近几年,随着资源性产业的发展,选矿行业进行扩建和改造特别多,随之,变频器在选矿生产中也得到了广泛的应用。既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且还大大减少了设备维护、维修费用,直接和间接经济效益十分明显。所以,如何选择性能好的变频器应用到工业控制中至关重要。根据包钢集团巴润矿业有限责任公司选矿厂每年铁精粉430万t的产量,以及高自动控制的要求,主要选用了SIEMENS、VACON变频器,来实现强大的通讯功能和全面的自动控制。
1 选矿工艺概况
1.1破碎阶段
原矿经旋回破碎机进行粗破,粗破产品通过皮带运送到混合原生矿储矿堆,再经过皮带运送至中细碎车间,通过圆锥破碎机进行中碎。中碎产品由皮带运送到干选车间干选,干选尾矿由皮带运至废石仓,精矿通过皮带运到筛分车间进行筛分。筛分合格产品通过皮带运送到磨矿仓,筛上产品运送到中细碎车间进行细碎,细碎产品运到筛分车间进行筛分。在破碎的整个过程中共有35条传输皮带按料线连锁,其中只要有一条皮带电机不能正常运行,都会影响到所属料线的正常工作,甚至影响整条破碎生产线。更为重要的是皮带电机频率要适当,如果都用工频带动皮带转动,则各下料口堵矿现象非常严重,这就需要选用变频器来弥补这些弊端,进而提高生产效率和安全系数。
1.2磨选阶段
磨选流程为阶段磨矿阶段选别工艺流程。选矿采用了磁选-浮选联合选矿工艺流程,其中包括四段弱磁、一段中磁、一段浓缩磁选和降硫反浮选。一段磨矿分级达到-200目占60%的产品粒度,二段磨矿分级达到-200目占90%的产品粒度,三段磨矿分级达到-200目占98%的产品粒度。选矿指标为铁精矿品味达到67.5%,含硫量低于0.18%,回收率达到66.17%。
为实现此工艺指标,对磨选工艺中泵的流量、压力、转速、转矩有严格的要求,由于风机或水泵流量与转速的一次方成正比,压力与转速的二次方成正比,而轴功率与转速的三次方成正比,基于此原因磨矿和选矿工艺中使用的泵选用了大量的SIEMENS和VACON变频器,功率在280KW以上的泵都选用了VACON变频器,280KW以下的选用SIEMENS变频器,可以稳定泵池液位、旋流器压力、磨矿浓度和给矿量等大部分磨选指标。
2.选矿设备中变频器的选择
根据选矿厂使用的电机参数的不同,对电压为380V,频率为50Hz的三相异步电动机,选用了电压等级为400V级的SIEMENS的6SE70系列变频器;对电机电压为690V,频率为50HZ的三相异步电动机,选用了VACON NXL系列的变频器。
2.1 变频器容量的选择
容量的选择在变频器的选型中至关重要。如果容量悬着不当,在实际运行中就会经常出现给定频率高,但实际频率调不上去、变频器跳闸频繁的现象。这是因为变频器容量选择偏小、运行电流大于变频器额定电流,变频器产生过流跳停。但是容量选择过大又会造成经济浪费,根据实践经验在实际选用中对于小功率电机,所选择变频器功率要高一个功率级别;选择变频器的额定电流为控制电机额定电流的1.1~1.5倍。
2.2根据设备的负载转矩特性对变频器的选择
由于生产机械的种类繁多,性能和工艺要求各异。变频器不是在任何情况下都能正常使用,因此必须根据设备机械类型、负载情况、调速范围、起动转矩等的要求,选择适合的变频器。
根据变频器负载转矩特性的不同大体分为恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载三种类型。恒转矩负载是指负载转矩与转速无关,任何转速下,转矩均保持恒定。恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载[1]。摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩150%左右,制动转矩一般要求额定转矩100%左右,所以变频器应选择那些具有恒定转矩特性,并且起动和制动转矩都比较大,过载时间长和过载能力大的变频器。
在选矿中,由于球磨机给矿所给物料为固体矿石,要求选用起动和制动转矩比较大的变频器,所以多选用恒转矩类型变频器,对于矿浆池泵电机处理的矿浆夜也多为固体颗粒液体,一般也选择恒转矩类变频器,基于这点选用了SIEMENS和VACON变频器[2]。
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