دراسات حالة حول تحسين بطانات المطاحن

الحالة 1 – منجم خام الحديد
في عملية الإنتاج في منجم معين لخام الحديد، تم تحويل مصدر إمداد الخام من التعدين المكشوف إلى التعدين تحت الأرض. ونتيجة لذلك، تغيرت خصائص الخام: انخفضت درجة التعرية، وزادت الصلابة، وانخفض معدل التكسير. وأدى ذلك إلى انخفاض كفاءة مطحنة AG. من أجل الحفاظ على درجة النعومة المطلوبة للمنتج وتحسين أداء مطحنة AG، تمت إضافة كرات فولاذية إلى المطحنة، مما أدى إلى تحويلها إلى نظام تشغيل SAG. وقد أدى ذلك إلى زيادة سعة مطحنة AG الرطبة، وضمان جودة المركزات، وتحقيق فوائد اقتصادية جيدة. ومع ذلك، أدى إدخال الكرات الفولاذية إلى تغيير بيئة الطحن التي كانت سائدة في مطحنة AG الأصلية. في المراحل المتوسطة والمتأخرة من تآكل البطانات، تعرضت البطانات للتشوه والكسور تحت تأثير الكرات. وشهدت المنطقة المركزية من البطانات تآكلًا شديدًا بشكل خاص. في الأصل، كانت مدة خدمة البطانات تزيد عن 3,000 ساعة، ولكن بعد إضافة الكرات الفولاذية انخفضت بمقدار الثلث. وأدى ذلك إلى زيادة أعمال الصيانة وارتفاع معدل الأعطال. ولمعالجة هذه الحالة، تم تحسين هيكل وأداء مكونات البطانات المقاومة للتآكل. وشملت إجراءات التحسين ما يلي: (1) تحسين مادة البطانة لتعزيز مقاومتها للتآكل، وبالتالي إطالة عمرها التشغيلي؛ و(2) زيادة سماكة البطانة وتعديل شكل المقطع العرضي لتحسين عمرها التشغيلي بشكل أكبر.

الحالة 2 – منجم لان التابع لشركة TISCO (مطاحن SAG من شركة Metso)
تقوم منجم لان التابع لشركة تيسكو (TISCO) بتشغيل ثلاثة مطاحن SAG من شركة ميتسو (Metso)، وقد جربت بطانات من موردين مختلفين. ونظرًا لصلابة الخام العالية، كانت البطانات تتعرض للكسر بشكل متكرر وتتميز بعمر خدمة قصير، مما أدى إلى توقفات متكررة للمطاحن أثرت بشكل خطير على الإنتاج. علاوة على ذلك، كان عمر البطانات يختلف بشكل كبير بين الدفعات الواردة من بعض الموردين، مما جعل الصيانة المخططة أمراً بالغ الصعوبة. قامت شركة Metso بتحسين تصميم البطانات الخاصة بهذه المطاحن من أجل تحسين ظروف التشغيل. في يوليو 2016، تم تركيب البطانات الدائرية المُحسّنة ذات المظهر الموجي متعدد الزوايا من Metso وتشغيلها في دائرة الطحن في منجم TISCO Lan. أجرى مهندسو Metso عمليات متعددة لجمع البيانات وتحليل أداء البطانات الدائرية في الموقع، واستخدموا برامج المحاكاة لتصميم هيكل البطانات الجديد. ومن خلال تغيير زاوية الرفع وارتفاع البطانات الصدفية، تمكنوا من تحسين مسار المواد داخل مطحنة SAG، وتقليل التصادمات المباشرة بين الكرات الفولاذية والبطانات، مما أدى إلى خفض معدل تآكل البطانات وتحسين كفاءة الطحن. وفي الوقت نفسه، قام مهندسو Metso بتعديل مادة البطانات لتحقيق التوازن الأمثل بين الصلابة والمتانة، بناءً على ظروف تشغيل المطحنة، مما أدى إلى تعزيز مقاومة البطانات للكسر بشكل كبير وإطالة عمرها التشغيلي.

بالإضافة إلى ذلك، زودت شركة «ميتسو» شركة «تيسكو» بألواح شبكية مُحسَّنة. وتتميز الألواح الشبكية الجديدة بمقطع عرضي مُعدَّل لفتحة التفريغ، مما يقلل من الانسداد، ويمنع حدوث التشققات، ويطيل العمر التشغيلي. وقد أدى تحسين البطانة في منجم «لان» التابع لشركة «تيسكو» إلى تحسين إنتاجية المنشأة وخفض تكاليف التشغيل.

الحالة 3 – منجم نحاس كبير (مطحنة SAG بقطر 10.37 م × طول 5.19 م)
يستخدم منجم نحاس محلي كبير مطحنة من نوع SAG يبلغ قطرها 10.37 م وطولها 5.19 م. يبلغ حجم المواد المُغذية للمطحنة –300 مم، ويتم الطحن في دائرة مغلقة باستخدام غرابيل اهتزازية للفرز. يبلغ حجم منتج الطحن P80 = 194 ميكرومتر، وتبلغ السعة الإنتاجية 938 طن/ساعة، والطاقة المركبة 2 × 5 ميجاوات. قبل التحسين، كانت بطانات الغلاف تتكون من 66 صفًا، مع وجود فتحات البراغي جميعها على قضبان الرفع. تم ترتيب قضبان الرفع بنمط مرتفع-منخفض: حيث بلغ ارتفاع القضبان المرتفعة 305 مم (بما في ذلك سماكة القاعدة)، وبلغ ارتفاع القضبان المنخفضة 205 مم (بما في ذلك القاعدة). بعد 3.5 أشهر من التشغيل، بدأت بطانات الغلاف في التصدع. ولوحظ نوعان رئيسيان من التصدع: أحدهما تشقق طولي على كامل الطول، والآخر تصدع عرضي؛ وأظهرت حالات قليلة تكسرًا في الزوايا. تسببت قضبان الرفع المرتفعة بشكل مفرط وزاوية الوجه الصغيرة جدًّا للبطانات في رفع الكرات الفولاذية إلى ارتفاع مفرط، بحيث اصطدمت مباشرةً بالبطانات، مما أدى إلى الكسر والتصدع. تم إجراء نمذجة العناصر المنفصلة (DEM) باستخدام برنامج EDEM لمحاكاة مسارات الحمولة والكرات الفولاذية داخل المطحنة، مما أكد حدوث تصادم الكرات مع البطانات. تمت زيادة زاوية وجه البطانات بمقدار 10°، وأوضحت نتائج المحاكاة باستخدام برنامج نمذجة البطانات أنه عند زاوية الوجه الجديدة هذه، لم تعد الكرات تصطدم بالبطانات. وقد حققت البطانات المُحسَّنة أداءً جيدًا في التشغيل الميداني.