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球磨ji工作原理及球磨ji研磨体yun动fen析
fa表作者:zheng州yb体育官网ji器 fa表时间:2021-03-15 10:34 浏览磜en? 次
[导读:] yi、 球磨ji工作原理: 球磨jide主要工作部穤hi莥i个装zai两个da型轴承上bing水平fang置de回转yuan筒,筒体yong隔仓板fen成几个瞶hi遥瑉ai各仓na装yiding形zhuang和da小de研磨体。研磨体yi般为钢

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yi、 球磨ji工作原理:

 

球磨jide主要工作部穤hi莥i个装zai两个da型轴承上bing水平fang置de回转yuan筒,筒体yong隔仓板fen成几个瞶hi遥瑉ai各仓na装yiding形zhuang和da小de研磨体。研磨体yi般为钢球、钢锻、钢棒、卵shi、砾shi和瓷球等。为了防止筒体被磨损,zai筒体nabi装衬板。

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当球磨ji回转时,研磨体zai离心力和与筒体nabide衬板面产生de摩擦力de作yong下,tie附zai筒体nabide衬板面上,随筒体yi起回转,bing被带到yiding高du(如图1所示),zai重力作yong下自由下落,下落时研磨体像pao射体yi样,冲击底部de物料把物料击碎。研磨体上升、下落de循环yun动是周而复始de。ciwai,zai磨ji回转de过程中,研磨体huai产生滑动和滚动,因而研磨体、衬板与物料之间fa生研磨作yong,使物料磨细。由于进料端不断喂入新物料,使进料与出料端物料之间存zai着料面cha能强zhi物料liu动,bing且研磨体下落时冲击物料产生轴向推力也迫使物料liu动,另wai磨na气liuyun动也帮助物料liu动。因ci,磨ji筒体虽ran是水平fang置,但物料却ke以由进料端缓慢地liu向出料端,wan成粉磨作业。

 

二、研磨体yun动de基本zhuang态:

 

球磨ji筒体de回转速du和填充率对于粉磨物料de作yongying响很da。当筒体襶uan煌??倩刈?保?蔡錸ade研磨体ke能出现san种基本zhuang态,如图2所示。

图2(a)转速太慢,研磨体和物料因摩擦力被筒体带到等于动摩擦角de高du时,研磨体和物料就下滑,称为“倾泻zhuang态”,对物料有研磨作yong,但对物料de冲击作yong很小,因而使粉磨xiao率不佳;图2(c),转速太快,研磨体和物料zaiqi惯性离心力de作yong下tie附筒体yi起回转(作yuan周yun动),称为“周转zhuang态”,研磨体对物料起不到冲击和研磨作yong;图2(b),转速比较shi宜,研磨体提升到yiding高du后pao落下来,称为“pao落zhuang态”,研磨体对物料较dade冲击和研磨作yong,粉磨xiao率高。

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实际上,yun动zhuang态是很复杂de,tie附zai磨ji筒bi向上deyun动;沿筒bi和研磨体ceng向下de滑动;类似pao射体depao落yun动;绕自shen轴xiande自转yun动以及滚动等。所谓研磨体对物料de基本作yong,正是上述各种yun动对物料de综合作yongde结果,qi中主要deke以归结为冲击和研磨作yong。

fen析研磨体粉碎物料de基本作yong,目de是为queding合理yun动zhuang态,这是正quexuan择与计算磨jideshi宜工作转速、需yonggong率、生产能力以及磨jiji械计算de依据。

 

san、球磨jinayun动fen析:

 

球磨jide粉磨作yong,主要是研磨体对物料de冲击和研磨。为了进yi步了解磨ji操作时研磨体对物料作yongde实zhi,以bianqueding磨jide工作瞱en??鐂hi宜de工作转速、gong率消耗、生产能力、研磨体装填liang以及掌握ying响磨ji粉磨xiao率de各项因素、筒体受力qing况与强du计算等,都bi须对研磨体zai磨jinadeyun动zhuang态加以fen析研究。

研磨体yun动de实际zhuang态是很复杂de,为了使wentifen析简单化,作如下基本假设:

(1)当磨jizai正常工作时,研磨体zai筒体na癱i鵽aiwei置deyun动轨迹只有两謟heng簓i謟hi莥icengceng地以筒体横断面几he中心为yuan心,按同心yuan弧轨迹随着筒体回转作向上yun动;另yi謟hi莥icengceng地按pao物xian轨迹降落下来;

(2)研磨体与筒bi间及研磨体ceng与ceng之间de相对滑动ji小,具体计算时lue去不计;

(3)磨ji筒体na物料对研磨体yun动deying响lue去不计;
(4)研磨体作为yizhi点,因cizuiwaiceng回转ban径,ke以yong筒体de有xiaona径表示。

研磨体按yuan弧随筒体回转作向上yun动,当达到某yi高du时,kai始离kaiyuan弧轨迹而沿pao物xian轨迹下落,ci瞬时de研磨体中心称为脱离点,各ceng研磨体脱离点de连xian称为脱离点轨迹,如图3中ABxian。当研磨体以pao物xian轨迹降落后,到达降落终点,ci瞬时de研磨体中心点称为降落点,各ceng研磨体降落点de连xian称为降落点轨迹,如图3中deCDxian。

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(更多研磨体yun动zhuan业fen析从lue)

 

四、球磨jide生产能力:

 

ying响球磨ji生产能力de因素很多,例如物料性zhi、入磨物料粒du、要求产品细du、加料均匀程du和磨jina装填程du等。另waihuai与磨jide结构衱en接泄兀??缒?i筒体长du和直径、瞶hi?⒏鞑旨涑?ude比zhi、隔仓板de衱en胶陀衳iao断面da小、研磨体种类以及衬板形zhuang等。huai有新工艺和新ji术de采yong,也是提高磨ji生产能力de有xiao措shi。

 

(1)物料方面

入磨物料yi碎性da,容yi粉磨,生产能力就高;反之则生产能力就低。入磨物料粒duda时,磨jidiyi仓bi须装入较多deda钢球,这样ke使研磨体达到击碎物料de目de,diyi仓zaiyiding程du上bian起到破碎jide作yong,zao成粉磨过程不合理,因磨jide破碎xiao率比破碎ji低得多。所以jian小入磨粒du能提高磨ji生产能力,降低电耗。

加料均匀,而且加料liang合shi,则磨ji生产能力提高。加料liang太shao或过多,都要降低生产能力。因为加料liang太shao时,研磨体降落时,bing不全部冲击zai物料上,而是有yi部fen研磨体hu相撞击,作了无yonggong;反之,加料liang过多,冲击能liang不能充fenfa挥,磨ji生产能力也不能提高。

 

(2)球磨ji结构方面

磨jide长径比与生产方式有关,对于kailiu生产xi统de磨ji,为保证产品de细duyi次合格,长径比L/D=3.5~6;对于quanliu生产xi统de磨ji,为加da物料deliu通liang,应xuan取L/D=2.5~3.5。

磨jinade瞶hi齳i般为2~4瞶heng?ぞ侗扔鷇a,瞶hi??唷?egen据生产实践经验来queding,yi般干法quanliu生产磨ji:双仓磨时,diyi仓仓长为全长de30%~40%,di二仓仓长为全长de60%~70%;san仓磨时,diyi仓仓长为全长de25%~30%,di二仓仓长为全长de25%~30%,disan仓仓长为全长de45%~50%。对于kailiu生产de磨ji,细磨仓应shi当增加长du。生产高强du等级de水泥时也是这样,这是为了增加物料de细磨时间,使产品达到细du要求。

磨jina隔仓板de衱en剑?舨职錮e篦縵i齦iang和da小要qia当,如果篦縵i齦iang不多,chi寸太小,隔仓板de有xiao通风面积就小,这样增加了抽风阻力,而且物料liu速也受到yidingying响。如果篦縵i齦iang太多或太da,则隔仓板de强du瞙uai唬?乙zi菇洗挚帕=?胂聐i瞶heng?汉杉又兀?鞑止ぷ鱞ian失去平衡。

磨ji衬板de表面形zhuang对磨ji产liangdeying响也不小,因它ke以改变提升高du,jiying响研磨体对物料de冲击和研磨xiao率。所以,应gai正quexuan择衬板de衱en健Ⅻ/span>

物料zai磨na粉磨xiao率也与种类、gui格、级配和填充率有关。因ci,bi须正萬an侠淼豿uan择。

 

(3) 采yong新ji术方面

粉磨xi统自动控zhi。gen据磨ji噪声,采yong电耳法控zhi电磁zhen动给料ji或皮带喂料ji,控zhi磨na物料shiliang和自动diao节物料均匀加入,使磨na物料liang始终保持zui佳zhuang态,这样ke提高磨ji产liang。

加强磨na通风。磨na具有yidingde风速,使粉磨过程中产生de微粉能及时被气liu带zou,jianshao了微粉de缓冲作yong,ke以提高粉磨xiao率,产品zhiliang不hui受到ying响。当通风liang好时,磨na水蒸气及时排出,隔仓板篦孔不zhi被堵塞,粘附现象也jianshao,bing能降低磨nawendu,这样有利于磨ji操作和提高产品zhiliang。磨na通风速du因粉磨不同物料而不同,yi般为0.3~1.0m/s。生产高强du等级水泥应xuanyong低速;反之应xuanyongdayi点de速du。

磨napen水。粉磨水泥时要产生很多reliang,这秠un?鄗hiliang和粉磨xiao率都是不利de,bingying响产liang。水以高ya空气加以wu化pen入磨na,有xiao地带zou了磨nadereliang,实现磨na冷却。水是表面huo性物zhi,容襷i刮⒘?eju结体实现解体,防止研磨体上bao料。磨napen水是gen据磨nawendu而queding,yi般zai100℃以下不pen水。另wai,pen水lianggen据入磨熟料wendu而ding,约占水泥liangde1%~2%,bing使pen入磨na水fenwan全蒸fa,不残留水fen。从磨蚮ang缢?蚰ノ瞤en水都ke以。当入磨物料wendu很高时,从磨蚮ang缢?冉嫌欣??鴝aiyi般qing况下是从磨尾pen水de。磨napen水ke使生产能力提高5%~10%。

磨na加入助磨剂,ke提高生产能力10%左右,yi般yongsan乙chun胺,chan入liang占入磨物料de0.04%~0.1%。

 

(4)球磨ji生产能力计算

上述各因素都huiying响磨jide生产能力,至今huai没有yi个能将这些因素全部bao括zainade计算公式,queqiede数据bi须通过生产实践才能queding。现将yi般常yongde计算公式介绍如下

Q=0.2VDnGV0.8K (7.70)

式中:Q——球磨jide生产能力,t/h;

V——球磨ji筒体de有xiao容积,m3;

D——筒体de有xiaona径,m;

K——球磨ji单weigong率单wei时间de产liang,t/(kW·h)。

 

五、研磨体种类与材zhi:

 

1、种类

不同形zhuang和da小de研磨体,zai粉磨过程中具有不同de研磨作yong。水泥厂中球磨ji使yongde研磨体按qi形zhuangfen类主要以下几种:

① 钢球 钢球是球磨jiguangfan使yongdeyi种研磨体。gen据粉磨工艺要求,通常xuanyongΦ20~Φ130mmde各种gui格de钢球;对于球磨jide粗磨仓yi般xuanyongΦ50~Φ100mmde各种钢球,细磨仓则xuanyongΦ20~Φ50mmde各种钢球。

② 钢锻 钢锻dewai形为短yuan柱形,qigui格以直径cheng长dude毫脄i?硎尽8侄蛓i般yong于kai路球磨jide细粉磨瞶heng?瞴ong于眤hang非蚰?ide细粉磨仓。

常yongde钢锻degui格有Φ10mm×10mm~ Φ50mm×60mm。小磨细磨仓de钢锻直径小至Φ12mm×12mm 以下。

③ 钢棒 钢棒是棒磨ji使yongdeyi种研磨体。钢棒gui格以直径cheng长dude毫脄i?硎尽8职糁本秠i般xuanyongΦ40~Φ90mm,棒长应比磨ji棒仓长du短Φ50~Φ100mm。例如:Φ2.4m×13m湿法棒球磨,diyi仓有xiao长du为2.75m,使yong钢棒gui格为Φ60mm×2650mm、Φ65mm×2650mm和Φ70mm×2650mm。

 

2、研磨体材zhixuan择

研磨体应具有较高de耐磨性和耐冲击性。要求qi材zhi坚硬、耐磨又不yi破義uanQ心ヌ灞砻娌辉市碛衜ing显毛刺和裂feng,钢球de不yuandu不得chao过qi直径de2%。

  zai水泥工业中,磨ji研磨体及衬板de消耗liang相当da,研磨体材zhide好坏,不仅ying响到磨jide粉磨xiao率,而且关xi到磨jideyun转率。世界各国zai提高耐磨性上作出了成果,从20世纪60年代至70年代就guangfan应yong高铬铸铁(钢)球。ri本主要高铬钢球、低铬钢球和合金bai口铸铁球;德国主要高铬铸铁球和低合金钢球;美国、加拿da常yong合金钢球。

近年来,zaiwo国水泥工业中,球磨jiyongde研磨体材zhi如下几謟heng裹/span>

① 高铬铸球 高铬铸球是yi种含铬liang高(Cr10%以上)de合金bai口铸铁球,qi特性是耐磨、耐re、耐腐蚀,bing具有相当de韧性。ma氏体基体de高铬铸铁球表面硬duHRCke达58~66。高铬铸铁球de耐磨性为普通碳素钢球de8~12倍。

② 低铬铸球 低铬铸球含有shaoliangde铬元素,ke保持铸铁debai口获得zhu光体金相。低铬铸球韧性、耐磨性较高铬铸球cha别较da。

③ 锻zao轴承钢球 锻zao轴承钢球ke以zhizao各种直径de钢球,含碳liang为1.0%左右,含铬liang为0.5%左右,qi余元素为常gui含liang。球耗比高铬铸铁球高,但由于合金元素含liang低,仍有较guang阔de使yong市场。

棒球磨de钢棒材zhi要求硬du高、耐磨、不断碎、不弯曲,常yong40Mn钢或70号高碳钢轧zhi而成。

 

3、研磨体合理装载liang

(1)填充率de计算公式

磨jina研磨体填充de容积与磨ji有xiao容积之比de百穤hi??莆?心ヌ錮e填充率。

φ=VsVm×100%

式中:φ——磨na研磨体填充率,%;

Vs——磨na研磨体填充de容积,m3;

Vm——磨ji(仓)有xiao容积,m3。

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(2) 实ce磨na球面高du计算填充率

当磨ji装入研磨体后验证它de填充聅hi欠裼肱淝蚍桨钢術uidingde数zhi相符,或者zai磨jiyun转过程中因研磨体磨损后补充yi些钢球和钢锻时,常yong实ce和查表法来核算填充liang。qi做法是zai磨na没有物料或只有shaoliang物料deqing况下,先yongchiceliang磨jide有xiaona径Di;zai通过磨ji中心celiang从研磨体面到ding部衬板dechui直距离H,ran后计算H/Dizhi,qi关xi式如下(如图4)。

φ=β360-sinβ2π

h=Di2cosβ2

H1=Di2-h=Di21-cosβ2

式中:φ——磨ji研磨体填充率;

β——研磨体填充表面对磨ji中心deyuan心角;

h——磨ji中心至研磨体填充表面de距离,m;

Di——磨ji有xiaona径,m;

H1——磨na研磨体填充面高du,m。

计算得出deH/Dizhi列于表7.2。

研磨体填充率da于32%de磨ji,huaike襶uan蓎ong以下经验公式直接计算填充率

φ0=113-126Hdi

式中:φ0——磨na研磨体填充率,%。

zaiceliang磨na研磨体填充表面高du时,应竚i⒁饽?a物料de填充qing况。如果物料面高出研磨体15~20mm,则由计算得出de填充率应jian去2%~4%de误cha数。

研填充率对磨jide粉磨xiao率有很dadeying响,研磨体填充率过高或过低都hui导zhi磨ji粉磨xiao率降低。

ying响研磨体zui佳填充率de因素较多,如磨jide衱en健?ui格、na部结构特性以及被粉磨物料de性能等。因ci,应gaizai生产中通过试验来求出zui佳填充率,binggen据ying响因素de变化程du进行shi当diaozheng。下面为wo国水泥工厂各种磨jiyi般de研磨体填充聅hi齴hi:

 

水泥厂各种磨jide研磨体填充率:

中卸或尾卸烘干磨填充率φ(%)25~28;

yi级眤hang烦つヌ畛渎?phi;(%)30~36;

kai路长磨填充率(%)25~30;

xuan粉烘干短球磨填充率(%)35~38;

棒球磨de棒仓填充率(%)20~25;

二级眤hang范糖蚰ヌ畛渎?%)40~45。

 

对于二级眤hang非蚰?i和多仓磨jide研磨体填充率,huai应gaigen据各级或各仓粉磨作yongde平衡zhuang态shi当进行diaozheng。例如:yitaisan仓磨jizai生产中如果显示出粗粉碎能力不足,而细粉磨能力较强,则应shi当提高diyi仓钢球de填充率而降低disan仓钢锻(球)de填充率,使各仓粉磨作yong达到相对平衡。

生产中改变产品苀en只騴hiliang要求时,也应gai考虑shi当diaozheng填充率。

 

(3) 研磨体装载liang计算

装入磨na(或仓na)de研磨体zhiliang称为研磨体装载liang,它取决于磨ji填充率deda小。

G=Vφρ

G=0.00785D2iLφρ

式中:G——磨na研磨体装载liang,t;

V——磨ji(仓)有xiao容积,m3;

Di——磨ji(仓)有xiao直径,m;

L——磨ji(仓)有xiao长du,m;

φ——磨na研磨体填充率,%;

ρ——研磨体容积密du,t/m3。

钢球de容积密duyi般为4.56~4.85t/m3。

 

4、钢球级配

da小直径de钢球及qizhiliangde配合称为钢球级配。钢球级配直接ying响磨jide产liang、产品zhiliang和金属消耗。钢球级配de合理xuan择,主要gen据被粉磨物料de物理化学性能、磨ji结构以及要求de产品细du等因素queding。

物料zai粉磨过程中,钢球应有足goude冲击作yong,同时要有yidingde研磨作yong。zai研磨体装载liang不变deqing况下,小钢球比da钢球de总表面积da,与物料接触dejihui多,故对研碎、细磨de细颗粒物料应xuan择小钢球。但从另yi方面看,要将da块de物料击碎,才能进行有xiaode细磨,因而bi须使钢球具有较dade能liang。xuanyong钢球deda小与被粉磨物料de粒du有yiding关xi,物料粒du越da,钢球直径也应gai越da。由cikejian,磨ji中wan全使yongda直径或wan全使yong小直径de钢球是不合shide,bi须进行合理de配合。

gen据生产经验,xuan择钢球级配yi般按如下因素关xiqueding:

(1)依据入磨物料de粒du、硬du、yi磨性以及秠uan?穌e细du要求queding钢球级配。当入磨物料粒du小,yi磨性好,产品细du要求较细时,就需要加强对物料de研磨作yong,xuanyongde钢球直径应小些。反之,若入磨物料粒du较da,yi磨衴uan钍保?托枰?忧慷晕锪蟙e冲击粉碎作yong,ci时应xuanyongda直径钢球。

(2)由da钢球配合de混合钢球群较由小钢球配合de混合钢球群空隙率da。为了控zhi物料zai磨nadeliu速,yi般采yongda小钢球配合使yong。shi当jianshao钢球之间de空隙,能使物料zai磨nadeliu速jian慢,延长物料zai磨nade停留时间,提高粉磨xiao率。钢球de级配数也不宜过多,因为钢球zaiyun动过程中,由于直径不同qixian速du不yi样,往往hui产生钢球de自ranfenceng,直径dade处zainaceng。若级配过多,fenceng更严重,这huiying响粉磨xiao率。

(3)xuanyong钢球直径deda小,huai与磨na单wei容积物料通过liang有yidingde关xi。zai眤hang贩勰ナ保瑇uan粉jide回料使磨na单wei容积物料通过liang增加,zaiciqing况下,钢球zai冲击时,hui受到yidingde“缓冲”作yong。因ci,循环回料liang高,钢球de直径要稍为da些;反之则小。

(4)磨ji衬板表面形zhuang也是配球考虑de因素之yi。若衬板表面形zhuangzhi使带球能力不足,则钢球提升高du降低,冲击力jian小,ci时xuan择de钢球直径应da些。

 

总之,由于ying响钢球级配de因素较多,yi个合理de钢球级配是相对de,暂时de,不是固ding不变de。zui合理de钢球级配是zai生产过程中通过cedingfen析磨ji粉磨qing况,以及统计钢球级配de历史zi料而不断youxuan出来de。

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