從兩方面入手球磨機(jī)節(jié)能研究

球磨機(jī)是固體物料細(xì)化制粉的重要設(shè)備，能夠?qū)Ω鞣N礦石和其他可磨性物料進(jìn)行干式或濕式粉磨，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力、國防工業(yè)等部門。球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高，缺點(diǎn)是高能耗和高鐵損。隨著近幾年來能源費(fèi)用增長和能源品質(zhì)下降，降低能源消耗和生產(chǎn)費(fèi)用成為世界各國共同面臨的嚴(yán)峻問題。目前球磨機(jī)的節(jié)能降耗方面是研究的熱點(diǎn)問題。優(yōu)化控制磨礦過程，在節(jié)能降耗與提高產(chǎn)品效益方面都具有重大意義。本文從結(jié)構(gòu)改進(jìn)與工作參數(shù)優(yōu)化方面總結(jié)了球磨機(jī)節(jié)能降耗方面的研究。

1、結(jié)構(gòu)改進(jìn)節(jié)能研究

（1）新式機(jī)械的研制

相對于中小型磨機(jī)，大型磨機(jī)的優(yōu)勢在于能夠節(jié)省建筑費(fèi)用及操作維修費(fèi)，簡化設(shè)備的配置和自動化要求。但是，大型磨機(jī)的單位能耗比中小磨機(jī)高，因此其規(guī)格發(fā)展受到了限制。目前研究的熱點(diǎn)是對原有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，研制節(jié)能球磨機(jī)，比如陶瓷工業(yè)連續(xù)式球磨機(jī)、陶瓷原料連續(xù)錐形球磨機(jī)、靜動壓軸承球磨機(jī)、滾動軸承式球磨機(jī)、中心傳動節(jié)能球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)、擺動式球磨機(jī)等，這些新型機(jī)械設(shè)備在節(jié)能降耗方面取得了明顯的效果。

（2）磨機(jī)襯板的改進(jìn)

球磨機(jī)中的襯板可以保護(hù)筒體，延長設(shè)備使用壽命，同時(shí)其形狀能夠直接控制鋼球在筒體內(nèi)的運(yùn)動軌跡。同時(shí)，襯板是球磨機(jī)中極易磨損、更換量和消耗量較大的備件，占易損件耗費(fèi)的60％以上。改變襯板的材質(zhì)及其形式對提高球磨機(jī)作業(yè)率有重要影響。在材質(zhì)方面一般采用金屬襯板、橡膠襯板、磁性襯板、復(fù)合襯板等；襯板的改造形式有錐面分級襯板、角螺旋襯板等。

（3）磨機(jī)介質(zhì)的材料及形狀

研磨介質(zhì)的作用是在筒體內(nèi)產(chǎn)生沖、擠、磨、研作用，使物料達(dá)到成品細(xì)度和級配要求。磨礦介質(zhì)性能差會導(dǎo)致耐磨性差、單耗高、用量多，嚴(yán)重影響磨礦效率，占易損件耗費(fèi)約30%。球磨機(jī)內(nèi)磨礦介質(zhì)的運(yùn)動情況直接影響磨機(jī)生產(chǎn)效率。國內(nèi)外學(xué)者對磨礦介質(zhì)的運(yùn)動狀態(tài)做了大量研究。磨機(jī)介質(zhì)主要通過改善其材質(zhì)、形狀等提高磨礦效率。在材質(zhì)方面，低鉻白口鑄鐵磨球、以天然特種合金生鐵或廢渣合金生鐵為主要原料的合金鑄鐵球，因其價(jià)格低廉、磨耗適中，發(fā)展比較快。在形狀方面，短柱形、棒型球及圓柱棒型介質(zhì)相比傳統(tǒng)的鋼球磨機(jī)生產(chǎn)率高，單位功耗低。

2、工作參數(shù)優(yōu)化節(jié)能研究

球磨機(jī)工作狀態(tài)受到轉(zhuǎn)速率、填充率、球料比、長徑比、襯板及磨礦介質(zhì)尺寸等因素的影響，各因素間相互耦合，比較復(fù)雜。要充分發(fā)揮球磨機(jī)的磨礦效率，必須重視磨機(jī)設(shè)計(jì)操作參數(shù)的影響。磨礦參數(shù)選擇不當(dāng)會造成球磨機(jī)效率大大降低，還無法正常工作。在球磨機(jī)的工作參數(shù)中，轉(zhuǎn)速率和填充率對球磨機(jī)工作狀態(tài)影響較顯著。磨礦過程是物料由大顆粒逐漸變小的過程，在不同的磨礦階段，轉(zhuǎn)速率和填充率對產(chǎn)品粒度的影響也不盡相同。深入研究轉(zhuǎn)速率和填充率對產(chǎn)品粒度的影響機(jī)理，能夠?yàn)榍蚰C(jī)提出更為合理的磨礦工藝提供借鑒，從而大幅度地提高球磨機(jī)效率。

對球磨機(jī)參數(shù)優(yōu)化的研究主要采用數(shù)值模擬仿真和實(shí)驗(yàn)等方法。球磨機(jī)粉磨機(jī)理復(fù)雜，難以用解析模型描述，離散元方法為球磨機(jī)粉磨機(jī)理的研究提供了手段。離散元法是一種適用于研究不連續(xù)體力學(xué)行為的數(shù)值方法。離散元仿真能夠追蹤顆粒集合中每個顆粒的運(yùn)動，模擬單個顆粒與其他顆?；蛘咧車h(huán)境的碰撞。用離散元ＥＤＥＭ建立球磨機(jī)磨礦的離散元模型，綜合考慮球磨機(jī)的比功率、襯板磨損速率和顆粒破碎概率等的影響，對磨礦參數(shù)轉(zhuǎn)速率、填充率和襯板設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過離散元數(shù)值模擬分析介質(zhì)尺寸、磨機(jī)轉(zhuǎn)速率與介質(zhì)填充率對球磨機(jī)有用功率的影響。采用離散元法以球磨機(jī)有用功率為目標(biāo)，對填充率、轉(zhuǎn)速率、磨介尺寸、襯板高度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

紅星為打造較好球磨機(jī)不懈努力，本文紅星球磨機(jī)廠家通過球磨機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)與工作參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的節(jié)能研究，經(jīng)過改進(jìn)優(yōu)化后，球磨機(jī)更加趨于較好化，用于水泥、陶瓷、金屬與非金屬原料研磨更加低耗。