郑可心 赵金帅
（河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司）
矿山行业中使用管道进行矿物物料输送特别普遍，尤其是选矿厂利用管道对液体介质进行输送十分广泛。管道的大量使用离不开控制装置阀门，阀门的选择需要根据使用部位的不同和处理矿浆介质的不同而确定，对于不同的条件选择合适的阀门尤为重要。阀门作为选矿设备输送矿物料的控制部件，是矿浆管道使用中不可缺少的一部分，阀门使用的便捷性和可操控性直接影响选别作业流畅与否。现如今，大多数矿浆管道中使用的阀门多以闸板阀为主，利用阀门中间的闸板升降达到阀门开启和关闭，进而控制管道输送。闸板阀在使用过程中常因开启不完全，使闸板受粗大矿物颗粒介质的磨损将闸板磨出豁口或锯齿形状，使阀门在关闭时不能完全封闭。其次，由于闸板阀的闸板槽经常淤积物料，阻挡阀板不能完全进入槽中，也会致使闸板关闭不严，造成串矿的现象。
通常，在1 用1 备的管道中使用闸板阀经常出现备用管道因长期阀门关闭不严而使管道进矿，由于备用管道内几乎没有压力，进入备用管道的矿浆物料经过长期沉淀而使管道堵塞，当生产中切换至备用管道时就无法使用，影响流程设备连续作业。为此，以司家营研山铁矿选矿厂管道阀门为研究对象，重点论述在1 用1 备管道及倒流程管道中SKZ 型液控三片式矿浆阀的应用及效果。
1.1 在含有大颗粒物料或碎钢球通流介质中应用存在的问题
目前，选矿厂一段泵进口管道一次阀门使用周期较短，检修过程中发现一段泵池内碎钢球较多，同时矿物颗粒较大，10～25 mm 的矿物颗粒占比为60%～70%。因流程需要，一段泵流量为1 536～1 843 m3/h，在通过介质流量大、含颗粒物料粗且夹杂碎钢球的管道中使用闸板阀经常出现阀板磨损、阀座凹槽易堆积矿物、碎球等杂物使闸板无法全关闭到位，致使阀板长期处于半关闭状态，不但降低了阀门的使用寿命，还易造成备用泵堵管。长此以往，形成恶性循环，不但增加了生产成本及维修工作量，而且对生产极其不利［1］。
1.2 在倒流程管道中应用存在的问题
为了便于生产流程的灵活切换以及合理利用有限的设备资源，在2条流程共用同一台设备或矿浆管道时，需要利用阀门进行切换，而阀门使用的可靠性直接决定在不停产情况下切换流程的安全性和有效性。目前，多数矿山企业均使用矿浆闸板阀，其中耐用性较强的有衬胶闸板阀、刀闸阀等，这类阀门的主要结构是阀体和阀板，使用时只需转动阀板丝杆将阀板上下移动，即可实现阀门的开启或关闭。但是，由于通过阀体的矿浆中含有大量的硬颗粒物料及碎钢球，在开启阀门时，大颗粒物料会附着在阀板与阀体之间，造成卡阀现象；
而阀板因卡死无法继续开启时就会出现阀门开关不到位，阀板下沿始终露出。通过阀体的矿浆由于受到露出阀板的阻力而产生摩擦，长期的摩擦将阀板磨出豁口，造成阀门关闭不严。其次，在关闭阀门时，阀体下侧与阀板配合的凹槽内会堆积物料或碎钢球等，阻挡阀板进入凹槽内造成阀门关闭不严，这将直接造成待开启流程管道中因串矿而堵塞，使其失效不能正常切换使用，进而造成待开启流程无法启动，产生一系列的后续问题。
另外，对于通径大于DN300 的阀门，特别是通过的矿浆介质中含有大量硬颗粒物料或碎钢球、钢段的情况，手动操作阀门启闭时会出现卡阀板现象，造成启闭阀门困难。一般需要2～3 人轮番操作，每次启闭至少需要30 min，通径大的阀门甚至需要1 h 以上，不仅费时费力，而且易出现安全事故。
由于手动阀门的阀板一般配合旋转丝杠进行上下移动，其自身的该种结构造成其总体长度长，丝杠长期裸露在外，泵池内溢流矿浆随时都能溅到丝杠表面，造成丝杠、轴承等旋转部件生锈、腐蚀，且对其很难实现维护保养。此外，特别是垂直安装的阀门，现场大多都没有合适的人员踏板，对其操作时需岗位工以阀门或其他设备的棱角为着力点，该种操作十分不便，且危险因素非常高。
2.1 改变阀门结构
针对阀门以上2种不同位置的应用，影响阀门正常使用的实质是阀门在使用过程中由于物料夹杂在阀板与阀腔之间使阀门不能正常启闭；
其次，阀门自身无法清理影响阀板行程的杂物；
最后，不能有效起到密封作用造成阀门内漏或外漏现象。为此，根据手动衬胶闸板阀自身无法清理凹槽内堆积硬块物料和碎钢球的现状进行阀门改型试验，改用SKZ 型液控三片式矿浆阀。由于三片式闸阀阀体内无多余空间，只有阀板移动的配合空间，再利用耐磨胶圈的挤压可确保阀门的密封性能。在阀体与阀板配合部位运用的阀板为开式平板，平板中间有与阀体通径相同的孔，当两孔重叠时为开启，当阀下闸板封住阀体孔时为关闭。同时，阀体下侧有导流槽，可将阻碍阀板行程的硬颗粒物料和碎钢球排除到阀外，有效杜绝了卡阀、关闭不严等问题的发生［2-3］。
2.2 增加液压控制系统
在操作方面，通过配备液压站并采用液压式油缸结构，利用液压进行阀门的开启和闭合，减少人力操作，提高操作的安全性和便捷性，同时设置集中操作箱，方便对多台阀门的集中控制。
阀门技改后，节省了人力，而且液压系统的强大动力解决了阀门卡顿、无法启闭的现象，降低了设备在生产运行中倒泵不畅的风险。控制油站设置在远离阀门的集中地点，可通过一个控制油站进行多台阀门的远程控制，实现集中管理，简化现场设备，降低了设备故障率。
（1）改造后阀门液压装置的安装实现了机械化，在一定程度上降低了劳动强度，在设备运转时能够快速实现倒泵，提高入磨台时的有效时间。同时，机械化的大扭矩使阀门方便开关，杜绝了阀门卡顿而无法启闭及停车事故的发生。据统计，改用SKF型三片式阀门后，年度降低主流程事故率0.5%，为稳定生产顺行提供了坚实保障。
（2）改造后阀门由于阀板为平板结构，上下阀体自带密封，阀体两侧装有注入润滑脂的油嘴，减少了平板通过密封的摩擦力和阀杆升降的轴向力。同时，SKZ 型液控三片式矿浆阀的阀座设有自冲洗结构，矿浆中的硬颗粒物料及碎钢球能从阀座底部排出，实现阀座的无卡阻和零泄漏现象。三片式阀门的使用周期由原来的不到3 个月延长到了1 a 左右，大大降低了阀门备件的消耗量，年度节约成本11.56万元［4］。一段泵进口阀门改型前后见图1。
由图1 可见，常规手动浆阀需要手工操作，且现场没有合适的支撑点，不便于人员操作，而使用装有液压装置的阀门克服了人工操作的弊端，省时省力，安全、方便、快捷。
在流程切换的管道中使用该种阀门，因其体积小、重量轻、结构紧凑，在有限的空间内能够通过倾斜或水平的方式安装阀门而不影响其使用效果。一般而言，使用常规的闸板阀倾斜或水平使用时，由于介质的沉积使阀板不能完全关闭而串矿，同时附着在阀板两侧的物料造成阀门启闭不顺畅，产生卡顿、无动作现象，给生产带来不便。三片式阀门克服了上述缺点，因自身体积小而不受现场空间限制，还可根据用户要求随意调整安装方式；
而且阀门下端自带导流槽，能迅速将堆积阀板附近的物料及时排除，防止串矿、卡阀等故障的发生［5］。流程切换管道中阀门使用情况见图2。
由图2 可见，在切换流程中SKZ 型三片式矿浆阀可依据现场空间状况进行水平或倾斜放置，同时利用自身带导料槽的特点可在系统不停产的前提下切换流程，降低堵管风险。
（1）SKZ 型液控三片式矿浆阀结构简单，操作方便，适用于流程中含有大量碎球及大块物料中使用，使用寿命长。
（2）配置液压系统可以实现远距离集中控制，提高生产效率，操作中省时省力，便于操作。
（3）在流程切换中安装使用，不受空间限制，自带导流槽便于排渣，使在浆体输送系统中无沉积，防止管道堵塞、卡阀现象发生。
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