球磨机参数选择和计算

1、球磨机参数选择和计算一、球磨机生产能力的计算球磨机的生产能力由要求粉磨的物料量而确定，在设计选型时要有一定的富余能力。影响球磨机生产能力的因素很多，除了物料的性质（粒度、硬度、密度、温度和湿度）、欲磨细程度（产品粒度）、加料均匀程度和磨机内研磨体装载程度外，还与磨机结构形式（磨机筒体长度与直径比、仓数、隔仓板和衬板的形状）等有关。因此，从理论上确定磨机的生产能力是比较困难的，通常用实验法与对比法来确定磨机的生产能力。磨机粉磨的生产能力一般按新生成的小于0.074mm（200目）级别的粉矿量进行计算。式中 V 磨机有效容积，m3；G2 产品中小于 0.074mm 的物料占总物料的百分数，%；G1

2、 给矿中小于 0.074mm 的物料占总物料的百分数，%；q,m按新生成级别（0.074mm）试算的单位生产能力，t/(3m·h)。q,m值由试验确定，或采用矿石物性相似、设备及工作条件相同的生产中的标定值。当无试验数据与生产标定值时，可用式（1-3）计算：式中 qm磨机在生产或实验时，按新生成-0.074mm级别计算的实际生产能力，t/（m3·h）；式中 Di1 需要计算选磨机直径，m；Di1 标准磨机直径，m；K,4磨机给料粒度和产品粒度系数，G3 G4分别为新设计的和参数已有的或实验磨机（给矿粒度或产品粒度按新生成-0.074mm级别计算）的生产能力见表1-6。上式G

3、1和G2值在计算中应按实际资料计算，若无实际资料，可按表1-7和表1-8选定。表 1-4 矿石磨碎难易系数 K,1 矿石硬度难易度系数K,1矿石硬度难易度系数K,1普氏系数硬度等级普氏系数硬度等级2很软1.4-2.08-10硬0.75-0.852-4软1.25-1.510很硬0.5-0.72 / 114-8中等硬度1.0表 1-5 磨机型式校正系数K,2 磨机型式格子型球磨机溢流型球磨机棒磨机K,21.00.90.85表 1-6 给矿粒度与产品粒度相对生产能力 G3 或 G4 给矿粒度/mm产品粒度/mm0.40.30.20.150.100.074-0.074mm

4、含量/%40486072859540-00.770.810.830.810.800.78给矿粒度/mm产品粒度/mm0.40.30.20.150.100.074-0.074mm 含量/%40486072859520-00.890.920.920.880.860.8210-01.021.031.000.930.900.855-01.151.131.050.950.910.853-01.191.161.060.950.910.85表 1-7 破碎产品粒度与 0.074 mm 级别含量G1值  破碎矿石粘度/mm40-020-010-05-03-00.074mm级别含量G1/%难碎性矿石2

5、581015中等可碎性矿石36101523易碎矿石58152025表 1-8 不同产品粒度中 0.074mm 级别含量G2值二、球磨机功率、转速和介质装载量的计算1. 功率计算（1）按经验公式计算功率：式中 G, 装入的介质和物料量 ,t ；Dm 磨机筒体有效内径，m；K,5研磨介质系数，查表1-9。 表 1-9 研磨介质系数 K,5 介质种类 充填率0.10.20.30.40.5硅质如石13.312.2511.09.57.8大钢球11.911.09.98.57.0小钢球11.510.69.58.26.8此公式是在工作转速的条件下试验的结果，未计机械效率，如工作转速与比值比较相差较大

6、时，可以近似地认为功率增长与转速（低于临界转速）成正比即 （2）干法磨矿作业，研磨介质充填率小于 35% 的条件下，可用式（1-7）来计算功率：式中 n 磨机转速，r/min；G, 研磨体总量，t；机械效率，中心传动时，=0.92 - 0.94 边缘传动时=0.86-0.90。2. 球磨机转速计算（1）临界转速当筒体回转时，磨内最外层研磨介质（体）与筒壁无相对滑动，刚好开始贴随磨机筒体作周转状态运转，这一瞬时的磨机转速：式中 n0 磨机工作转速，r/min；Kb 转速比（或转速率），%。磨机筒体内装有多层研磨介质，设想把介质集中到一层，称为“缩聚层”，使该层研磨介质处于最大落差，即总的冲击能量

7、最大时的磨机计算转速 nj ：所以，在理论上导出合理的工作转速为各类磨机的工作转速见表1-10。表 1-10 各类磨机的工作转速 磨机类型球磨机棒磨机管磨机工作转速n0(0.76-0.88)nj(0.65-0.70)nj(0.68-0.76)nj在生产实践中，影响研磨介质运动状态的因素很多。因此，要根据实际情况选取适宜的工作转速。在确定磨机的实际工作转速时，应该考虑到磨机的规格、生产方式、衬板形式、研磨介质种类、填充率、被磨物料的物理化学性质、入磨物料粒度，要求产品的粉磨细度等的影响。能够比较全面地反映这些因素的影响，应通过科学实验来确定磨机的实际工作转速。3. 磨机介质的装载量（1

8、）装球量研磨介质的体积占磨机有效容积的百分数，称为研磨介质充填率。充填的大小，直接影响到粉磨过程中的冲击次数、研磨面积和研磨介质的装载量；同时，也影响到研磨介质本身被提升的高度和对物料的冲击力，以及功率消耗。磨机装球量可按式（1-14）计算；式中Gra研磨介质装载量，t；s研磨介质松散密度，t/m3。锻制钢球；s= 4.5-4.8t/m3铸造钢球s=4.3-4.6t/m3；轧制钢球s=6.0-6.8t/m3；钢段s=4.3-4.6t/m3研磨介质充填率，%。湿法磨碎时：格子型球磨机=40%-45%；溢流型球磨机=40%；棒磨机=35%。干法磨碎时：物料混入磨介之间使研磨介质膨胀，而且采用干法时

9、物料流动性较差，物料流动受到研磨介质的阻碍，故充填率选得较低，=28%-35% 。管磨机=25%-35%。研磨介质空隙率 k =0.38-0.42 ，被粉碎物料质量约占研磨介质质量的 14% 左右。（2）装球的大小及配比在球磨机中，钢球的大小和配比，对磨机的生产率和工作效率影响很大，对粗粒和硬性物料，应选用较大的钢球，对细粒和松脆的物料，用较小直径的钢球，钢球在磨机中的冲击次数，随着球径的减小而增多，球与球间的研磨间隙，随球径的减小而密集。因而最好选用质量较大，直径较小（松散密度大）的球为磨介。球的大小主要取决于待磨物料的粒度，其次可适当考虑磨机的直径和转速。式（1-15）为球径与给料粒度的经

10、验公式。式中 dmax 钢球的最大直径，mm；amax 给料粒度的最大尺寸，mm。在求出最大钢球直径后，可参照图1-33求出磨机中的钢球配比（适用于水泥磨机，其他磨机可参考）。图 1-33 磨机钢球配比曲线在按照工艺要求、物料性质、磨机规格性能及各种参数，选定钢球的最大直径和最小直径后，再接配比级别，运用曲线，查得装入磨机中各相应钢球的质量累计百分数，计算出实占质量百分数，求得各级钢球的装入质量。根据生产企业的生产实践，钢球直径与物料粒度之间的关系如表1-11所示。钢球在磨碎物料的过程中逐渐被磨损。抛落状态的钢球的磨损与其冲击力有关。研磨状态的钢球的磨损与钢球的表面积有关。一般磨碎机中钢球兼有

11、冲击和研磨作用，故磨损与钢球直径的n次方成正比，n的数值在2-3之间。表 1-11 生产实践中钢球直径与物料粒度之间的关系 钢球直径db/mm120100908070605040给料粒度/mm12-2010-128-105-82.5-61.2-40.6-20.3-1各种尺寸锻造钢球的质量和表面积见表1-12。由于钢球在磨机生产过程中的磨损，为了保持磨机的稳定工作。需要定期补加钢球。补加钢球的最大直径仍用前面讲的方法确定，在补加大球的同时，应根据生产经验配加若干种直径较小的钢球。三、棒磨机的计算1. 棒磨机的转速棒磨机主要以泻落式状态进行工作，其转速率低于球磨机，通常选取Kb=0.6。

12、棒磨机的工作转速n和棒磨机筒体圆周速度的经验公式如下：表 1-12 锻造钢球的质量和表面积 钢球直球/mm每个钢球质量(x)/kg每吨钢球的个数每个钢球的表面积(y)/cm212.70.00871110005.1190.02873290011.4220.0452070015.625.40.0681390020.331.80.132711031.7380.227411045.644.50.362257062.150.80.495174081.163.51.05887127761.8251218388.92.93242491014.312173241278.45111507棒磨机的圆周速

13、度按经验可选取=122-168m/min。2. 棒磨机的充填率棒磨机中钢棒的充填率在采用干法或湿法磨碎工艺时是不同的，采用干法磨碎时钢棒充填率取为35%左右，湿法磨碎时钢棒充填率较高，通常取40%-50%。计算钢棒荷重时，可以接钢棒松散密度为 =6-6.5t/m3 进行计算。3. 棒磨机生产能力的计算（1）按筒体单位容积的生产能力计算计算方法同计算球磨机生产能力的方法相似。（2）直接从产品说明书查出近似生产能力按给料粒度和产品粒度在表1-13上查找湿法磨碎时各规格棒磨机的生产能力。采用干法磨碎时要从表中数据减去（30-50）%。产品粒度是指产品中细粒累积含量（95-98）% 时的粒度。（3）按

14、棒磨机功率P及磨碎物料的比能耗W计算生产能力Q=P/W式中 W 比能耗，kW·h/t 可以用可磨性试验方法并结合实际生产数据加以修正而求出。4. 钢棒的直径与长度（1）钢棒的直径钢棒的直径应该选择适当，既能破碎大块料，又能有足够的表面积。直径小的钢棒其表面积较大，而且对衬板的磨损也较小。但是，单位重量的小直径钢棒的售价较高，且寿命短，因很快将小直径钢棒磨损到 25-40mm 的废弃尺寸。钢棒磨损到该尺寸后易于折断而弯曲。表 1-13 棒磨机的生产能力/t·h-1 给粒粒度/mm25.425.425.425.425.4产品粒度/目820354865产品中-200目含

15、量/%20-3030-4242-5555-6565-75简体直径×长度/(mm)2290×426073554436272590×456010880.5655440.52900×4560145.51098772.554.53200×4880139149119.599743500×5490289216.5173.51441083820×54903622732171801354120×6100487.5366.52922421824260×5490476358285236.5177.54260×61005293973172631974410×5490518389310.52581934410×6100574.5434.6345.5286.5214.5当最大钢棒直径为 100-115mm 时，钢棒直径磨损至 38mm 后，往往即折断，折断的碎钢棒在操作时可排出机外。当最大钢棒直径仅为 50-65 时，磨损的钢棒易弯曲，操作时需定期取出小于已达废弃直径的钢棒。常用的钢棒直径为50-100mm。（2）钢棒的长度钢棒的长度为有效筒体长度（即筒体长度