影響球磨機效率的因素

1、影響球磨機效率的因素摘要本文結(jié)合陶瓷工業(yè)的生產(chǎn)實際，從原料的種類與性質(zhì)、料與水的比例，球磨機的構(gòu)造與工作狀態(tài)、研究介質(zhì)、添加劑的選用等幾個方面分析論述了影響間歇式球磨機研磨效率的因素，提倡了提高球磨效率的措施。球磨機是工業(yè)上廣泛使用的粉磨設(shè)備，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和使用條件的不同，球磨機有各種不同的型號。對于陶瓷工業(yè)來講，由于生產(chǎn)工藝的特殊性，從結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便、使用機動靈活等方面考慮，通常采用間歇式球磨機，即球磨機簡體的長徑比L/CX2,簡稱球磨機。球磨機在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用極廣，但是在使用球磨機的過程中，會由現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，對工藝控制及產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。筆都分析了影響球磨機效率的主要因素，并提

2、由解決辦法。1、原料的性質(zhì)對球磨機效率的影響陶瓷工業(yè)中的原料大致分為可塑性與非可塑性兩種。因為各物料的粉碎難易程度不同，入磨前的粒度與大小也不一樣，所以在裝磨時若將硬質(zhì)料與軟質(zhì)料同時入磨進行球磨，粘土的顆粒細，細粒的粘土原料會成為較粗顆粒長石、石英類原料的襯墊，在長石、石英表面形成一薄泥層，削弱了研磨介質(zhì)對硬質(zhì)料的研磨作用，也造成了軟質(zhì)料的過度粉碎，延長了球磨時間，在進行裝磨操作時應(yīng)先加入較難粉碎的原料球磨，一定時間后再加入易粉碎的原料，這樣可以縮短研磨時間，提高球磨效率。同外也有先將硬質(zhì)料與軟質(zhì)料分開單獨球磨，再將料漿按配方要求配比混合的工藝，不過這種工藝也有其不是之處，會由現(xiàn)原料混合不勻的

3、現(xiàn)象。2、物料與水的比例對球磨機效率的影響料水比太大則料漿過于粘稠，粘稠的料漿對研磨介質(zhì)有滯留作用，使其轉(zhuǎn)動速度減慢，球磨效率降低。料水比太小則料漿過于稀薄，會導(dǎo)致研磨介質(zhì)的直接撞擊，加大了研磨體的耗損，噴霧干燥過程也會使蒸發(fā)量增加,既浪費燃料又使噴霧干燥塔單位時間由粉率減小，產(chǎn)量降低。通常對于含可塑性原料多的物料，料水比的值小些；對于熔性原料較多的物料，料水比的值大些。3、轉(zhuǎn)速與內(nèi)襯材料對球磨機效率的影響3.1 球磨機轉(zhuǎn)速的影響球磨機內(nèi)的研磨介質(zhì)與物料按球磨機轉(zhuǎn)速的不同，可以分為以下三種運動狀態(tài)：瀉落式運動；拋落式運動；離心式運動。球磨機正常的工作狀態(tài)為拋落式或瀉落式運動。球磨機臨界轉(zhuǎn)速經(jīng)驗

4、公式為：D424/D式中：D-球磨機的臨界轉(zhuǎn)速（r/min）D簡體的內(nèi)徑（crn）通過實踐觀察，越是靠近球磨機簡體，研磨介質(zhì)的量越多，充分發(fā)揮最外層對物料的粉碎作用，才能使球磨機的效率最大。由理論計算得知，當(dāng)最外層研磨介質(zhì)的脫離角為54.73時，可以使最外層獲得最大的降落高度，對物料以最有效地粉碎。從實際操作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)球磨機的工作轉(zhuǎn)速調(diào)整到臨界轉(zhuǎn)速的0.75-0.85時，可以使研磨機介質(zhì)處于較高的降洛圖度。3.2 內(nèi)襯材料的影響球磨機襯板的材質(zhì)不同，對球磨效率有很大影響。內(nèi)襯材料要求具有較高的硬度與韌性。其硬度不應(yīng)低于被粉碎的物料中硬度最大都。襯板材料中不能含有污染物料的有害成分。目前被廣泛應(yīng)

5、用的有瓷質(zhì)內(nèi)襯與硅石質(zhì)內(nèi)襯。瓷質(zhì)的內(nèi)襯容易磨損，價格較貴，但是磨由的料漿質(zhì)量較高，不會被內(nèi)襯所含的雜質(zhì)污染。硅石質(zhì)的襯板硬度較高，有一定的韌性，但是由于天然石材有其自身的結(jié)構(gòu)缺陷。如裂紋、共生有其它巖礦、含有鐵鈦等有害成分，也使其應(yīng)用受到了一定的限制，但由于價格相對較低，仍具有較大的市場競爭力。有機高分子耐磨內(nèi)襯是新近發(fā)展起來的內(nèi)襯材料。這種材料的厚度小，耐磨性好，更換較方便，更重要的是使用較薄的高分子襯板能使磨機的有效容積增大，單磨由漿率增大，產(chǎn)量提高。有機高分子襯板自身具有反彈作用，這種作用可以減少筒體對能量的吸收，降低了噪音污染，使更多的能量用于物料的粉碎，提高了球磨機的效率。表1球磨機

6、內(nèi)襯對比主要參數(shù)單位硅石襯橡膠襯備注研磨介質(zhì)密度/2g/cm2.23.8進料粒徑mm66物料裝載量L22.5連續(xù)運行18個月后硅石襯轉(zhuǎn)速r/min2213磨薄，裝料量增加到2.6t功率w3312044160研磨周期h2013出料粒徑umV14.60%<14.6%料漿密度g/cm31.61.7內(nèi)襯壽命year27-8表1是英國某種型號的球磨機采用不同內(nèi)襯的對比表。從表中可知：采用橡膠內(nèi)襯不僅能取得較好的經(jīng)濟效益，而且橡膠內(nèi)襯的使用壽命也比硅質(zhì)內(nèi)襯長得多。但是橡膠內(nèi)襯在較高的工作溫度下，容易老化，直接影響襯板的使用壽命，一般橡膠內(nèi)襯的工作溫度控制在80C以下。國產(chǎn)的球磨機使用耐高溫、耐磨損、

7、耐老化的橡膠內(nèi)襯，工作溫度在100c以下使用壽命可達三年以上，工作溫度在70C以下使用壽命可達五年以上。在生產(chǎn)中為控制磨內(nèi)溫度不超過80C,以達到提高效率、延長內(nèi)襯使用壽命，可采用降低轉(zhuǎn)速、增大電機功率與選用高密度研磨介質(zhì)等措施。4、研磨介質(zhì)對球磨機效率的影響研磨介質(zhì)對球磨機效率的影響是多方面的，下面從研磨介質(zhì)的材料、裝填量、形狀、大小、級配、補充量等方面加以說明。研磨介質(zhì)的材料對球磨機效率的影響從工藝角度看，首先，要求研磨介質(zhì)不能含有鐵鈦等有害雜質(zhì)；其次，要求介質(zhì)呈白色或淺灰色，以免制成的料漿被污染，在生產(chǎn)白色制品時這一點尤為重要，從提高研磨的效率來看，應(yīng)盡量選用比重大、硬度高、有韌性、耐磨

8、性好的材料。高鋁質(zhì)、高硅質(zhì)、氧化性質(zhì)等磨損較小、質(zhì)地堅硬。密度較大，是較理想的研磨介質(zhì)材料。燧石、鵝卵石等研磨材料，價格相對便宜。在實際生產(chǎn)中從經(jīng)濟效益與工藝控制上綜合考慮，選取適宜的研磨介質(zhì)。研磨介質(zhì)的裝填量對球磨機效率的影響為了充分利用球磨的有效容積，陶瓷原料、水與研磨介質(zhì)應(yīng)占筒內(nèi)有效容積的80%左右為好。由于物料是被研磨體的碰擊與碾壓作用而粉碎的，研磨介質(zhì)的裝填量越多，對物料的粉碎作用越劇烈，球磨機的效率也越高。但是從球磨機內(nèi)物料與研磨介質(zhì)的運動狀態(tài)來分析，如果裝填量過多，會發(fā)生研磨體的直接碰撞，損失能量,球磨效率降低。由于介質(zhì)本身被提升也會造成能量的損失，裝填量少，介質(zhì)對物料的沖擊次數(shù)

9、與粉磨面積減小，粉磨效率也低。一般填充量=0.5左右時有較高的研磨效率，即在球磨機內(nèi)研磨介質(zhì)面到加料口的距離大約為球磨機內(nèi)徑的一半。裝填量與球磨機的轉(zhuǎn)速也有一定的關(guān)系，一般轉(zhuǎn)速高時，裝填量要比轉(zhuǎn)速低時的裝填量小一些。研磨介質(zhì)的形狀對球磨機的效率的影響目前普遍使用的研磨個質(zhì)形狀有球形、短柱形、棒形等球形介紹與物料研磨的過程，是點接觸，應(yīng)力集中，使物料容易粉碎，所以大顆粒物料用球形介質(zhì)沖擊的方式，粉碎效果比較好。柱狀的研磨介質(zhì)，彼此之間是線接觸，接觸面積較大，比較適合細小物料的粉磨。另有資料介紹：扁平狀的研磨體也有相當(dāng)?shù)淖饔?，這主要是由于扁平狀的研磨體同時具有點接觸與線接觸兩種方式，研磨體的表面還

10、要有一定的粗糙度，表面有凹坑的研磨體不宜使用。研磨介質(zhì)的大小對球磨機效率的影響從球磨機的粉磨過程來看，主要是物料受到研磨介質(zhì)的碰撞及研磨介質(zhì)表面對物料的碾壓作用。根據(jù)這一粉磨過程，可通過提高研磨介質(zhì)與物料的接觸面積來提高研磨效率。在球磨機內(nèi)研磨介質(zhì)裝填量一定的條件下，研磨介質(zhì)的尺寸越小，則數(shù)量越多，比表面積越大，物料的研磨效率越高，這就是所謂的“小球球磨原理”。當(dāng)然研磨介質(zhì)不能太小，太小的研磨介質(zhì)被拋落時，沖擊力小反而會導(dǎo)致球磨效率的降低。在實際生產(chǎn)中，不能只用小研磨介質(zhì)，在粉碎粗物料時需要有較大的沖擊力，這說要求研磨介質(zhì)自身具有一定的大小與質(zhì)量，即研磨介質(zhì)尺寸的大小也應(yīng)根據(jù)被粉碎物料的粒徑來

11、確定。它們之間有如下關(guān)系：d-60dm式中d-研磨介質(zhì)的平均直徑（cm）dm-未被粉碎物料的平均直徑（cm）研磨介質(zhì)與球磨機的直徑有如下關(guān)系：d（1/18-1/24）D式中D-球磨機有效內(nèi)徑（cm）或d=3.8D式中d球磨機的外徑（cm）在這兩個公式中，由于一個是依據(jù)被研磨物體直徑，一個是依據(jù)球磨機的尺寸，所以計算由來的研磨介質(zhì)尺寸數(shù)值也有相當(dāng)?shù)牟罹?，在實際工作中可以利用這兩組數(shù)據(jù)，把數(shù)值較大的作為選用研磨介質(zhì)的上限，把數(shù)值較小的作為選用的下限，這樣在確定研磨體大小時便有了一個可供參考的范圍，對實際工作有很大的幫助作用。研磨介質(zhì)的補充研磨介質(zhì)在研磨物料的同量自身也受到研磨作用，直徑也在逐漸變小

12、，因而原來的裝填量與級配都會發(fā)生變化。在生產(chǎn)中如發(fā)現(xiàn)球磨機的料漿細度達不到要求時，說明介質(zhì)的裝填量不足或磨耗大，此時應(yīng)該添加介質(zhì)。在實際生產(chǎn)中常用下列方法來確定研磨介質(zhì)的補充：根據(jù)球磨機的產(chǎn)量和介質(zhì)消耗量補充有如下公式：m=（A+2B-C）/M式中：m-單位產(chǎn)量介質(zhì)的消耗量（kg/t）A-球磨機第一次裝入介質(zhì)總重量（kg）2B-每隔一定時間向球磨機內(nèi)補充介質(zhì)的總重量（kg）C-更換介質(zhì)時向磨中倒由的介質(zhì)量（不包括碎球、過小的球等）（kg）M-從開始操作到更換介質(zhì)這一段時間內(nèi)所粉磨物料的重量（t）根據(jù)球磨機主電機的電流表讀數(shù)補充按球磨機主電機的電流表讀數(shù)降低補充，每次補充后都應(yīng)記錄電流表讀數(shù)，以

13、便算由補加每噸介質(zhì)所升高電流的數(shù)值，介質(zhì)調(diào)整后，在球磨機運轉(zhuǎn)正常時記下主電機的電流表讀數(shù)，作為電動機負荷的標準值。球磨機運轉(zhuǎn)一段時間后，由于介質(zhì)的磨損而減輕了電機的負荷，補充介質(zhì)后球磨機的主電機電流應(yīng)與原來的基準相等。根據(jù)球磨機內(nèi)研磨介質(zhì)面的降低補充球磨機加入研磨介質(zhì)后，讓球磨機轉(zhuǎn)數(shù)圈，然后停機使加料口朝上，打開加料蓋，用鋼卷尺測量研磨介質(zhì)而到加料口的高度，以此高度值作為標準值，當(dāng)研磨一段時間后，測量這個高度值與標準值相差多少，補充研磨介質(zhì)直至達到標準面高度為止。在生產(chǎn)實際中，球磨機工作一定時間以后（一般為三個月），需對球磨機進行迅倉清磨處理，把磨中的介質(zhì)全部倒由，剔除碎裂的與過小的研磨介質(zhì)，

14、分級后重新按級配加入研磨介質(zhì)。5添加劑的使用對球磨機效率的影響實踐證明，球磨機加入適量的添加劑，能起到提高球磨機效率的作用。添加劑具有助磨作有，可以增強球磨機的粉碎性能，添加劑還有潤濕作用，在顆粒表面形成一層均勻的薄膜，能夠阻止微小顆粒分子內(nèi)聚力的作用下形成聚集體，從而提高球磨效率。下面介紹常用的幾種添加劑：三聚磷酸鈉三聚磷酸鈉一般用來提高坯釉料漿的流動性，使料漿中的水分含量減少，流動性增加，不凝聚沉淀，便于操作，即起解跤與稀釋料漿的作用。對于噴霧干燥用的料漿，加入三聚磷酸鈉，由于含水率的降低，使干燥能耗降低，提高單位時間由粉率，對于釉漿則可防止絮凝，在保證工藝要求的情況下，使水分減少，這對要

15、求釉料比重大，囤含最高的莫些產(chǎn)品來說特別重要。三聚磷鈉一般加入最為0.1-0.5%?？⒓谆w維素竣甲基纖維素是一種纖維絮醍，為纖維素的一種衍生物，實際上是溶于水的鈉鹽，即竣甲基纖維素一鈉，簡寫為NaCMC竣甲基纖維素-鈉一般多用在釉漿中，具有粘結(jié)、稀釋、保水、防止釉料絮凝、提高釉料懸浮性等作用。竣甲基纖維素是高分子鏈結(jié)構(gòu)，使用時一般先制成溶液，在水中緩慢溶解成為均勻溶液，然后再加入釉料中一起球磨，可以提高研磨機的效率，在施釉操作時可以避免流釉、釉薄、缺釉等缺陷。加入CMCfc可以增強釉與坯體之間的結(jié)合力，加大釉層厚度，改善釉面質(zhì)量。腐植酸鈉腐植酸鈉是大分子的有機物，在水中易溶解，在生產(chǎn)中使用其

16、鈉鹽即腐植酸鈉。腐植酸鈉的作用機型：腐植酸鈉在水中能按下式離解由鈉離子_+R-COONa*R-COO+Na起保護粘土膠體電層厚度的作用，削弱因膠團布朗運動與固相間引力而導(dǎo)致的凝集傾向，RCOO勺絡(luò)合作用，使游離的鎂、鈣等離子大大減少，起去聚凝作用。由于高分子鏈結(jié)構(gòu)可以吸附附近的粘土粒子形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻止它們互相結(jié)合，防止沉淀的產(chǎn)生，在粘土一水系統(tǒng)中，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使粘土成坯時可以得到較致密的坯體。腐植酸鈉含量越高，腐植酸根會形成網(wǎng)上加網(wǎng)的立體式結(jié)構(gòu)，使生坯強度明顯提高。因此，腐植酸鈉具有增加可塑性、提高結(jié)合性、防止顆粒凝聚的作用。在使用添加劑時應(yīng)注意以下問題：(a)無機添加劑的使用常會引入一部分堿性金屬離子,這對料漿性能有一定的影響。添加劑的加入量不同，其作用也不同，有時甚至?xí)鸬截撁孀饔?，所以添加劑并不是加入越多越好，要根?jù)生產(chǎn)中的實際情況確定添加劑的用量。(b)有機高分子添加劑在球磨機中起功磨、稀釋、防止釉料絮凝、提高釉料懸浮性等作用時，在磨內(nèi)的釉料細度等參數(shù)經(jīng)檢測