評價(jià)一套碎石設(shè)備的好壞，除了看其性能、結(jié)構(gòu)等因素，重要的一點(diǎn)還要看其易損件的使用壽命及性能等，因?yàn)槟p件也是礦山老板考慮的重要成本之一。本文針對雙金一位客戶的碎石設(shè)備磨損問題，通過系統(tǒng)的調(diào)研，找出設(shè)備磨損的主要影響因素，并對不同采區(qū)的巖石組成及力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明巖石性質(zhì)的改變是導(dǎo)致工藝設(shè)備磨損加劇的主要原因。

一、雙金該客戶設(shè)備情況

    該客戶年產(chǎn) 400 多萬噸砂石料，采用工藝為三段破碎及濕法篩分(如下圖所示)。爆破開采的毛料，先經(jīng)沖擊錘初步破碎后，再經(jīng)顎式破碎機(jī)粗碎、圓錐破碎機(jī)中碎和細(xì)碎。三段破碎后的產(chǎn)物經(jīng)分級后得到不同規(guī)格的建筑骨料及機(jī)制砂等產(chǎn)品。

顎式破碎機(jī)的動(dòng)、定顎板和圓錐破碎機(jī)的動(dòng)、定錐是破碎礦石的主要工作部件，直接接觸礦石，受到礦石的強(qiáng)烈沖擊、擠壓、研磨、鑿削、切削等作用，易于磨損。2014 年初工作面遷轉(zhuǎn)后，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明顎破的顎板和圓錐的磨頭損耗明顯加劇，對企業(yè)的生產(chǎn)和管理造成不利影響。具體體現(xiàn)在:

( 1) 磨損件損耗加劇，引起排料粒度增大，影響后續(xù)作業(yè)和產(chǎn)品質(zhì)量。顎式破碎機(jī)的顎板和圓錐破碎機(jī)的錐體在使用過程中，受到礦石巨大的沖擊擠壓、研磨及低周應(yīng)變疲勞磨損，導(dǎo)致磨損件表面產(chǎn)生塑性形變、金屬流變、脆性斷裂剝落，磨損件不斷磨損消耗，逐漸變薄，致使礦石出料粒度變大，產(chǎn)品質(zhì)量下降［4］。

( 2) 磨損件損耗加劇，導(dǎo)致部件更換頻率增加，勞動(dòng)強(qiáng)度增大，材料成本提高。在生產(chǎn)設(shè)備、工藝、操作管理穩(wěn)定的條件下，定顎板破碎礦石量由 75 萬t 下降到 42 萬 t，單位產(chǎn)量成本是原來的 1． 67 倍; 定錐破碎礦石產(chǎn)量由 71 萬 t 下降到 37． 1 萬 t，單位產(chǎn)量成本是原來的 1． 57 倍; 動(dòng)錐破碎礦石產(chǎn)量由 33．9 萬 t 下降到 19 萬 t，單位產(chǎn)量成本是原來的 1． 86倍。工作 面 遷 轉(zhuǎn) 后，磨 損 件 的 使 用 壽 命 縮 短 約50% ，相應(yīng)的單位產(chǎn)量成本增加 50% 左右。

同時(shí)，由于大型破碎機(jī)的磨損件自重大、體積大，更換時(shí)需停車、停產(chǎn)，影響產(chǎn)量; 大型部件更換過程的勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。定顎板的使用壽命由工作面調(diào)整前的 150 d 減少到調(diào)整后的 63 d; 定錐由調(diào)整前的 67 d 減少到調(diào)整后的 35 d; 動(dòng)錐由調(diào)整前的 32d 減少到 18 d; 工作面調(diào)整后，定顎板由 5 個(gè)月更換一次新顎板變?yōu)?nbsp;2 個(gè)月更換一次; 定錐由 2 個(gè)月更換一次變?yōu)?nbsp;1 個(gè)月更換一次; 動(dòng)錐由 1 個(gè)月更換一次變?yōu)榘雮€(gè)月更換一次。

二、磨損原因探討

設(shè)備結(jié)構(gòu)與材質(zhì)、工藝系統(tǒng)與操作以及系統(tǒng)入料性質(zhì)是影響破碎設(shè)備壽命的 3 個(gè)主要原因。由于在毛料開采工作面調(diào)整前后，核心設(shè)備、主要工藝、單位時(shí)間產(chǎn)量等均未發(fā)生顯著改變。因此上述3 個(gè)因素中，影響因素為礦石性質(zhì)和耐磨件的性能。

（一）巖石礦物組成

礦石性質(zhì)，如礦物組成、礦物硬度、礦物形貌、節(jié)理及裂隙發(fā)育程度、風(fēng)化程度等，與磨損件的損耗關(guān)系密切。一般而言，礦石中硬度較高的礦物( 如花崗石、石英、長石、角閃石等) 含量越高，顆粒越均勻，顆粒之間的連結(jié)力越強(qiáng)，礦石節(jié)理裂隙發(fā)育程度越差，風(fēng)化程度越低，礦石的完整性越好，礦石物理力學(xué)指標(biāo)值越高，礦石的耐磨值越大，相反，巖石中硬度較低的礦物( 如黑云母、白云母、綠泥石等) 含量越高，巖石物理力學(xué)指標(biāo)值越低，巖石的耐磨值越小。此外巖石的成因類型、成巖環(huán)境、結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型都是巖石耐磨值的影響因素。

礦區(qū)分為西礦區(qū)和東礦區(qū)，西礦區(qū)是新采礦山，東礦區(qū)是停采礦山，其中 A( 185 m) 、B( 170 m) 、C( 155 m) 是西礦區(qū)當(dāng)前開采工作面，D( 60 m) 是東礦區(qū)停采工作面。在 A( 185 m) 、B( 170 m) 、C( 155m) 和 D( 60 m) 處分別采集巖石試樣。巖石礦物組成檢測采用薄片鑒定，檢測在室溫 20℃ 、相對濕度50% 的條件下進(jìn)行，檢測儀器為偏光顯微鏡，不同開采工作面的巖石礦物組成如表 1 ～ 表 4 所示。

     按照 GB /T17412． 1 － 1998 鑒定，開采面 A、B、C 區(qū)域的巖石為流紋巖，停采區(qū) D 的巖石為安山巖。A、B、C 3 個(gè)工作面的礦石主要成分是長英質(zhì)礦物、石英、斜長石和鉀長石，它們平均占礦石總體積的90． 8% ，其中長英質(zhì)礦物占到 73． 1% ; 當(dāng)前采區(qū) A、B、C 3 個(gè)工作面礦石含硬度較大、堅(jiān)固、耐磨、難破碎的長英質(zhì)礦物、石英和鉀長石較多; 停采區(qū) D 礦石不含石英和鉀長石，而硬度較小的碳酸鹽、綠泥石和云母含量有所增加，發(fā)生綠泥石化和云母化。

  與之前所開采的礦石相比，新采區(qū)的礦石成分已發(fā)生很大的變化，可以初步判斷磨損件損耗加劇的主要原因，應(yīng)該是源自礦石成分的變化所致。

（二）巖石力學(xué)性能分析

  巖石的礦物組成是影響其物理力學(xué)性質(zhì)的最主要因素。依據(jù) GB /T23561． 7 － 2009，檢測新開采區(qū)礦石的抗壓強(qiáng)度，按照 f = Ｒ/10( Ｒ 抗壓強(qiáng)度，單位MPa) ，確定礦石的普氏硬度 f( 見表 5) 。

如表 5 所示新工作面礦石普氏硬度，結(jié)合巖石堅(jiān)固性等級分類分析，A 工作面礦石的普氏硬度系數(shù) f 值平均達(dá) 31． 7，最大值 39． 3，最小值 20． 2，礦石硬度極大; B 開采平臺(tái)礦石普氏硬度系數(shù) f 平均10． 0，最大值 16． 8，最小值 6． 2，屬于堅(jiān)固礦石。C開采平臺(tái)礦石普氏硬度系數(shù) f 平均 21． 1，最大值25． 1，最小值 16． 4，礦石硬度大。A 和 C 工作面礦石的普氏硬度系數(shù)幾乎都在 20 以上，甚至有些礦石達(dá)到 30 以上，大大超過普氏堅(jiān)固性分級表最大值20，屬于極堅(jiān)硬礦石。

工作面遷轉(zhuǎn)后巖石的成分發(fā)生很大改變，耐磨長英質(zhì)礦物、石英及鉀長石等含量增加，礦石普氏硬度普遍偏高，破碎難度較大。破碎設(shè)備的磨損件受到高硬度礦石的強(qiáng)烈的沖擊、擠壓、短程鑿削、切削等作用，易于引發(fā)磨損件表面產(chǎn)生塑性變形、鑿削變形、金屬流變或局部裂紋，易于造成疲勞剝落，加劇磨損。

根據(jù)破碎機(jī)工況條件、磨損機(jī)理，結(jié)合金屬材料特性，確定磨損件材料的選擇原則為:材質(zhì)需具有較高的硬度，以防止表面塑性變形以及切削磨損; 還必須具有一定的韌性，以防止表面脆性斷裂以及大塊剝落。

雙金碎石設(shè)備的易損件主要是軋臼壁和破碎壁，可破碎各種硬度的石料，堅(jiān)固耐用，使用壽命長，可為您節(jié)省投資成本。歡迎來電咨詢，400-006-1987.