我國球磨機的工業(yè)應(yīng)用與發(fā)展

我國球磨機的工業(yè)應(yīng)用與發(fā)展

1球磨機的應(yīng)用在采礦行業(yè)，礦石研磨和薄磨損是采礦操作的基本過程之一。礦料經(jīng)過破碎機的破碎(分粗、中、細破碎),破碎后的礦料粒度一般在8～20mm之間,為了滿足生產(chǎn)工藝所需要的礦料細度要求,破碎后的礦料還必須經(jīng)過粉磨機磨細。例如,工業(yè)中的大、中型鍋爐一般均采用煤粉燃燒,就需要先用碎煤機將原煤打碎,然后再將碎煤磨制成煤粉。因此,礦料的粉磨是選礦工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝過程。在選礦、建材、水泥、煤炭、化工、電力、輕工和冶金等工業(yè)部門中,都大量需要磨碎作業(yè),因而,球磨機、振動磨機、氣流磨機和其他磨機成為這些工業(yè)部門的重要設(shè)備之一。其中,球磨機的應(yīng)用最為廣泛。球磨機是一種常見而典型的磨粉設(shè)備,自1893年問世以來,它在金屬礦及非金屬礦選礦廠以及冶金、建材、化工和電力等行業(yè)的礦料粉碎中得到最廣泛的應(yīng)用,幾乎所有礦料都要用球磨機來磨碎。球磨機在工業(yè)上應(yīng)用及發(fā)展中經(jīng)歷了如此長時間而未被淘汰的這個事實就說明它從結(jié)構(gòu)到工作原理基本上是可靠而且合理的,性能也是比較好的,雖然它也有些缺點,但要將它從礦料粉碎中淘汰出去是相當(dāng)困難的。換句話說,球磨機在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)仍將是礦料磨碎作業(yè)的主要設(shè)備,對它進行深入研究仍是十分必要和有價值的。球磨機的核心裝置通常都是一個緩慢旋轉(zhuǎn)的筒體,筒體內(nèi)裝有磨碎介質(zhì),由于球磨機結(jié)構(gòu)簡單堅固、操作可靠、維護管理簡單、能長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、對物料適應(yīng)性強、破碎比大(可達300以上)和生產(chǎn)能力大,所以它能滿足現(xiàn)代化大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要。但球磨機的缺點也比較明顯,主要表現(xiàn)為工作效率低、體型笨重、研磨體、襯板消耗量大和操作時噪聲大等。2煤粉制備系統(tǒng)鋼球磨煤機是專門為粉磨煤炭物料而設(shè)計的專用設(shè)備。目前,我國鋼球磨煤機普遍存在著占地面積大、笨重、噪聲大、漏風(fēng)量大、耗電量大等缺點。但由于它對煤種的適應(yīng)性好,能粉磨各種不同的煤料,特別對于很硬的無煙煤也具有較強的磨煤能力,并且工作起來安全可靠,能夠長期連續(xù)安全運行,維持一定的磨煤出力和煤粉細度,且單臺出力高,檢修周期長,因此為不少火電廠使用,并成為火力發(fā)電廠煤粉制備系統(tǒng)的主要設(shè)備。此外,該類型球磨機也適用于水泥、冶金、化工、制糖等工業(yè)的制粉系統(tǒng),并能適應(yīng)不同硬度物料的粉碎制粉。近些年來,我國對鋼球磨煤機不斷進行了改進設(shè)計,使其結(jié)構(gòu)更為緊湊,安裝維修更加方便。其筒體內(nèi)裝有高錳鋼襯板,襯板用壓緊楔形成的橫向壓力被牢固貼合在筒壁上,在筒體與護罩間裝有一層硅酸鋁纖維板以減少熱能損耗和降低噪聲。鋼球磨煤機的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)采用強制潤滑,可選配單機潤滑或多機集中潤滑。筒體直徑大于2900mm的磨煤機設(shè)計有慢速驅(qū)動裝置,以供盤車、維修及松料用。鋼球磨煤機排料系統(tǒng)是通過料槽式出料斗采用風(fēng)掃式排料。3鋼球磨煤機的種類鋼球磨煤機是粉磨工藝中最重要的設(shè)備,它可分為低速磨、中速磨和高速磨3種類型。低速球磨機又叫鋼球磨煤機,它是我國目前使用較多的一種磨煤機。按外殼形狀,鋼球磨煤機可分為筒形球磨機和錐形球磨機2種。后者因其制造工藝較復(fù)雜,目前采用不多。此外,按卸料方式不同,鋼球磨煤機可分為尾卸式和中卸式球磨機。尾卸式球磨機因排料方式的不同又分為強制排礦的格子型球磨機和自流排礦的溢流型球磨機。4助機及傳動部分盡管鋼球磨煤機由于規(guī)格、卸料方式等方面的不同而被分成多種類型,但基本組成是相同的。如圖1所示,鋼球磨煤機主要由轉(zhuǎn)動部、主軸承部、給料、卸料、傳動部分以及包括防塵罩、電動機、減速器、柱銷聯(lián)軸器等輔助部件組成,并且配有輔機。轉(zhuǎn)動部分由筒體、法蘭盤、人孔蓋構(gòu)成。筒體是用鋼板卷制而成,為了防止研磨介質(zhì)的沖擊及磨損,并為減少噪音,在筒體內(nèi)壁襯有襯板。鋼制的筒體兩端焊有法蘭盤并與端蓋連接。給料部分多用鑄鋼制成的中空軸頸,在軸頸內(nèi)嵌有加料漏斗。卸料部分用中空軸頸以及格子板(出料蓖板)構(gòu)成。傳動部分由減速裝置和傳動軸構(gòu)成。鋼球磨煤機由電動機通過彈性柱銷聯(lián)軸器、齒輪減速器減速傳動而驅(qū)動轉(zhuǎn)動部旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動部筒體內(nèi)裝有研磨介質(zhì)-鋼球。當(dāng)筒體轉(zhuǎn)動時,鋼球在離心力和摩擦力的作用下被轉(zhuǎn)動的筒體提升到一定高度后,由其本身自重力的作用而跌落,使筒體內(nèi)的煤料在下落鋼球的沖擊和研磨作用下形成煤粉,即稱粉磨過程。磨好的煤粉被粉磨系統(tǒng)的風(fēng)動設(shè)備送入鍋爐燃燒或送到貯煤倉貯存。5球磨機襯板及襯板制備技術(shù)由于大型磨礦設(shè)備的基建投資低,比功率消耗小,生產(chǎn)費用少,為了適應(yīng)巨型選礦廠的工作需要,近年來,球磨機除了在其結(jié)構(gòu)上進行一些重大革新外(例如加拿大和美國都采用將電動機的轉(zhuǎn)子裝在筒體上,把定子套在整個筒體外的一種新型球磨機),主要是向大型化發(fā)展。例如,早在20世紀70年代初期美國就開發(fā)出了?8250mm×15250mm大型球磨機,電動機功率達19845kW,美國新建的費爾蘭選礦廠采用了?5180mm×12900mm的球磨機,其安裝功率約5072kW,由2臺電機驅(qū)動。巴西的維克多利亞選礦廠安裝了6臺5180mm×10370mm、功率為4557kW的球磨機。此外,由于球磨機的鋼耗量相當(dāng)大,如球磨機的襯板磨損率是0.05～0.25kg/t,為了降低鋼耗量就必須進行耐磨材料的研究,尋找價格便宜的高耐磨材料,通過設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)合理的襯板,探索降低球耗或棒耗的途徑。在這方面最重要的研究成果之一,就是普遍試制橡膠襯板。對此,國內(nèi)外進行了多方面的研究。據(jù)報導(dǎo),瑞典已有80%的選礦廠采用橡膠作球磨機襯板,北歐一些國家以及美國、加拿大、俄羅斯、日本等國都在發(fā)展使用。較早使用硬鎳合金材料制成的襯板,近幾年來在品種方面又有所增加。生產(chǎn)實踐表明,使用這種材質(zhì)的襯板,其鋼耗量絕大多數(shù)都在10g/t左右。最近,北歐瑞典又設(shè)計出用橡膠(或塑料)與硬質(zhì)合金鋼組合制成的復(fù)合襯板,據(jù)說比較理想地解決了襯板的韌性與硬度的矛盾以及由于溫度的影響而造成的襯板老化和耐磨性降低的問題。據(jù)報導(dǎo),在磨礦工藝過程中,國外使用某些介質(zhì)阻蝕劑,可以顯著地降低球磨機鋼球或鋼棒的磨蝕問題。國內(nèi)選礦業(yè)的起步晚于國外。我國用于以細磨為主的球磨機的筒體襯板材料一般采用耐磨白鐵、冷硬鑄鐵、中錳稀土球墨鑄鐵等。為了提高襯板的使用期限,國內(nèi)也進行了這方面的研究。目前國內(nèi)主要研究橡膠襯板的配方、襯板的結(jié)構(gòu)參數(shù)和磨機操作對襯板壽命的影響。試制結(jié)果表明,壽命可達鋼襯板的3～4倍(比硬鎳合金高一倍),且具有工作噪聲小,重量輕,易于更換等優(yōu)點。近年來,國內(nèi)球磨機的襯板材料廣泛地應(yīng)用橡膠襯板。此外,磁性襯板作為20世紀90年代發(fā)展起來的一種新型耐磨材料,也應(yīng)用于國內(nèi)大中型礦山磨礦作業(yè)中,是球磨機襯板