陶瓷研磨体在Φ4.2 m×13 m球磨机上的应用

解决陶瓷球应用两大难题之我见“破球”和“减产”是陶瓷球在通用硅酸盐水泥应用中最常见的两大难题。

尽管陶瓷球容重轻、运行节电、磨内发热少、磨温低，有利于提高粉磨效率和水泥产品对混凝土外加剂的适应性，备受许多水泥企业集团青睐，但这两大难题又使许多有心人望而却步、心有余悸，成为陶瓷球推广应用中的潜在障碍。

“减少陶瓷球的破损，是推广陶瓷球的必备前提；遏制球磨机减产，是水泥企业的必然要求。

”当前，急需大家齐心协力、规范市场，推进供给侧结构性改革，为水泥企业用好陶瓷球、实现节能降耗，献计献策。

1.降低陶瓷球“破损率”的途径根据一年来陶瓷球应用技术研发工作的体会，简介如下：（1）配料方案中添加“增韧”元素：陶瓷球属无机非金属材料，当它的硬度、耐磨性达到一定程度后，韧性不足的弱点就显现无疑了。

球磨机内部的衬板和构件，目前都是铸钢材质，其研磨体和粉磨物料的运动状态，也是在滚动、滑动、冲击、碰撞等错综复杂、变换交替的环境下进行着。

因此，陶瓷球在粉磨物料的同时，本身也受到了不同形式、不同方向、不同大小的反作用力。

此时，除耐磨、抗蚀之外，抗冲击的韧性，就显得十分重要。

而专门针对干法水泥粉磨而开发的陶瓷球产品，必须加入微量元素（如氧化锆等）改性增韧，才能保证它不仅强度高，而且还具备较好的韧性。

（2）优选成型方法：陶瓷球成型方法常见压制球和滚制球两种。

由于工艺过程的差异，导致成型、焙烧后的球石内部晶体结构不同，密实程度和抗冲击的能力也不一样。

通过多次、反复地破坏性试验，我们发现：在研磨水泥物料的过程中，相同材质、相同规格的陶瓷球，压制球破损率低于滚制球。

（3）陶瓷球不宜用在球磨机的冲击粉碎仓：在水泥粉磨过程中，当入磨物料粒度》5mm时，球磨机的第一仓需要研磨体处于抛落状态，以冲击粉碎作用为主，将大块物料粉碎成细颗粒；此时，研磨体不仅受到强大的反作用力，而且也难免碰撞到磨内密布的铸钢衬板、隔仓板及其他构件上；所以，这样的工况，不适合韧性有限的陶瓷球工作，否则会出现较高的破损率。

TLM42130水泥磨一、磨机技术参数基本数据1、磨机规格：Ф4.2×13m磨机筒体内径（mm）磨机筒体内壁长度（mm）磨机有效内径（mm）磨机有效长度（mm）一仓二仓三仓一仓二仓三仓Ф4200 13000 Ф4080 Ф4080 Ф4100 3650 2700 59002、粉磨方式：开流3、设计生产能力：130t/h（带辊压机，出磨细度为3200cm2/g）4、入磨物料粒度：≤20mm，95%通过5、磨机转速：16.051r/min，主传动转速：15.9r/min，辅助传动转速：0.151r/min6、研磨体最大装载量：225t7、最大填充率：33%8、滑履轴承冷却水用量：4.0m3/h×29、主电动机（兰州电机厂）型号：YR800-6额定功率：3150kw额定转速：991r/min额定电压：10kv10、减速机（重庆同力）型号：MBG22/32（264-4.2）-WX/AZ速比：7.33711、慢驱（重庆同力）型号：MBM360速比：156.712、主电动机润滑装置13、主减速机润滑装置14、滑履轴承润滑装置15、磨机衬板及隔仓板情况介绍TLM42130水泥磨共分为三仓，一仓使用阶梯衬板，一仓和二仓之间为双层隔仓板，二仓使用波纹衬板，二仓和三仓之间为单层隔仓板，三仓为活化衬板，三仓内自隔仓板至出料端：隔仓板1450mm 仰料板1000mm 仰料板1250mm 仰料板1500mm 聚料板700 出料端，出料筛子缝隙宽度为7mm。

一仓和二仓之间的隔仓板由16块隔仓板襄成，由中心通风孔向外分布三层，螺栓孔数由中心向外分别为：16孔、32孔、32孔、32孔。

如下图：二、当前磨机各仓长径数据磨机筒体有效内径（mm）磨机筒体有效长度（mm）磨机有效内径（mm）磨机有效长度（mm）一仓二仓三仓一仓二仓三仓Ф4080 12250 Ф4080 Ф4080 Ф4100 3650 2700 5900 三、当前磨机各仓仓长比例及其参数仓位有效长度（m）仓长比例（%）有效容积（m3）装载量（t）研磨体形状研磨体材质一仓 3.65 29.80 47.69 球高铬铸铁二仓 2.70 22.04 35.28 球、锻高铬铸铁三仓 5.90 48.16 77.86 微锻 高铬铸铁 合计12.25100160.83四、当前磨内各仓研磨体级配 五、磨机总有效容积V φV φ=0.785D φ2·L φ=0.785·4.08672·12.25m 3= 160.60 m 3 其中D φ为有效内径（平均），mL φ为有效长度，m六、研磨体填充率φ其中G 为某一仓研磨体的重量，t; V φ为某一仓的有效容积，m 3；r 为研磨体容重，t/m 3，一般钢球取r=4.5 t/m 3，铁球4.2 t/m 3，钢棒5.4～5.6 t/m 3。

搅拌磨机研磨介质的质量直接决定了它对物质的粉碎效果。

而新型陶瓷球比传统的合金球硬度更高，意味着它对物质的磨碎能更加彻底。

抗磨蚀性也比合金球高出好几倍，这说明它的消耗成本不高。

新型陶瓷球的种种性能都足以证明它的优越性，所以将新型陶瓷球应用在立式搅拌磨机上的应用前景应该也是很广泛的。

立式搅拌磨机是一种广泛应用在化学工业、水泥搅拌、矿山等行业中的设备，主打的是节能环保，而且比传统的球磨机、粉磨机更加的高效，操作也简单许多，寿命相比之下更长，这极大满足了人们的需要。

世界上第一台立式搅拌磨机是由德国制造出来的，此后经过几十年的发展，立式搅拌磨机的种类是越来越多，如德国莱歇公司的LM立式搅拌磨机、山东淄博的启明星LJM系列立式搅拌磨机等都是人们信赖的品牌。

以LGM湿法立式搅拌磨机为例它的结构大抵如图1所示：如图所示，LJM立式搅拌磨机主要筒体、传动主轴装置、电机和上机体装配等部件组成。

机器采用先进的粉磨原理，设计独特、无污染、噪音小、高效双冷却、寿命长。

具体还采用了双速电机驱动，内衬聚氨酯（氧化铝或氧化锆），配循环泵循环研磨，与物料接触部分均为聚氨酯、耐磨陶瓷或不锈钢材质无污染。

合理的棒型结构和转速能将物料研磨到1μm，下顶料循环方式研磨室实际利用率100%，可以配混料桶循环生产，更经济。

粉磨原理就是当启动机器后，研磨介质在筒体旋转产生的惯性和离心力作用下一起旋转，并被带到一定的高度，在这样的高度并在一定的转速及重力作用下，像抛射线运动一样落下，物料因此被击碎。

此外研磨介质受到别的力产生滑动和滚动，使研磨介质、衬板、被搅拌物质三者之间产生粉碎和研磨作用，使物料磨细，直至成粉末，最终完成粉磨作业。

能作为立式研磨机新兴的一种研磨介质，新型陶瓷球必定是有它的过人之处。

新型陶瓷球与传统材料相比在常温下更具有硬度高、韧性好、耐磨性能好、耐高温、耐腐蚀、流动性好，研磨效率高等优点。

最主要的其磨矿效果更好，磨耗及使用成本也低了很多。

球磨机使用陶瓷研磨体 系统设备的优化与调整朱文沛1，李先奎1，尹方勇2，魏岱慈2（1.山东天汇研磨耐磨技术开发有限公司，山东 聊城 252218）（2.东阿东昌天汇科技有限公司，山东 聊城 252218）0　概　述经过近几年的发展与完善，陶瓷研磨体产品质量得到了不断的提升，同时与之相配套的水泥粉磨系统和使用技术，也在逐步地完善和改进。

陶瓷研磨体在水泥粉磨中的节电效果和避免铬污染的环保优势，已逐渐被众多的水泥企业所认可和接受，也为水泥行业节能减排和产业升级带来效益。

但是，如果更换前对水泥球磨机系统考察不充分，没有针对性地制定切实可行的方案措施，或者简单进行研磨体的置换，在应用过程中，就会出现各种不理想的状况。

比如，使用陶瓷研磨体后出现碎球率较高、减产幅度偏大、比表面积和细度筛余波动大、各龄期强度低等。

之所以引起此类状况出现，有些是因陶瓷研磨体产品内在的质量不过关问题，有些是因现场操作人员对陶瓷研磨体产品的使用不当造成的，后者是主因。

要实现节能预期目标，提高使用效果，陶瓷研磨体供应商和水泥企业应密切配合，综合分析，有针对性地选用和更换。

在应用陶瓷研磨体之前，需要对粉磨系统的设备进行全面的了解和必要的优化，做好对水泥球磨机基本配置、生产状况的考察工作，尤其是水泥粉磨设备大型化后，采用辊压机-球磨机双闭路水泥联合粉磨系统，其设备配置相对复杂。

因此只有按照陶瓷研磨体的使用条件，对粉磨系统进行不断优化、改进与调整，保持设备运行平稳、产质量稳定，才能起到事半功倍的效果。

首先对水泥粉磨系统工艺参数进行标定，对原材料易磨性、主辅机设备、工艺流程、中控室操作控制指标等进行详尽了解与掌握；其次，判断该球磨机是否适合更换陶瓷研磨体；待可行性研究通过后，再实施相应的磨前、磨内调整和技改，优化系统，以发挥金属研磨体与陶瓷研磨体的默契配合效果[1]，条件不具备的不要轻易更换，避免出现被动局面。

1　陶瓷研磨体对入磨物料、设备配置条件的选择陶瓷研磨体因其自身固有特性，有一定使用范围和条件要求，并不是所有的水泥磨机都适合装填，因此对入磨物料设备配置选择界定变得很重要。

陶瓷球在水泥粉磨系统中的应用摘要：现如今的水泥生产企业使用的水泥粉磨主机设备大多数都是管磨，管磨当中填充的研磨体基本上都是钢球或者钢锻，这种研磨体的优点是单体冲击力大，相互之间碰撞摩擦产生的热量高，可以使混合材当中的多余水分蒸发出来，提高磨机的粉磨效率。

近几年它被用作水泥粉磨研磨体的新型耐磨材料，具有节能降耗的显著特点，它的出现引起了水泥企业业界的广泛关注。

然而大部分的水泥企业仍然在观望，真正敢于用陶瓷球替代钢球的企业只是一小部分，原因是陶瓷球在水泥粉磨应用中出现的一些缺点和问题。

关键词：陶瓷球；新型研磨体；水泥粉磨陶瓷研磨体作为一种新型研磨介质，它具有高强、耐磨、质轻、绝缘、化学性质稳定等特点，它的出现一度被誉为水泥粉磨技术改革的转折点。

研磨体作为水泥粉磨中的重要组成部分它的任何一点变化都与整个生产工艺状态相关联，任何单独环节的工艺调整都无法完全发挥改造预期。

而陶瓷研磨体应用未能达到预期的降耗不降产，就是因为在改造过程中未对整个生产工艺进行调整以达到系统稳定平衡匹配，以及劣质球碎球影响的缘故。

在整个水泥生产行业都在提倡节能降耗的大背景下，大家都在观望着有没有一种新型的、质量更轻、耐磨性更好的研磨体，在水泥生产行业中掀起了一股新的热潮。

一、陶瓷球应用于水泥生产中的优点1、节能降耗。

陶瓷球最大的优点就是能够大幅度的节能降耗。

因为陶瓷球的比重小、单体重量轻，运用于管磨中，可以降低磨机的工作负荷，磨机的工作电流也会大大降低，这也是陶瓷球在水泥磨机尾仓代替钢球后起到节电效果的基本原理。

以Φ4.2×13m、主电机功率3550kw 的两仓管磨为例，在钢球研磨体满负荷的情况下的正常工作电流比同规格二仓替换为陶瓷球的磨机正常工作电流要高40A-70A 左右，所以运用陶瓷球之后水泥粉磨的耗电量有了大幅度的降低，很大程度的降低了水泥的制造成本。

在如今各个水泥生产企业想法设法技改以求节能降耗的大背景下，陶瓷球的节电效果对各企业来说无疑具有巨大的吸引力。

陶瓷球在水泥粉磨系统中的应用及调试1. 应用背景水泥粉磨系统是水泥生产线中的关键部分，对于水泥的细磨及质量稳定具有重要作用。

传统的水泥粉磨系统中常使用钢球作为磨砂介质，但钢球存在磨损大、占据空间、易生锈等问题，因此人们开始寻求替代品来提高粉磨效率和降低生产成本。

陶瓷球因其具有优异的耐磨性、抗腐蚀性和对环境友好等特点，成为了水泥粉磨系统中的理想选择。

2. 应用过程陶瓷球的应用可以分为以下几个步骤：2.1 选择合适的陶瓷球类型根据具体的水泥粉磨系统要求以及生产线的工艺情况，选择合适的陶瓷球类型。

常见的陶瓷球材质包括氧化铝陶瓷球、氧化锆陶瓷球等，这些不同材质的陶瓷球在耐磨性和抗腐蚀性能上略有差异，需要根据具体情况进行选择。

2.2 调整球磨机参数根据所选的陶瓷球类型，进行球磨机参数的调整。

主要包括磨机转速、进料量、磨介质的补给量等。

由于陶瓷球相对于钢球具有较小的比重，因此可能需要适当增加进料量和磨介质的补给量，以保证磨机的正常运转和磨砂效果。

2.3 添加陶瓷球到磨机中将选择好的陶瓷球加入到球磨机中，并与原有的钢球混合使用。

由于陶瓷球的硬度较高，可以增加球磨机的磨砂效果，提高粉磨效率。

同时，由于陶瓷球的抗腐蚀性能好，可以减少磨机和水泥中的金属污染，提高水泥产品的质量。

2.4 调试球磨机参数在添加陶瓷球后，需要进行球磨机参数的再次调试。

主要包括磨机转速、进料量、磨介质的补给量等。

通过逐步增加转速和调整进料量，观察磨机的运行情况和水泥的磨砂效果，找到最佳的参数组合，以达到提高磨砂效率和降低生产成本的目标。

3. 应用效果通过在水泥粉磨系统中应用陶瓷球，可以获得以下几个方面的应用效果：3.1 提高粉磨效率陶瓷球具有较高的硬度和良好的耐磨性，可以增加球磨机对水泥的细磨效果，提高水泥的磨砂效率。

相对于传统的钢球，陶瓷球的使用能够大幅降低水泥粉磨系统的能耗，提高生产线的产能和经济效益。

3.2 降低生产成本陶瓷球相对于钢球来说，在生产成本方面具有一定的优势。

*13水泥磨的钢球级配众所周知，磨机的台时产量与许多因素有关，如粉磨工艺流程及其配套辅机（选粉机，磨前预破碎机等）的性能、入磨物料的特性（品种及其配比、粒度大小、综合水份、易磨性等）、细度、磨内通风、隔仓板的形状及位置、衬板的工作形状、研磨体填充率及其级配、磨机转速、粉磨生产操作和系统设备调控等。

如何合理进行研磨体填充及级配，以达到最佳粉磨效率呢本人根据所学理论知识、结合生产实际，现发表我个人见解，谨供大家参考借鉴。

首先根据入磨物料粒度来确定磨机各仓的平均球径，再根据粉磨工艺流程来确定磨机的填充率及装载量，再以装载量、平均球径来反推出各种规格的钢球级配。

1、入磨物料平均粒径与钢球平均球径的关系（经验数据）而且同一台磨机填充率、前仓较后仓高出1%-2%，以利于磨内物料流动。

3、根据规格计算出磨机各仓的有效容积，再根据其填充率、钢球密度，计算出磨机各仓的装载量。

有效容积即磨机的有效空间，是指磨机的内筒体除掉衬板的空间，可用公式：V=π·Di2·L（Di指筒体有效直径，L指有效长度）；装载量=ρ×ψ×V（ρ：指钢球的密度吨/米3，ψ指填充率；V：有效容积）4、确定了物料的平均球径和磨机的装载量，再根据平均球径公式反推出钢球的级配，钢球级配的原则是两头小，中间多，即大球和小球少，中径球多，尤其指一仓的钢球级配。

平均球径公式有a、b两个公式：aa：粗约平均球径公式：D平=Bb：精确平均球径公式：D平=般a种方法较b种方法算出的平均球径要高出2—3点，且初次磨内配方应以b种方法准确些。

D平——钢球级配的平均球径mmD1、D2、D3——各种不同规格的球径mmG1、G2、G3——钢球直径分别为D1、D2、D3时的质量tT1、T2、T3——钢球直径分别为D1、D2、D3时每吨的个数钢球（锻）参数一览表5、在磨机进行钢球级配以后，开磨投料，一个小时以后在磨尾取混合料进行细度检测，一般要求：出磨混粉的细度控制在35%—45%，循环负荷率达95%（指闭路磨）；选粉效率降低到75%左右；根据检测情况，对磨机钢球级配进行微调，直到两仓（或多仓），即粗粉仓的破碎能力跟细粉仓的研磨能力平衡。