華潤水泥（永定）有限公司4 500 t/d生產(chǎn)線生料制備系統(tǒng)采用國產(chǎn)中信重工LGM5024立磨，與之配套的立磨金屬剔除、檢測與旁路系統(tǒng)由集散型計算機控制系統(tǒng)（DCS）、金屬探測儀、電磁式除鐵器、永磁式自卸除鐵器、旁路氣動閥、外排倉等組成。本文主要介紹該生產(chǎn)線生料立磨系統(tǒng)的金屬檢測、剔除與旁路系統(tǒng)的應(yīng)用情況。

  1、工藝流程

  來自配料站的原料經(jīng)入磨皮帶輸送至生料立磨系統(tǒng)的下料口；在皮帶下料口下方設(shè)置一個雙向氣動閥，一路經(jīng)星型下料器（又名分格輪）進入立磨研磨，一路進入外排倉；立磨的排渣經(jīng)過循環(huán)斗式提升機再次提升至入磨皮帶，形成一個循環(huán)回路；而細度合格的生料粉則經(jīng)選粉機選出進入下一道物料分離的程序。為防止金屬物對輥面和磨盤造成損傷，金屬物的檢測和剔除對立磨的安全、高效運行起了重要作用。生料制備立磨系統(tǒng)的工藝流程見圖1。

圖1 生料立磨系統(tǒng)工藝流程

  2、金屬剔除、檢測和旁路系統(tǒng)的組成和作用

  立磨金屬剔除、檢測與旁路系統(tǒng)由集散型計算機控制系統(tǒng)（DCS）、金屬探測儀、電磁式除鐵器、永磁式自卸除鐵器、旁路氣動閥、外排倉等組成。

  DCS：實現(xiàn)電磁式和永磁式除鐵器等設(shè)備的控制和運行狀態(tài)監(jiān)控；接收金屬探測儀的信號發(fā)出金屬報警和實現(xiàn)帶金屬物料自動旁路至外排倉的功能。

  永磁式自卸除鐵器：是除鐵的第一道防線，通過永磁鐵和自卸裝置，將下方通過的皮帶上的鐵質(zhì)金屬除去。

  電磁式除鐵器：該設(shè)備和永磁式除鐵器工作原理相似，通過電磁鐵（需要通電勵磁）和手動卸料裝置，將下方皮帶上的鐵質(zhì)金屬除去。

  金屬探測儀：發(fā)現(xiàn)金屬（含非鐵質(zhì)磁性金屬）并發(fā)出信號給DCS系統(tǒng)，為旁路氣動閥動作提供依據(jù)。

  旁路氣動閥：是立磨系統(tǒng)旁路至外排倉的執(zhí)行機構(gòu)，根據(jù)DCS指示動作。

  外排倉：是立磨系統(tǒng)帶金屬物料和緊急止料時物料的臨時存儲倉體。

  立磨系統(tǒng)的金屬剔除、檢測和旁路控制見圖2。

圖2 立磨系統(tǒng)的金屬檢測和旁路控制

  3、金屬剔除、檢測和旁路系統(tǒng)的工作原理

  3.1 第一防線——永磁式自卸除鐵器

  該除鐵器安裝于圖1中的①位置。工作時，依靠永磁鐵產(chǎn)生的磁力，使得下方皮帶上通過的物料中的鐵質(zhì)磁性材料被吸附在帶自卸裝置的卸料皮帶上，當自卸裝置帶著吸附的鐵質(zhì)物料運行到側(cè)面（皮帶面范圍外），由于磁力減弱和自卸裝置的作用，使得金屬物脫離自卸裝置，落到入磨皮帶外的金屬物收集區(qū)域。

  該除鐵器型號為：RCYC-10，適應(yīng)皮帶寬：1 000mm，懸掛高度：300mm，適應(yīng)帶速：≤2.5m/s，磁感應(yīng)強度≥70mT，動態(tài)運行狀態(tài)下，0.1~35kg不同形狀和體積的磁性金屬物自然混合物料除鐵率達到95%以上，滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的實際需要。

  3.2 第二防線——金屬檢測和旁路外排系統(tǒng)

  經(jīng)過永磁式除鐵器，絕大部分鐵質(zhì)磁性材料已經(jīng)除去，但對一些非磁性金屬物，除鐵器是無能為力的。為此，在進入立磨前設(shè)置了圖1中②位置的金屬探測儀，該探測儀可以及時發(fā)現(xiàn)輸送皮帶上金屬物質(zhì)，發(fā)送（發(fā)現(xiàn)金屬）信號至DCS系統(tǒng)。

  DCS控制時序如圖3所示，其邏輯時序原理：發(fā)現(xiàn)金屬（上升沿）→定時器T1開始T1延時→發(fā)出驅(qū)動H0，氣動閥旁路并保持→金屬物消失（下降沿） →定時器T2開始T2延時→復(fù)位驅(qū)動H0，氣動閥恢復(fù)入磨狀態(tài)。

圖3 金屬檢測和旁路系統(tǒng)DCS控制時序

  3.3 第三防線——電磁式除鐵器的循環(huán)篩除 

  經(jīng)過前兩道防線，基本可以防止新進料中金屬物入磨體，但立磨系統(tǒng)的循環(huán)研磨特性使得過程中可能再次混入金屬物并富集。利用循環(huán)特性，將安裝于圖1中的③、④位置的電磁除鐵器與自動旁路系統(tǒng)配合，將外排倉和立磨循環(huán)物料通過循環(huán)斗式提升機返回金屬探測器前的皮帶，進行循環(huán)篩除。由于電磁鐵產(chǎn)生相對于永磁式更強的磁場，對深埋在物料中避開了前兩防線磁性金屬有更好的篩除效果。且由于通過了永磁式除鐵器之后，鐵質(zhì)材料較少，選用手動卸料裝置節(jié)約成本，可滿足工藝要求。

  該除鐵器型號為：PDC-8，適應(yīng)皮帶寬：800mm，懸掛高度：300mm，適應(yīng)帶速：≤2.5m/s，勵磁功率：5kW，磁感應(yīng)強度≥70mT，手動行走裝置：SDX-1.1-3，許用負載：3t，滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的實際需要。

  4、應(yīng)用注意事項及實效

  實際應(yīng)用中應(yīng)注意如下事項：

  1）斗式提升機的回料點必須在金屬探測器前，確保物料經(jīng)過金屬探測儀等反復(fù)篩選。

  2）金屬探測器的選型和安裝、調(diào)試必須嚴格控制，避免誤報，確保穩(wěn)定性。

  3）自動旁路系統(tǒng)從發(fā)現(xiàn)金屬發(fā)出驅(qū)動的延時T1及金屬信號消失停止驅(qū)動延時T2，需考慮皮帶運行速度、DCS系統(tǒng)延遲、旁路氣動閥動作時間等，通過現(xiàn)場調(diào)試試驗相結(jié)合綜合確定。

  4）各除鐵器的安裝高度應(yīng)按照出廠安裝要求確定，避免過高或偏離造成有效磁場范圍沒有覆蓋物料輸送范圍。

  5）各除鐵器周邊均為強磁場區(qū)域，且自卸式存在甩料區(qū)，應(yīng)注意設(shè)置安全防護區(qū)及警示標識。

  5、應(yīng)用效果

  該系統(tǒng)自2011年8月10日正式下料同步投入使用后，金屬探測及旁路系統(tǒng)誤動作次數(shù)（有記錄以來5次）可控，整體除鐵率達到設(shè)計要求，有效地剔除了各類金屬物，降低了金屬物給生料立磨帶來的損害，取得了良好效果，保證了設(shè)備的安全性，整體達到設(shè)計要求，得到了工藝人員和設(shè)備檢修人員的認可。