鋯鋁球石加工陶瓷原料的高效節能應用研究

黃賓+蘇小紅

摘 要：目前，市場上使用中鋁球石加工陶瓷原料的球磨機普遍存在球磨時間長、用電成本高以及球磨效率低等缺點。針對這一系列問題，本文采用密度較大的鋯鋁球石作為研磨介質，代替傳統的中鋁球石和鵝卵石介質，并研究采用二次研磨的方式，探索出原料加工高效節能的有效途徑。

關鍵詞：鋯鋁球石；研磨；節能

1 引言

在陶瓷生產中，球磨設備是陶瓷廠的主要機械設備之一， 它的電耗占陶瓷廠總電耗的30%左右。因此，如何提高球磨機的效率、降低能耗、減少生產成本， 對企業的發展至關重要。

目前，國內建筑衛生陶瓷行業球磨制漿生產工序使用鋁球石或天然鵝卵石作為球磨機球磨介質，與投磨原料按比例進行一次研磨，球磨機存在運行效率低、時間長、產量低、電耗高和球石損耗大等缺點，造成建筑衛生陶瓷企業浪費了大量的能源和資源，增加了生產經營成本，進而影響到建筑衛生陶瓷行業的進一步發展。

國內外對提高球磨機研磨效率和節能做了大量的工作，有企業采取將直徑20～30 mm球石的比例適當降低，而將直徑40～50 mm和直徑50～60 mm球石的比例適當增加的方案，從而達到優化的效果，降低球磨機的用電量。雖然直徑較大的球石質量也相應較大，能確保球磨效率，但也由于其直徑較大，在原料研磨一段時間后，顆粒直徑變小落在球石之間的間隙中，無法受到球石對其作用力，反而限制了球磨效率的提高。同時，會出現漿料顆粒大小不均勻，尺寸范圍較大的現象，不利于提高漿料的細度和品質。此外，也有企業根據球磨機實際情況，定期檢查球荷組成，積累數據，不斷修正補球比例，最后達到穩定球荷配比和合理補球的目的。還有企業為了保持球磨機內磨介質量的穩定性， 采用每磨（周期）加料時補加瓷球、控制球面凈空高度等方法來提高效率和節約能耗。

采用優質球磨介質是目前提高球磨效率的有效手段之一。就體積密度而言， 一方面相同體積的球石，體積密度越大， 質量就越大， 所具有的動能就越大， 對物料的沖擊和研磨力也就越大， 越容易擊碎和研磨碎物料；另一方面， 在質量相同的情況下， 體積密度越大的球石， 其體積越小， 相同裝載量的個數就越多， 在同一時間里， 球石對物料的沖擊和研磨次數就越多，球磨效率越高。

目前，針對市場上使用中鋁礬土球的球磨機普遍存在球磨時間長、用電成本高和球磨效率低等缺陷。針對這一系列問題，本文采用密度較大的鋯鋁球石作為研磨介質，代替傳統的中鋁球石和鵝卵石介質，并采用二次研磨的方式，探索出原料加工高效節能的有效途徑。

2 鋯鋁球石在球磨機中的應用

2.1 用鋯鋁球石代替鵝卵石

采用萍鄉金剛生產的鋯鋁球石代替原來的傳統鵝卵石對泥料進行研磨，在某企業泥料車間使用，對球磨機采用兩種不同球磨介質的入磨干料量、球磨時間、電耗以及球石消耗情況進行分析對比。

2.2 用鋯鋁球石代替中鋁球石

為了研究鋯鋁球石與中鋁球石在球磨效率與節能方面的情況，采用在球磨機中加入萍鄉鋯鋁球石的方法研磨基礎料，并與之前用中鋁球石研磨基礎料的情況進行對比，運行情況如表1所示。

由表1數據可以得出如下結論：

（1） 鋯鋁球的避鋒電度是指以中鋁球12h球磨時間為基數進行計算對比，計算口徑=平均每小時用電*節省時間。

（2） 球磨機錯鋒用電運行時間為：鋯鋁球石：晚上22：00開始到次日早晨7：00停；中鋁球石：晚上19：00開始到次日早晨7：00停。

（3） 裝鋯鋁球的球磨機運行電流基本上與裝中鋁球的球磨機持平，對電機基本沒影響。

2.3 采用鋯鋁球石進行二次研磨

（1） 將原料按配方配料，并將專用耐磨球石和原料向第一段球磨機投料，按工藝控制參數進行第一段研磨得到一次漿料，將一次漿料輸送至裝有專用耐磨球石的第二段球磨機中，按工藝控制參數進行第二段研磨得到二次漿料。對普通球石進行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進行二段研磨，將這兩種研磨的球磨時間、球磨電耗、球石消耗效果進行對比。

（2） 采用萍鄉金剛鋯鋁球石，對同種底料進行一次研磨和二次研磨對比。其中，磨機4#、5#、11#、12#為一次研磨，球磨時間為11h；6#、9#為二次磨，球磨時間8h（16#為粗磨，9#為細磨），將研磨情況進行對比。

3 鋯鋁球石的高效節能應用分析

3.1 代替鵝卵石的節能分析

采用鋯鋁球石代替原來的傳統鵝卵石對泥料進行研磨，其對比結果如表2所示。

由表2可以看出：

（1） 采用萍鄉金剛鋯鋁球石球磨泥料時，與采用鵝卵石球磨對比每球可節省球磨時間2 h，增加入磨干料量0.7 t。

（2） 采用萍鄉金剛鋯鋁球石球磨泥料，每噸干料平均可節省用電13kW·h，按平均用電單價0.7元/kW·h和每球5t干料量計算，每球可節省用電成本45.5元。

（3） 鋯鋁球石消耗15kg/球，折合成本62.2元/球；鵝卵石消耗100kg/球，折合成本65元/球。即采用鋯鋁球石球磨，每球球石消耗成本下降2.8元。

綜上所述，按節省用電成本和球石消耗成本計算，使用鋯鋁球石與鵝卵石球磨泥料相比，可節省成本48.3元/球。使用萍鄉金剛鋯鋁球石則球磨機球磨時間為9 h，以平均電價0.7元/kW·h為基準計算，電價可降低0.1元/kW·h。按每球平均用電325kW·h/球（65kW·h/t×5t/球）計算，能降低成本32.5元/球。因此，鋯鋁球石與鵝卵石相比具有優異的綜合性價比。

3.2 代替中鋁球石的節能分析

從采用萍鄉鋯鋁球石與采用中鋁球石球磨的對比試驗結果可見：

（1） 采用鋯鋁球作為研磨介質，對比中鋁球每球可節省球磨時間3 h，提高加磨干料量2 t/球；endprint

（2） 采用鋯鋁球可節省避鋒用電500 kW·h/球，按0.53元/kW·h計算，可節省用電成本265元/球，折合節省干粉用電成本5.4元/t；

（3） 采用鋯鋁球，單噸干料節省用電1kW·h/t，球磨機運行電流與中鋁球石基本持平。

（4） 采用萍鄉金剛鋯鋁球石代替中鋁球石，每個球磨機年節省用電成本92342元，平均節省球磨時間3.9 h/球，提高球磨效率30.2%，節省用電6.15 kW·h/t。

3.3 二次研磨的節能分析

（1） 對普通球石進行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進行二次研磨，其球磨時間、球磨電耗、球石消耗的比較見表3。

從表3測試數據可知，在相同球磨機規格和球磨轉速的情況下，采用專用耐磨氧化鋁球石作為研磨球石，對投磨原料進行二次球磨制漿，對比普通球石的一次研磨可節省33.3%的球磨時間，明顯地提高了球磨機球磨效率，降低32.5%球磨用電量，達到節能降耗的目的；球磨效率和球石耐磨性提高導致可減少220%球磨機研磨球石消耗，節約生產成本，解決了間歇式濕法球磨機球磨制漿工藝中球石消耗大的技術難題。

（2） 采用鋯鋁球作為球磨介質，其一次研磨、二次研磨粗磨、二次研磨細磨的效果對比見表4。

由表4數據可以看出，二次研磨比一次研磨每噸干料節省用電成本13.79kW·h，按每磨電費0.7元計算，每噸干料節省電費為13.79kW·h×0.7元/kW·h=9.6元，此外，二次研磨還可以增長球磨機設備的使用壽命，減少球襯和球石的磨耗。

4 結語

在節能環保形勢日益嚴峻的形勢下，對于高能耗的陶瓷行業來說，使用萍鄉金剛鋯鋁球并給合專業的球磨機技術服務，能給企業降低10%及以上的球磨用電成本，提高30%及以上的球磨效率，為企業節能降耗發揮巨大作用，這將是未來陶瓷行業原料加工高效節能的應用方向。

參考文獻

[1] 肖麗華，謝家聲，黃賓.快速球磨機球磨石英砂的實驗研[J].佛

山陶瓷，2011，21（4）：17-18.

[2] 邵霞，雷兆敏.提高球磨機工作效率的有效途徑[J].甘肅冶金，

2008，（10）：78-79.

[3] 韓冬.球石的選擇和級配對釉料球磨效率的影響[J].陶瓷，

2008，（9）：30-31.endprint

（2） 采用鋯鋁球可節省避鋒用電500 kW·h/球，按0.53元/kW·h計算，可節省用電成本265元/球，折合節省干粉用電成本5.4元/t；

（3） 采用鋯鋁球，單噸干料節省用電1kW·h/t，球磨機運行電流與中鋁球石基本持平。

（4） 采用萍鄉金剛鋯鋁球石代替中鋁球石，每個球磨機年節省用電成本92342元，平均節省球磨時間3.9 h/球，提高球磨效率30.2%，節省用電6.15 kW·h/t。

3.3 二次研磨的節能分析

（1） 對普通球石進行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進行二次研磨，其球磨時間、球磨電耗、球石消耗的比較見表3。

從表3測試數據可知，在相同球磨機規格和球磨轉速的情況下，采用專用耐磨氧化鋁球石作為研磨球石，對投磨原料進行二次球磨制漿，對比普通球石的一次研磨可節省33.3%的球磨時間，明顯地提高了球磨機球磨效率，降低32.5%球磨用電量，達到節能降耗的目的；球磨效率和球石耐磨性提高導致可減少220%球磨機研磨球石消耗，節約生產成本，解決了間歇式濕法球磨機球磨制漿工藝中球石消耗大的技術難題。

（2） 采用鋯鋁球作為球磨介質，其一次研磨、二次研磨粗磨、二次研磨細磨的效果對比見表4。

由表4數據可以看出，二次研磨比一次研磨每噸干料節省用電成本13.79kW·h，按每磨電費0.7元計算，每噸干料節省電費為13.79kW·h×0.7元/kW·h=9.6元，此外，二次研磨還可以增長球磨機設備的使用壽命，減少球襯和球石的磨耗。

4 結語

在節能環保形勢日益嚴峻的形勢下，對于高能耗的陶瓷行業來說，使用萍鄉金剛鋯鋁球并給合專業的球磨機技術服務，能給企業降低10%及以上的球磨用電成本，提高30%及以上的球磨效率，為企業節能降耗發揮巨大作用，這將是未來陶瓷行業原料加工高效節能的應用方向。

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（2） 采用鋯鋁球可節省避鋒用電500 kW·h/球，按0.53元/kW·h計算，可節省用電成本265元/球，折合節省干粉用電成本5.4元/t；

（3） 采用鋯鋁球，單噸干料節省用電1kW·h/t，球磨機運行電流與中鋁球石基本持平。

（4） 采用萍鄉金剛鋯鋁球石代替中鋁球石，每個球磨機年節省用電成本92342元，平均節省球磨時間3.9 h/球，提高球磨效率30.2%，節省用電6.15 kW·h/t。

3.3 二次研磨的節能分析

（1） 對普通球石進行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進行二次研磨，其球磨時間、球磨電耗、球石消耗的比較見表3。

從表3測試數據可知，在相同球磨機規格和球磨轉速的情況下，采用專用耐磨氧化鋁球石作為研磨球石，對投磨原料進行二次球磨制漿，對比普通球石的一次研磨可節省33.3%的球磨時間，明顯地提高了球磨機球磨效率，降低32.5%球磨用電量，達到節能降耗的目的；球磨效率和球石耐磨性提高導致可減少220%球磨機研磨球石消耗，節約生產成本，解決了間歇式濕法球磨機球磨制漿工藝中球石消耗大的技術難題。

（2） 采用鋯鋁球作為球磨介質，其一次研磨、二次研磨粗磨、二次研磨細磨的效果對比見表4。

由表4數據可以看出，二次研磨比一次研磨每噸干料節省用電成本13.79kW·h，按每磨電費0.7元計算，每噸干料節省電費為13.79kW·h×0.7元/kW·h=9.6元，此外，二次研磨還可以增長球磨機設備的使用壽命，減少球襯和球石的磨耗。

4 結語

在節能環保形勢日益嚴峻的形勢下，對于高能耗的陶瓷行業來說，使用萍鄉金剛鋯鋁球并給合專業的球磨機技術服務，能給企業降低10%及以上的球磨用電成本，提高30%及以上的球磨效率，為企業節能降耗發揮巨大作用，這將是未來陶瓷行業原料加工高效節能的應用方向。

參考文獻

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