本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及通过控制大型溢流型球磨机功率确定补加钢球量的方法。
背景技术：
磨矿机作为传统的粉磨设备，广泛应用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、火电及国防工业等部门。尤其是冶金工业中的选矿部门，磨矿作业更是具有十分重要的地位。球磨机按照排矿方式不同而分为格子型球磨机和溢流型球磨机，是目前选矿厂采用最普通的磨矿机。溢流型球磨机主要由筒体、端盖、主轴承、中空轴颈、传动齿轮和给矿器等部分组成。该磨机排矿是靠因排料端中空轴径稍大于给料端中空轴径，造成磨矿机内矿浆面向排料端有一定倾斜度。当矿浆面高度高于排料口内径最低母线时，矿浆便溢流排出磨机。这是非强迫的高料位排矿，排料速度慢，故矿料在机内滞留时间长，介质的有效作用也较低，因此溢流型球磨机过磨严重，处理量也比同样规格的格子型低。
我国各类矿山每年选矿磨矿处理矿石达数十亿吨。在磨矿过程中，磨矿介质随着对矿石的研磨、冲击等作用，在磨碎矿石的同时，磨矿介质也在不断的消耗，为保持磨矿作业的正常运行，需要对消耗的磨矿介质进行补充，以保证磨机充填率及介质尺寸原始级配。目前许多球磨机的介质补加量往往是通过人工定期或不定期的进行定量添加，这种无序操作方法易造成磨矿介质磨损后不能得到及时、精确的补充，从而影响磨矿效率和磨矿能耗，如定量补加介质一段时间后，介质数量偏少，对处理量以及磨矿产品的粒度均产生不利影响，若介质量偏多，易发生涨肚、磨机主轴机械损坏等问题，影响磨矿作业的正常生产。中国发明专利申请号cn201210088934.6公开了一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统与应用方法，根据优化目标动态优化研磨体装载量，并获得最佳钢球装载量下的空载电流或功率，以及拐点电流或功率。在随后的运行过程中，程序捕获拐点电流或功率，以及空载电流或功率，根据偏差估算研磨体的缺失量，输出需要的钢球添加量，并通过加球机按照钢球添加量对钢球量进行添加，实现研磨体的动态自动添加。但受磨矿给矿粒度、排矿粒度、磨矿浓度、磨机充填率、磨机转速率等因素的影响，其拐点值是否是最佳磨矿条件下的记录值很难判断。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是现有的球磨机补加钢球量的方法易受其它因素干扰造成误判，为此提供一种通过控制大型溢流型球磨机功率确定补加钢球量的方法。
本发明的技术方案是：通过控制大型溢流型球磨机功率确定补加钢球量的方法，它包括以下步骤：（1）、确定大型溢流型球磨机的最佳充填率；（2）、在球磨机正常工作时，记录下最佳充填率下的球磨机最佳运行功率w1；（3）、在球磨机额定功率内正常工作时，往球磨机中加入一定质量的钢球δ1，记录下此时球磨机运行功率w2；（4）、根据公式计算平均补加每吨钢球球磨机运行功率的变化值，其中wa为补加单位钢球球磨机运行功率增加值，单位为kw/t，为确保wa的精确性，可进行多次重复测定、计算，求得平均值；（5）、实时监测球磨机运行功率wr，计算w1和wr的差值与的比值n，即；（6）、当时，根据生产实际情况考虑向球磨机中补加钢球，当时，则必须向球磨机中补加钢球，补加钢球量为δa，其中δa=n，单位为t,v为大型球磨机有效容积，单位为m3，4.8为钢球的堆密度，单位为t/m3；（7）、加球后监测球磨机运行功率的变化，重复步骤（5），若，则完成一次加球工作，若，则重复步骤（6）。
上述方案中所述步骤（1）包括采用减充填率试验期来减少球荷，拐点观察期观察磨矿产品细度变化，回调增加充填率期恢复要求的磨矿细度，用减充填率的下坡法通过现场探索生产试验来找寻最佳充填率；以磨机的磨矿细度为控制目标，以细度及选别指标最后综合判定最佳充填率。
上述方案中所述w2、wa、和wr均在球磨机额定运行功率内。
上述方案中所述是三次以上的加权平均值。
本发明的有益效果是通过实时监控球磨机运行功率，通过球磨机功率变化确定补加钢球数量，是一种简单、有效、快捷判断钢球补加量的方法，解决了在补加球过程中普遍存在的钢球数量加多、加少的问题，实现平稳和精准的补充磨矿过程中损耗的钢球量。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括以下步骤：（1）、确定大型溢流型球磨机的最佳充填率；（2）、在球磨机正常工作时，记录下最佳充填率下的球磨机最佳运行功率w1；（3）、在球磨机额定功率内正常工作时，往球磨机中加入一定质量的钢球δ1，记录下此时球磨机运行功率w2；（4）、根据公式计算平均补加每吨钢球球磨机运行功率的变化值，其中wa为补加单位钢球球磨机运行功率增加值，单位为kw/t，为确保wa的精确性，可进行多次重复测定、计算，求得平均值；（5）、实时监测球磨机运行功率wr，计算w1和wr的差值与的比值n，即；（6）、当时，根据生产实际情况考虑向球磨机中补加钢球，当时，则必须向球磨机中补加钢球，补加钢球量为δa，其中δa=n，单位为t,v为大型球磨机有效容积，单位为m3，4.8为钢球的堆密度，单位为t/m3；（7）、加球后监测球磨机运行功率的变化，重复步骤（5），若，则完成一次加球工作，若，则重复步骤（6）。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：通过控制大型溢流型球磨机功率确定补加钢球量的方法，其特征是它包括以下步骤：（1）、确定大型溢流型球磨机的最佳充填率；（2）、在球磨机正常工作时，记录下最佳充填率下的球磨机最佳运行功率w1；（3）、在球磨机额定功率内正常工作时，往球磨机中加入一定质量的钢球δ1，记录下此时球磨机运行功率w2；（4）、根据公式计算平均补加每吨钢球球磨机运行功率的变化值，其中wa为补加单位钢球球磨机运行功率增加值，单位为kw/t，为确保wa的精确性，进行三次重复测定、计算，求得平均值；（5）、实时监测球磨机运行功率wr，计算w1和wr的差值与的比值n，即；（6）、当时，根据生产实际情况考虑向球磨机中补加钢球，当时，则必须向球磨机中补加钢球，补加钢球量为δa，其中δa=n，单位为t,v为大型球磨机有效容积，单位为m3，4.8为钢球的堆密度，单位为t/m3；（7）、加球后监测球磨机运行功率的变化，重复步骤（5），若，则完成一次加球工作，若，则重复步骤（6）。
实施例2：与实施例1的区别在于步骤（4）中为确保wa的精确性，进行4次重复测定、计算，求得平均值。
本发明的步骤（1）具体操作可以参考中国发明专利申请号cn201310677487.2专利名称为一种磨机充填率的确定方法，其确定过程采用减充填率试验期来减少球荷，拐点观察期观察磨矿产品细度变化，回调增加充填率期恢复要求的磨矿细度，用减充填率的下坡法通过现场探索生产试验来找寻最佳充填率；以磨机的磨矿细度为控制目标，以细度及选别指标最后综合判定最佳充填率。
本发明中的添加钢球的最终目的是保证钢球充填率一定，上下不能超过2个百分点，补加次数多少主要影响磨机是否维持在最佳充填率条件，次数越多越精确，以冬瓜山铜矿ϕ5.03×8.3m大型溢流型球磨机（电机额定功率3300kw）生产为例，球磨机在充填率32%的条件下，正常运行功率为3100kw，平均补加每吨钢球球磨机运行功率的变化值为10kw，当实时监测球磨机运行功率wr为3050kw时，向球磨机中添加5t钢球，为保证球磨机钢球充填率维持在最佳水平，当实时监测球磨机运行功率wr为3080kw时，向球磨机中添加2t钢球。
中国发明专利申请号cn201210088934.6公开了一种筒式球磨机内研磨体装载量动态系统与应用方法，最佳的电流或功率值为自动化控制下测定的拐点值，但受磨矿给矿粒度、排矿粒度、磨矿浓度、磨机充填率、磨机转速率等因素的影响，其拐点值是否是最佳磨矿条件下的记录值很难判断，本发明是通过针对性的试验研究（即上文所述的磨机充填率的确定方法）确定的大型溢流型球磨机最佳充填率，并在此条件下测定的功率值，作为正常生产运行功率的参照值；以实时监测球磨机运行功率的变化推断球磨机充填率的变化，实现了对加球量的准确跟踪，确保了在最佳运行功率条件下磨机的稳定运行；以运行功率的具体变化值作为加球量的计算依据，确保了磨机在在最佳充填率条件下的良好运行，实现了球磨机加球手段的合理性、科学性与先进行。
本发明的技术方法已在铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿成功应用，如冬瓜山铜矿两台φ5.03x8.3m溢流型球磨机（电机额定功率3300kw），在充填率32%的条件下，正常运行功率为3100kw，通过控制球磨机运行功率来确定每次的加球量，该技术应用以来，设备一直良好运行，大幅度提高了设备的运转效率。通过应用本发明的加球方法表明，该技术方法在矿山大型溢流型球磨机加球时具有高度的可靠性和精确性，特别是可以利用选矿自动化技术进一步推动该方法的自动控制。
本发明并不仅限于上述具体实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。