万t/套,但原有衬板平均仅达到460万t/套。此外,原有衬板在使用过程中,频繁出现开裂、破损。这两个问题的存在,既增加了选厂的运营成本,也影响了生产的稳定性,还存在较大的安全隐患。针对以上问题,相关人员开展合作研究,分析原有衬板的现场使用情况,并采用实验室测试分析手段,分析了现场衬板的硬度分布、金相以及抗冲击性能,根据分析结果及现场实际需求,进行外形改进及材料升级,优化设计出了新衬板。随后采用离散元进行模拟分析,模拟结果显示该新衬板具有良好的应用效果。在新衬板投入使用后,选厂实现了磨矿作业的稳定运转,衬板更换周期得到了延长,排除选厂检修排期因素,衬板使用寿命能达到530万t/套。并且开裂问题得到了有效解决,避免了半自磨机频繁的非计划停机维护。在运行期间,团队间断进行磨损测量,建立衬板3D模型以分析衬板的使用效果,并对处理量与衬板厚度进行了拟合,结果显示新衬板各位置磨损较为均匀平滑,能够保证筒体衬板各单元的寿命周期一致性;结果还显示,该衬板具备较长的寿命周期,拥有良好的可靠性与耐用性,能够满足现场持续稳定生产的需求。

基于活塞压载试验预测高压辊磨机静压功指数的方法

以Bond第三粉碎理论为基础,提出将静压功指数作为评价矿石高压辊磨机料层粉碎比能耗的指标。研究活塞压载试验中不同施载压力对矿石粒度、比能耗和破碎比的影响,确定不同矿石活塞压载试验的适宜条件。通过试验测定3种矿石的高压辊磨机静压功指数,并将其与高压辊磨机生产实践中粉碎同种矿石的净输入功率进行对比。研究结果表明:在活塞压载条件试验中,随着压力的增加,金矿、磁铁矿和钒钛磁铁矿这3种矿石粉碎产品细粒级质量分数增高、粒度分布更加均匀,三者粉碎效果的差异逐渐减小;在加载压力为80 MPa、加载速度为0.2 mm/s的情况下,金矿、磁铁矿和钒钛磁铁矿这3种矿石的高压辊磨机静压功指数分别为1.36、1.44和1.42 kW·h/t,试验所得高压辊磨机静压功指数与工业生产实际中净比能耗的相对误差绝对值在5.26%以内。试验结果可为高压辊磨机静压功指数的预测及设备选型提供理论基础。

半自磨机筒体衬板铸造工艺改进研究

半自磨机筒体衬板的抗冲击及耐摩擦磨损性能,一直受到各大选矿厂和磨机生产企业关注。而衬板的服役寿命,与其铸造质量密切相关。只有从其生产的源头即铸造环节严格把控质量,才能为其服役寿命提供保障。为了消除某V法铸造厂生产的大型半自磨机筒体衬板提升条内部的缩松、缩孔等缺陷,采用ProCAST软件对该厂衬板的原铸造工艺进行了数值模拟,据此分析其铸件内部产生缩孔、缩松缺陷的成因;之后使用独立开发的《铸造工艺智能设计(铸钢)》软件对衬板的铸造工艺进行了全新设计,经模拟、生产验证,新的铸造工艺有效消除了衬板铸件内部的缩松、缩孔缺陷,提高了铸件质量并将工艺出品率由65%提升至85%以上,经济效益显著。

基于响应曲面法的塔磨机磨矿能耗优化研究

为了优化塔磨机的能耗,使用TM200-2.2型塔磨机对经高压辊磨后的某铁矿进行了试验,以磨后新生成的-74μm粒级产品所需能量作为能耗优化的评估标准,利用单因素试验和响应曲面法研究了介质填充率、料球比以及搅拌器转速等因素对新生成的-74μm粒级产品能耗的影响。试验结果表明:单因素试验优化的介质填充率为70%,料球比为0.20,转速为350 r/min,新生成的-74μm粒级产品的能耗为22.89 (kW·h)/t;通过响应曲面法优化的介质填充率为70.75%,料球比为0.20,转速为370.03 r/min,新生成的-74μm粒级产品的能耗预测值为21.59 (kW·h)/t,验证试验的平均值为21.61 (kW·h)/t,与预测值非常接近;采用响应曲面法优化,相比单因素试验优化后的能耗降低了5.33%。

HRM立磨机架动力学耦合模态分析

当立磨机架固有频率与特征频率接近,会因共振加剧振动,缩短使用寿命。为了提高机架动态性能,以某型号HRM立磨为研究对象,采用有限元法对现有机架进行动力学耦合模态分析,以立磨整体机架结构尺寸为目标函数,机架等效应力和综合位移为约束条件,将力学计算与模态优化加权处理,在有限元软件中构建耦合模态有限元模型进行迭代优化求解。优化结果表明,优化后的机架固有频率与特征频率接近率为34%,与优化前接近率13%相比较效果有明显提升,经测试验证,优化后振动值较优化前降低了17%~29%。

大型管磨机驱动装置的选择及优缺点分析

大型管磨机本体及研磨体载荷大,磨机功率高,当其驱动装置采用行星减速机和齿形联轴器配合的中心传动方式时,会产生较大的轴向力,影响磨机的稳定可靠运行。分析对比了大型管磨机驱动装置采用中心传动、单边缘传动、单边缘双传动、双边缘传动、多点边缘传动等传动方式的工艺特点。以某项目ϕ5.2m大型水泥管磨机2×4000kW双边缘传动系统为例,介绍了主电机、减速机、大齿圈和小齿轮的选型设计计算及双边缘传动系统的实际应用情况。生产实践表明,大型管磨机选择双边缘传动方式安装方便、成本低、传动功率大、运行稳定可靠,是优选方案。

磨机大齿轮加工工艺

针对磨机大齿轮的大尺寸、高精度和易变形特点,结合多年的加工经验,对整个加工过程进行工艺改进。采用两半把合、组对加工的方法实现车铣加工,通过“三车两铣”和人工时效来消除大齿轮的铸造与加工应力,解决了此类零件的加工难题。

半自磨机中矿石颗粒形状对轴向偏析的影响研究

针对半自磨机内部矿石颗粒运动状态不易观察及颗粒分布不明确等问题,采用离散元法对比研究半自磨机中非球形与球形矿石颗粒对颗粒轴向偏析的影响。结果表明,非球形颗粒增大了颗粒床层的动态休止角,运动状态更为激烈,筒体颗粒具有更大的动能;颗粒粒径差异导致发生大颗粒聚集在筒体端盖附近区域而小颗粒积聚在筒体中间区域的轴向偏析现象,但非球形颗粒比球形颗粒的轴向偏析现象更为明显。

基于 Rocky Dem 的辊式制粉机磨辊结构优化

[目的]设计一种辊式制粉机并对磨粉系统进行结构优化。[方法]利用Rocky Dem离散元方法以1~5 mm粒径数量来确定磨粉系统转速比、磨辊直径、齿顶宽、快辊转速等主要参数的结构范围。设计正交试验,建立仿真模型获得1~2,2~3,3~4,4~5 mm各区间粒径数量。使用层次分析法对4个区间指标赋予权值,通过优劣解距离法将4个指标融合成一个综合值作为判别试验结果的依据,并以此来衡量磨粉性能的好坏,直观分析得出最优结构。[结果]与初始结构相比,优化后磨粉细化颗粒数量增加10196,性能提升了14.2%。[结论]磨辊直径对磨粉效果的影响最大,最优结构为磨辊直径270 mm,快辊转速700 r/min,转速比2.7,齿顶宽1.2 mm。

某选矿厂提高磨机效率工艺流程优化改造

某钒钛磁铁矿选矿厂原矿处理规模900万t/a,采用一段半自磨+二段球磨+阶磨阶选工艺流程,选别回收铁、钛精矿,自投产以来生产运行成本居高不下,经多次流程考察,得出二段磨机效率偏低,其单位容积处理量仅为0.49 t/(h·m^(3)),远低于矿石性质及工艺流程都相近的同类型选矿厂,同类型选矿厂单位容积处理量可达0.92 t/(h·m^(3))。为提高二段磨机效率,降低生产运行成本,选矿厂进行了一系列工艺流程优化改造,将原有4台二段磨机先改为3台进行生产试验,各项生产指标均正常后,再将3台二段磨机改为2台,成功将二段磨机单位容积处理能力从0.49 t/(h·m^(3))提高至0.875 t/(h·m^(3)),改造后二段磨机效率较改造前提高了78.6%,大大降低了能耗,节约原矿处理成本1.62元/(t·原矿),每年可以节约生产运行成本1 458.77万元。

配置Φ3.2m管磨机的几种联合粉磨系统的能效分析

通过调研M集团配置Φ3.2m管磨机的几种联合粉磨系统的实际生产情况,分析不同类型及规格的预粉磨设备(辊压机及立式磨)对粉磨系统产量及生产电耗的影响,发现总体上呈现出随着预粉磨设备粉磨能力的增加,水泥产量随之增大并且生产电耗呈下降趋势。同时,只有预粉磨设备和管磨机同时发挥出其各自性能时,水泥粉磨系统才能呈现最佳工作状态。