球磨机磨球的材质研究及应用
球磨机磨球的材质研究及应用
球磨机磨球的磨损率是所有研磨介质中最高的，针对这一问题，阐述了磨球的研制历程、现状与热点，分析了磨球的材质要求，并介绍了材质测定方法。研究结果指出磨球材质的研制始终围绕着磨球的铸造工艺性能、热处理性能与力学性能等方面展开，如何提高磨球的综合性能，有效延长其使用寿命，具有重要的现实意义。
标签：球磨机；磨球；性能；材质；铸造
冶金、矿山、建筑、火电厂等领域中涉及粉磨作业的关键设备是球磨机，而球磨机最常用的研磨介质——磨球的磨损率最高，消耗量最大，在我国其消耗总量达100万t/a左右[1]，占总耗损的半数以上，属于易耗品。磨球按其材质构成可分为：金属磨球，包括钢球、铁球；非金属球，包括无机非金属材料（SiO2、SiC等合成材料）和有机高分子材料（C2F4等）两类。按照生产方式，金属磨球分为铸球、轧球和锻球，其中铸球应用较为广泛[2]。由于磨球易耗，构成复杂，且对其性能有较高的要求，因此关于球磨机磨球的材质研究及应用一直以来为业界所关注。显然，如何提高磨球的综合性能，有效延长其使用寿命，具有重要的现实意义。
1 磨球材质研制的发展历程与现状
磨球材質的发展与材料科学的发展是与时俱进的，从最初采用的河卵石发展到使用铸铁球和钢球，以及合金与纳米材料的应用。追求较好的铸造工艺性能、较高的力学性能和良好的热处理性能，以最大限度减少冲击时对物料的磨损，是专家们研究的重点。国内外关于磨球材料的研制工作从未停止，并积极进行。20世纪60年代对于磨球材料的发展具有划时代的意义，之前西方发达国家主要使用锻钢球、普通白口铸铁磨球，而在这期间高铬铸铁磨球、镍硬铸铁磨球开始得到应用，之后到了70年代则被普及，广为使用[3]。在80年代，随着我国改革开放的不断深入，科学技术的国际交流得到迅猛发展，我国对磨球材质的研究取得了巨大进展，从主要使用的低碳钢锻（轧）磨球、普通白口铸铁磨球、中锰稀土铸铁磨球发展到铬合金类铸铁磨球、多元低合金类铸铁磨球、各类中高碳低合金余热淬火钢磨球、贝氏体空冷锻轧钢磨球以及复相基体球铁磨球等，取得了惊人瞩目的研制成果，这些新的磨球材质已被广泛用于相关行业的生产中。目前，国外常用的是高铬白口铸铁磨球，此外还有美国地镍硬铸铁、中碳低合金钢、高碳低合金钢磨球、德国的高铬铸钢、低合金钢磨球，日本的高铬钢球、低铬钢球等[4]。
2 影响磨球磨损的因素
磨球的磨损实质上就是磨球几何尺寸或者说是体积变小，其原有的功能降低，甚至完全丧失。如果继续使用，则会产生隐患，出现安全事故。一般而言，磨球的磨损有磨粒切削磨损、冲击疲劳磨损、冲击磨粒磨损三种磨损形式，影响
球磨机配球
球磨机配球—钢球的配球方法： 球磨机的配球法，直接影响着球磨机的工作效率，另外，你要实现什么样的目的，要达到什么样的产量，还有工作环境以及球磨机的电机功率等，来配制球磨机的钢球，要知道怎么样给球磨机配球，首先得了解，球磨机的工作原理，才能根据原理来给球磨机来配球。 球磨机第一仓研磨体的主要作用是对物料进行冲击破碎，同时也起到一定的研磨作用。因此，研磨体进行级配的目的，就是要满足这两方面的要求。第一仓粉碎效果的好坏直接对后面各仓的粉磨效率产生影响，并最终影响球磨机产量。能否达到粉碎要求取决于研磨体的级配是否合理，主要包括钢球大小、球径级数、各种规格球所占比例等。确定这些参数除了要考虑球磨机规格大小、球磨机内部结构、产品细度要求等因素外，还要考虑入磨物料的特性（易磨性、粒度大小等）。 要使物料在第一仓得到有效粉碎，在确定级配时必须遵循这样几个原则：首先，钢球要有足够大的冲击力，使钢球具备足够能量以击碎颗粒物料，这与钢球的最大球径有直接关系。其次，钢球对物料要有足够多的冲击次数，这与研磨体装填量和平均球径有关。当装填量一定时，在保证足够冲击力的前提下，尽量减小研磨体直径，增加钢球个数来提高对物料的冲击次数，以提高粉碎效率。最后，物料在仓内有足够的停留时间，以保证物料被充分粉碎，这就要求所配研磨体要有一定的控制物料流速的能力。 两级配球法 所谓两级配球法，就是使用大小两种不同规格，并且二者直径相差较大的钢球来进行级配。其理论依据是，大球之间的空隙由小球来填充，以充分提高钢球的堆积密度。这样，一方面可提高第一仓的冲击力和冲击次数，符合该仓研磨体的功能特点，另一方面，较高的堆积密度可使物料能够得到一定的研磨作用。在两级配球中，大球的作用主要是对物料进行冲击破碎。小球的作用一是填充大球间的空隙，提高研磨体的堆积密度，以控制物料流速，增加研磨能力；二是起能量传递作用，将大球的冲击能量传递给物料；三是将空隙中的粗颗粒物料排挤出来，置于大球的冲击区内。 两级配球法需要确定以下几个参数：（1）大球直径的确定。取决于球磨机规格大小、入磨物料的粒度和易磨性。一般以多级配球中的第二级球径为准。如某台球磨机在多级配球中最大球径为100mm，进行两级配球时就应选择直径为90mm的钢球。（2）小球直径的确定。取决于大球间空隙的大小，也即取决于大球的直径大小。通常情况下，小球直径取值为大球直径的20%-30%比较合适。（3）大、小球的配比。原则上应保证小球的掺入量不影响大球的填充率。一般小球占大球重量的3%-5%。 在多级配球中，对钢球的冲击力、冲击次数、控制物料流速能力的要求都主要依据平均球
如何选择球磨机磨球的尺寸
世上无难事，只要肯攀登 上海明工重型设备有限公司 上海明工重型设备有限公司始建于1956 年（原上海大明铁工厂），是一家出口企业。公司以生产大、中型系列矿山机械、冶金机械、建材设备为主，集研发、生产、销售为一体的股份制企业。70 年代，公司参加了我国首次运载火箭研制工作，攻克了钢铝合金的焊接难关，试制成功火箭燃料箱，获得上海市重大科技进步一等奖，周恩来总理曾高度赞扬：“大明、大明，大名鼎鼎”。2005 年，为配合市政建设，公司在上海嘉定马陆高科技园区置地50 余亩，新建厂房18000 平方米，资产1.5 亿，员工400 多人，拥有专业技术人员70 多人，中、高级工程师20 多人的专业技术队伍，拥有一支训练有素的铆工和焊工队伍。 公司注重基础管理，建有企业管理网络，工作现场实现定置管理，物流实现ABC 管理，公司内部实行计算机信息化，生产技术进行微机管理，产品开发工艺采用CAD、CAPP 技术，公司不断坚持新产品研发和研制，投入技改资金，完善产品开发，满足用户的不同需求。 公司将继续高举“实业报国、振兴中华民族经济”的旗帜，将一如既往地发挥长期的技术优势，在设备精良、设计能力高强、生产队伍宏大的前提下，实现与国际水准接轨，竭诚与四海宾朋携手再创辉煌、共同托起中华民族工业的太阳。 经营信条：创民族名牌，让用户满意是我们永久的追求。 公司产品包括大型球磨机、大型回转窑、烘干机、成套水泥生产线、鄂式破碎机系列、反击式破碎机系列、制砂机（冲击式破碎机）系列、振动给料机系列、振动筛系列、洗砂机系列、皮带输送机等几十种系列、数百余种规格的煅烧、破碎、制粉成套设备,广泛适用于矿业、化工、冶金、建材、煤炭、耐火材
球磨机磨球尺寸选择对其性能影响的数值仿真研究
球磨机磨球尺寸选择对其性能影响的数值仿真研究 耿兴利,迟毅林,王学军 (昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650093) 摘要:采用离散元分析软件PFC3D对球磨机在不同磨球尺寸选择下的各向接触力、功率的输出等进行模拟分析。对各个涉及参数进行了优化选择,并分析模拟得到的数据结果,为更好的探索球磨机磨球机理和最佳的磨球尺寸选择提供了一定的参考依据。 关键词:PFC3D;模拟分析;磨球尺寸 中图分类号:TD4文献标志码:A Numerical Simulation of Size Selecting to the Performance of Ball Mill GEN G Xing li,CH I Yilin,WA N G Xuejun (M echanical and Electr ical Eng ineer ing,K unming U niv ersity of Science and T echnolog y,Kunming650093,China) Abstract:It w as A do pted t hat discr ete element so ftw are PFC3D analy sis contact fo rce o f ball mill and the o ut put of pow-er and so on to make the simulatio n r esult s better clo se to t he pro duction practice.A ll invo lved par ameters wer e o pt imized, and the results of simulated data for ex plor ing the mechanism and the best selectio n of ball size wer e analy zed to pr ovide ref-er ences. Key words:PFC3D,Simulation analy sis,Ball size 球磨机的磨球属于非连续体,有限元分析法是基于材料连续性假设,因此采用传统的有限元方法很难解决磨球的运动问题。处理不连续问题,较好的数值方法为离散元素法(Discr ete Element M eth-o d,DEM)。 离散元素法是近年来发展起来的,用于解决不连续体力学问题的一种重要的数值分析方法,最早是由Cundall于1971年提出,它的研究对象主要是岩石等非连续介质的力学行为,它的基本思想是把不连续体分离为刚性元素的集合,使各个刚性元素满足运动方程,刚体本身具有一定的几何(形状、大小、排列等)和物理、化学特征,继而求得不连续体的整体运动状态,离散元方法允许单元间的相对运动,不一定要满足位移连续和变形协调条件,利用计算机计算速度快,所需存储空间小的特点,尤其适合求解大位移和非线性问题。 国内对于离散元方法的研究和使用才刚刚开始,但它目前已在采矿工程、岩土工程、机械工程等方面引起广泛的重视和初步的应用。将球磨机中的磨球看作一系列的离散体,可以采用离散元的方法进行处理[1-2]。 1影响球磨机粉磨效率的主要参数选择球磨机作为一种介质运动式粉碎设备,粉磨作用是通过介质实现的,即靠介质对物料的冲击和研磨完成对物料的破碎,在介质对物料实施破碎作用的这一力学过程中,介质作为能量的媒介体将外界输入的能量转变为对物料的破碎功,从而完成对物料实施破碎的任务。介质的运动形态决定着介质携带能量的多少,决定着对物料破碎力的大小,决定着粉磨产品的质量,同时还影响粉磨电耗和介质消耗的高低。球磨机主要靠介质对物料的冲击和研磨作用粉磨物料,在动态粉磨过程中影响因素众多,单从破碎动力学的因素考虑包括介质填充率、介质密度、磨机直径、磨机转速率、磨机内衬板结构与形状、粉磨物料的浓度等。本文就球磨机磨球尺寸对其作用及性能的影响进行数值仿真研究[3]。 1.1球磨机转速的选择 球磨机的转速对物料的粉磨影响很大,因为转速大少决定着磨机对研磨介质的提升力大小和介质的运动形态。一定条件下,随磨机转速不同,研磨体在磨机内可能呈现4种不同的工作状况,即脉动、泻落、抛落、离心运动。几种运动形态中,只有抛落运动和泻落运动才具有有效的粉碎物料的作用。 当转速很低时,磨机不能将研磨介质带到一定的高度,研磨介质几乎没有被带起,在磨机内做滑动运动,只能靠介质间微弱的滑动研磨粉碎物料;若磨机转速过大,研磨介质的惯性离心力将使研磨介质贴附于磨机内壁与磨机一同做圆周运动,也达不到介质有效冲击物料的目的。为了有效率地利用介质在运动过程中的研磨和冲击功粉磨物料,就必须根据实际粉磨条件选好磨机的转速。 1.2转速率的概念 球磨机中的最外层球(研磨介质)刚刚随筒体一
球磨机装球比例调节事项
球磨机装球比例调节事项 这主要根据球磨机的各项属性而定,例如：直径大小、矿石硬度、进球磨机的矿石粒度、钢球硬度(质量)、球磨机转速等因数。 确定球磨机的型号后，那么球磨机的转速也就定了。矿石的硬度是可测定的。进球磨机的矿石粒度，通过改变格筛尺寸来确定。怎么样来按钢球大小比例向球磨机里添加钢球？现作者把多年生实践和理论经验规总如下：通常，新按装的球磨机有一个磨合过程，在磨合的过程中，钢球量第一次添加，占球磨机最大装球量的80％，钢球添加的比例可按钢球尺寸（Φ120㎜、Φ100㎜、Φ80㎜、Φ60㎜、Φ40㎜）大小添加。钢球添加量：不同球磨机型号其总装球量不同。例如MQG1500?3000球磨机（处理量100—150吨）最大装球量9.5—10吨。第一次添加钢球大球（?120㎜和?100㎜）占30%—40％、中球80㎜占40%—30％、小球（?60和?40㎜）占30％。为什么在球磨机磨合过程中钢球量只添加80％，因为球磨机安装好后，磨球机大小齿需要啮合，处理量（矿石量）也是要逐渐加大，待球磨机正常连续运行两三天后，停球磨机捡查大小齿轮啮合情况，待一切正常，打开球磨机人孔盖第二次添加余下20％钢球。 球磨机开机运行正常后，每个班钢球的添加按3:4:3（?120㎜为3、?100㎜为4、?80㎜为3）添加。注：小钢球的添加只是第一次加球配用。因为，滚筒球磨机正常运行时钢球与钢球、钢球与矿石、钢球与球磨机衬板之间产生的合理磨察，会使磨耗增大，使大球磨小（磨为中球）、中球磨为小球。所以平时正常情况下，不需要再加小球。加小球的情况是在有用矿物粒度没有单体解离，当磨矿机细度达不到浮选要求时，可添加适量小球。球磨机中钢球在运转过程中不断磨损，为了保持球荷充填率和球的合理配比，保持球磨机的稳定操
球磨机球石的级配调整
瓷釉研磨与管理 信息来源：樊绍华发布时间：2011-7-22 14:50:52 一?瓷釉之研磨 瓷釉( Frit )研磨的目的，在使熔块与适当之磨加物混合粉碎，成为颗粒微细及分布均匀之水釉浆，以适于搪瓷之敷施。研磨熔块多采用球磨罐，一般约数小时即 可得适宜之釉浆。 1. 球磨罐；为铺有高氧化铝内榇的容器。磨球现在都用高氧化铝球。磨罐中先加入半满的球石，其次加入熔块及磨加物而至容积的3/4，最后加入水，加入之水量以恰能淹盖球石及熔块为宜。在这种情况下，球磨罐能发挥研磨之最佳效果。 球石的用量太多或太少，会减低研磨之效能。太少则容易造成被研磨物聚集于磨球之间，使磨球无法研磨；太多则占空间，球石滚动不易，造成研磨效能减低。 最佳情形为被研磨物正好覆盖于每个磨球表面，而在磨球之间形成一层薄膜。 2. 当研磨球石占球磨罐容积之50~55%及熔块占容积之22~25%时，可得最好的研磨效率。常规下，投入的研磨球石一般分为三个尺寸。小球石可有更细的研磨，而大球石能压碎被研磨物。小球石的研磨效率比大球石好，因为其球数及总接触面积比大球石的大。研磨球石投入量比例： 20～25％50 毫米(mm) 60～50％40 毫米(mm) 20～25％30 毫米(mm) 3. 球磨罐内榇及球石的选择：国内生产的高氧化铝球石和衬砖，氧化铝(Al2O3)含量有许多种；有92% Al2O3，75% Al2O3，65% Al2O3，50% Al2O3等。当然以92% Al2O3最好。一个简单的检验方法；将一样大的球石2个，握于两手中，然后使劲用力对碰，没破裂的话就可以使用。 4 . 应定期检查研磨器内层及其磨球磨耗情形，补加的磨球尺寸应与最初投入时大磨球的相同。平常检查法如下： (1). 研磨器内壁每150~170次研磨检查一次。(内壁衬砖与衬砖之缝隙掉落，可用白水泥加水调和补上)。 (2). 磨球石每50次研磨检查一次。 (3). 每次研磨及检查、添加球石或更换须作记录。 5. 一次研磨量 一次研磨量包含一种或更多的熔块、粘土、电解质、所需色素和水。当研磨投入量太多时，研磨效率会变差同时时间会增长；而在细和粗的粒子间分布不正常，造成粗、细两极化，而最佳的粒子确很少数。同时会使内壁与磨球磨损加快。又研磨时间太长使搪瓷釉浆过热，甚至整个球磨机发烫，当研磨时间到打开球磨盖時甚至冒烟，这时釉浆已过热而老化，放置3, 4天后涂搪烧成造成针空、麻点等缺陷。 6 . 水： 水量比其它因素更能影响研磨能力。水量一般是熔块投入量的45~55%。水量太少会使研磨效率降低；太多使釉浆比重太低及较细的粒度。一定要正确的测量，每次都加入等量。 7. 研磨投入： 为避免小量研磨添加物卡在研磨器之内壁与其盖子内壁之空隙，研磨的投入应有一定程序：标准研磨投入为： (1). 所需的磨球量。 (2).约一半的熔块投入量。 (3). 所需的研磨磨加物，包含色素。
球磨机磨球的材质研究及应用
球磨机磨球的材质研究及应用 球磨机磨球的磨损率是所有研磨介质中最高的，针对这一问题，阐述了磨球的研制历程、现状与热点，分析了磨球的材质要求，并介绍了材质测定方法。研究结果指出磨球材质的研制始终围绕着磨球的铸造工艺性能、热处理性能与力学性能等方面展开，如何提高磨球的综合性能，有效延长其使用寿命，具有重要的现实意义。 标签：球磨机；磨球；性能；材质；铸造 冶金、矿山、建筑、火电厂等领域中涉及粉磨作业的关键设备是球磨机，而球磨机最常用的研磨介质——磨球的磨损率最高，消耗量最大，在我国其消耗总量达100万t/a左右[1]，占总耗损的半数以上，属于易耗品。磨球按其材质构成可分为：金属磨球，包括钢球、铁球；非金属球，包括无机非金属材料（SiO2、SiC等合成材料）和有机高分子材料（C2F4等）两类。按照生产方式，金属磨球分为铸球、轧球和锻球，其中铸球应用较为广泛[2]。由于磨球易耗，构成复杂，且对其性能有较高的要求，因此关于球磨机磨球的材质研究及应用一直以来为业界所关注。显然，如何提高磨球的综合性能，有效延长其使用寿命，具有重要的现实意义。 1 磨球材质研制的发展历程与现状 磨球材質的发展与材料科学的发展是与时俱进的，从最初采用的河卵石发展到使用铸铁球和钢球，以及合金与纳米材料的应用。追求较好的铸造工艺性能、较高的力学性能和良好的热处理性能，以最大限度减少冲击时对物料的磨损，是专家们研究的重点。国内外关于磨球材料的研制工作从未停止，并积极进行。20世纪60年代对于磨球材料的发展具有划时代的意义，之前西方发达国家主要使用锻钢球、普通白口铸铁磨球，而在这期间高铬铸铁磨球、镍硬铸铁磨球开始得到应用，之后到了70年代则被普及，广为使用[3]。在80年代，随着我国改革开放的不断深入，科学技术的国际交流得到迅猛发展，我国对磨球材质的研究取得了巨大进展，从主要使用的低碳钢锻（轧）磨球、普通白口铸铁磨球、中锰稀土铸铁磨球发展到铬合金类铸铁磨球、多元低合金类铸铁磨球、各类中高碳低合金余热淬火钢磨球、贝氏体空冷锻轧钢磨球以及复相基体球铁磨球等，取得了惊人瞩目的研制成果，这些新的磨球材质已被广泛用于相关行业的生产中。目前，国外常用的是高铬白口铸铁磨球，此外还有美国地镍硬铸铁、中碳低合金钢、高碳低合金钢磨球、德国的高铬铸钢、低合金钢磨球，日本的高铬钢球、低铬钢球等[4]。 2 影响磨球磨损的因素 磨球的磨损实质上就是磨球几何尺寸或者说是体积变小，其原有的功能降低，甚至完全丧失。如果继续使用，则会产生隐患，出现安全事故。一般而言，磨球的磨损有磨粒切削磨损、冲击疲劳磨损、冲击磨粒磨损三种磨损形式，影响
球磨机内钢球的配球方法
球磨机两级配钢球 球磨机的配球法，直接影响着球磨机的工作效率，另外，你要实现什么样的目的，要达到什么样的产量，还有工作环境以及球磨机的电机功率等，来配制球磨机的钢球，要知道怎么样给球磨机配球，首先得了解，球磨机的工作原理，才能根据原理来给球磨机来配球。 球磨机第一仓研磨体的主要作用是对物料进行冲击破碎，同时也起到一定的研磨作用。因此，研磨体进行级配的目的，就是要满足这两方面的要求。第一仓粉碎效果的好坏直接对后面各仓的粉磨效率产生影响，并最终影响球磨机产量。能否达到粉碎要求取决于研磨体的级配是否合理，主要包括钢球大小、球径级数、各种规格球所占比例等。确定这些参数除了要考虑球磨机规格大小、球磨机内部结构、产品细度要求等因素外，还要考虑入磨物料的特 性（易磨性、粒度大小等）。 要使物料在第一仓得到有效粉碎，在确定级配时必须遵循这样几个原则：首先，钢球要有足够大的冲击力，使钢球具备足够能量以击碎颗粒物料，这与钢球的最大球径有直接关系。其次，钢球对物料要有足够多的冲击次数，这与研磨体装填量和平均球径有关。当装填量一定时，在保证足够冲击力的前提下，尽量减小研磨体直径，增加钢球个数来提高对物料的冲击次数，以提高粉碎效率。最后，物料在仓内有足够的停留时间，以保证物料被充分粉碎，这就要求所配研磨体要有一定的控制物料流速的能力。 2、两级配球法 所谓两级配球法，就是使用大小两种不同规格，并且二者直径相差较大的钢球来进行级配。其理论依据是，大球之间的空隙由小球来填充，以充分提高钢球的堆积密度。这样，一方面可提高第一仓的冲击力和冲击次数，符合该仓研磨体的功能特点，另一方面，较高的堆积密度可使物料能够得到一定的研磨作用。在两级配球中，大球的作用主要是对物料进行冲击破碎。小球的作用一是填充大球间的空隙，提高研磨体的堆积密度，以控制物料流速，增加研磨能力；二是起能量传递作用，将大球的冲击能量传递给物料；三是将空隙中的粗颗粒物料 排挤出来，置于大球的冲击区内。 两级配球法需要确定以下几个参数：（1）大球直径的确定。取决于球磨机规格大小、入磨物料的粒度和易磨性。一般以多级配球中的第二级球径为准。如某台球磨机在多级配球中最大球径为100mm，进行两级配球时就应选择直径为90mm的钢球。（2）小球直径的确定。取决于大球间空隙的大小，也即取决于大球的直径大小。通常情况下，小球直径取值为大球直径的20%-30%比较合适。（3）大、小球的配比。原则上应保证小球的掺入量不影响大球的填 充率。一般小球占大球重量的3%-5%。 在多级配球中，对钢球的冲击力、冲击次数、控制物料流速能力的要求都主要依据平均球径，就是说受多种规格球的影响。在两级配球中，钢球的冲击力、冲击次数由大球的直径来决定，而控制物料流速的能力主要由小球的直径、装填量确定，受大球直径的影响很小，因而缓解了冲击力、冲击次数与控制物料流速能力之间的矛盾。相比之下，两级配球法比较简 单，在确定级配参数时容易做到综合考虑。 从表2的产量变化可知，随着物料硬度和粒度的增大（可由混合材的不同掺量体现出来），多级配球中钢球的冲击力与物料流速控制能力之间的矛盾表现就越突出，因而产量下降较明