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世界顶极磨机换衬实践模拟-1

2017-07-11来源:中国矿冶网点击数:0次

 摘要

多年以来,优化硬矿磨机的换衬由于以下原因而变得极为复杂:

1,              大量的变量;
2,              换衬效率低(反馈回路缓慢);
3,              一些改变而引起的潜在经济风险;
来源于全自动制造业的一种技术被用来建造一个准确性高,可配置的磨矿换衬流程的动态模拟。不同的机械化和工艺变化产生的影响都将被很快的模拟和对比。
这项技术将为磨机维护管理和合作的换衬公司提供一个机会,将目前的性能和世界最好的实践进行基准测试。同时,它还将为选矿厂的设计师们和磨机制造商们提供一个机会,通过结合基础设施和设备,最大化每年的设备利用率,为最大的设备效率制订计划。
这个模拟工具及其相关的数据库,是基于近来不同规模,衬板配置,磨矿换衬设备,操作员及工具变量的磨机的性能数据开发出来的。
关键词
磨机换衬;离散事件软件;模拟;磨机实用性;流程效率;
导言
磨机换衬的时间是成千上万的离散和相互依存的活动的总和。这些活动往往是嘈杂的环境中编排出来,其中包含其他无关的工作,相互依存的活动的能见度,交流情况也常常被磨机本身所影响。由于任务相互作用很复杂,量化他们也极为困难,在大多数情况下,估计换衬时间的已经变为基于历史数据分配的每一个任务的平均时间,还有每种类型的衬板及即将被改变的衬板数量。从宏观层面上来看,这是有用的,但当进一步了解改变工作流程劳动/机器/工具的可用性造成的影响时,这个方法则变得极为愚钝。斯蒂芬·基特尔的磨机指标调查(基特尔
2004年)促进了RMEO带衬板提升工具范围的发展,换衬时间显著的减少已经证明,详细了解可能导致个别任务及其相互关系会引起重大的创新和时间的节省。
本文介绍了RME开发模拟程序的工作内容,此程序从个人操作层面出发,模拟了磨机换衬工艺,并模仿他们的复杂的相互作用。这项工作的目标是提供一个工具,使磨机业主,选厂及机器设计师和换衬规划者可视化和量化改变换衬的参数和流程产生的影响。据设想,这一方案已经得到正确地运用,会最佳使用现场机械,有更高效的设计,创造新技术和运用新的实践。所有这些结合在一起,会显著地减少磨机换衬的时间。
背景
   1985年,拉塞尔矿物设备私人有限公司(RME)有具体的目标,即机械化硬矿矿物磨机换衬。大家已经认同,磨机衬板寿命决定了矿物选矿厂维修什么时候停止。此外,磨机衬板的交换决定了每个选矿厂的维修时间;有多长多久了?)共同决定了每年的维修停止所浪费的时间,因此,也决定了矿物选矿厂的实用性和可能的利用机会。
 由于所有有价值的矿石必须通过磨矿,它们的衬板寿命和衬板交换频率能决定整个矿场的生产限额。
 控制磨机换衬的停止和衬板交换的速度的因素有四个,它们分别是:
1,    衬板本身(尺寸,数量);
2,    换衬计划流程和换衬工作人员的熟练程度;
3,    换衬设备;
4,    磨机所处的选厂设计;
基于一个特定的选厂,磨机和机器的配置,采用RME来研究可能的换衬性能。考虑要必要性,给出的建议已经被限制在机器的性能,而不是整体的换衬性能。一些难以回答的典型的问题如下:
如果安装8000千克的衬板而不是5000千克的衬板,那换衬时间会是多少呢?据了解,少数较大衬板的换衬时间较少。RME的衬板定位磨机换衬机器最多可以成功地运用7250千克的衬板。当磨机的尺寸逐渐增加,衬板供应商最多能生产10000千克的衬板,这一趋势很有可能会继续提高。现在的疑问是,这个方法的好处会不会因为在换衬前期,中期及后期,会处理更大的衬板从而减少?
我需要多少换衬工作人员?换衬流程的规划和执行随着场地的不同和换衬队员的不同而明显不同。这些因素被确认为磨机换衬性能变化,引出什么是构成良好组织和执行换衬问题的主要原因。
什么是最佳的楼层高度和制定的面积大小和位置?选厂设计对于新的尚未兴建的项目至关重要。正如资产管理协会(AIM2008)和SALVO项目(Thomas 2011)确定的一样,资产资本,资本和操作都因完善的选厂设计而到降低。
在努力回答这类问题,并继续努力通过维修选厂的临界值减少磨机换衬,RME一直在寻求一个工具来结合所有主要因素,并对改变的影响提供一个清晰的认识。从而引出了此文中描述的换衬模型项目。
 
讨论
模拟平台
软件选择
离散事件软件被选为这个项目的平台软件。使用这种类型的软件来模拟复杂的流程图,在这里,使用的分析方法无法预测操作或部分/劳动力流动的相互作用。与此同时,唯一的其他选择就是当场进行改变。离散事件软件常见的用途包括机场旅客和行李流量建模,休息室的旅客检查,以确定最大的处理量和排队时间,医院急诊病房建模来估计等待时间,汽车生产线的建模。此外,针对设备的特点进行灵活地编程,在一个系统内对它们的相互作用进行逻辑分析,离散事件软件使用动画的运动部件,人员和机械。可视化的磨机换衬对改变产生的影响进行了进一步的了解,分析师有信心证实,这些结果是现实的,代表了”现实世界”的结果。
开发了友好的的三维(3D)用户界面,用来模拟建立磨矿参数,指定变量和定义的测试场景。
确定变量,灵活性及逻辑性
2010年,RME得到4个选厂的允许,每个选厂业主都有Russell 8或者Russell8磨机换衬机器,可以用视频记录他们磨机的换衬过程,也面试了换衬的工作人员。这编制了变量综合清单,也促进了在模拟过程中必须考虑到的磨机的灵活性。与此同时,还对他们之间的相互作用进行了一定的了解。表1列出了定义的主要变量。
该方案的一个基本要求是灵活性。分析师应该能改变和分析一些因素对换衬时间的影响,如:
1,衬板车的速度;
2,制定衬板的区域,大小和相互距离;
3,每个工作区的工具大小,类型,优势及数量;
4,衬板车是从车背还是车旁载货;
除此以外,还有一些易于解释的重要因素,如:
1,使用单一或者成对的磨机换衬机器;
2,改变磨机中衬板的数量;
3,安装升降平台;
4,早班和晚班队伍的数量;
该计划考虑到了所有这些灵活性及其他许多因素。通过一个方式,使计划能有逻辑性地改变。在下文中,会讨论到灵活性和逻辑性的问题。
1-主要的程序变量
 
变量
工具
影响变量的参数
去除紧固件
螺母耐力
响度枪(磨音电耳)
响度枪(磨音电耳)的相对有效性和标准化螺母的耐力分布
高转矩工具
高转矩工具
工具的特性-与螺母耐力不相关
氧乙炔矩
氧乙炔矩
螺栓直径/操作者的技能-与螺母耐力不相关
去除垫圈
撬棒/专用工具
工具的特性-垫圈组合
螺栓耐力
雷电锤
锤的相对有效性和标准化螺栓的耐力分布
螺栓之间的时间
雷电锤
悬浮法和操作技能的函数
螺栓上花费的时间
雷电锤
指导函数
平台移动花费的时间
平台-手动或电动
平台类型的函数
衬板拆除
衬板耐力
雷电锤
雷电锤的相对有效性和衬板耐力及衬板质量缩放因子
粘衬时间
磨机换衬机
适用于未采用雷电锤拆除的衬板,每个衬板分别有一个
衬板转向
磨机换衬机
适用于在吊索前需机器干预的衬板-用户特定比率
吊索时间
吊具、O区工具
随着工具的不同而不同
机床行程时间
磨机换衬机
随着磨机衬板的位置不同而不同
衬板车载量
吊具、O区工具
随着悬浮法和操作者技能的不同而不同
衬板释放
吊具、O区工具
随着悬浮法和操作者技能的不同而不同
衬板车转向
衬板车
衬板质量函数
衬板放置
衬板截齿
格斗工具
操作者技能和工具类型
衬板定位
磨机换衬机
操作者技能
衬板安全和释放
格斗工具
工具类型
叉车装载和卸载
叉车
操作者技能
所有变量都有离散时间和频率分布;每个变量有五个离散区间。对与每个变量相关的操作时间进行分组测量或取平均值归总到五个逻辑时间区间,将当时出现的次数计为频率。
对于整个程序的准确性来说,使用分布函数而不是所有的平均时间是至关重要的。例如,如果表2中列出的是回收磨机衬板机的磨损衬板的时间分布,那表3中列出的就是衬板车装载衬板的时间。如果使用了所有的平均时间(机器的平均时间为75秒,衬板车的平均时间为74秒),这样看起来,机器永远在衬板车运行之前就结束了。然后,表中明显表示(采用虚拟数据)机器等待衬板车的时间加起来总共有:250-30=220秒。机器等待的时间取决于变量组合的顺序。基于相应变量的相关频率,采用了随机数流来选择分配在事件上的时间。在整个换衬过程中,成千上万次地反复表现了这种关系,与此同时,也说明了这种类型的模拟对提供合理的现实结论是必要的。值得注意的是表2和表3中的分布仅是为了说明。在这个程序中,每个实际活动均是许多变量的组合。
责任编辑:[中国矿冶网]

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