球磨機(jī)更換鋼球?qū)ρ心バ实挠绊?/h1>
2024-01-18 02:23:26尚博文廖曉磊
大科技 2024年5期
尚博文，甘 影，廖曉磊
［安徽金星鈦白（集團(tuán)）有限公司，安徽 馬鞍山 243051］
0 引言
在球磨機(jī)中，添加一定量的鋼球，以鋼球?yàn)檠心ッ浇椋谇蚰C(jī)筒體旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，由于慣性、離心力及摩擦力的影響，使得鋼球附著在筒體襯板上，然后被筒體帶走，被帶到一定的高度后，由于其自身的引力而被拋落，如拋射體一般將筒體中的材料粉碎。該設(shè)備主要用于對(duì)各類礦物和其他材料進(jìn)行研磨，在礦產(chǎn)資源、建筑材料和化工工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用[1]。
作為選礦生產(chǎn)流程的重要設(shè)備之一，球磨機(jī)不僅在前期投資較大，并且在整個(gè)生產(chǎn)流程中有很大消耗。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，球磨機(jī)的成本幾乎占到整個(gè)選礦成本的半壁江山，磨礦的產(chǎn)品質(zhì)量也在很大程度上決定后續(xù)工序的技術(shù)指標(biāo)和精礦質(zhì)量。另外，球磨機(jī)的工作效率也決定了選礦廠的生產(chǎn)力，而提高工作效率就成為其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
在球磨機(jī)中，鋼珠的主要功能是撞擊和粉碎材料，并具有一定的粉碎功能。通過(guò)對(duì)鋼球進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以有效地改善鋼球的破碎效果，而鋼球的粒度大小、粒度級(jí)數(shù)和不同粒度的球體所占的比重，則決定了鋼球的粒度和粒度[2]。
金星鈦白廠的原礦石破碎過(guò)程中，一共有4 個(gè)風(fēng)力排料式的球磨機(jī)，鈦礦石從進(jìn)料口流入球磨機(jī)中，經(jīng)過(guò)鋼球的撞擊和碾壓，材料從磨機(jī)的入口慢慢地轉(zhuǎn)移到了出口，而在這個(gè)過(guò)程中，還會(huì)將分離器、選粉機(jī)、脈沖除塵器和引風(fēng)器等裝置串聯(lián)起來(lái)[3]。在引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)候，球磨機(jī)機(jī)內(nèi)是一個(gè)負(fù)壓的環(huán)境，經(jīng)過(guò)風(fēng)力的作用，被碾壓過(guò)的礦石會(huì)從出料口流入管路中，再被選粉機(jī)進(jìn)行分離，然后再被送到球磨機(jī)的入口，而那些被磨成了碎片的礦石，就會(huì)被分離器進(jìn)行分離和回收，然后被存放在磨后的礦粉倉(cāng)中，供酸解工序所用。
1 球磨機(jī)工作原理
球磨機(jī)是由一個(gè)橫向的筒體、一個(gè)出入料空心軸以及一個(gè)磨頭等部件構(gòu)成的，筒體是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的圓筒，里面安裝著一個(gè)研磨體，筒體是一個(gè)用鋼板制成，上面有一個(gè)鋼制襯板，它與筒體相連接，研磨體通常是一個(gè)鋼制圓球，并且按照不同的直徑以及特定的比例裝入了筒體之中，并且還可以使用一個(gè)鋼段。按照研磨物料的顆粒大小進(jìn)行選取，由球磨機(jī)進(jìn)料端空心軸裝入筒體，在球磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，在慣性和離心力的影響下，研磨體附著在筒體襯板上，被筒體帶走，被帶到一定的高度后，因其自身的引力而被拋落，如拋射體一般將筒體中的物料粉碎[4]。
原料是通過(guò)給料設(shè)備，通過(guò)入料中空軸，以螺旋式的方式，以螺旋式的方式，把原料輸送到磨機(jī)的第一個(gè)倉(cāng)庫(kù)里。在這個(gè)倉(cāng)庫(kù)里，有一塊臺(tái)階狀的墊片，或者是一塊波紋狀的墊片，里面裝滿了不同的尺寸的鋼珠，隨著圓筒的旋轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)離心力，把這些鋼珠送到一定的高度之后，再掉下來(lái)，這樣就會(huì)對(duì)原料造成沉重的打擊，從而達(dá)到碾壓的效果。原料經(jīng)過(guò)一號(hào)倉(cāng)庫(kù)的初步粉碎后，再通過(guò)一塊隔離板，再進(jìn)入二號(hào)倉(cāng)庫(kù)，在二號(hào)倉(cāng)庫(kù)中嵌入一塊帶有鐵珠的扁平墊片，對(duì)原料進(jìn)行二次粉碎。在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，研磨體也會(huì)出現(xiàn)滑落的情況，在滑落的過(guò)程中，會(huì)給物料以研磨作用，為了更好地利用研磨作用，當(dāng)物料顆粒比較大的時(shí)候，就會(huì)用隔倉(cāng)板分割為二段，也就是變成了兩個(gè)倉(cāng)，當(dāng)原料進(jìn)入第一倉(cāng)的時(shí)候，會(huì)被鋼球擊碎，當(dāng)原料進(jìn)入第二倉(cāng)的時(shí)候，鋼段會(huì)對(duì)原料進(jìn)行研磨，磨細(xì)合格的原料從出料端空心軸排出。
2 鋼球?qū)η蚰C(jī)工作的影響因素
在磨機(jī)工作過(guò)程中，根據(jù)鋼球質(zhì)量水平，分析實(shí)際的生產(chǎn)能力，影響范圍，分析磨機(jī)的綜合能耗水平高低配比。鋼球在實(shí)際選定過(guò)程中，需要考慮是否會(huì)影響球磨機(jī)的整體生產(chǎn)效率水平，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低成本，確保經(jīng)濟(jì)效益水平的可實(shí)施性，這是符合企業(yè)綜合發(fā)展必要價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益條件的。在選定鋼球過(guò)程中，需要考量球磨機(jī)鋼球的硬度、球磨機(jī)鋼球的密度兩個(gè)因素。
鋼球的硬度如果過(guò)高，鋼球之間會(huì)產(chǎn)生摩擦，滑動(dòng)快，不會(huì)與礦顆粒碰撞，礦顆粒磨碎程度逐步減弱。如果鋼球過(guò)硬，會(huì)導(dǎo)致跳動(dòng)嚴(yán)重。回彈過(guò)程中，過(guò)度的能量無(wú)法用于破碎的礦顆粒，直接影響整體效率水平。鋼球硬度需要適當(dāng)?shù)倪x定，并非越硬越好。根據(jù)球磨機(jī)鋼球的大小尺寸，需要注意鋼球的密度和可生產(chǎn)效率水平。隨著生產(chǎn)率增大，密度越小，生產(chǎn)效率小。對(duì)于同樣的100mm 的鋼球，鋼球的密度會(huì)因?yàn)椴馁|(zhì)不同、大小不同產(chǎn)生差異。鍛造過(guò)程中，需要注意軋鋼鋼球的配比，分析鑄造工藝中鑄造鋼球的密度大小。通過(guò)調(diào)整鋼球密度量，分析材質(zhì)差異，調(diào)整鍛造鋼球的配比關(guān)系，優(yōu)化配比結(jié)構(gòu)模式。
2.1 體積密度對(duì)球磨效率的影響
相同的體積研磨體，密度越大，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。在沖擊和研磨過(guò)程中，對(duì)于物料的作用越大，容易出現(xiàn)破損物料的情況。對(duì)于同一規(guī)格的球磨機(jī)，需要分析相同載重量下的研磨體的有效空間配比，在合理范圍內(nèi)提高球磨效率。
2.2 研磨體的外觀對(duì)球磨效率的影響
物料較粗，開(kāi)始階段需要對(duì)研磨體的沖擊作用進(jìn)行調(diào)整。研磨體沖擊量越大，物料擊碎后，研磨體外觀、表面影響不大。隨著球磨操作，物料越細(xì)，研磨體凹坑的物料無(wú)法研磨，需要降低。研磨體接近圓球的時(shí)候，表面平整，研磨球效率提升。
2.3 研磨體強(qiáng)度和磨損耗對(duì)球磨效率的影響
研磨體是采用上下炮蘿運(yùn)行方式，研磨強(qiáng)度低，容易破碎。破損后的研磨體棱角磨損量增大，磨損效率較低。磨耗增加后，改變化學(xué)基本組成成本，會(huì)對(duì)釉料的整體影響水平加大，導(dǎo)致研磨體強(qiáng)度的損耗影響增加。
3 球磨機(jī)鋼球級(jí)配
在球磨機(jī)中，鋼珠的主要功能是撞擊和粉碎材料，并具有一定的粉碎功能。所以，對(duì)鋼珠進(jìn)行分級(jí)，正是為了達(dá)到以上兩點(diǎn)。粉碎效果的高低，會(huì)直接影響粉磨效率，并最終影響球磨機(jī)產(chǎn)量，能否達(dá)到粉碎要求，取決于鋼球的級(jí)配是否合理，主要包括鋼球大小、球徑級(jí)數(shù)、各種規(guī)格球所占比例等[5]。在決定這個(gè)參數(shù)時(shí)，要綜合考量球磨機(jī)規(guī)格尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品細(xì)度等方面，同時(shí)也要考量進(jìn)磨物料的性質(zhì)（易磨性、粒度大小等）。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的高效破碎，在選擇配合比時(shí)應(yīng)遵守如下原則。
首先，鐵珠必須有一定的力量，才能保證鐵珠有一定的力量來(lái)粉碎鐵珠，鐵珠的直徑與鐵珠的直徑有關(guān)。
其次，對(duì)材料的撞擊要求達(dá)到一定的數(shù)量，這個(gè)數(shù)量與球體的裝藥量及球體的平均直徑密切相關(guān)。在保持裝藥量不變的情況下，為了使破碎效果更好，應(yīng)盡可能地減少粉粒的粒徑，并盡可能地多地多顆球形顆粒，從而使破碎效果更好。
為了使原料在粉碎機(jī)中有充足的滯留時(shí)間，使原料得到充分的研磨。
二級(jí)配球方法中，有兩個(gè)尺寸的鐵球，每一個(gè)鐵球的直徑都有很大的差別。其原理是利用大顆粒間的間隙用小顆粒來(lái)填補(bǔ)，從而完全增加了鋼珠的裝填密度[6]。通過(guò)這種方式，一方面，可以增加磨機(jī)的撞擊能力和撞擊次數(shù)，與碾壓體的功能特征相一致，另一方面，更高的填充密度可以使得原料可以獲得一定的碾壓效果。在二級(jí)顆粒分配中，大顆粒的功能是撞擊和粉碎材料，而小顆粒的功能是填補(bǔ)大顆粒之間的間隙，增大粉碎機(jī)的裝填密度，從而控制材料的流動(dòng)速度，增大粉碎機(jī)的粉碎機(jī)容量；作為一個(gè)能量轉(zhuǎn)移裝置，把大顆粒撞擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊力轉(zhuǎn)移到材料上；將孔洞中的粗粒料從孔洞中擠出，放置在大球體的撞擊區(qū)域[7]。
4 球磨機(jī)鋼球更換
因?yàn)榍蚰C(jī)是一臺(tái)24h 不間斷運(yùn)行的機(jī)器，所以它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和傳輸設(shè)備都受到了很大的損傷，所以必須要對(duì)它進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)，維護(hù)工作的質(zhì)量將會(huì)對(duì)它的運(yùn)行效率和使用壽命產(chǎn)生很大的影響。在長(zhǎng)期的大規(guī)模維修中，為了提高填充比，經(jīng)常要對(duì)損壞的球體進(jìn)行替換。隨著鋼球填充比的增大，該球磨機(jī)的處理量也隨之增大，同時(shí)，隨著鋼球填充比的增大，該球磨機(jī)的處理量也隨之增大。當(dāng)球磨機(jī)內(nèi)填充比為45%時(shí)，其負(fù)載達(dá)到最高值，當(dāng)填充比大于45%時(shí)，隨著填充比的增大，其負(fù)載明顯降低。
5 鋼球更換前后磨機(jī)產(chǎn)能測(cè)算
5.1 測(cè)算方法
三期風(fēng)掃磨2#磨機(jī)從2022 年10 月31 日開(kāi)始停機(jī)進(jìn)行大修，期間對(duì)內(nèi)部鋼球進(jìn)行篩選更換，于2022年11 月11 日晚上開(kāi)機(jī)運(yùn)行。為驗(yàn)證更換鋼球后磨機(jī)磨礦效果，對(duì)研磨同一種礦粉配比時(shí)的磨機(jī)產(chǎn)能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。三期風(fēng)掃磨在2022 年9 月19—29 日與11 月11—21 日這兩個(gè)周期內(nèi)磨的都是肯越西111 礦，且分別處于鋼球更換前后。
分別以9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 與11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 為兩個(gè)統(tǒng)計(jì)周期，統(tǒng)計(jì)各礦粉儲(chǔ)罐中的礦粉數(shù)量、酸解投料使用礦粉數(shù)量、一期向三期倒礦數(shù)量和三期風(fēng)掃磨1#、2#機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)間，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估。
5.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
5.2.1 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)
9 月19 日8：00 和9 月29 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)如表1 所示。三期儲(chǔ)罐中的礦粉數(shù)量29 日相較19 日增加10t。
表1 9 月19 日8：00 和9 月29 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)
11 月11 日8：00 和11 月21 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)如表2 所示。三期儲(chǔ)罐中的礦粉數(shù)量21 日相較11日增加1380t。
表2 11 月11 日8：00 和11 月21 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)
5.2.2 酸解礦粉用量
9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 各期酸解礦粉用量如表3 所示。三、四期酸解在這10d 內(nèi)用礦總量為6723.7t。
表3 9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 各期酸解礦粉用量
11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 各期酸解礦粉用量如表4 所示。三、四期酸解在這10d 內(nèi)用礦總量為5497.78t。
表4 11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 各期酸解礦粉用量
5.2.3 倒礦數(shù)量
在9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 這10d 內(nèi)，一期向三期倒礦量為1010t。
在11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 這10d 內(nèi)，一期向三期倒礦量為605t。
5.2.4 開(kāi)機(jī)時(shí)間
9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間如表5 所示。
表5 9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間
11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間如表6 所示。
表6 11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間
5.3 數(shù)據(jù)計(jì)算
5.3.1 三期磨機(jī)平均產(chǎn)能
在9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 這10d 內(nèi)，總磨礦量為6723.7+10-1010=5723.7t，總開(kāi)機(jī)時(shí)間為427.07h，則三期磨機(jī)平均產(chǎn)能為5723.7÷427.07 ＝13.40t/h。
在11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 這10d 內(nèi)，總磨礦量為5497.78+1380-605=6272.78t，總開(kāi)機(jī)時(shí)間為430.59h，則三期磨機(jī)平均產(chǎn)能為6272.78÷430.59＝14.57t/h。
更換鋼球后三期磨機(jī)平均產(chǎn)能提升1.17t/h，提升幅度為8.7%。
5.3.2 三期2#磨機(jī)產(chǎn)能
假設(shè)總磨礦量由兩臺(tái)磨機(jī)平均分配，則在9 月19日8：00—9 月29 日8：00 這10d 內(nèi)，1#磨機(jī)的產(chǎn)能為13.61t/h，2#磨機(jī)的產(chǎn)能為13.20t/h。
由于1# 磨機(jī)未更換鋼球，1# 磨機(jī)在11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 這10d 內(nèi)產(chǎn)能不變，由此估算更換鋼球后2#磨機(jī)的產(chǎn)能為15.58t/h。
更換鋼球后三期2#磨機(jī)產(chǎn)能提升2.38t/h，提升幅度為18%。
6 結(jié)論
根據(jù)更換鋼球前后數(shù)據(jù)分析得出，在研磨物料不變的情況下，球磨機(jī)更換鋼球可以使研磨效率提升18%，磨機(jī)產(chǎn)能提升較為明顯[8]。所以在球磨機(jī)的日常使用過(guò)程中，不僅需要定期檢修，更換磨損過(guò)度的機(jī)械結(jié)構(gòu)，還需要對(duì)球磨機(jī)內(nèi)部的破碎的鋼球進(jìn)行篩分更換，才能讓球磨機(jī)處于較為理想的工作狀態(tài)。
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在球磨機(jī)中，添加一定量的鋼球，以鋼球?yàn)檠心ッ浇椋谇蚰C(jī)筒體旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，由于慣性、離心力及摩擦力的影響，使得鋼球附著在筒體襯板上，然后被筒體帶走，被帶到一定的高度后，由于其自身的引力而被拋落，如拋射體一般將筒體中的材料粉碎。該設(shè)備主要用于對(duì)各類礦物和其他材料進(jìn)行研磨，在礦產(chǎn)資源、建筑材料和化工工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用[1]。
作為選礦生產(chǎn)流程的重要設(shè)備之一，球磨機(jī)不僅在前期投資較大，并且在整個(gè)生產(chǎn)流程中有很大消耗。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，球磨機(jī)的成本幾乎占到整個(gè)選礦成本的半壁江山，磨礦的產(chǎn)品質(zhì)量也在很大程度上決定后續(xù)工序的技術(shù)指標(biāo)和精礦質(zhì)量。另外，球磨機(jī)的工作效率也決定了選礦廠的生產(chǎn)力，而提高工作效率就成為其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
在球磨機(jī)中，鋼珠的主要功能是撞擊和粉碎材料，并具有一定的粉碎功能。通過(guò)對(duì)鋼球進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以有效地改善鋼球的破碎效果，而鋼球的粒度大小、粒度級(jí)數(shù)和不同粒度的球體所占的比重，則決定了鋼球的粒度和粒度[2]。
金星鈦白廠的原礦石破碎過(guò)程中，一共有4 個(gè)風(fēng)力排料式的球磨機(jī)，鈦礦石從進(jìn)料口流入球磨機(jī)中，經(jīng)過(guò)鋼球的撞擊和碾壓，材料從磨機(jī)的入口慢慢地轉(zhuǎn)移到了出口，而在這個(gè)過(guò)程中，還會(huì)將分離器、選粉機(jī)、脈沖除塵器和引風(fēng)器等裝置串聯(lián)起來(lái)[3]。在引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行的時(shí)候，球磨機(jī)機(jī)內(nèi)是一個(gè)負(fù)壓的環(huán)境，經(jīng)過(guò)風(fēng)力的作用，被碾壓過(guò)的礦石會(huì)從出料口流入管路中，再被選粉機(jī)進(jìn)行分離，然后再被送到球磨機(jī)的入口，而那些被磨成了碎片的礦石，就會(huì)被分離器進(jìn)行分離和回收，然后被存放在磨后的礦粉倉(cāng)中，供酸解工序所用。
1 球磨機(jī)工作原理
球磨機(jī)是由一個(gè)橫向的筒體、一個(gè)出入料空心軸以及一個(gè)磨頭等部件構(gòu)成的，筒體是一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的圓筒，里面安裝著一個(gè)研磨體，筒體是一個(gè)用鋼板制成，上面有一個(gè)鋼制襯板，它與筒體相連接，研磨體通常是一個(gè)鋼制圓球，并且按照不同的直徑以及特定的比例裝入了筒體之中，并且還可以使用一個(gè)鋼段。按照研磨物料的顆粒大小進(jìn)行選取，由球磨機(jī)進(jìn)料端空心軸裝入筒體，在球磨機(jī)筒體旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，在慣性和離心力的影響下，研磨體附著在筒體襯板上，被筒體帶走，被帶到一定的高度后，因其自身的引力而被拋落，如拋射體一般將筒體中的物料粉碎[4]。
原料是通過(guò)給料設(shè)備，通過(guò)入料中空軸，以螺旋式的方式，以螺旋式的方式，把原料輸送到磨機(jī)的第一個(gè)倉(cāng)庫(kù)里。在這個(gè)倉(cāng)庫(kù)里，有一塊臺(tái)階狀的墊片，或者是一塊波紋狀的墊片，里面裝滿了不同的尺寸的鋼珠，隨著圓筒的旋轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)離心力，把這些鋼珠送到一定的高度之后，再掉下來(lái)，這樣就會(huì)對(duì)原料造成沉重的打擊，從而達(dá)到碾壓的效果。原料經(jīng)過(guò)一號(hào)倉(cāng)庫(kù)的初步粉碎后，再通過(guò)一塊隔離板，再進(jìn)入二號(hào)倉(cāng)庫(kù)，在二號(hào)倉(cāng)庫(kù)中嵌入一塊帶有鐵珠的扁平墊片，對(duì)原料進(jìn)行二次粉碎。在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，研磨體也會(huì)出現(xiàn)滑落的情況，在滑落的過(guò)程中，會(huì)給物料以研磨作用，為了更好地利用研磨作用，當(dāng)物料顆粒比較大的時(shí)候，就會(huì)用隔倉(cāng)板分割為二段，也就是變成了兩個(gè)倉(cāng)，當(dāng)原料進(jìn)入第一倉(cāng)的時(shí)候，會(huì)被鋼球擊碎，當(dāng)原料進(jìn)入第二倉(cāng)的時(shí)候，鋼段會(huì)對(duì)原料進(jìn)行研磨，磨細(xì)合格的原料從出料端空心軸排出。
2 鋼球?qū)η蚰C(jī)工作的影響因素
在磨機(jī)工作過(guò)程中，根據(jù)鋼球質(zhì)量水平，分析實(shí)際的生產(chǎn)能力，影響范圍，分析磨機(jī)的綜合能耗水平高低配比。鋼球在實(shí)際選定過(guò)程中，需要考慮是否會(huì)影響球磨機(jī)的整體生產(chǎn)效率水平，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，降低成本，確保經(jīng)濟(jì)效益水平的可實(shí)施性，這是符合企業(yè)綜合發(fā)展必要價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益條件的。在選定鋼球過(guò)程中，需要考量球磨機(jī)鋼球的硬度、球磨機(jī)鋼球的密度兩個(gè)因素。
鋼球的硬度如果過(guò)高，鋼球之間會(huì)產(chǎn)生摩擦，滑動(dòng)快，不會(huì)與礦顆粒碰撞，礦顆粒磨碎程度逐步減弱。如果鋼球過(guò)硬，會(huì)導(dǎo)致跳動(dòng)嚴(yán)重。回彈過(guò)程中，過(guò)度的能量無(wú)法用于破碎的礦顆粒，直接影響整體效率水平。鋼球硬度需要適當(dāng)?shù)倪x定，并非越硬越好。根據(jù)球磨機(jī)鋼球的大小尺寸，需要注意鋼球的密度和可生產(chǎn)效率水平。隨著生產(chǎn)率增大，密度越小，生產(chǎn)效率小。對(duì)于同樣的100mm 的鋼球，鋼球的密度會(huì)因?yàn)椴馁|(zhì)不同、大小不同產(chǎn)生差異。鍛造過(guò)程中，需要注意軋鋼鋼球的配比，分析鑄造工藝中鑄造鋼球的密度大小。通過(guò)調(diào)整鋼球密度量，分析材質(zhì)差異，調(diào)整鍛造鋼球的配比關(guān)系，優(yōu)化配比結(jié)構(gòu)模式。
2.1 體積密度對(duì)球磨效率的影響
相同的體積研磨體，密度越大，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。在沖擊和研磨過(guò)程中，對(duì)于物料的作用越大，容易出現(xiàn)破損物料的情況。對(duì)于同一規(guī)格的球磨機(jī)，需要分析相同載重量下的研磨體的有效空間配比，在合理范圍內(nèi)提高球磨效率。
2.2 研磨體的外觀對(duì)球磨效率的影響
物料較粗，開(kāi)始階段需要對(duì)研磨體的沖擊作用進(jìn)行調(diào)整。研磨體沖擊量越大，物料擊碎后，研磨體外觀、表面影響不大。隨著球磨操作，物料越細(xì)，研磨體凹坑的物料無(wú)法研磨，需要降低。研磨體接近圓球的時(shí)候，表面平整，研磨球效率提升。
2.3 研磨體強(qiáng)度和磨損耗對(duì)球磨效率的影響
研磨體是采用上下炮蘿運(yùn)行方式，研磨強(qiáng)度低，容易破碎。破損后的研磨體棱角磨損量增大，磨損效率較低。磨耗增加后，改變化學(xué)基本組成成本，會(huì)對(duì)釉料的整體影響水平加大，導(dǎo)致研磨體強(qiáng)度的損耗影響增加。
3 球磨機(jī)鋼球級(jí)配
在球磨機(jī)中，鋼珠的主要功能是撞擊和粉碎材料，并具有一定的粉碎功能。所以，對(duì)鋼珠進(jìn)行分級(jí)，正是為了達(dá)到以上兩點(diǎn)。粉碎效果的高低，會(huì)直接影響粉磨效率，并最終影響球磨機(jī)產(chǎn)量，能否達(dá)到粉碎要求，取決于鋼球的級(jí)配是否合理，主要包括鋼球大小、球徑級(jí)數(shù)、各種規(guī)格球所占比例等[5]。在決定這個(gè)參數(shù)時(shí)，要綜合考量球磨機(jī)規(guī)格尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品細(xì)度等方面，同時(shí)也要考量進(jìn)磨物料的性質(zhì)（易磨性、粒度大小等）。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的高效破碎，在選擇配合比時(shí)應(yīng)遵守如下原則。
首先，鐵珠必須有一定的力量，才能保證鐵珠有一定的力量來(lái)粉碎鐵珠，鐵珠的直徑與鐵珠的直徑有關(guān)。
其次，對(duì)材料的撞擊要求達(dá)到一定的數(shù)量，這個(gè)數(shù)量與球體的裝藥量及球體的平均直徑密切相關(guān)。在保持裝藥量不變的情況下，為了使破碎效果更好，應(yīng)盡可能地減少粉粒的粒徑，并盡可能地多地多顆球形顆粒，從而使破碎效果更好。
為了使原料在粉碎機(jī)中有充足的滯留時(shí)間，使原料得到充分的研磨。
二級(jí)配球方法中，有兩個(gè)尺寸的鐵球，每一個(gè)鐵球的直徑都有很大的差別。其原理是利用大顆粒間的間隙用小顆粒來(lái)填補(bǔ)，從而完全增加了鋼珠的裝填密度[6]。通過(guò)這種方式，一方面，可以增加磨機(jī)的撞擊能力和撞擊次數(shù)，與碾壓體的功能特征相一致，另一方面，更高的填充密度可以使得原料可以獲得一定的碾壓效果。在二級(jí)顆粒分配中，大顆粒的功能是撞擊和粉碎材料，而小顆粒的功能是填補(bǔ)大顆粒之間的間隙，增大粉碎機(jī)的裝填密度，從而控制材料的流動(dòng)速度，增大粉碎機(jī)的粉碎機(jī)容量；作為一個(gè)能量轉(zhuǎn)移裝置，把大顆粒撞擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊力轉(zhuǎn)移到材料上；將孔洞中的粗粒料從孔洞中擠出，放置在大球體的撞擊區(qū)域[7]。
4 球磨機(jī)鋼球更換
因?yàn)榍蚰C(jī)是一臺(tái)24h 不間斷運(yùn)行的機(jī)器，所以它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和傳輸設(shè)備都受到了很大的損傷，所以必須要對(duì)它進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)，維護(hù)工作的質(zhì)量將會(huì)對(duì)它的運(yùn)行效率和使用壽命產(chǎn)生很大的影響。在長(zhǎng)期的大規(guī)模維修中，為了提高填充比，經(jīng)常要對(duì)損壞的球體進(jìn)行替換。隨著鋼球填充比的增大，該球磨機(jī)的處理量也隨之增大，同時(shí)，隨著鋼球填充比的增大，該球磨機(jī)的處理量也隨之增大。當(dāng)球磨機(jī)內(nèi)填充比為45%時(shí)，其負(fù)載達(dá)到最高值，當(dāng)填充比大于45%時(shí)，隨著填充比的增大，其負(fù)載明顯降低。
5 鋼球更換前后磨機(jī)產(chǎn)能測(cè)算
5.1 測(cè)算方法
三期風(fēng)掃磨2#磨機(jī)從2022 年10 月31 日開(kāi)始停機(jī)進(jìn)行大修，期間對(duì)內(nèi)部鋼球進(jìn)行篩選更換，于2022年11 月11 日晚上開(kāi)機(jī)運(yùn)行。為驗(yàn)證更換鋼球后磨機(jī)磨礦效果，對(duì)研磨同一種礦粉配比時(shí)的磨機(jī)產(chǎn)能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。三期風(fēng)掃磨在2022 年9 月19—29 日與11 月11—21 日這兩個(gè)周期內(nèi)磨的都是肯越西111 礦，且分別處于鋼球更換前后。
分別以9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 與11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 為兩個(gè)統(tǒng)計(jì)周期，統(tǒng)計(jì)各礦粉儲(chǔ)罐中的礦粉數(shù)量、酸解投料使用礦粉數(shù)量、一期向三期倒礦數(shù)量和三期風(fēng)掃磨1#、2#機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)間，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估。
5.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
5.2.1 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)
9 月19 日8：00 和9 月29 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)如表1 所示。三期儲(chǔ)罐中的礦粉數(shù)量29 日相較19 日增加10t。
表1 9 月19 日8：00 和9 月29 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)
11 月11 日8：00 和11 月21 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)如表2 所示。三期儲(chǔ)罐中的礦粉數(shù)量21 日相較11日增加1380t。
表2 11 月11 日8：00 和11 月21 日8：00 礦粉儲(chǔ)罐數(shù)據(jù)
5.2.2 酸解礦粉用量
9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 各期酸解礦粉用量如表3 所示。三、四期酸解在這10d 內(nèi)用礦總量為6723.7t。
表3 9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 各期酸解礦粉用量
11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 各期酸解礦粉用量如表4 所示。三、四期酸解在這10d 內(nèi)用礦總量為5497.78t。
表4 11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 各期酸解礦粉用量
5.2.3 倒礦數(shù)量
在9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 這10d 內(nèi)，一期向三期倒礦量為1010t。
在11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 這10d 內(nèi)，一期向三期倒礦量為605t。
5.2.4 開(kāi)機(jī)時(shí)間
9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間如表5 所示。
表5 9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間
11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間如表6 所示。
表6 11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 風(fēng)掃磨開(kāi)機(jī)時(shí)間
5.3 數(shù)據(jù)計(jì)算
5.3.1 三期磨機(jī)平均產(chǎn)能
在9 月19 日8：00—9 月29 日8：00 這10d 內(nèi)，總磨礦量為6723.7+10-1010=5723.7t，總開(kāi)機(jī)時(shí)間為427.07h，則三期磨機(jī)平均產(chǎn)能為5723.7÷427.07 ＝13.40t/h。
在11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 這10d 內(nèi)，總磨礦量為5497.78+1380-605=6272.78t，總開(kāi)機(jī)時(shí)間為430.59h，則三期磨機(jī)平均產(chǎn)能為6272.78÷430.59＝14.57t/h。
更換鋼球后三期磨機(jī)平均產(chǎn)能提升1.17t/h，提升幅度為8.7%。
5.3.2 三期2#磨機(jī)產(chǎn)能
假設(shè)總磨礦量由兩臺(tái)磨機(jī)平均分配，則在9 月19日8：00—9 月29 日8：00 這10d 內(nèi)，1#磨機(jī)的產(chǎn)能為13.61t/h，2#磨機(jī)的產(chǎn)能為13.20t/h。
由于1# 磨機(jī)未更換鋼球，1# 磨機(jī)在11 月11 日8：00—11 月21 日8：00 這10d 內(nèi)產(chǎn)能不變，由此估算更換鋼球后2#磨機(jī)的產(chǎn)能為15.58t/h。
更換鋼球后三期2#磨機(jī)產(chǎn)能提升2.38t/h，提升幅度為18%。
6 結(jié)論
根據(jù)更換鋼球前后數(shù)據(jù)分析得出，在研磨物料不變的情況下，球磨機(jī)更換鋼球可以使研磨效率提升18%，磨機(jī)產(chǎn)能提升較為明顯[8]。所以在球磨機(jī)的日常使用過(guò)程中，不僅需要定期檢修，更換磨損過(guò)度的機(jī)械結(jié)構(gòu)，還需要對(duì)球磨機(jī)內(nèi)部的破碎的鋼球進(jìn)行篩分更換，才能讓球磨機(jī)處于較為理想的工作狀態(tài)。
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