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1、水泥粉磨之研磨体篇1、 研磨体的种类与材质研磨体的任务就是把喂入磨内的块状物料击碎并磨成细粉。刚进入磨内的物料颗粒尺寸在20 mm左右，要把它们磨成0.08 mm以下的细粉（筛余一般不能超过15%），差距也较大。研磨体不得不使出浑身解数，拿出强硬的手段，对刚喂入的大块物料（粗磨仓内）以猛烈的冲击为主，研磨为辅，捣碎它们。这期间也免不了研磨体之间的相互碰撞。磨机运转时的强烈声音，主要来自粗磨仓。随着物料粒度的减小，将往下一仓流动，研磨体的态度也“温和起来”，转向以研磨为主，声音逐渐减弱，磨细后送出磨外，不同种类和规格的研磨体用在不同的磨仓中。 钢球： 球磨机中使用最广泛的一种研磨体，在粉磨过程中
2、与物料发生点接触，对物料的冲击力大，主要用于双仓开路磨的第一仓（进料端，也是粗磨仓）、双仓闭路磨的两个仓（粗、细磨仓），管磨机的第一、第二仓。钢球直径在15125mm之间,根据粉磨工艺要求,粗磨仓一般选用50110mm、细磨仓选用2050mm中的各种规格的钢球。球磨机性能参数见下表。钢球直径mm质量/个钢球（kg）钢球个数/吨（个）质量/球体积（kg/m3）表面积/个钢球(cm2）表面积/吨钢球(cm2/t）150.014714287.06950.493200.0333030312.56638.03250.0641562519.6330.67300111900948502825400.2633
3、80247605019500.514194647087815.2600.8891125466011312.7701.410709464015411.0802.10747446202019.5902.99433445902548.51004.11524345603147.61105.4781833806.95 钢段： 磨机的细磨仓中，对物料主要是研磨，钢(铁)段可以取代钢球，它的外形为短圆柱形或截圆锥形,与物料发生线接触,研磨作用强,但冲击力小,用于细磨仓是比较合适的。常用的规格有15 20 mm、18 22 mm、20 25mm、25 30 mm等各种规格。 钢棒： 钢棒是湿法磨常用的一种研磨
4、体，直径4090mm，棒长要比磨仓的长度短50100 mm 。例如2.413 mm是法棒球磨，第一仓的有效长度为2.75 mm，使用棒的规格为602565 mm、652565 mm和702565 mm.不论是哪一种类的研磨体，对它的材质都有很高的要求：要具有较高的耐磨性和耐冲击性。其材质的好坏，影响到粉磨效率及磨机的运转率。要求材质坚硬、耐磨又不易破裂。国外普遍采用合金耐磨球。如高铬铸铁是一种含铬量高的合金白口铸铁，其特点是耐磨、耐热、耐腐蚀，并具有相当的韧性。低铬铸铁含有的铬元素较少，韧性较高铬铸铁差，但有良好的耐磨性，用作小球、铁段及细磨仓的衬板是适宜的。 研磨体填充率与填充高度的关系 对
5、于球磨机来讲，研磨体的作用是将喂入磨内的块状物料进行冲击粉碎、研磨，使之成为合格细粉而完成粉磨作业。它们在磨机在运转中不停的与物料，衬板、隔仓板、及“自家兄弟”发生着“武装冲突”，碰撞、摩擦使它们逐渐的消瘦了，有的甚至“肢体残缺”了。这就需要我们定期补充一些的研磨体，而且每个一定时间对那些“肢体残缺”的两半球或碎球，要到彻底清仓时把它们清理出“研磨体队伍中”，重新将几种不同尺寸的研磨体按照一定的比例装进磨机的各个仓内。往磨机各仓加入的研磨体的量叫装载量，通常以吨来计量。它的填充容积（总的研磨体体积+孔隙）占磨机有效容积的百分数，我们叫它研磨体的填充率。它与填充表面（至磨顶）高度有一种数学关系。
6、 式中：-磨机研磨体的填充率，以小数或百分是表示；-研磨体的填充表面对磨机中心的圆心角；-磨机中心对研磨体研磨体填充表面的距离，（m）；-磨机有效内经，（m）；-磨机研磨体填充表面高度，（m）。 各种尺寸研磨体的堆积密度 单个研磨体或钢段的密度是7.8t/m3，成堆的各种不同等径的研磨体堆在一起，研磨体和研磨体之间的孔隙混合在一起的密度，称为研磨体的堆积密度或容积密度（t/m3），它比真实密度要小得多了。各种尺寸研磨体的堆积密度研磨体种类堆积密度t/m3研磨体种类堆积密度t/m3研磨体种类堆积密度t/m3钢球30mm4.85904.58606.56404.761004.56756.51504.
7、701504.521006.50604.66钢棒25mm6.85钢段4.44.6704.62406.70卵石球1.41.7804.60506.63有了研磨体填充率和堆积密度，磨机（或磨仓）的有效容积，我们就可以算出研磨体的装载量了： 式中：-研磨体的装载量，t；-磨机（或磨仓）的有效容积，m3；-磨机（或磨仓）的内径，m；-磨机（或磨仓）的长度，m；-研磨体填充率，%；-研磨体的堆积密度，t/m3； 研磨体级配的意义 钢球直径的大小及其质量的配合称为研磨体的级配。其级配的优劣直接影响磨机的产质量和研磨体的消耗。级配的依据主要根据被磨物料的物理化学性质、磨机的构造以及产品的细度要求等因素确定。物
8、料在粉磨过程中，开始块度较大，需用较大直径的钢球冲击破碎。随着块度变小，需用小钢球粉磨物料，以增加对物料的研磨能力。在研磨体装载量不变的情况下，缩小研磨体的尺寸，就能增加研磨体的接触面积，提高研磨能力。选用钢球的规格与被磨物料的粒度有一定的关系。物料粒度越大，钢球的平均直径也应该大。由此可见，磨内完全用大直径和完全用小直径的研磨体都有不舒适，必须保证既有一定的冲击能力，又有一定的研磨能力，才能达到优质、高产、低消耗的目的。 研磨体级配的原则根据生产经验、研磨体级配一般遵循下述原则。 根据入磨物料的粒度、硬度、易磨性及产品细度要求来配合。当入磨物料粒度较小、易磨性较好、产品细度要求细时，就需加强
9、对物料的研磨作用，装入研磨体直径应小些；反之，当入磨物料粒度较大，易磨性较差时，就应加强对物料的冲击作用，研磨体的球径应较大。 大型磨机和小型磨机、生料磨和小泥磨的钢球级配应有区别。由于小型磨机的筒体短，因而物料在磨内停留的时间也短，所以在入磨物料的粒度、硬度相同的情况下，为延长物料在磨内的停留时间，其平均球径应较大型磨机小（但不等于不用大球）。在磨机规格和入磨物料粒度、易磨性相同的情况下，由于生料细度较水泥粗，加之粘土和铁粉的粒度小，所以生料磨应加强破碎作用，在破碎仓应减小研磨作用。 磨内只用大钢球，则钢球之间的空隙率大。物料流速快，出磨物料粗。为了控制物料流速，满足细度要求，经常是大小球配
10、合使用，减小钢球的空隙率，使物料流速减慢，延长物料在磨内的停留时间。 各仓研磨体级配时，一般大球和小球都应少，而中间规格的球应多，即所谓的“两头小中间大”。如果物料的粒度大，硬度大，则可增加大球，而减少小球。 单仓球磨应全部装钢球，不装钢段；双仓磨的头仓用钢球，后仓用钢段；三仓以上的磨机一般是前两仓装钢球，其余装钢段。为了提高粉磨效率，一般不允许球和段混会使用。 闭路磨机由于有回料入磨，钢球的冲击力由于“缓冲作用”会减弱，因此钢的平均球径应大些。 由于衬板的选使带球能力不足，冲击力减小，应适当增加大球。 研磨体的总装载量不应超过设计允许的装载量。研磨体的级配是针对球磨机而言的（立磨涉及不到这一
11、问题），主要内容包括：各磨仓研磨体的类型、配合级数、球径（最大、最小、平均球径）的大小、不同规格的球（棒、钢段）所占的比例及装载量。级配好后，需进行生产检验，并结合实际情况进行合理的调整。 研磨体材质的选择粉磨水泥有多种材质的钢球可以选择，只要遵循一个原则：单位产品研磨体耗和衬板消耗量最低、综合费用最少。粉磨水泥采用的研磨体材质不同时，单位水泥的研磨体耗成本也不同，见下表。 不同材质钢球的单位球耗及单位水泥相对钢球成本钢球材质单位球耗（g/t水泥）单位水泥相对钢球成本高铬铸铁球77.181.125铬铜铸球138.801.167中锰球磨铸铁球370.001.208低铬合金球120.001.250
12、45Mn球200.4.1.467钢段球390.002.438普通A3钢段球832.002.792低碳钢球780.003.121由上表看出，高铬铸球的单位水泥球耗是低碳钢球的77.18/7801/10，单位水泥钢球成本不到低碳钢球的1/2.8。选择研磨体的材质还要考虑其硬度和韧性： 硬度 研磨体的硬度越大肯定就越耐磨。但被磨物料硬度不高时不必过高追求，只要能适应粉磨要求即可。硬度最好不超过HB=500(相当于HRC50)，超过此值时耐磨性提高幅度极小了，水泥磨的钢球硬度易取HRC4555。高铬铸铁球、高铬锻钢球、中锰铸铁球、马氏体球墨铸铁球都能满足要求。 韧性 要保证研磨体在对物料反复冲击下不致
13、碎裂，就要有足够的韧性。同一球径的钢球再大磨机内的冲击功比在小磨的冲击功大，故大磨所用钢球韧性要大。 级配方案中的研磨体最大规格及平均球径 拉祖莫夫公式最大球径： D大=28 平均球径： D平=28 式中，D大、D平配球使用的最大钢球直径和平均钢球直径，mm； d大、d平入磨物料的最大粒径和平均粒径，mm。 我国水泥行业对拉祖莫夫的修正公式在实际生产中发现，用拉祖莫夫公式计算出的D大及D平值偏小，我国水泥行业对该式进行了修正。A.对于闭路磨机的粗磨仓最大球径： D大=28 平均球径： D平=28 式中；D95、D80入磨物料最大粒度，平均粒度mm；以95%、80%通过的筛孔孔径表示；物料的相对
14、易磨性系数；磨机单位容积物料通过量影响系数，根据磨机每小时的单位容积通过量K从表4查出。其中，K=（Q+QL）/V（t/hm3） 式中，Q磨机小时产量(t/h)；L磨机的循环负荷率（%）V磨机有效容积（m3）。表4 单位容积物料通过量与值的关系(t/m3h)1234567891011121314151.011.021.031.041.051.061.071.081.091.101.111.121.131.141.15B.对于细磨仓则，D大=46 D平= 46 式中，D大、D平细磨仓最大，平均球径，mm；D95、D80细磨仓入口处物料最在大粒度，平均粒度，mm. 邦德计算公式最大球径： D大=36
