華潤水泥（永定）有限公司4 500 t/d生產線生料制備系統采用國產中信重工LGM5024立磨，與之配套的立磨金屬剔除、檢測與旁路系統由集散型計算機控制系統（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線生料立磨系統的金屬檢測、剔除與旁路系統的應用情況。

  1、工藝流程

  來自配料站的原料經入磨皮帶輸送至生料立磨系統的下料口；在皮帶下料口下方設置一個雙向氣動閥，一路經星型下料器（又名分格輪）進入立磨研磨，一路進入外排倉；立磨的排渣經過循環斗式提升機再次提升至入磨皮帶，形成一個循環回路；而細度合格的生料粉則經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。生料制備立磨系統的工藝流程見圖1。

圖1 生料立磨系統工藝流程

  2、金屬剔除、檢測和旁路系統的組成和作用

  立磨金屬剔除、檢測與旁路系統由集散型計算機控制系統（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：實現電磁式和永磁式除鐵器等設備的控制和運行狀態監控；接收金屬探測儀的信號發出金屬報警和實現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金屬除去。

  電磁式除鐵器：該設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金屬除去。

  金屬探測儀：發現金屬（含非鐵質磁性金屬）并發出信號給DCS系統，為旁路氣動閥動作提供依據。

  旁路氣動閥：是立磨系統旁路至外排倉的執行機構，根據DCS指示動作。

  外排倉：是立磨系統帶金屬物料和緊急止料時物料的臨時存儲倉體。

  立磨系統的金屬剔除、檢測和旁路控制見圖2。

圖2 立磨系統的金屬檢測和旁路控制

  3、金屬剔除、檢測和旁路系統的工作原理

  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，依靠永磁鐵產生的磁力，使得下方皮帶上通過的物料中的鐵質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物料運行到側面（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域。

  該除鐵器型號為：RCYC-10，適應皮帶寬：1 000mm，懸掛高度：300mm，適應帶速：≤2.5m/s，磁感應強度≥70mT，動態運行狀態下，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，滿足現場生產的實際需要。

  3.2 第二防線——金屬檢測和旁路外排系統

  經過永磁式除鐵器，絕大部分鐵質磁性材料已經除去，但對一些非磁性金屬物，除鐵器是無能為力的。為此，在進入立磨前設置了圖1中②位置的金屬探測儀，該探測儀可以及時發現輸送皮帶上金屬物質，發送（發現金屬）信號至DCS系統。

  DCS控制時序如圖3所示，其邏輯時序原理：發現金屬（上升沿）→定時器T1開始T1延時→發出驅動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→復位驅動H0，氣動閥恢復入磨狀態。

圖3 金屬檢測和旁路系統DCS控制時序

  3.3 第三防線——電磁式除鐵器的循環篩除 

  經過前兩道防線，基本可以防止新進料中金屬物入磨體，但立磨系統的循環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配合，將外排倉和立磨循環物料通過循環斗式提升機返回金屬探測器前的皮帶，進行循環篩除。由于電磁鐵產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，鐵質材料較少，選用手動卸料裝置節約成本，可滿足工藝要求。

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

  4、應用注意事項及實效

  實際應用中應注意如下事項：

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

  2）金屬探測器的選型和安裝、調試必須嚴格控制，避免誤報，確保穩定性。

  3）自動旁路系統從發現金屬發出驅動的延時T1及金屬信號消失停止驅動延時T2，需考慮皮帶運行速度、DCS系統延遲、旁路氣動閥動作時間等，通過現場調試試驗相結合綜合確定。

  4）各除鐵器的安裝高度應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域，且自卸式存在甩料區，應注意設置安全防護區及警示標識。

  5、應用效果

  該系統自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誤動作次數（有記錄以來5次）可控，整體除鐵率達到設計要求，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，保證了設備的安全性，整體達到設計要求，得到了工藝人員和設備檢修人員的認可。