陶瓷球與鋼球級(jí)配方案設(shè)計(jì)的差異性

  1.研磨體：在球磨機(jī)筒體內(nèi)以機(jī)械力粉磨物料的介質(zhì)統(tǒng)稱為研磨體。它包括鋼棒、鋼球、鋼鍛、礫石、鵝卵石、陶瓷球、陶瓷鍛等。

  2.裝載量：即研磨體在磨機(jī)內(nèi)的實(shí)際重量，以“噸”為計(jì)量單位。

  3.填充率：即研磨體在磨內(nèi)所占的體積與磨內(nèi)有效容積的百分比（%），如果以小數(shù)表示，則稱其為填充系數(shù)。

  4.規(guī)格與級(jí)數(shù)：鋼球規(guī)格以直徑（Φ）表示，計(jì)量單位mm。在我國(guó)，每10mm為一級(jí)，如Φ90、Φ80、Φ70等等。鋼棒、鋼鍛規(guī)格以直徑×長(zhǎng)度表示，計(jì)量單位mm。

  5.研磨體級(jí)配：不同規(guī)格的研磨體配合在一起使用，稱為研磨體級(jí)配。它減少了空隙率，使其與物料的接觸機(jī)會(huì)增多，有利于提高能量利用率和粉磨效率。

  二、鋼球（鋼鍛）級(jí)配設(shè)計(jì)原則

  1.根據(jù)入磨物料粒徑確定磨內(nèi)最大球徑和平均球徑

  鋼球最大球徑的選擇可以用計(jì)算式，也可以用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。計(jì)算式如下：

  各倉(cāng)位平均球徑的計(jì)算式如下：

  （請(qǐng)參閱本報(bào)報(bào)紙）

  式中，D平均球徑為倉(cāng)位平均球徑（mm）；

  G為倉(cāng)位鋼球總裝載量（t）；

  D1、D2、D3、D4為各級(jí)鋼球直徑（mm）；

  G1、G2、G3、G4為各級(jí)鋼球裝載量（t）。

  2.根據(jù)粉磨工藝要求確定各倉(cāng)填充率和裝載量

  （1）如果入磨物料最大粒徑在5mm以上，一倉(cāng)需要拋落鋼球沖擊粉碎物料，填充率不要超過30%；如果入磨物料最大粒徑在5mm以下，一倉(cāng)不需要拋落鋼球，而需要傾瀉鋼球研磨物料，填充率應(yīng)超過30%。

  （2）如果是開路粉磨系統(tǒng)，前倉(cāng)填充率應(yīng)低于后倉(cāng)，有利于延長(zhǎng)物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間，確保產(chǎn)品質(zhì)量；如果是閉路粉磨系統(tǒng)，前倉(cāng)填充率應(yīng)高于后倉(cāng)，有利于縮短物料在磨內(nèi)的停留時(shí)間，提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。

  （3）磨機(jī)研磨體額定裝載量由設(shè)備制造商（產(chǎn)品樣本）提供，各倉(cāng)裝載量可參照單位倉(cāng)長(zhǎng)裝載量平均分配（也可參考同類水泥廠家生產(chǎn)數(shù)據(jù)），然后根據(jù)各倉(cāng)填充率換算結(jié)果最后確定。總裝載量不得超過磨機(jī)額定裝載量，以免主電機(jī)故障。

  3.確定各倉(cāng)研磨體級(jí)數(shù)及其比例

  （1）鋼球一般3～5級(jí)，常取4級(jí)，如Φ80、Φ70、Φ60、Φ50。

  （2）鋼鍛一般2～4級(jí)，常取3級(jí)，如Φ25×20、Φ20×17、Φ17×15。

  （3）為了保證相鄰兩倉(cāng)粉磨速度平衡，前后兩倉(cāng)配球應(yīng)交叉一級(jí)，即前倉(cāng)最小球徑與后倉(cāng)最大球徑相同。如一倉(cāng)Φ80、Φ70、Φ60、Φ50，二倉(cāng)Φ50、Φ40、Φ30、Φ20。

  （4）研磨體級(jí)配比例：鋼球采用“兩頭小、中間大”的原則，即最大球和最小球占比例小一些，中間級(jí)別占比例多一些。鋼鍛采用平均分配原則，即如果是兩級(jí)就各占一半，如果是三級(jí)就各占三分之一。

  三、陶瓷球級(jí)配設(shè)計(jì)原則

  目前，我國(guó)干法水泥球磨機(jī)都是以鋼球?yàn)檠心ンw而設(shè)計(jì)的。因此，陶瓷球的級(jí)配設(shè)計(jì)原則也要參照鋼球級(jí)配的設(shè)計(jì)原則來確定。二者的主要區(qū)別如下：

  1.陶瓷球最大球徑的確定

  依據(jù)入磨物料最大粒徑，先計(jì)算出最大鋼球球徑，然后確定陶瓷球的最大球徑，即比理論計(jì)算的鋼球球徑大一級(jí)。

  如果前倉(cāng)使用鋼球、后倉(cāng)使用陶瓷球，則遵循前后倉(cāng)級(jí)配交叉一級(jí)的原則，并考慮陶瓷球質(zhì)量輕的因素，選擇陶瓷球的最大球徑應(yīng)比前一倉(cāng)的最小鋼球球徑大一級(jí)，這樣有利于實(shí)現(xiàn)前后倉(cāng)的粉磨能力平衡。

  2.陶瓷球采用四級(jí)配球，陶瓷球的各級(jí)裝載量不能平均分配。

  陶瓷球一般采用四級(jí)配球，各級(jí)裝載量要兼顧緊密堆積的原則，使其空隙率盡量減小，提高陶瓷球與物料的接觸機(jī)會(huì)和研磨效率，有利于對(duì)水泥顆粒的球化造粒，改善水泥產(chǎn)品的使用性能。

  經(jīng)過多次工業(yè)性試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)各級(jí)陶瓷球的裝載量，不宜采用平均分配的原則。而采用“前少后多”的分配方案（如20%:20%:30%:30%）效果較好，即大球所占比例略低于小球的比例。

  3.陶瓷球填充率與工藝流程無關(guān)

  鋼球級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮按粉磨系統(tǒng)流程（開路、閉路）來確定多倉(cāng)磨的各倉(cāng)研磨體裝填形式，前倉(cāng)高、后倉(cāng)低，前倉(cāng)低、后倉(cāng)高，或前后倉(cāng)持平等，以便控制磨內(nèi)物料流速和出磨物料細(xì)度。由于陶瓷球材質(zhì)輕，在球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，處于傾斜狀態(tài)的陶瓷球會(huì)產(chǎn)生較松散的活動(dòng)空間。相比鋼球、鋼鍛的研磨倉(cāng)，其物料流速快、通風(fēng)阻力小。一般情況下，陶瓷球倉(cāng)適宜的裝載量都要低于鋼球（鋼鍛）倉(cāng)。所以，無論是開路粉磨系統(tǒng)，還是閉路粉磨系統(tǒng)，陶瓷球倉(cāng)的填充率都高于前面的鋼球（或鋼鍛）倉(cāng)。

  如果前倉(cāng)裝鋼球、后倉(cāng)裝陶瓷球，后倉(cāng)應(yīng)增加填充率2%～3%，才能保持前、后倉(cāng)物料流速基本平衡，并有利于控制出磨物料的細(xì)度值。因?yàn)?，在相同粉磨時(shí)間內(nèi)，鋼球（鋼鍛）的研磨能力強(qiáng)、粉磨速度快。多次工業(yè)性試驗(yàn)證明：對(duì)于兩倉(cāng)球磨機(jī)，前倉(cāng)鋼球填充率應(yīng)達(dá)到37%以上，尾倉(cāng)陶瓷球的填充率在40%左右為宜。過高無益，過低無力。