球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法

828 编辑：中冶有色技术网来源：山东天汇科技有限公司

2023-12-06 13:45:31

权利要求书： 1.一种球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法，包括氧化铝研磨介质的选择、球磨机的选择和技改、氧化铝研磨介质的级配及中控操作方法的调整，其特征在于：（1）氧化铝研磨介质选用：要求研磨介质为刚玉质陶瓷材料，刚玉质陶瓷材料具有以下理化指标：体积密度≥3.65g/cm3，堆积密度≥2.2t/m，莫氏硬度＞9，洛氏硬度83?88，破碎率≤0.3%；同体积的氧化铝研磨介质质量是金属研磨体的50%；刚玉质陶瓷材料为球柱结合体，球柱结合体的中间为圆柱体，圆柱体的两端为向外凸出的球面；

（2）球磨机的选择、优化和技改：选择预粉磨系统球磨机，入磨物料筛余：R0.08≤35%，开路系统选择3仓球磨机，闭路系统选择2仓球磨机，入氧化铝研磨介质所在仓位的物料细度：开路磨R0.08≤15%，闭路磨R0.08≤25%，入磨物料综合水分要求小于1.5%；为平衡球磨机各仓内物料流速，加强研磨介质研磨效率，在氧化铝研磨介质装机前要对球磨机系统进行必要的技术改造，技改主要包括以下方面：(a)球磨机前预粉磨系统优化与技改：堆焊修复磨损较重的辊压机辊面，以增大辊面对物料的牵制挤压能力，增强挤压效果，多生产微裂纹颗粒细粉；修补辊压机下料口两边磨损的侧挡板，减少边缘漏料效应，减少未经过挤压粗颗粒物料的循环量，提高预粉磨效果，增加细粉量，为后续的粗细粉分级创造有利条件；采用双杠杆进料装置，灵活控制进料量，均匀进料，减少物料的冲料现象；修复型选粉机打散板，增强经过辊压机挤压过物料的打散及分散效果；（b）磨内结构调整：隔仓板篦板和内筛板破损要及时修复或者更换，防止该仓大颗粒进入下一仓，避免对下一仓粉磨效率造成影响；封堵和加高活化衬板，使用氧化铝研磨介质的活化衬板高度控制在0.35?0.45D，以减少球磨机运转过程中研磨介质间产生过多的滞留带、影响粉磨效率，同时起到稳定磨内物料流速，确保物料在磨内的粉磨时间在5?10min；进料装置由传统的溜管进料改为螺旋进料方式，防止冲料现象，减少一仓粉磨盲区，使用新型筛篦组合型防堵篦板，通孔率达到15%以上，厚度是原篦板20?50%，篦缝为任意冲孔结构，表面平整光滑；所述的球磨机的选择和技改中，粉磨时间是按照配置辊压机或者立磨、球磨机预粉磨系统粉磨磨内物料流速和实验用磨机直径、生产率等因素来确定的，以第二次粉磨后的物料细度、比表接近工业性为目标，倘若差别太大则需重新调整粉磨时间，同一样品两次粉磨时间比例大约等于氧化铝研磨介质磨机一、二仓长度比例分配；一仓钢球料比8:1，二仓金属研磨体、氧化铝研磨介质分别为10:1?

6:1；氧化铝研磨介质填充率设计为金属研磨体填充率的120%；

（3）氧化铝研磨介质的级配：实际生产要求有几种尺寸的研磨体配合使用，即能保证具有一定的冲击能力，又兼具一定的研磨磋磨作用，通过在化验室的实验磨机找出各种粒度物料所对应的最有效的研磨体直径，然后计算出在实际生产中所应用的合适的研磨体直径，再通过实验来求出修正系数，最终优化改进适合氧化铝研磨介质使用的最佳级配，也是提高球磨机粉磨效率的重要一环；氧化铝研磨介质的级配包括以下步骤：(a)确定一仓金属研磨体粗磨仓和氧化铝研磨介质细磨仓的料球比，根据球磨机磨内物料料球比确定实验磨研磨体装载量；(b)根据料球比及装载量确定大磨各仓的滞留时间，确定在实验磨实验粉磨时间；（c）找出跟大磨级配对应的实验磨级配；

（4）中控操作方法的调整：使用氧化铝研磨介质后，球磨机内研磨体间、物料间摩擦产生的静电现象减弱，物料颗粒间静电吸附现象减少，物料流速加快，容易导致研磨时间减少，研磨不充分现象，中控室做到球磨机系统参数的稳定操作，均匀喂料，降低磨尾除尘器用风量，掌握磨内风速0.8?1.2m/s，保持磨内均匀的物料流速。

2.根据权利要求1所述的球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法，其特征在于：所述的步骤（2）中（a）所述的侧挡板修复采用耐磨性好的合金钢或轴承钢制作修复。

说明书：一种球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法技术领域[0001] 本发明涉及球磨机，确切地说是一种球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法。背景技术[0002] 当前球磨机粉磨仍然是水泥、矿粉、粉煤灰、石粉等干法粉磨的主要方式，球磨机粉磨时，金属研磨体为主要研磨介质。

[0003] 其存在的问题是：金属研磨体质量大，造成球磨机拖动功率大，运行电流高，粉磨能耗高，从而使干法粉磨电耗和金属研磨体的磨损占据着干法粉磨成本的重要部分，是粉

磨作业的固有难题。

[0004] 为解决上述问题，现在可行的方式是用优质耐磨的新型氧化铝研磨介质来替代金属研磨体。

[0005] 为保证球磨机系统磨粉效率，需要解决以下几个方面的问题:(1)氧化铝研磨介质的选择；(2)球磨机的选择、优化和技改；(3)氧化铝研磨介质的级配；(4)中控操作方法的调

整。

发明内容[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法，该方法为用氧化铝研磨介质装机提供了介质选择、球磨机的选择和技改、氧化铝研磨介质的

级配及中控操作方法的调整，用氧化铝研磨介质来替代传统的金属研磨体，达到球磨机正

常生产时主电机电流下降、粉磨能耗降低；同体积的氧化铝研磨介质质量是金属研磨体的

50%，使球磨机的整体装备质量减轻，滑履轴瓦的摩擦减小，温度降低，有利于磨机设备的安

全运行及延长使用寿命；另外，由于使用寿命加长，维修工作量大幅度减少。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：[0008] 一种球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法，包括氧化铝研磨介质的选择、球磨机的选择和技改、氧化铝研磨介质的级配及中控操作方法的调整，其中:

[0009] （1）氧化铝研磨介质选用：要求研磨介质为刚玉质陶瓷材料，刚玉质陶瓷材料具有以下理化指标：体积密度≥3.65g/cm3，堆积密度≥2.2t/m，莫氏硬度＞9，洛氏硬度83?88，

破碎率≤0.3%；刚玉质陶瓷材料成型方式选用等静压成型或旋压成型等坯体致密度高的压

制成型方≤0.3%；同体积的氧化铝研磨介质质量是金属研磨体的50%。

[0010] （2）球磨机的选择、优化和技改：选择预粉磨系统球磨机，入磨物料筛余：R0.08≤35%，开路系统选择3仓球磨机，闭路系统选择2仓球磨机，入氧化铝研磨介质所在仓位的物

料细度：开路磨R0.08≤15%，闭路磨R0.08≤25%，入磨物料综合水分要求小于1.5%；为平衡球磨

机各仓内物料流速，加强研磨介质研磨效率，在氧化铝研磨介质装机前要对球磨机系统进

行必要的技术改造，技改主要包括以下方面:(a)球磨机前预粉磨系统优化与技改：堆焊修

复磨损较重的辊压机辊面，以增大辊面对物料的牵制挤压能力，增强挤压效果，尽可能多创

造微裂纹颗粒细粉；修补辊压机下料口两边磨损的侧挡板，减少边缘漏料效应，减少未经过

挤压粗颗粒物料的循环量，提高预粉磨效果，增加细粉量，为后续的粗细粉分级创造有利条

件；采用双杠杆进料装置，灵活控制进料量，均匀进料，减少物料的冲料现象；修复型选粉

机打散板，增强经过辊压机挤压过物料的打散及分散效果；（b）磨内结构调整：隔仓板篦板

和内筛板破损要及时修复或者更换，防止该仓大颗粒进入下一仓，避免对下一仓粉磨效率

造成影响；封堵和加高活化衬板（活化环），使用氧化铝研磨介质的活化衬板高度控制在

0.35?0.45D（D?球磨机有效直径），以减少球磨机运转过程中研磨介质间产生过多的滞留

带、影响粉磨效率，同时起到稳定磨内物料流速，确保物料在磨内的粉磨时间在5?10min；进

料装置由传统的溜管进料改为螺旋进料方式，防止冲料现象，减少一仓粉磨盲区，使用新型

筛篦组合型防堵篦板，通孔率达到15%以上，厚度是原篦板20?50%，篦缝为任意冲孔结构，表

面平整光滑；

[0011] （3）氧化铝研磨介质的级配：实际生产要求有几种尺寸的研磨体配合使用，即能保证具有一定的冲击能力，又兼具一定的研磨磋磨作用。通过在化验室的实验磨机找出各种

粒度物料所对应的最有效的研磨体直径，然后计算出在实际生产中所应用的合适的研磨体

直径，再通过实验来求出修正系数，最终优化改进适合氧化铝研磨介质使用的最佳级配，也

是提高球磨机粉磨效率的重要一环；

[0012] 磨内研磨体最大球径：dmax=28*（dmax）1/3[0013] 磨内研磨体平均球径：D=28*（d）1/3[0014] 式中：dmax——磨机喂料最大粒度，mm；[0015] d——入磨物料平均粒度，mm；[0016] 研磨体的级配按下式计算：A=B0.785*D2L﹠∮[0017] 式中：[0018] A——某直径球锻的重量，吨；[0019] B——某直径球锻占该仓所有球锻的重量比例，%；D——该仓磨机有效直径，米；[0020] L——该仓磨机有效长度，米；﹠——研磨体容重，吨/米3；金属研磨体取4.60?4.70，氧化铝研磨介质取2.25?2.30,

[0021] ∮——填充率，%;[0022] （4）中控操作方法的调整：使用氧化铝研磨介质后，物料流速加快，中控室要稳定操作，降低磨尾除尘器用风量，使磨内风速0.8?1.2m/s，保持磨内均匀的物料流速；稳定加

减磨机台时产量。

[0023] 进一步的优选技术方案如下：[0024] 所述的步骤（1）中刚玉质陶瓷材料为球柱结合体，球柱结合体的中间为圆柱体，圆柱体的两端为向外凸出的球面。

[0025] 外形优选球柱结合体，发挥柱形的线接触和点接触优势。[0026] 所述的步骤（2）中（a）所述的侧挡板修复采用耐磨性好的合金钢或轴承钢制作修复。

[0027] 上述设置可以延长使用寿命减少边部漏料效应，提高预粉磨效果，增加细粉量，为后续的分级创造有利条件

[0028] 所述的步骤（3）包括以下步骤：(a)确定一仓金属研磨体粗磨仓和氧化铝研磨介质细磨仓的料球比，根据料球比确定实验室试验磨研磨体装载量；(b)根据料球比及装载量确

定大磨各仓的滞留时间，确定在实验室试验磨实验时间；（c）找出跟大磨级配对应的试验磨

级配。

[0029] 通过上述步骤，可以确定工业生产球磨机的级配。[0030] 所述的球磨机的选择和技改中，需要确定粉磨时间和填充率（球磨机装载量）粉磨时间是按照配置辊压机或者立磨、球磨机预粉磨系统粉磨磨内物料流速和实验用磨机直

径、生产率等因素来确定的，以第二次粉磨后的物料细度、比表接近工业性为目标，倘若差

别太大则需重新调整粉磨时间，同一样品两次粉磨时间比例大约等于氧化铝研磨介质磨机

一、二仓长度比例分配；一仓钢球料比8:1，二仓金属研磨体、氧化铝研磨介质分别为10:1?

6:1。

附图说明[0031] 图1是现有技术方案的插板式进料方式结构示意图。[0032] 图2是本发明所采用的杠杆式进料方式的结构示意图。[0033] 图3是现有技术方案的溜管进料方式的结构示意图。[0034] 图4是本发明所采用的螺旋进料方式的结构示意图。[0035] 图5是现有技术方案出磨篦板的结构示意图。[0036] 图6是本发明新型筛篦组合型防堵篦板结构示意图。[0037] 图7是本发明的球柱结合体的结构示意图。[0038] 附图标记说明：1－球面；2－圆柱体。具体实施方式[0039] 下面结合实施例，进一步说明本发明。[0040] 参见图1?7可知，本发明的一种球磨机用氧化铝研磨介质装机可控方法，包括氧化铝研磨介质的选择、球磨机的选择和技改、氧化铝研磨介质的级配及中控操作方法的调整，

其中:

[0041] （1）氧化铝研磨介质选用：要求研磨介质为刚玉质陶瓷材料，刚玉质陶瓷材料具有以下理化指标：体积密度≥3.65g/cm3，堆积密度≥2.2t/m，莫氏硬度＞9，洛氏硬度83?88，

破碎率≤0.3%；刚玉质陶瓷材料成型方式选用等静压成型或旋压成型等坯体致密度高的压

制成型方≤0.3%；同体积的氧化铝研磨介质质量是金属研磨体的50%；

[0042] （2）球磨机的选择、优化和技改：选择预粉磨系统球磨机，入磨物料筛余：R0.08≤35%，开路系统选择3仓球磨机，闭路系统选择2仓球磨机，入氧化铝研磨介质所在仓位的物

料细度：开路磨R0.08≤15%，闭路磨R0.08≤25%，入磨物料综合水分要求小于1.5%；为平衡球磨

机各仓内物料流速，加强研磨介质研磨效率，在氧化铝研磨介质装机前要对球磨机系统进

行必要的技术改造，技改主要包括以下方面:(a)球磨机前预粉磨系统优化与技改：堆焊修

复磨损较重的辊压机辊面，以增大辊面对物料的牵制挤压能力，增强挤压效果，尽可能多创

造微裂纹颗粒细粉；修补辊压机下料口两边磨损的侧挡板，减少边缘漏料效应，减少未经过

挤压粗颗粒物料的循环量，提高预粉磨效果，增加细粉量，为后续的粗细粉分级创造有利条

件；采用双杠杆进料装置，灵活控制进料量，均匀进料，减少物料的冲料现象；修复型选粉

机打散板，增强经过辊压机挤压过物料的打散及分散效果；（b）磨内结构调整：隔仓板篦板

和内筛板破损要及时修复或者更换，防止该仓大颗粒进入下一仓，避免对下一仓粉磨效率

造成影响；封堵和加高活化衬板（活化环），使用氧化铝研磨介质的活化衬板高度控制在

0.35?0.45D（D?球磨机有效直径），以减少球磨机运转过程中研磨介质间产生过多的滞留

带、影响粉磨效率，同时起到稳定磨内物料流速，确保物料在磨内的粉磨时间在5?10min；进

料装置由传统的溜管进料改为螺旋进料方式，防止冲料现象，减少一仓粉磨盲区，使用新型

筛篦组合型防堵篦板，通孔率达到15%以上，厚度是原篦板20?50%，篦缝为任意冲孔结构，表

面平整光滑；

[0043] （3）氧化铝研磨介质的级配：实际生产要求有几种尺寸的研磨体配合使用，即能保证具有一定的冲击能力，又兼具一定的研磨磋磨作用。通过在化验室的实验磨机找出各种

粒度物料所对应的最有效的研磨体直径，然后计算出在实际生产中所应用的合适的研磨体

直径，再通过实验来求出修正系数，最终优化改进适合氧化铝研磨介质使用的最佳级配，也

是提高球磨机粉磨效率的重要一环；

[0044] 磨内研磨体最大球径：dmax=28*（dmax）1/3[0045] 磨内研磨体平均球径：D=28*（d）1/3[0046] 式中：dmax——磨机喂料最大粒度，mm；[0047] d——入磨物料平均粒度，mm；[0048] 研磨体的级配按下式计算：A=B0.785*D2L﹠∮[0049] 式中：[0050] A——某直径球锻的重量，吨；[0051] B——某直径球锻占该仓所有球锻的重量比例，%；D——该仓磨机有效直径，米；[0052] L——该仓磨机有效长度，米；﹠——研磨体容重，吨/米3；金属研磨体取4.60?4.70，氧化铝研磨介质取2.25?2.30,

[0053] ∮——填充率，%；[0054] （4）中控操作方法的调整：使用氧化铝研磨介质后，球磨机内研磨体间、物料间摩擦产生的静电现象减弱，物料颗粒间静电吸附现象减少，物料流速加快，容易导致研磨时间

减少，研磨不充分现象。中控室做到球磨机系统参数的稳定操作，均匀喂料，降低磨尾除尘

器用风量，掌握磨内风速0.8?1.2m/s，保持磨内均匀的物料流速；

[0055] 所述的步骤（1）中刚玉质陶瓷材料为球柱结合体，球柱结合体的中间为圆柱体，圆柱体的两端为向外凸出的球面。

[0056] 外形优选球柱结合体，发挥柱形的线接触和点接触优势。[0057] 所述的步骤（2）中（a）所述的侧挡板修复采用耐磨性好的合金钢或轴承钢制作修复。

[0058] 上述设置可以延长使用寿命减少边部漏料效应，提高预粉磨效果，增加细粉量，为后续的分级创造有利条件。

[0059] 所述的步骤（3）包括以下步骤：(a)确定一仓金属研磨体粗磨仓和氧化铝研磨介质细磨仓的料球比，根据料球比确定实验室试验磨研磨体装载量；(b)根据料球比及装载量确

定大磨各仓的滞留时间，确定在实验室试验磨实验时间；（c）找出跟大磨级配对应的试验磨

级配。

[0060] 通过上述步骤，可以确定大磨的级配。[0061] 所述的球磨机的选择和技改中，需要确定粉磨时间和填充率（球磨机装载量）。粉磨时间是按照配置辊压机或者立磨、球磨机预粉磨系统粉磨磨内物料流速和实验用磨机直

径、生产率等因素来确定的，以第二次粉磨后的物料细度、比表接近工业性为目标，倘若差

别太大则需重新调整粉磨时间，同一样品两次粉磨时间比例大约等于氧化铝研磨介质磨机

一、二仓长度比例分配；一仓钢球料比8:1，二仓金属研磨体、氧化铝研磨介质分别为10:1?

6:1；

[0062] 级配实验[0063] 实验用品[0064] 物料：辊压机预粉磨系统入磨物料40kg；[0065] 磨机：SM500*500化验室实验试验磨（48r/min）一台及合适的称量器械等；[0066] 球料比：球料比：钢球（约8:1），氧化铝研磨介质（约4:1）[0067] 研磨体：见表1[0068][0069] 注：大规格研磨体称量时不可能正好，届时调整小规格研磨体重量，按实际重量计算平均球径，记录实际级配方案，保证装载量符合设计方案。另外级配方案的设计在不知道

实验物料粒度分布的情况下出此级配方案有失妥当，实验时可根据实际情况进行适当调

整。

[0070] 注意事项：实验用物料一仓部分可在入磨磨头取，二仓在磨内仓头取，也可用实验室试验磨制备。

[0071] 实验步骤：[0072] （1）将实验用40kg物料混合均匀，取少量样品做80μm、45μm筛余、比表面积；[0073] （2）称取5kg实验步骤1物料8份，第一份洗磨倒掉不用；[0074] （3）按设计级配方案（见表2）实验步骤2的物料各粉磨8分钟，甩净磨内物料（各次甩磨时间要保持一致），将磨制的物料收集（尽量减少“生产损失”，要留有足够的样品以备

后续实验）并混合均匀；取少量样品分别检测80μm、45μm、比表面积。

[0075] （4）称取实验步骤3制备的物料5kg各一份，分别按级配2?7粉磨8分钟，甩磨将物料混匀，取样做80μm、45μm、比表面积。

[0076] 表2：级配方案设计[0077][0078] 通过方案1?7实验数据可知道，相同物料和粉磨条件下方案1的级配粉磨出来的效果较好。

[0079] 以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。