（華潤水泥（防城港）有限公司， 廣西 防城港 538023）

球磨機研磨體填充率對工序電耗的影響

馮森紅

（華潤水泥（防城港）有限公司， 廣西 防城港 538023）

鋼球作為球磨機的研磨介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于礦山、水泥、化工等行業(yè)的粉磨工藝。由于鋼球作為球磨機的研磨體是一種長期消耗品，在當前經(jīng)濟形勢逼迫企業(yè)降低成本時，充分了解球磨機研磨體填充率對工序電耗的影響是很有必要的，使得鋼球更好地發(fā)揮其研磨的作用，逐漸地為人們所關(guān)注，生產(chǎn)企業(yè)和廣大客戶都在不斷地探索著。

水泥粉磨；球磨機；鋼球；填充率；工序電耗

合理的研磨體級配和裝載量是保證球磨機粉磨系統(tǒng)良好運行的基本要求，不合理研磨體級配和裝載量，不僅影響產(chǎn)品的比表面積、細度，還制約了磨機的產(chǎn)量，對磨機的工序電耗產(chǎn)生深遠影響。

1 磨機填充率優(yōu)化原則

當產(chǎn)品細度范圍可放寬，追求高產(chǎn)量，球磨機內(nèi)部球料比不高時，需要增加填充率。當物料易磨性好時，為了增加產(chǎn)量可適當提高填充率；但是物料易磨性差時不能為追求產(chǎn)量而增加填充率，尤其是鍛倉，這樣反而會降低粉磨效率。當物料粒度大，硬度大，需要破碎功能大時，填充率應(yīng)適當高些；如果該倉排料差，球料比小，倉內(nèi)存料較多時，就不能過分增加填充率，因為太高的填充率會使倉內(nèi)空間變小，造成研磨體沖擊高度大大降低。新襯板對研磨體的提升能力強，研磨體被帶的高，填充率可適當?shù)托?。用單層隔倉板裝置的球磨機，因為前倉排料受后倉的影響，前一倉填充率一般要高于后倉；用雙層帶提升隔倉板裝置的球磨機，因為前一倉排料不受后倉的影響，后倉填充率根據(jù)運行情況可與前一倉處平或略高些，對于二倉/三倉球磨機來說，粉磨水泥時填充率通常是二倉比一倉大2%左右（1），對于有選粉機的磨機，磨機內(nèi)研磨體的填充率通常采用逐倉降低的裝法，前后兩倉球面高度相差一般可在25mm～50mm控制，這樣可以增加物料在磨內(nèi)的流速；沒有帶選粉機的磨機，磨機內(nèi)研磨體的填充率通常采用逐倉提升的裝法，以控制細度。磨機各倉的填充率還受篦縫大小的影響，篦縫大小決定物料通過篦板的流速。影響磨機各倉內(nèi)物料的料位高低，顯然，當高料位時，必須用高的填充率；當料位低時，當然也就不需要那么高的填充率了。另外，因為物料的水分、流動性、粒度大小都會影響到磨內(nèi)物料的流速，從而也會造成磨內(nèi)各倉料位高低不同，此時磨機各倉的填充率也要根據(jù)實際情況做相應(yīng)的調(diào)整。入磨物料粒度較粗或大型磨機，填充率要選低，全磨研磨體裝載總量達設(shè)計量88%～93%以提高沖擊量；入磨物料粒度較細和小型磨機，填充率可選高些，全磨研磨體裝載總量達設(shè)計量94%～97%提高動力量。球磨機填充率一般控制為25%～35%之間，閉路磨機填充率為28%～32%，開路磨機的平均填充率為25%～28%（2）。

2 球磨機填充率對運行電耗的影響

首先，我們必須了解球磨機鋼球的總裝量對生產(chǎn)運行過程有重大影響，這不僅直接影響產(chǎn)品產(chǎn)質(zhì)量的提高，同時也影響著單位電耗和球耗等。如果鋼球裝載量過少，由于少球其填充率低，會造成臺時產(chǎn)量低、產(chǎn)品細度粗，相應(yīng)的工序電耗高；如果鋼球裝載量過多，填充率高，又會造成爆磨、包球等現(xiàn)象，臺時產(chǎn)量也會下降，而且還會增加工序電耗。所以，填充率的高低對磨機的工序電耗產(chǎn)生極大的影響，固對磨機裝載量而言，鋼球一定要利用總裝量的公式來核算確定總裝量，再根據(jù)經(jīng)驗合理地微調(diào)。

其次，合理確定各倉幾級鋼球進行級配、各級鋼球的配合比例及平均球徑是保證鋼球使用效果的根本。生產(chǎn)實踐表明，大塊物料需用球徑較大的鋼球沖擊，小塊物料宜用小鋼球沖擊，細料應(yīng)以小鋼球或鋼鍛進行破碎研磨。級配合理時，鋼球?qū)ξ锪霞从羞m當?shù)臎_擊力，又有較多的沖擊次數(shù)和較強的研磨作用，且鋼球間有合理的孔隙率，保證物料經(jīng)適當?shù)牧魉俅┻^磨機，保證了產(chǎn)品的細度合格率，同時也提高了粉磨效率，取得較低的工序電耗、球耗的明顯效果。一般來說，鋼球級配以多級配球較多，調(diào)整鋼球級配時要考慮到鋼球尺寸的減小并不是一致的。根據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計，當90mm的鋼球磨損至80mm時，同比，80mm的鋼球磨損至71.11mm，70mm的鋼球磨損至63.20mm，60mm的鋼球磨損至56.20mm（3）。顯然，若只補大球，則平均球徑必然有變大的趨勢。研磨體級配是否合理，可通過磨機產(chǎn)量和產(chǎn)品細度檢驗分析、磨音、檢查磨內(nèi)物料情況以及篩析曲線等四種方法進行判斷。然后依據(jù)實際情況結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗進行檢驗和調(diào)整。

再次，研磨體的填充率是磨機的一個主要工藝參數(shù)，其大小是否合適不僅影響到磨機的產(chǎn)質(zhì)量，而且直接影響到磨機的電耗，一般情況下，填充率越高，磨機工序電耗越大；填充率越低，磨機工序電耗越小。

我司現(xiàn)有一臺Φ4.2m×13.5m中心傳動的球磨機，兩端采用滑履軸承支撐，設(shè)計為3個研磨倉，1倉安裝階梯襯板，2倉和3倉為波紋襯板，隔倉板均采用雙層隔倉板，中間安裝有篩分裝置，工作轉(zhuǎn)速15.6r/min。結(jié)合我司實際生產(chǎn)運行情況，2010年至2015年研磨體填充率調(diào)整對磨機電耗的影響如下表一：

表一：2010年至2015年研磨體填充率調(diào)整對磨機電耗的影響

從圖表數(shù)據(jù)中可以看出球磨機填充率不斷下降的情況下，無論是粉磨PO42.5水泥，還是PC32.5R水泥，磨機的工作電流也是隨之下降，其工序電耗也是下降的。

3 增加研磨體填充率的對磨機的影響

實驗（一）：

2015年9月6日3倉倒出鋼球鋼鍛5噸，減少研磨體5噸

調(diào)整情況時間 工序電耗（Kwh/t）比表面積合格率（%）臺產(chǎn)研磨體調(diào)整2015.8.2716.67 95.83 169.50調(diào)整前2015.8.28 17.89 82.61 165.962015.8.2917.71 82.61 164.26平均值 17.40 87.02 166.57填充率1倉24.3%、2倉28.4%、3倉27.6%2015.9.1315.56 100 175.00調(diào)整后2015.9.14 15.56 100 175.002015.9.1515.39 100 175.00平均值 15.50 100 175.00填充率1倉24.3%、2倉28.4%、3倉26.5%相差 -1.90 12.98 8.43減少研磨體5噸

根據(jù)圖上的數(shù)據(jù)，在三倉倒出鋼球鋼鍛5噸，三倉的填充率從27.6%下降至26.5%，填充率下降了0.9%；球磨機的單機平均工序電耗從17.40 Kwh/t下降至15.50 Kwh/t，下降了1.90 Kwh/t；臺時產(chǎn)量上升8.43噸，其綜合電耗相對的會下降。通過實驗說明，研磨體填充率下降，工序電耗也會隨之下降。

實驗（二）：

通過實驗數(shù)據(jù)對比研磨體填充率一倉增加0.1%，三倉增加1.1%，總體研磨體是添加4.9噸，對比球磨機的單機電耗，可以看出比調(diào)整之前增加1.48 Kwh/t。說明一個實際的問題就是研磨體填充率的增加，球磨機的工序電耗也會增加。

對多倉磨機而言，各倉填充率的增減對磨機用電量影響是有差異的。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)各倉研磨體的增減對磨機電機電流影響程度明顯不同，一倉影響最大，三倉次之，二倉影響最小，經(jīng)過較長時間的觀察，得出各倉研磨體的增減對磨機用電量的影響情況：

2015年8月16日--1倉加1噸鋼球、3倉加3.9噸鋼球，增加研磨體4.9噸。

表4 各倉研磨體增減對磨機電機電流的影響

班用電量變化 增減150W 增減30W 增減80W

鑒于此，我們采用調(diào)整各倉裝載量(或填充率)的方法降低磨機電機電負荷，從而降低磨機的電耗。

首先，針對一倉研磨體的增減對電流影響大的現(xiàn)象，試著將一倉裝載量從原來的33t降到31t，經(jīng)過一段時間的運行，發(fā)現(xiàn)磨機產(chǎn)質(zhì)量有所下降，細度較粗，這說明原來一倉填充率較低，破碎能力是不足的，將其降到31t是不可行的，磨機電機電流卻降低了1～2A，磨機班用電量下降300W左右。后來，往一倉加Φ30的鋼球0.5噸，Φ25的鋼球0.6噸，Φ20的鋼球1噸，合計共2.1噸，以提高一倉填充率，加球后磨機班用電量雖然比加球前多330度左右，但是比表面積合格率提高約15%，產(chǎn)量也提高了5 噸，說明適當增加一倉研磨體裝載量，可提高一倉能力，從而提高磨機的臺時產(chǎn)量。本著提產(chǎn)降耗的理念，在一倉破碎能力不足的情況，需要適時的提高一倉的填充率有助于提高臺產(chǎn)。再考慮我司粉磨PC32.5的時候細度較粗，所以在增加一倉破碎能力的同時，需要降低一倉的平均球徑，降低物料流速，往一倉加入Φ25鋼球1噸、Φ30鋼球1.5噸，減Φ40鋼球0.5噸，出磨水泥的細度0.080篩余從2.6～3.5%降至2.4～2.8%，降幅達到0.2～0.7%，粉磨PC32.5水泥的臺產(chǎn)提高近10噸。

綜上所述，多倉球磨機研磨體填充率增加使得球磨機的工序電耗也增加；研磨體填充率減少時，球磨機的工序電耗也會隨之減少的。具體添加研磨體的多少，需要根據(jù)生產(chǎn)實際情況做出合理的統(tǒng)籌安排。

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