球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷是指磨機(jī)中球負(fù)荷、物料負(fù)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 。在實(shí)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，使球磨分級生產(chǎn)線的負(fù)荷難以維持在 水平，不能充分發(fā)揮球磨分級生產(chǎn)線的功效。因此，在磨礦過程自動控制中，球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的檢測和控制是球磨分級生產(chǎn)線自動控制最重要的內(nèi)容。能否準(zhǔn)確地檢測出球磨分級生產(chǎn)線的負(fù)荷(包括球負(fù)荷、物料負(fù)荷以及水量的各自數(shù)值)是整個球磨分級生產(chǎn)線優(yōu)化控制成敗的關(guān)鍵。

　　一、球磨分級生產(chǎn)線負(fù)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BLanstiak報道，認(rèn)為球磨分級生產(chǎn)線中的礦漿面和球磨分級生產(chǎn)線的產(chǎn)量之間存在著函數(shù)關(guān)系，礦漿面與球磨分級生產(chǎn)線的負(fù)荷率有著密切的關(guān)系。測量球磨分級生產(chǎn)線內(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分級生產(chǎn)線內(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(diǎn)：①只能檢測出球磨分級生產(chǎn)線中的礦漿面，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 ：③電極需要保護(hù)以免遭受落球的機(jī)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 。正是因?yàn)檫@些缺點(diǎn)的存在，這種方法一直未能得到推廣應(yīng)用。二、球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的間檢測方法

　　球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的間接檢測是目前工業(yè)生產(chǎn)中的常用方法。

　　單因素檢測

　　1、聲響法

　　工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐表明球磨分級生產(chǎn)線的聲響與其物料負(fù)荷具有一定的關(guān)系、這種方法的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)球磨分級生產(chǎn)線所產(chǎn)生噪間的不同來確定球磨分級生產(chǎn)線內(nèi)的物料負(fù)荷。當(dāng)球磨分級生產(chǎn)線中物料負(fù)荷增加時，球磨分級生產(chǎn)線噪音強(qiáng)度減小;反之，球磨分級生產(chǎn)線噪間強(qiáng)度就增加，即在球磨分級生產(chǎn)線噪音強(qiáng)度和球磨分級生產(chǎn)線中物料負(fù)荷之間存在著關(guān)系。因此，可以利用球磨分級生產(chǎn)線的噪間強(qiáng)度來評估球磨分級生產(chǎn)線中的物料負(fù)荷。

　　聲響法檢測球磨分級生產(chǎn)線負(fù)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(xì)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(jī)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

　　濕式球磨分級生產(chǎn)線的工作特性可以直接用消耗的有用功率來描述。當(dāng)磨機(jī)及其轉(zhuǎn)速均固定時，根據(jù)理論推算和實(shí)際檢測結(jié)果表明球磨分級生產(chǎn)線電機(jī)有功功率和球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷之間存在有一定的關(guān)系。隨著球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的增加、開始時球磨分級生產(chǎn)線電機(jī)的有功功率明顯上升、到達(dá)某一極值后、隨著球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的增加、有功功率反而下降，此極值可以認(rèn)為是球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的 點(diǎn)。因此，有用功率直接與球磨分級生產(chǎn)線負(fù)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(zhǔn)確，但檢測信號靈敏度不高，影響控制 ，而且影響有功功率的因素較多，單靠球磨分級生產(chǎn)線的有功功率信號既不能確切判斷球磨分級生產(chǎn)線中介質(zhì)充填率的水平。也不能確切判斷球料比的水平：另外，由于球磨分級生產(chǎn)線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分級生產(chǎn)線負(fù)荷是增大還是減小。

　　3、振動法

　　球磨分級生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)時，研磨體和物料偏于磨機(jī)的一側(cè)，并不斷地滾滑和下落、沖擊研磨物料、磨機(jī)的轉(zhuǎn)動部分處于嚴(yán)重的不平衡狀態(tài)，造成不平衡的離心力，使磨機(jī)系統(tǒng)振動。在磨機(jī)轉(zhuǎn)速不變時其振動強(qiáng)度與被磨物料多少有關(guān)，檢測出磨機(jī)的振動強(qiáng)度就可間接反映出磨機(jī)中物料負(fù)荷的情況。

　　振動法檢測信號的靈敏度比較高、能隨時顯示球磨分級生產(chǎn)線內(nèi)物料的變化、而且 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(jī)轉(zhuǎn)速的微小波動，或者磨機(jī)內(nèi)研磨體的損耗等的影響會使物料負(fù)荷控制點(diǎn)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

　?、倮靡环N負(fù)荷傳感器安裝在球磨分級生產(chǎn)線的給礦端和排礦端的軸承下連續(xù)對磨機(jī)稱重，從而確定球磨分級生產(chǎn)線內(nèi)球介質(zhì)、礦石和水的總量，確定磨機(jī)的負(fù)荷。其優(yōu)點(diǎn)是簡單、缺點(diǎn)是檢測精度不高、不能準(zhǔn)確檢測出球磨分級生產(chǎn)線中球介質(zhì)、礦石和水各自的量。另外，球磨分級生產(chǎn)線襯板的磨損、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。

　?、谀戏悄逞芯克ㄟ^在磨機(jī)內(nèi)安裝壓力傳感器的方法來測定磨機(jī)內(nèi)負(fù)荷的情況，為確定磨機(jī)的負(fù)荷提供了一種新方法，該方法是在磨機(jī)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(jī)，微機(jī)可以將信號進(jìn)行處理，得到頻譜圖，通過分析可以知道球負(fù)荷和物料負(fù)荷的比例，通過個壓力傳感器的傳遞、掌握了大量磨機(jī)內(nèi)運(yùn)行的狀態(tài)。該檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞是一大難題。

　?、劭死?J.KOLACZ)采用一個壓電應(yīng)力傳感器來測量磨機(jī)殼體應(yīng)力的變化、傳感器安裝在磨機(jī)殼體應(yīng)力變化 的中間部位。當(dāng)傳感器位于磨機(jī)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(jī)負(fù)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 綜合自動化科學(xué)研究所研究，并已經(jīng)獲得。它僅測量磨機(jī)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分級生產(chǎn)線機(jī)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)不能檢測出球磨分級生產(chǎn)線的介質(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

　　在球磨分級生產(chǎn)線一雙螺旋分級機(jī)組成的閉路磨礦系統(tǒng)中、采用測量分級機(jī)返砂量的方法間接反映球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷。在磨礦生產(chǎn)過程中、當(dāng)球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷超過正常值時，球磨分級生產(chǎn)線排礦粗粒成分增加，這必將使返砂量增大：反之返砂量減少。因此，認(rèn)為用測量返砂量的方法間接返映球磨分級生產(chǎn)線負(fù)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(jī)的電功率。同時這個測量不要求測量功率的 值，故僅測雙螺旋分級機(jī)內(nèi)旋三相電動機(jī)的單相功率變化值，以反映返砂量的相對變化， 球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的自動控制。

　　7、示蹤原子法

　　國外曾經(jīng)進(jìn)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分級生產(chǎn)線中的滯留時間，從而計算出物料滯留在球磨分級生產(chǎn)線中的量，但這種方法由于精確度不高，實(shí)施困難而未能在實(shí)際中得到應(yīng)用。

　　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，來檢測和控制球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷，具體方法如下：1、由于在實(shí)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(qiáng)都有所下降，因此，根據(jù)聲強(qiáng)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(jī)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(zhǔn)確地判斷出球磨分級生產(chǎn)線生產(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(jī)的新給料量，使得球磨分級生產(chǎn)線的效率 。

　　這種檢測和控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：①能夠比較準(zhǔn)確地控制球磨分級生產(chǎn)線中物料量和介質(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(jī)運(yùn)行在 磨礦點(diǎn)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(zhǔn)確。

　　2、聲響-振動雙信號檢測

　　機(jī)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)球磨分級生產(chǎn)線上對其振動信號進(jìn)行了初步研究，球磨分級生產(chǎn)線的機(jī)械振動用加速度儀進(jìn)行測定。聲壓的變化用麥克風(fēng)進(jìn)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)，球磨分級生產(chǎn)線的功耗和產(chǎn)品粒度主要與機(jī)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分級生產(chǎn)線負(fù)荷等方法。但總體來說，雙信號檢測球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷仍然不能確定球磨分級生產(chǎn)線的內(nèi)部狀態(tài)。

　　綜上所述，靠單因素不能 球磨分級生產(chǎn)線負(fù)荷的準(zhǔn)確檢測，更無法判斷球磨分級生產(chǎn)線的介質(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(jìn)了一步，但仍無法判斷球磨分級生產(chǎn)線的磨礦濃度。因此，單因素檢測和雙因素檢測都無法準(zhǔn)確判斷球磨分級生產(chǎn)線的內(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 球磨分級生產(chǎn)線的 控制。球磨分級生產(chǎn)線負(fù)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)。

　　ALPA的球磨分級生產(chǎn)線，球磨機(jī)、分級機(jī)配合得當(dāng)，能夠優(yōu)勢互補(bǔ)、效率很高，產(chǎn)量大、運(yùn)行穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

　　球磨分級生產(chǎn)線中的球磨機(jī)

　　安全按德國礦物加工要求設(shè)計;優(yōu)化了球磨機(jī)的長徑比;篦板式磨尾出料，出料順暢，無漲磨現(xiàn)象，筒體無須冷卻;襯板和研磨介質(zhì)，按德國材質(zhì)要求制作;研磨介質(zhì)，按產(chǎn)品要求合理配比，高填充率，高效率;優(yōu)化了驅(qū)動器和研磨能耗的匹配，節(jié)省能耗;和分級機(jī)形成封閉系統(tǒng)，負(fù)壓運(yùn)輸，無粉塵。

　　球磨分級生產(chǎn)線中的分級機(jī)

　　選用埃爾派公司的HTS(FW)多轉(zhuǎn)子分級機(jī);確保更佳的頂點(diǎn)切割;可調(diào)節(jié)沖洗氣流，提高分級效率;物料直接進(jìn)入分級區(qū)不被分級后粗粉混染;優(yōu)化轉(zhuǎn)子設(shè)計達(dá)到低能耗;可通過分級機(jī)的不同排列調(diào)節(jié)產(chǎn)品的粒度分布，滿足不同產(chǎn)品的技術(shù)要求。

　　球磨分級生產(chǎn)線中的定量系統(tǒng)

　　球磨機(jī)的給料采用定量系統(tǒng)，即使物料的密度發(fā)生變化，也可以穩(wěn)定給料;分級機(jī)的給料采用定量系統(tǒng)，并與球磨機(jī)的出料互鎖，確保系統(tǒng)運(yùn)行和產(chǎn)品粒度的穩(wěn)定性;高精度計量泵，根據(jù)產(chǎn)品細(xì)度要求，以準(zhǔn)確的時間和劑量將研磨助劑噴入磨機(jī)內(nèi);氣流調(diào)節(jié)閥帶有氣流測量系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)分級氣流的流量和流速準(zhǔn)確控制。

　　按礦物量身訂制

　　球磨機(jī)的選配根據(jù)礦物的硬度、可磨性、加工粒度和產(chǎn)量采用非標(biāo)設(shè)計，襯板形狀和球(段)級配根據(jù)多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)量身訂制，提高球磨機(jī)的研磨效率，降低產(chǎn)品能耗。

　　按細(xì)度選機(jī)型

　　分級機(jī)的選配可根據(jù)產(chǎn)品的不同細(xì)度選擇不同的機(jī)型，F(xiàn)W系列分級機(jī)可適應(yīng)于D97：3～20微米產(chǎn)品的分級，F(xiàn)L系列分級機(jī)可適應(yīng)于D97： 8～45微米產(chǎn)品的分級，每臺分級機(jī)都具有很寬的產(chǎn)品調(diào)節(jié)范圍，市場適應(yīng)范圍廣。

　　產(chǎn)品粒度控制靈活

　　當(dāng)一條生產(chǎn)線同時生產(chǎn)多個品種時，我們可對多臺分級機(jī)串聯(lián)使用，通過粗細(xì)分級機(jī)的優(yōu)化組合，確保產(chǎn)品的能耗低，粒度分布調(diào)整方便， 球磨機(jī)的過磨現(xiàn)象低。