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引言
    選礦企業(yè)設(shè)備主要由破碎機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、篩分設(shè)備、風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)、渣漿泵等一系列大型礦石處理和運(yùn)輸設(shè)備組成。因此，選礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)、高效、安全運(yùn)行在很大程度上取決于這些大型關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行效率。我國目前還有一大批在20世紀(jì)50—80年代建成的選礦廠，由于當(dāng)時(shí)變頻器不是很普及且價(jià)格較貴，因此這類選礦廠的設(shè)備幾乎很少采用變頻器控制，多數(shù)設(shè)備的運(yùn)行速度恒定，無法依據(jù)礦石性質(zhì)的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)其自身的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備自身的能效得不到最大限度的發(fā)揮。同時(shí)，整個(gè)選礦工藝流程的可調(diào)節(jié)性差，效率低下，使很多礦產(chǎn)資源白白浪費(fèi)，致使整個(gè)企業(yè)的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)效益無法得到最大限度的發(fā)揮。
    本文結(jié)合金鉬集團(tuán)百花選礦廠選礦生產(chǎn)線上的幾個(gè)主要設(shè)備的變頻器改造實(shí)踐，分析說明選礦企業(yè)應(yīng)用變頻技術(shù)的可行性及改造成效。
1、改造前的設(shè)備及運(yùn)行狀況
    金鉬集團(tuán)百花選礦廠是1983年建成投產(chǎn)的大型選礦企業(yè)，主要的耗能設(shè)備有PX1200/180和PX1200/160旋回破碎機(jī)各l臺(tái)、PYB2200和PYD2200圓錐破碎機(jī)共10臺(tái)、振動(dòng)篩16臺(tái)、MQG3,6 x4M球磨機(jī)10臺(tái)、高壓風(fēng)機(jī)4臺(tái)、輸送尾礦的渣漿泵47臺(tái)套，每月消耗電能約為1500萬kWh。上述設(shè)備的電能消耗占到企業(yè)生產(chǎn)總電耗的75%以上。可見，優(yōu)化這些設(shè)備的運(yùn)行方式，以提高它們的運(yùn)行效率就顯得十分重要。
    2000年以前，無論來料礦石的硬度、濕度、脆度、濃度、流量等情況如何變化，這些設(shè)備的給料都采用定量供給，因此，這些設(shè)備常出現(xiàn)過負(fù)荷溢礦、吐礦等現(xiàn)象，或造成設(shè)備空轉(zhuǎn)、空砸等狀況。加之這些設(shè)備本身的運(yùn)行速度無法改變，致使整個(gè)工藝流程的運(yùn)行參數(shù)無法優(yōu)化，不僅浪費(fèi)電能，而且大量金屬成品無法回收，造成了資源的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、渣漿泵等輸送設(shè)備只能依靠擋板人為調(diào)節(jié)風(fēng)量和礦漿流量，這種調(diào)節(jié)方式很不經(jīng)濟(jì)，人為增大了管網(wǎng)的阻力和電能消耗，增加了設(shè)備的磨損和故障率，致使設(shè)備檢修頻繁，生產(chǎn)效率低下，生產(chǎn)成本增高。
2、改造實(shí)踐
2.1變頻器在提高破碎機(jī)破碎效率上的應(yīng)用
    該廠有4臺(tái)PYB2200標(biāo)準(zhǔn)和6臺(tái)PYD2200短頭圓錐破碎機(jī)，這些設(shè)備都是1983年安裝的，它們是礦石破碎工藝段的核心設(shè)備，其運(yùn)行效率的高低和破碎粒度的大小，直接影響著下一工序段（磨礦、浮選）的運(yùn)行效率。2009年改造前，這10臺(tái)破碎機(jī)的給礦運(yùn)輸皮帶全部由額定功率為11kW、額定轉(zhuǎn)速為930r/min的籠型電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)采用低壓斷路器、接觸器控制，傳動(dòng)方式采用鏈條傳動(dòng)。在實(shí)際運(yùn)行中，無論皮帶上的礦石性質(zhì)（礦石顆粒、硬度、黏度等）和破碎機(jī)腔內(nèi)的礦石充盈情況如何變化，給礦運(yùn)輸皮帶始終以恒速運(yùn)行，造成破碎機(jī)腔內(nèi)有時(shí)溢礦，有時(shí)不飽和，使破碎機(jī)的效率無法有效發(fā)揮，整個(gè)破碎生產(chǎn)線無法正常高效運(yùn)行。
    經(jīng)過觀察，該廠選用國產(chǎn)的MD系列模塊化矢量型MD320變頻器代替低壓斷路器和接觸器，對這IO臺(tái)給礦運(yùn)輸皮帶的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，采用超聲波料位計(jì)對破碎機(jī)腔內(nèi)的礦石進(jìn)行測量并與變頻器形成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，傳動(dòng)方式和電動(dòng)機(jī)不變。
    改造后的給礦皮帶能夠依據(jù)破碎腔內(nèi)的礦石料位情況，通過變頻器調(diào)節(jié)給礦皮帶電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使破碎機(jī)腔內(nèi)的礦石始終處于飽滿。
    改造后，由于這10臺(tái)破碎機(jī)破碎腔內(nèi)的礦石始終充滿，保證了破碎機(jī)一直處于高效的運(yùn)行狀態(tài)，極大地提高了破碎機(jī)破碎礦石的效率，節(jié)約了電能消耗，延長了設(shè)備的檢修周期，減少了備件及材料的消耗，為后續(xù)皮帶運(yùn)輸和篩分設(shè)備的作業(yè)創(chuàng)造了良好的條件。
    變頻改造前后的破碎機(jī)給料原理如圖l所示。
    通過對10臺(tái)破碎機(jī)給礦系統(tǒng)的變頻改造，提高了破碎機(jī)的破碎效率，使礦石的處理能力大大增加，破碎工段的能耗大幅度降低。
    改造前后破碎車間電能消耗對比如表1所示。
2.2變頻器在提高球磨機(jī)磨礦效率中的應(yīng)用
    該廠有10臺(tái)MQG3.6×4M的溢流型球磨機(jī)，分3個(gè)系統(tǒng)，其中2#系統(tǒng)3臺(tái)溢流型球磨機(jī)，3‘系統(tǒng)3臺(tái)溢流型球磨機(jī)，l#系統(tǒng)4臺(tái)溢流型球磨機(jī)。2002年，該廠先對3#系統(tǒng)磨礦系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)化改造。通過傳感器檢測球磨機(jī)的給水量、加球量以及分級機(jī)的返砂濃度，經(jīng)過固定程序計(jì)算出需要的礦石量。將此礦量信號(hào)反饋給控制圓盤給料機(jī)速度的變頻器，通過變頻器調(diào)節(jié)給礦圓盤電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)球磨機(jī)的給礦量，從而控制溢流濃度，獲得最佳的排礦粒度組成，使球磨機(jī)在最佳狀態(tài)工作，提高球磨機(jī)效率，穩(wěn)定磨礦分級工藝參數(shù)，達(dá)到工藝要求，提高金屬回收率的目的。
    改造后磨礦作業(yè)變頻給料原理如圖2所示。改造前后的系統(tǒng)對比如表2所示。
    通過此次改造，提高了金屬回收率，而且大大降低了磨礦工段的電能消耗和設(shè)備磨損。
2.3變頻器在渣漿泵上的應(yīng)用
    該廠O#磨礦機(jī)使用2臺(tái)I0/8ST - AH型渣漿泵( 180kW)承擔(dān)著給旋流器輸送礦漿的任務(wù)，為了保證旋流器給礦壓力的恒定，需要對這兩臺(tái)泵進(jìn)行進(jìn)行調(diào)速。改造前渣漿泵采用的是液力耦合器調(diào)速，它的調(diào)速原理是在電動(dòng)機(jī)軸與負(fù)載軸之間加入葉輪，通過調(diào)節(jié)葉輪之間液體的壓力達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)速、穩(wěn)定給礦量的目的。該調(diào)速裝置效率低，精度與穩(wěn)定度差，安裝和維護(hù)工作量大，費(fèi)用高。鑒于這種情況，該廠于2005年用西門子MM430型變頻器對2臺(tái)10/8ST - AH型渣漿泵的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了變頻控制改造。改造后，徹底廢棄了原來龐大的液力耦合器，泵的調(diào)速通過變頻器上的鍵盤就可輕松的完成。這次改造不僅使設(shè)備故障大幅度降低，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，而且經(jīng)過測算每年可節(jié)約電能364kWb，節(jié)約電費(fèi)16.4萬元。
3、結(jié)語
    傳統(tǒng)選礦企業(yè)應(yīng)用變頻技術(shù)，對生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，具有較大的節(jié)能潛力。通過改造實(shí)踐可以看出，把變頻器和選礦廠的工藝結(jié)合起來，將會(huì)取得十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。