球磨機改造性能的研究

趙耀芳

（山西平朔煤矸石發電有限責任公司，山西 朔州 036800）

0 前言

現代工程技術將需要越來越多的超細粉體，超細粉碎技術在高技術研究開發中起著越來越重要的作用。雖然可以通過化學合成法制備高純超細粉體，但成本過高，至今沒能用于工業化生產。獲得超細粉體的主要手段仍然是機械式粉碎方式，用機械方式制取超細粉體所依賴的超細粉碎和分級技術的難度不斷增大，其研究深度永無止境。超細粉碎技術的關鍵是設備，因此，首先要開發新型超細粉碎設備[1]。

1 球磨機研究進展

球磨機在使用過程中展現了突出的優點：1）對研磨物料有很強的適應性，產量大，可滿足工業生產對生產能力的要求，在用最大球磨機尺寸已達到 6.5m×9.95m；2）粉碎比大，可達到 300 以上，并易于調整粉磨產品的細度；3）可適應不同情況的操作，既可干法作業也可濕法作業，還可以干法和濕法同時進行；4）結構簡單，堅固、操作可靠、維護管理方便、能進行長時間運作；5）具有很好的密封性，能有效防止灰塵飛揚；6）易于操作調整，便于實現自動控制。所以球磨機在工業應用及發展中經歷了如此長時間仍未被淘汰，而且球磨機在今后相當長的時間內仍將是物料粉碎的主要設備[2]。

雖然球磨機在磨礦設備中具有非常特殊的優越性，但同時也存在一些缺陷，主要是電耗和鋼耗高、能量利用率低、產品粒度不均勻等。根據相關資料統計顯示，用于粉磨作業的電耗占全世界總發電量的 3%～4%，而金屬選礦廠作業所耗費的電能在選礦廠的電耗中占有很大比例，約占選礦作業能耗的 30%～70%；球磨介質和襯板的鋼耗極高，達 0.4～3.0kg/t。隨著日趨貧化、低品位礦產資源的開發，球磨過程的能耗和鋼耗越來越高。在全球能源日趨緊張、資源價格不斷上漲的情況下，球磨作業的優劣直接影響到選礦廠的經濟指標。有效提高球磨機粉磨效率，減少球磨機粉磨過程的鋼耗，不但能提高選礦廠經濟效益，而且也符合當下節能和環保的要求。積極地研究球磨機的工作情況，改進球磨工作參數，對提高球磨機粉磨效率意義重大[3]。

2 改造方案

（1）兩倉改三倉，同時對隔倉板和出料篦子進行改造，采用選粉式的雙層隔倉板帶有強制回流篩作為一二倉隔艙板，這樣粗顆粒無法進入二倉，減輕二倉的粉磨壓力，讓二倉有充分的粉磨能力。二倉和三倉隔倉板也是雙層隔倉板，中間采用放射狀篩片，降低物料的流速，充分發揮三倉的超細粉磨能力能力。

（2）縮短破碎倉長度，由于是聯合粉磨，經輥壓機破碎的物料進入磨機的比表面積已經滿足初級要求，因此將破碎倉長度縮短。

（3）改變鋼球及鋼鍛在各倉的配比，加大粉碎能力，以提高產量，降低能耗。

（4）三倉倉內的活化環的改造，由于三倉是超細粉磨，物料在次倉會出現嚴重的靜電糊球現象。為此增加了活化環，把活化環放大、放粗，增加活化環的圈數，增加活化效果。

（5）在進料端加入三級緩沖閥，讓物料平穩進入一倉，充分發揮一倉的破碎粉磨能力。

圖 1 球磨機筒體

改造中的篩分隔板的設置，可使得破碎后的細粉料經過篩分隔板進入下一級球磨倉；而破碎后的大粒徑物料到達篩分隔板的揚料板后不能通過篩板，只能通過排出口、回料通道和回料口返回前一級球磨倉繼續破碎，從而提高了破碎效果，增強了研磨能力；三個球磨倉的設置，可實現物料的充分有效破碎；三級研磨倉中四組活化環的設置，可提高研磨體附著在筒體內壁的摩擦力，使研磨體隨研磨機筒體的旋轉而被帶起，提高了研磨體對物料的研磨效果。

3 球磨機改造后性能研究

改造后新型球磨機具有以下特點：（1）具有高效粉碎作用；（2）混合均勻且物料在滾筒中滯留時間延長；（3）避免物料從中心“短路”通過，因而粉碎效果好，產品粒度細，分布范圍窄。

改造后用 2 種不同粉末進行試驗，數據見表 1。

通過試驗發現，球磨機經過改造后臺時產量有明顯提高，同時粉磨比表面積也有增大。

4 結論

球磨機是粉磨生產中的能耗大戶，因此積極的研究對球磨機的改造技術，對于提高經濟效益非常有意義。本文中主要是延長物料在筒體中停留時間，避免物料短路通過，同時對隔板倉及活化環進行改造，以降低能耗，提高產量及比表面積。通過對不粉末的實驗，證明改造后球磨機粉碎效果好，產品粒度細，分布范圍窄。

表 1 改造前后試驗結果對比