紅星教您如何優(yōu)化球磨機(jī)得到較優(yōu)磨礦參數(shù)

球磨機(jī)逐步趨向于大型化發(fā)展，但是填充率等參數(shù)的影響因素越來越明顯，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)粉碎效率低、循環(huán)負(fù)荷增加的情況。下面我們紅星機(jī)械廠家通過離散元方法仿真球磨機(jī)的磨礦過程，并建立轉(zhuǎn)速率、填充率、球料比和襯板高度等參數(shù)與磨機(jī)工作性能的模型關(guān)系，在得到球磨機(jī)不同工況下的工作性能后，綜合考慮磨礦效率、顆粒破碎概率和襯板磨損速度等因素的影響比重，建立各參數(shù)與磨機(jī)性能的關(guān)系結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行優(yōu)化。

考核指標(biāo)及影響因素的確定

主要考慮的性能指標(biāo)為磨礦工作效率、破碎能力、襯板與介質(zhì)間的磨損。而影響球磨機(jī)性能的主要參數(shù)有轉(zhuǎn)速率、填充率、球料比、襯板的數(shù)量、高度和傾角等，其中，轉(zhuǎn)速率為76%~88%，填充率在20%~35%之間，球料比一般為4~9。廣泛采用的梯形襯板結(jié)構(gòu)，襯板高度一般是介質(zhì)直徑的0.5~1.5倍。

通過以上分析，以轉(zhuǎn)速率，填充率，球料比，襯板的數(shù)量、高度和傾角作為參數(shù)，分別用A、B、C、D、E、F來表示，確定各參數(shù)范圍分別為：

工作性能的離散元仿真

1、球磨機(jī)內(nèi)的物料運(yùn)動(dòng)分析

對(duì)顆粒按照速度和類型著色，仿真后得到穩(wěn)定工況下球磨機(jī)內(nèi)物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。轉(zhuǎn)速越低，裝料越多時(shí)，惰性區(qū)面積會(huì)越大，磨礦效果就越差；礦石用黑色表示，介質(zhì)用灰色表示，出現(xiàn)顆粒徑向分離現(xiàn)象，這是由于礦石和介質(zhì)大小、質(zhì)量有差別所致。

2、顆粒的破碎概率

根據(jù)球磨機(jī)內(nèi)物料的碰撞能耗和碰撞次數(shù)，可得到單位時(shí)間內(nèi)礦石的破碎概率。由于顆粒的破碎過程要經(jīng)過多次不同的能量碰撞，故單位時(shí)間內(nèi)顆粒的破碎概率為S=∑Si。由仿真得到單位時(shí)間內(nèi)以能耗為橫軸、以碰撞次數(shù)為縱軸的礦石碰撞能量譜。磨機(jī)內(nèi)礦石的碰撞次數(shù)相對(duì)較多，但多為低能量的碰撞，且更高的碰撞次數(shù)對(duì)應(yīng)的能量處于較低水平。

3、碰撞能量耗散分布

由于介質(zhì)-筒體、礦料-筒體的碰撞頻率較礦石-礦石及礦石-介質(zhì)的碰撞頻率低很多，因此介質(zhì)-筒體和礦料-筒體碰撞耗散能量占總耗散能量的2.65%，從而可以看出造成襯板磨損的能量低，但介質(zhì)-介質(zhì)碰撞的能耗卻占總能耗的20.87%，而使得介質(zhì)的鋼耗很大。

優(yōu)化及仿真結(jié)果分析

我們采用均勻設(shè)計(jì)方法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，根據(jù)需要逐一記錄每次仿真的考核指標(biāo)數(shù)值，并在分析過程中綜合評(píng)定各試驗(yàn)指標(biāo)，后面得到較好結(jié)果。經(jīng)回歸分析后，得到優(yōu)化前后結(jié)果對(duì)比如下表所列。

由表可以看出，優(yōu)化后比功率、顆粒破碎概率均得到提高，且碰撞能耗比降低，從而使得襯板磨損能耗所占比例也有所下降。

通過離散元分析方法對(duì)球磨機(jī)進(jìn)行較為真實(shí)的工作性能研究，以顆粒破碎概率、物料-襯板碰撞耗能為試驗(yàn)指標(biāo)，建立各參數(shù)與性能指標(biāo)之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，后面得到較優(yōu)磨礦參數(shù)，并且完成了球磨機(jī)存在的問題和改進(jìn)。優(yōu)化后降低了襯板的磨損率，而球磨機(jī)的比功率和顆粒的破碎概率都有明顯增加。

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