通過球磨機模型評價其磨礦性能

隨著工業(yè)上對細粒及超細粒物料需求的增加，對球磨機的研究也越來越多，研究主要集中在磨礦機理及關(guān)鍵參數(shù)匹配上。本文建立球磨機系統(tǒng)的模型，從碰撞力學(xué)的角度分析了不同運行參數(shù)下碰撞能量、碰撞頻率及功率消耗等與磨礦性能相關(guān)的物理量。對球磨機磨礦性能進行評價，在不同運行參數(shù)下研磨礦料，得到了各運行參數(shù)下的礦料粒度分布。

一、球磨機系統(tǒng)模型

球磨機主要由電機、筒體、研磨介質(zhì)、傳動裝置及分級裝置等構(gòu)成。球磨機工作時，電機通過減速器帶動研磨介質(zhì)在筒體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，筒體內(nèi)充滿介質(zhì)球和物料，介質(zhì)球和物料在電機的帶動下做多維循環(huán)運動，綜合利用剪切、摩擦作用來磨細物料。

為簡化問題，對模型作以下假設(shè)：①礦料相比介質(zhì)球尺寸較小，對模擬結(jié)果影響不大，僅以介質(zhì)球為模擬對象；②分析中只考慮兩個介質(zhì)球之間的碰撞，且認為兩個介質(zhì)球之間的碰撞都能被物料吸收；③介質(zhì)球直徑都為10mm，物理模型不考慮倒角、螺旋等細節(jié)。

按照分析步驟，將球磨機系統(tǒng)模型分為：物理模型、接觸模型及顆粒工廠，各模型含義如下。

（1）物理模型。物理模型包括磨機三維模型及鋼球模型。為了更好地模擬工作情況，根據(jù)試驗用球磨機的實際尺寸，建立球磨機三維簡化模型。鋼球模型表示顆粒集合，可以新建也可以從外部導(dǎo)入，模擬時每一個鋼球即是一個獨立單元。

（2）接觸模型。單元間的相互作用力可以由接觸模型得到，本文模擬時采用無滑動接觸模型。接觸模型的求解采用振動運動方程進行模擬，將顆粒接觸過程的振動運動進行法向和切向分解，切向振動又可以分為切向滑動與滾動。

（3）顆粒工廠。依據(jù)物理模型中定義的各種屬性，在磨機內(nèi)生成顆粒，鋼球僅在重力作用下以自由落體運動下落，呈自然堆積狀態(tài)。

二、球磨機磨礦性能的評價

球磨機在粉碎物料時，兩個介質(zhì)球捕獲物料顆粒碰撞產(chǎn)生的碰撞能作為外部能量施加給物料顆粒。當(dāng)碰撞能大于物料顆粒所需的粉碎能量時，物料顆粒就會破碎。

根據(jù)研究，球磨機磨礦性能主要由介質(zhì)施加給物料顆粒的碰撞應(yīng)力強度及碰撞應(yīng)力事件的發(fā)生次數(shù)決定，而碰撞應(yīng)力強度可以由介質(zhì)之間的碰撞能衡量，碰撞應(yīng)力發(fā)生次數(shù)可以由碰撞次數(shù)衡量。因此球磨機要在特定的時間內(nèi)粉磨足夠多的物料必須滿足兩個條件：單位時間內(nèi)磨礦介質(zhì)的碰撞次數(shù)足夠多及足夠多次的有效碰撞使其碰撞能足以使物料產(chǎn)生破碎。

實際工作中球磨機能耗除了用于顆粒的粉碎外，還包含許多與粉磨無關(guān)的消耗，如顆粒與機件之間的摩擦損失、顆粒和介質(zhì)之間的無用摩擦損耗、球磨機系統(tǒng)內(nèi)部損耗、提升物料做功等。

根據(jù)以上分析，球磨機磨礦效果的評價主要從兩個方面衡量：磨礦強度及能量耗散。磨礦強度可以用平均碰撞能、碰撞次數(shù)、總碰撞能評價；能量耗散可以由功率消耗及能量利用率來決定。

通過對球磨機磨礦方面技術(shù)優(yōu)勢總結(jié)，我們了解了球磨機基本工作狀態(tài)，進一步評價球磨機的過程中，我們總結(jié)出磨礦強度及能量耗散對球磨機磨礦效率的影響。紅星是專業(yè)的球磨機生產(chǎn)廠家，我們擁有專業(yè)的技術(shù)團隊與支持，如有需求，歡迎撥打0371-67772626咨詢我們。