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球磨機節能降耗的措施主要集中在結構改進自動控制等方面

2020-05-15

  節能球磨機結構簡單緊湊、可靠性高,是冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力等領域的重要粉磨設備。但是,球磨機的缺點也很明顯,那就是高能耗和高鐵損。近年來,隨著能源增長和能源品質下降,節能降耗成為球磨機研究的熱點。目前,球磨機節能降耗的措施主要集中在結構改進、工藝參數優化、自動控制等方面。

  1、球磨機結構改進

  相對于中小型磨機,大型磨機的優勢在于能夠節省建筑費用及操作維修費,簡化設備的配置和自動化要求。但是,大型磨機的單位能耗比中小磨機高,因此其規格發展受到了限制。

  目前研究的熱點是對原有設備進行改進,研制高效節能球磨機,比如陶瓷工業連續式球磨機、陶瓷原料連續錐形球磨機、靜動壓軸承球磨機、滾動軸承式球磨機、中心傳動節能球磨機、行星式球磨機、擺動式球磨機等,這些新型機器設備在節能降耗方面取得了明顯的效果。

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  2、球磨機襯板改進

  球磨機中的襯板可以保護筒體,延長設備使用壽命,同時其形狀能夠直接控制鋼球在筒體內的運動軌跡。同時,襯板是球磨機中極易磨損、更換量和消耗量大的備件,占易損件耗費的60%以上。

  改變襯板的材質及其形式對提高球磨機作業率有重要影響。在材質方面一般采用金屬襯板、橡膠襯板、磁性襯板、復合襯板等;襯板的改造形式有錐面分級襯板、角螺旋襯板等。

  3、球磨機介質的材料及形狀

  磨礦介質的作用是在筒體內產生沖、擠、磨、研作用,使物料達到成品細度和級配要求。磨礦介質性能差會導致耐磨性差、單耗高、用量多,嚴重影響磨礦效率,占易損件耗費約30%。

  磨機介質主要通過改善其材質、形狀等提高磨礦效率。在材質方面,低鉻白口鑄鐵磨球、以天然特種合金生鐵或廢渣合金生鐵為主要原料的合金鑄鐵球,因其價格低廉、磨耗適中,發展比較快。在形狀方面,短柱形、棒型球及圓柱棒型介質相比傳統的鋼球磨機生產率高,單位功耗低。

  4、球磨機工藝參數優化

  球磨機工作狀態受到轉速率、填充率、球料比、長徑比、襯板及磨礦介質尺寸等因素的影響,各因素間相互藕合,比較復雜。要充分發揮球磨機的磨礦效率,須重視磨機設計操作參數的影響。磨礦參數挑選不當會造成球磨機效率大大降低,甚至無法正常工作。

  在球磨機的工作參數中,轉速率和填充率對球磨機工作狀態影響顯著。磨礦過程是物料由大顆粒逐漸變小的過程,在不同的磨礦階段,轉速率和填充率對產品粒度的影響也不盡相同。深入研究轉速率和填充率對產品粒度的影響機理,能夠為球磨機提出更為合理的磨礦工藝提供借鑒,從而大幅度地提高球磨機效率。

  對球磨機參數優化的研究主要采用數值模擬仿真和實驗等知識。球磨機粉磨機理復雜,難以用解析模型描述,離散元知識為球磨機粉磨機理的研究提供了手段。離散元法是一種適用于研究不連續體力學行為的數值知識。

球磨機

  5、球磨機自動控制

  球磨機系統是一個多輸入、多輸出、非線性、時變、大滯后和多變量藕合的復雜系統。諸多因素的影響使得數學模型隨環境條件變化,難以準確建立。對球磨機進行有效完善的自動控制能夠使系統調整在工作點位置運行,降低制粉單耗減少耗能,因為球磨機的自動控制越來越為國內外礦界所重視。

  對于一臺特定的球磨機,假定其結構參數(如磨機規格、襯板形狀材質等)和運動參數確定(如磨機轉速率)不變,磨球和被磨物料等運行參數也會隨時間變化,從而影響其磨礦出力及能耗。因此對球磨機負荷(包括介質充填率、料球比、磨礦濃度)的準確檢測在自動控制中非常重要。


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