球磨工序節(jié)能降耗深度研究

徐登翔 施宇峰

摘要：本文用魚骨圖對球磨效率進行闡述與分析，對影響球磨效率的各種因素進行了分析，表明了陶瓷基礎(chǔ)研究的重要性。

關(guān)鍵詞：球磨；效率；基礎(chǔ)研究

1 引言

目前各陶瓷生產(chǎn)廠家都很注重新產(chǎn)品的研發(fā)，并且對于暢銷的產(chǎn)品重獎新產(chǎn)品開發(fā)人員，以激發(fā)產(chǎn)品開發(fā)人員的積極性。很多企業(yè)將顏色、花紋紋理稍微改變一下即一款新產(chǎn)品被研制出來，但他們忽略了大幅度降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)研究工作。隨著政府越來越重視節(jié)能減排效果，對高污染、高能耗的陶瓷生產(chǎn)企業(yè)也制定了較為嚴(yán)格的能耗要求，更需要生產(chǎn)企業(yè)不斷去進行基礎(chǔ)研究工作，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的環(huán)保要求。

在陶瓷生產(chǎn)中，基礎(chǔ)研究的投入與新產(chǎn)品的研發(fā)投入差不多，一般基礎(chǔ)研究的課題有：降低球磨時間、提高球磨綜合效率、提升噴霧塔產(chǎn)量、提升粉料流動性及粘性、提升干燥坯體強度、提升干燥效率、提升燒成效率、提升坯體氧化程度、降低成品二次變形率、減少成品破損率、提升產(chǎn)品耐污能力、提升產(chǎn)品摩擦系數(shù)、提升產(chǎn)品熱穩(wěn)定性等。本文以提高球磨綜合效率為例進行課題設(shè)計。

提高球磨綜合效率，即在一定的球磨時間內(nèi)通過加入一定量的水、原材料可以實現(xiàn)最低的粉料綜合成本。有些企業(yè)為了降低球磨時間，加入大量的水，雖然漿料流動性變好，球磨時間降低，但噴霧塔的能耗增加，反而綜合成本上升。為了降低成本，本文以魚骨圖來加以解說，如圖1所示。

2 原料

2.1種類的選擇

一般陶瓷坯體配方選擇7種或更多種原料進行組合，以確保它的穩(wěn)定性。各種原材料在球磨時要達到流速要求會有所偏差，在選擇原材料時，可以通過加水來滿足要求，一般原材料:水=100:50進行球磨，球磨30min后測試其流動性是否符合要求，若出現(xiàn)某種原材料需要加入超過70%的水量才能達到符合生產(chǎn)要求的流動性時，該類原材料一定要減少使用量甚至淘汰，否則會不利于球磨效率的提升。如膨潤土類原料因其結(jié)構(gòu)的異常，往往100份膨潤土需要200份水量才能達到流動性的要求，這就增加了噴霧干燥的難度，而且噴霧出來的粉料質(zhì)量也差，中空顆粒較多，粉料表面的毛刺嚴(yán)重，光滑度不夠，從而造成粉料流動性差、壓制排氣難度大等一系列問題，因此不能使用。

2.2原料的細(xì)度

顆粒度大的、硬度高的原料，需要大的球石來增加其撞擊能力，使其破碎，無疑將減少球石研磨功效，因此建議減少或淘汰硬度高的原料。陶瓷生產(chǎn)廠家可以要求供應(yīng)商提供顆粒度小（如直徑小于1cm）的原料，條件許可時可進行先破碎或先將顆粒度大的原料預(yù)球磨來解決。目前為了保證生產(chǎn)穩(wěn)定性，減少波動，大部分生產(chǎn)廠家已經(jīng)減少原礦原料直接入廠，有的建設(shè)原料預(yù)加工車間，有的與具有混合均化加工能力的原材料供應(yīng)商合作。入球原料的穩(wěn)定，是產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性的重要保障。

2.3防止原料露天堆放

對于目前仍然使用露天砂泥倉的生產(chǎn)廠家，建議一定要蓋上頂棚。如此做法，除了可以減少揚塵、解決日益嚴(yán)峻的部分環(huán)保壓力之外，最重要是目前很多原材料都是混合產(chǎn)物，露天堆放在雨水的影響作用下，會導(dǎo)致部分細(xì)小砂泥成分的流失或分離，而且入球水分也波動較大，會對生產(chǎn)帶來較為嚴(yán)重的問題。如目前市場上流行的拋晶磚產(chǎn)品，其要求坯體配方氧化鋁含量要超過20%，所需要的原料中純砂原料肯定不可能達到，因此購買回來的高鋁砂通常都混合了高鋁泥，若露天堆放，則導(dǎo)致坯料氧化鋁含量波動較大，從而導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)定。

2.4泥量的控制

泥是陶瓷坯體必不可少的成形原料，其質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響坯體的強度及干燥排水性能，其加入量的多少亦會對球磨效率產(chǎn)生影響，一般通過正交試驗來確定其加入量或品種。目前各大生產(chǎn)廠家追求越來越快的燒成速度，燒成周期越來越短，為了保證其氧化程度，泥的加入量一定要減少，否則將帶來后期很多質(zhì)量問題，如仿古磚后期變形、拋光磚二次變形等。因此建議在保證坯體強度的前提下，泥的加入量越少越好。

2.5球磨機的填充量

對于球磨機原料的填充量，有的企業(yè)18T球磨機填充量為20T，有的企業(yè)達到了驚人的26T，應(yīng)該加入多少，亦需要通過試驗來計算綜合球磨效率進行評定。在同一臺球磨機上進行填充量的試驗，通過數(shù)據(jù)分析，計算出球磨一噸漿料所需要的成本最小值為最佳。通常18T球磨機填充量在22T左右較好。

3 球石

3.1種類

有高鋁球石、中鋁球石、天然球石。目前通常做法是采用不同直徑的中鋁球來進行組合，但也有個別廠家選用直徑30mm的高鋁球搭配直徑50mm左右的中鋁球石，再搭配直徑達60mm的天然球石的方式組合進行球磨。

3.2比例

球石的種類及比例可以通過正交試驗法來確定，也可以通過球石廠家，由其提供比例來進行搭配試驗。

3.3球面高度

球面高度直接影響著原材料的填充量，對球磨效率影響也較大，也可通過正交試驗來確定。一旦確認(rèn)了球面高，由于球石在球磨過程中會產(chǎn)生磨損，因此在生產(chǎn)過程中一定要及時補充，否則球磨效率則會產(chǎn)生變化，最終導(dǎo)致漿料的細(xì)度及顆粒分布，影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

4球襯

球襯的種類有：高鋁、中鋁、橡膠、石襯，目前大多數(shù)都選用了中鋁球襯。其實橡膠球襯也是較好的選擇，雖然價格昂貴，但磨損小、維護簡單，特別生產(chǎn)仿古磚、瓷片及拋光磚底料可以使用。

5 減水劑

減水劑的種類有很多，如：三聚、水玻璃、腐鈉、高效減水劑等等，筆者在多次試驗中發(fā)現(xiàn)仍然是三聚效果最好。純?nèi)鄣膬r格較貴，因此采用減水劑不能僅看單價，而需通過綜合試驗來評估。

另外，除了原料外，對工人也需要制定流程、進行培訓(xùn)，以及薪酬考核。同時，還要建立各式各樣的制約機制來對員工操作進行監(jiān)督，從而保證員工能按照崗位要求或崗位職責(zé)進行操作。

6 結(jié)語

通過上述表述可以明顯看出基礎(chǔ)研究的重要性與復(fù)雜性，陶瓷生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該予以重視。把握好基礎(chǔ)研究工作，將會節(jié)省大量的生產(chǎn)資金，通過各條生產(chǎn)線的推廣，將會給公司帶來可觀的效益?；A(chǔ)研究也可以與相關(guān)大學(xué)院校、原材料供應(yīng)商共同合作，也能有效促進節(jié)能減排的效果。