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球磨机节能降耗的措施主要集中在结构改进自动控制等方面

2020-05-15

  节能球磨机结构简单紧凑、可靠性高,是冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、电力等领域的重要粉磨设备。但是,球磨机的缺点也很明显,那就是高能耗和高铁损。近年来,随着能源增长和能源品质下降,节能降耗成为球磨机研究的热点。目前,球磨机节能降耗的措施主要集中在结构改进、工艺参数优化、自动控制等方面。

  1、球磨机结构改进

  相对于中小型磨机,大型磨机的优势在于能够节省建筑费用及操作维修费,简化设备的配置和自动化要求。但是,大型磨机的单位能耗比中小磨机高,因此其规格发展受到了限制。

  目前研究的热点是对原有设备进行改进,研制高效节能球磨机,比如陶瓷工业连续式球磨机、陶瓷原料连续锥形球磨机、静动压轴承球磨机、滚动轴承式球磨机、中心传动节能球磨机、行星式球磨机、摆动式球磨机等,这些新型机器设备在节能降耗方面取得了明显的效果。

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  2、球磨机衬板改进

  球磨机中的衬板可以保护筒体,延长设备使用寿命,同时其形状能够直接控制钢球在筒体内的运动轨迹。同时,衬板是球磨机中极易磨损、更换量和消耗量大的备件,占易损件耗费的60%以上。

  改变衬板的材质及其形式对提高球磨机作业率有重要影响。在材质方面一般采用金属衬板、橡胶衬板、磁性衬板、复合衬板等;衬板的改造形式有锥面分级衬板、角螺旋衬板等。

  3、球磨机介质的材料及形状

  磨矿介质的作用是在筒体内产生冲、挤、磨、研作用,使物料达到成品细度和级配要求。磨矿介质性能差会导致耐磨性差、单耗高、用量多,严重影响磨矿效率,占易损件耗费约30%。

  磨机介质主要通过改善其材质、形状等提高磨矿效率。在材质方面,低铬白口铸铁磨球、以天然特种合金生铁或废渣合金生铁为主要原料的合金铸铁球,因其价格低廉、磨耗适中,发展比较快。在形状方面,短柱形、棒型球及圆柱棒型介质相比传统的钢球磨机生产率高,单位功耗低。

  4、球磨机工艺参数优化

  球磨机工作状态受到转速率、填充率、球料比、长径比、衬板及磨矿介质尺寸等因素的影响,各因素间相互藕合,比较复杂。要充分发挥球磨机的磨矿效率,须重视磨机设计操作参数的影响。磨矿参数选择不当会造成球磨机效率大大降低,甚至无法正常工作。

  在球磨机的工作参数中,转速率和填充率对球磨机工作状态影响显著。磨矿过程是物料由大颗粒逐渐变小的过程,在不同的磨矿阶段,转速率和填充率对产品粒度的影响也不尽相同。深入研究转速率和填充率对产品粒度的影响机理,能够为球磨机提出更为合理的磨矿工艺提供借鉴,从而大幅度地提高球磨机效率。

  对球磨机参数优化的研究主要采用数值模拟仿真和实验等方法。球磨机粉磨机理复杂,难以用解析模型描述,离散元方法为球磨机粉磨机理的研究提供了手段。离散元法是一种适用于研究不连续体力学行为的数值方法。

球磨机

  5、球磨机自动控制

  球磨机系统是一个多输入、多输出、非线性、时变、大滞后和多变量藕合的复杂系统。诸多因素的影响使得数学模型随环境条件变化,难以准确建立。对球磨机进行有效完善的自动控制能够使系统调整在工作点位置运行,降低制粉单耗减少耗能,因为球磨机的自动控制越来越为国内外矿界所重视。

  对于一台特定的球磨机,假定其结构参数(如磨机规格、衬板形状材质等)和运动参数确定(如磨机转速率)不变,磨球和被磨物料等运行参数也会随时间变化,从而影响其磨矿出力及能耗。因此对球磨机负荷(包括介质充填率、料球比、磨矿浓度)的准确检测在自动控制中非常重要。


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