一種新型陶瓷原料加工節(jié)能系統(tǒng)的研究

梁海果　嚴(yán)文記　羅應(yīng)鈿　胡新賓

摘 要：本文討論了一種新型陶瓷原料預(yù)加工設(shè)備系統(tǒng)——神工快磨系統(tǒng)，此系統(tǒng)優(yōu)化了物料粒徑與球石級配，在提高陶瓷球磨工序效率同時，也降低球磨工序的物耗及能耗等。

關(guān)鍵詞：神工快磨；高效；節(jié)能

1 前言

球磨機(jī)是陶瓷行業(yè)原材料加工環(huán)節(jié)中最常用的物料粉磨設(shè)備，具有粉碎比大，結(jié)構(gòu)堅固，單機(jī)產(chǎn)量高和氣密性好等優(yōu)點(diǎn)，但球磨機(jī)球磨工藝相對落后，球磨時間長、能耗物耗大（消耗了近整個陶瓷生產(chǎn)中約40%的電能）。多年來，陶業(yè)人對球磨效率的研究從未停止，漸漸總結(jié)出了影響球磨效率的因素，其中，主要因素有：

（1） 磨機(jī)轉(zhuǎn)速；

（2） 填料系數(shù)；

（3） 研磨介質(zhì)；

（4） 料：球：水的比例；

（5） 解膠劑；

（6） 加料方法；

（7） 入料粒度等。

筆者公司通過在“研磨介質(zhì)”和“入料粒度”上做了大膽改進(jìn)，研發(fā)了一種高效節(jié)能的陶瓷原料研磨新工藝，以及研制了一套高效節(jié)能的陶瓷原料專用立磨破碎裝備，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率。

2 研究內(nèi)容

本公司的“神工快磨項目”以“高效、節(jié)能”為宗旨，針對陶瓷行業(yè)原材料加工環(huán)節(jié)中球磨工藝（單一的球磨工藝）落后，球磨時間長、能耗物耗大的現(xiàn)狀，研發(fā)了一種高效節(jié)能的陶瓷原料研磨新工藝，以及研制一套高效節(jié)能的陶瓷原料專用立磨破碎的設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此項目旨在改善球磨工藝，解決目前全國陶瓷生產(chǎn)企業(yè)在原料加工過程中存在的能耗巨大、生產(chǎn)效率低下以及球石球襯耗量巨大的問題。

傳統(tǒng)的球磨工藝是用先鏟車把砂石料及泥料等陶瓷原料，按配比鏟入喂料機(jī)中再送入球磨機(jī)；然后由球磨機(jī)內(nèi)的4～5種不同尺寸的球石進(jìn)行研磨，球磨時間為14 h左右；最后得到泥漿狀的陶瓷物料。其結(jié)果是進(jìn)入球磨機(jī)的物料粒徑大、粗細(xì)不均，甚至還有大塊的砂石料。因而，球磨機(jī)進(jìn)行的粗磨階段需要耗費(fèi)很大的負(fù)荷，經(jīng)過較長時間才能進(jìn)入細(xì)磨階段，負(fù)載才能降下來。在這種傳統(tǒng)工藝下，原材料球磨需要經(jīng)過長達(dá)約14 h才能達(dá)到生產(chǎn)要求。

而本文研究的新球磨工藝——“神工快磨項目”，則是先對粒徑較大的砂石料進(jìn)行粗破碎，使物料成粉片狀，細(xì)度都非常微?。ā?0目篩），部分細(xì)小顆粒以片條狀存在，研磨過程擠壓內(nèi)部也產(chǎn)生了裂紋，這樣的物料進(jìn)入球磨更容易研磨；然后經(jīng)過處理的碎砂石料與別的泥類料按一定的配比，用鏟車在喂料機(jī)料斗先配好料再入球磨機(jī)，然后由球磨機(jī)內(nèi)的3種不同尺寸的球石進(jìn)行研磨，由于物料粒徑都很小，在球磨機(jī)中物料可以省去大負(fù)載的粗磨階段，可以直接進(jìn)入細(xì)磨階段，然后經(jīng)過8 h左右的球磨過程，最后得到泥漿狀的陶瓷物料。此工藝大大節(jié)省了球磨機(jī)能耗、縮短球磨時間。

新的球磨工藝相對于傳統(tǒng)球磨工藝有兩大突破之處，其一，將粗細(xì)不同的大粒徑的砂石料用立磨破碎成均勻的小粒徑物料（≤10目篩），此過程相當(dāng)于球磨機(jī)里面的粗磨階段，但是立磨所用的能耗大大低于球磨機(jī)的粗磨能耗；其二，優(yōu)化球磨機(jī)球石級配，由于新工藝入磨物料粒徑都很小，可以直接進(jìn)入細(xì)磨階段，不需要大粒徑的（如：D50/D60/D70）球石來粗磨，因而我們可以增加小粒徑球石（如：D20/D30/D40）特別是增加D20球石的用量，以增加球石與物料的接觸，提高研磨效率。傳統(tǒng)球磨工藝中球石級配（D30：D40：D50：D60：D70）在整個球磨階段（粗磨與細(xì)磨）是不變的，在粗磨階段主要是用到了D70/D60/D50等級配的球石，而細(xì)磨階段主要是用到了D30/D40等級配的球石，球石級配中的不充分利用會極大的影響球磨效率，增加球磨時間球磨能耗。

3 神工快磨系統(tǒng)介紹

3.1 試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

本試驗采用的神工快磨設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

本試驗的工藝流程是：（1） 主電動機(jī)帶動主減速機(jī)旋轉(zhuǎn)；（2） 磨盤與減速機(jī)一體旋；（3） 液壓站施加拉緊壓力至磨輥；（4） 物料在磨盤與磨輥之間被擠壓、碾磨；（5） 排料槽裝置及時排除碾磨物料；（6） 碾磨物料送至篩選系統(tǒng)篩選10目以上成品；（7） 篩選分級后10目以下回料送回神工繼續(xù)碾磨。

3.2 傳統(tǒng)球磨與神工球磨工藝流程的對比

傳統(tǒng)球磨與神工球磨工藝流程對比示意圖如圖2所示。

4 神工快磨工藝的節(jié)能原理分析

4.1 傳統(tǒng)球磨內(nèi)的物料粉碎作用力分析

傳統(tǒng)球磨內(nèi)的物料粉碎作用力可分為三大類：

（1） a球磨體隨著筒體的旋轉(zhuǎn)而被帶到一定的高度后，由于介質(zhì)的自重而下落，于是裝在筒體內(nèi)的礦石就受到介質(zhì)沖擊力的作用。

（2） b球磨體與球磨體之間的摩擦作用。

（3） c球磨體與筒體內(nèi)壁的摩擦作用。

運(yùn)動a屬于機(jī)械粉碎中的沖擊法，物料在瞬間受到外來的、足夠大的沖擊力作用而被粉碎（但它的能量消耗絕大部分變成聲能和熱能白白浪費(fèi)了）。這種粉碎方法適用于粉碎大中塊的脆行物料；運(yùn)動b和c屬于機(jī)械粉碎中的研磨、磨削法，物料在兩個相對滑動的工作面之間，或在研磨體間的摩擦作用下被粉碎。研磨和磨削是靠研磨介質(zhì)對物體顆粒表面的不斷磨蝕而實(shí)現(xiàn)粉碎的，本質(zhì)上屬于剪切摩擦粉碎，多用于小塊物料粉磨。

在機(jī)械粉碎中還有一種施加外力的方法——擠壓法，擠壓粉碎是粉磨設(shè)備的兩個工作面對物料施加擠壓的作用，物料在相對緩慢的壓力作用下發(fā)生粉碎。因為工作壓力較緩慢和均勻，故物料粉碎較均勻。這種方法適用于破碎大塊硬質(zhì)物料，通常多用于物料的初破碎。這種機(jī)械粉碎方法已成熟運(yùn)用到如今的立磨設(shè)備中，該設(shè)備的工作效率高、磨耗小、低能耗。

由于把物料從大顆粒加工到細(xì)微的顆粒時需要相當(dāng)大的能量，而采用球磨機(jī)來進(jìn)行粉碎需要消耗的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于立磨設(shè)備粉碎所需；如果球磨前我們將陶瓷原料經(jīng)過立磨設(shè)備的初破碎再球磨，這樣可省去球磨過程中的沖擊運(yùn)動，即降低了這部分運(yùn)動的能耗。

4.2 神工快磨系統(tǒng)節(jié)能原理分析

（1） 陶瓷原料配方是由多種長石礦混合而成，原料粒徑、硬度各異，達(dá)到球磨漿料放漿標(biāo)準(zhǔn)的時間不同步。神工加工后，粒徑相同入球，可使?jié){料基本在同一時間達(dá)到放漿細(xì)度。

（2） 配置適合物料細(xì)度的球石介質(zhì)，減少不必要沖擊的無用功。

本文以某陶瓷廠?；u配方為例，來說明神工球磨的節(jié)能情況，具體詳情如表1所示。

5 結(jié)論

通過上面的分析我們不難看出：筆者公司生產(chǎn)的這種新型原料加工系統(tǒng)在原料粒徑選擇、球磨效率、節(jié)能降耗上都有很大優(yōu)勢。

（1） 本系統(tǒng)主要是在現(xiàn)有球磨工藝基礎(chǔ)上改造成由球磨與立磨相結(jié)合得粉磨工藝，而不是單一的球磨工藝。

（2） 入磨物料粒度大，可達(dá)磨輥直徑的5%左右，一般為40～100 mm。因此，大中型立磨可省掉二級粉碎。

（3） 球磨效率高，可以從14 h縮減為8 h；

（4） 節(jié)能降耗，立式磨采用磨輥與料床相互碾壓磨碎物料，能耗低；且優(yōu)化了球石級配極大的提高了球磨機(jī)的利用率，新工藝比原球磨工藝在電耗可降低25%以上，在材料損耗上可以降低45%以上；

（5） 對社會的影響巨大。通過技術(shù)改造或應(yīng)用新的節(jié)能技術(shù)，可以促進(jìn)節(jié)能減排措施的推廣，提高各項節(jié)能減排措施的實(shí)施效率，間接通過各項節(jié)能減排措施降低單位產(chǎn)品的能耗量，使陶瓷生產(chǎn)廠家獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。從短期來看，全面地提高我國陶瓷企業(yè)的能耗要求和排放要求，對陶瓷行業(yè)的一些企業(yè)或舊生產(chǎn)線產(chǎn)生很大影響，生產(chǎn)成本會相應(yīng)提高。但從長遠(yuǎn)來看，節(jié)能減排將對提升陶瓷產(chǎn)業(yè)水平有較大的促進(jìn)作用，使企業(yè)更加重視技術(shù)的改進(jìn)和能源的管理，提高企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。endprint

摘 要：本文討論了一種新型陶瓷原料預(yù)加工設(shè)備系統(tǒng)——神工快磨系統(tǒng)，此系統(tǒng)優(yōu)化了物料粒徑與球石級配，在提高陶瓷球磨工序效率同時，也降低球磨工序的物耗及能耗等。

關(guān)鍵詞：神工快磨；高效；節(jié)能

1 前言

球磨機(jī)是陶瓷行業(yè)原材料加工環(huán)節(jié)中最常用的物料粉磨設(shè)備，具有粉碎比大，結(jié)構(gòu)堅固，單機(jī)產(chǎn)量高和氣密性好等優(yōu)點(diǎn)，但球磨機(jī)球磨工藝相對落后，球磨時間長、能耗物耗大（消耗了近整個陶瓷生產(chǎn)中約40%的電能）。多年來，陶業(yè)人對球磨效率的研究從未停止，漸漸總結(jié)出了影響球磨效率的因素，其中，主要因素有：

（1） 磨機(jī)轉(zhuǎn)速；

（2） 填料系數(shù)；

（3） 研磨介質(zhì)；

（4） 料：球：水的比例；

（5） 解膠劑；

（6） 加料方法；

（7） 入料粒度等。

筆者公司通過在“研磨介質(zhì)”和“入料粒度”上做了大膽改進(jìn)，研發(fā)了一種高效節(jié)能的陶瓷原料研磨新工藝，以及研制了一套高效節(jié)能的陶瓷原料專用立磨破碎裝備，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率。

2 研究內(nèi)容

本公司的“神工快磨項目”以“高效、節(jié)能”為宗旨，針對陶瓷行業(yè)原材料加工環(huán)節(jié)中球磨工藝（單一的球磨工藝）落后，球磨時間長、能耗物耗大的現(xiàn)狀，研發(fā)了一種高效節(jié)能的陶瓷原料研磨新工藝，以及研制一套高效節(jié)能的陶瓷原料專用立磨破碎的設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此項目旨在改善球磨工藝，解決目前全國陶瓷生產(chǎn)企業(yè)在原料加工過程中存在的能耗巨大、生產(chǎn)效率低下以及球石球襯耗量巨大的問題。

傳統(tǒng)的球磨工藝是用先鏟車把砂石料及泥料等陶瓷原料，按配比鏟入喂料機(jī)中再送入球磨機(jī)；然后由球磨機(jī)內(nèi)的4～5種不同尺寸的球石進(jìn)行研磨，球磨時間為14 h左右；最后得到泥漿狀的陶瓷物料。其結(jié)果是進(jìn)入球磨機(jī)的物料粒徑大、粗細(xì)不均，甚至還有大塊的砂石料。因而，球磨機(jī)進(jìn)行的粗磨階段需要耗費(fèi)很大的負(fù)荷，經(jīng)過較長時間才能進(jìn)入細(xì)磨階段，負(fù)載才能降下來。在這種傳統(tǒng)工藝下，原材料球磨需要經(jīng)過長達(dá)約14 h才能達(dá)到生產(chǎn)要求。

而本文研究的新球磨工藝——“神工快磨項目”，則是先對粒徑較大的砂石料進(jìn)行粗破碎，使物料成粉片狀，細(xì)度都非常微?。ā?0目篩），部分細(xì)小顆粒以片條狀存在，研磨過程擠壓內(nèi)部也產(chǎn)生了裂紋，這樣的物料進(jìn)入球磨更容易研磨；然后經(jīng)過處理的碎砂石料與別的泥類料按一定的配比，用鏟車在喂料機(jī)料斗先配好料再入球磨機(jī)，然后由球磨機(jī)內(nèi)的3種不同尺寸的球石進(jìn)行研磨，由于物料粒徑都很小，在球磨機(jī)中物料可以省去大負(fù)載的粗磨階段，可以直接進(jìn)入細(xì)磨階段，然后經(jīng)過8 h左右的球磨過程，最后得到泥漿狀的陶瓷物料。此工藝大大節(jié)省了球磨機(jī)能耗、縮短球磨時間。

新的球磨工藝相對于傳統(tǒng)球磨工藝有兩大突破之處，其一，將粗細(xì)不同的大粒徑的砂石料用立磨破碎成均勻的小粒徑物料（≤10目篩），此過程相當(dāng)于球磨機(jī)里面的粗磨階段，但是立磨所用的能耗大大低于球磨機(jī)的粗磨能耗；其二，優(yōu)化球磨機(jī)球石級配，由于新工藝入磨物料粒徑都很小，可以直接進(jìn)入細(xì)磨階段，不需要大粒徑的（如：D50/D60/D70）球石來粗磨，因而我們可以增加小粒徑球石（如：D20/D30/D40）特別是增加D20球石的用量，以增加球石與物料的接觸，提高研磨效率。傳統(tǒng)球磨工藝中球石級配（D30：D40：D50：D60：D70）在整個球磨階段（粗磨與細(xì)磨）是不變的，在粗磨階段主要是用到了D70/D60/D50等級配的球石，而細(xì)磨階段主要是用到了D30/D40等級配的球石，球石級配中的不充分利用會極大的影響球磨效率，增加球磨時間球磨能耗。

3 神工快磨系統(tǒng)介紹

3.1 試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

本試驗采用的神工快磨設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

本試驗的工藝流程是：（1） 主電動機(jī)帶動主減速機(jī)旋轉(zhuǎn)；（2） 磨盤與減速機(jī)一體旋；（3） 液壓站施加拉緊壓力至磨輥；（4） 物料在磨盤與磨輥之間被擠壓、碾磨；（5） 排料槽裝置及時排除碾磨物料；（6） 碾磨物料送至篩選系統(tǒng)篩選10目以上成品；（7） 篩選分級后10目以下回料送回神工繼續(xù)碾磨。

3.2 傳統(tǒng)球磨與神工球磨工藝流程的對比

傳統(tǒng)球磨與神工球磨工藝流程對比示意圖如圖2所示。

4 神工快磨工藝的節(jié)能原理分析

4.1 傳統(tǒng)球磨內(nèi)的物料粉碎作用力分析

傳統(tǒng)球磨內(nèi)的物料粉碎作用力可分為三大類：

（1） a球磨體隨著筒體的旋轉(zhuǎn)而被帶到一定的高度后，由于介質(zhì)的自重而下落，于是裝在筒體內(nèi)的礦石就受到介質(zhì)沖擊力的作用。

（2） b球磨體與球磨體之間的摩擦作用。

（3） c球磨體與筒體內(nèi)壁的摩擦作用。

運(yùn)動a屬于機(jī)械粉碎中的沖擊法，物料在瞬間受到外來的、足夠大的沖擊力作用而被粉碎（但它的能量消耗絕大部分變成聲能和熱能白白浪費(fèi)了）。這種粉碎方法適用于粉碎大中塊的脆行物料；運(yùn)動b和c屬于機(jī)械粉碎中的研磨、磨削法，物料在兩個相對滑動的工作面之間，或在研磨體間的摩擦作用下被粉碎。研磨和磨削是靠研磨介質(zhì)對物體顆粒表面的不斷磨蝕而實(shí)現(xiàn)粉碎的，本質(zhì)上屬于剪切摩擦粉碎，多用于小塊物料粉磨。

在機(jī)械粉碎中還有一種施加外力的方法——擠壓法，擠壓粉碎是粉磨設(shè)備的兩個工作面對物料施加擠壓的作用，物料在相對緩慢的壓力作用下發(fā)生粉碎。因為工作壓力較緩慢和均勻，故物料粉碎較均勻。這種方法適用于破碎大塊硬質(zhì)物料，通常多用于物料的初破碎。這種機(jī)械粉碎方法已成熟運(yùn)用到如今的立磨設(shè)備中，該設(shè)備的工作效率高、磨耗小、低能耗。

由于把物料從大顆粒加工到細(xì)微的顆粒時需要相當(dāng)大的能量，而采用球磨機(jī)來進(jìn)行粉碎需要消耗的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于立磨設(shè)備粉碎所需；如果球磨前我們將陶瓷原料經(jīng)過立磨設(shè)備的初破碎再球磨，這樣可省去球磨過程中的沖擊運(yùn)動，即降低了這部分運(yùn)動的能耗。

4.2 神工快磨系統(tǒng)節(jié)能原理分析

（1） 陶瓷原料配方是由多種長石礦混合而成，原料粒徑、硬度各異，達(dá)到球磨漿料放漿標(biāo)準(zhǔn)的時間不同步。神工加工后，粒徑相同入球，可使?jié){料基本在同一時間達(dá)到放漿細(xì)度。

（2） 配置適合物料細(xì)度的球石介質(zhì)，減少不必要沖擊的無用功。

本文以某陶瓷廠?；u配方為例，來說明神工球磨的節(jié)能情況，具體詳情如表1所示。

5 結(jié)論

通過上面的分析我們不難看出：筆者公司生產(chǎn)的這種新型原料加工系統(tǒng)在原料粒徑選擇、球磨效率、節(jié)能降耗上都有很大優(yōu)勢。

（1） 本系統(tǒng)主要是在現(xiàn)有球磨工藝基礎(chǔ)上改造成由球磨與立磨相結(jié)合得粉磨工藝，而不是單一的球磨工藝。

（2） 入磨物料粒度大，可達(dá)磨輥直徑的5%左右，一般為40～100 mm。因此，大中型立磨可省掉二級粉碎。

（3） 球磨效率高，可以從14 h縮減為8 h；

（4） 節(jié)能降耗，立式磨采用磨輥與料床相互碾壓磨碎物料，能耗低；且優(yōu)化了球石級配極大的提高了球磨機(jī)的利用率，新工藝比原球磨工藝在電耗可降低25%以上，在材料損耗上可以降低45%以上；

（5） 對社會的影響巨大。通過技術(shù)改造或應(yīng)用新的節(jié)能技術(shù)，可以促進(jìn)節(jié)能減排措施的推廣，提高各項節(jié)能減排措施的實(shí)施效率，間接通過各項節(jié)能減排措施降低單位產(chǎn)品的能耗量，使陶瓷生產(chǎn)廠家獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。從短期來看，全面地提高我國陶瓷企業(yè)的能耗要求和排放要求，對陶瓷行業(yè)的一些企業(yè)或舊生產(chǎn)線產(chǎn)生很大影響，生產(chǎn)成本會相應(yīng)提高。但從長遠(yuǎn)來看，節(jié)能減排將對提升陶瓷產(chǎn)業(yè)水平有較大的促進(jìn)作用，使企業(yè)更加重視技術(shù)的改進(jìn)和能源的管理，提高企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。endprint

摘 要：本文討論了一種新型陶瓷原料預(yù)加工設(shè)備系統(tǒng)——神工快磨系統(tǒng)，此系統(tǒng)優(yōu)化了物料粒徑與球石級配，在提高陶瓷球磨工序效率同時，也降低球磨工序的物耗及能耗等。

關(guān)鍵詞：神工快磨；高效；節(jié)能

1 前言

球磨機(jī)是陶瓷行業(yè)原材料加工環(huán)節(jié)中最常用的物料粉磨設(shè)備，具有粉碎比大，結(jié)構(gòu)堅固，單機(jī)產(chǎn)量高和氣密性好等優(yōu)點(diǎn)，但球磨機(jī)球磨工藝相對落后，球磨時間長、能耗物耗大（消耗了近整個陶瓷生產(chǎn)中約40%的電能）。多年來，陶業(yè)人對球磨效率的研究從未停止，漸漸總結(jié)出了影響球磨效率的因素，其中，主要因素有：

（1） 磨機(jī)轉(zhuǎn)速；

（2） 填料系數(shù)；

（3） 研磨介質(zhì)；

（4） 料：球：水的比例；

（5） 解膠劑；

（6） 加料方法；

（7） 入料粒度等。

筆者公司通過在“研磨介質(zhì)”和“入料粒度”上做了大膽改進(jìn)，研發(fā)了一種高效節(jié)能的陶瓷原料研磨新工藝，以及研制了一套高效節(jié)能的陶瓷原料專用立磨破碎裝備，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率。

2 研究內(nèi)容

本公司的“神工快磨項目”以“高效、節(jié)能”為宗旨，針對陶瓷行業(yè)原材料加工環(huán)節(jié)中球磨工藝（單一的球磨工藝）落后，球磨時間長、能耗物耗大的現(xiàn)狀，研發(fā)了一種高效節(jié)能的陶瓷原料研磨新工藝，以及研制一套高效節(jié)能的陶瓷原料專用立磨破碎的設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此項目旨在改善球磨工藝，解決目前全國陶瓷生產(chǎn)企業(yè)在原料加工過程中存在的能耗巨大、生產(chǎn)效率低下以及球石球襯耗量巨大的問題。

傳統(tǒng)的球磨工藝是用先鏟車把砂石料及泥料等陶瓷原料，按配比鏟入喂料機(jī)中再送入球磨機(jī)；然后由球磨機(jī)內(nèi)的4～5種不同尺寸的球石進(jìn)行研磨，球磨時間為14 h左右；最后得到泥漿狀的陶瓷物料。其結(jié)果是進(jìn)入球磨機(jī)的物料粒徑大、粗細(xì)不均，甚至還有大塊的砂石料。因而，球磨機(jī)進(jìn)行的粗磨階段需要耗費(fèi)很大的負(fù)荷，經(jīng)過較長時間才能進(jìn)入細(xì)磨階段，負(fù)載才能降下來。在這種傳統(tǒng)工藝下，原材料球磨需要經(jīng)過長達(dá)約14 h才能達(dá)到生產(chǎn)要求。

而本文研究的新球磨工藝——“神工快磨項目”，則是先對粒徑較大的砂石料進(jìn)行粗破碎，使物料成粉片狀，細(xì)度都非常微小（≤10目篩），部分細(xì)小顆粒以片條狀存在，研磨過程擠壓內(nèi)部也產(chǎn)生了裂紋，這樣的物料進(jìn)入球磨更容易研磨；然后經(jīng)過處理的碎砂石料與別的泥類料按一定的配比，用鏟車在喂料機(jī)料斗先配好料再入球磨機(jī)，然后由球磨機(jī)內(nèi)的3種不同尺寸的球石進(jìn)行研磨，由于物料粒徑都很小，在球磨機(jī)中物料可以省去大負(fù)載的粗磨階段，可以直接進(jìn)入細(xì)磨階段，然后經(jīng)過8 h左右的球磨過程，最后得到泥漿狀的陶瓷物料。此工藝大大節(jié)省了球磨機(jī)能耗、縮短球磨時間。

新的球磨工藝相對于傳統(tǒng)球磨工藝有兩大突破之處，其一，將粗細(xì)不同的大粒徑的砂石料用立磨破碎成均勻的小粒徑物料（≤10目篩），此過程相當(dāng)于球磨機(jī)里面的粗磨階段，但是立磨所用的能耗大大低于球磨機(jī)的粗磨能耗；其二，優(yōu)化球磨機(jī)球石級配，由于新工藝入磨物料粒徑都很小，可以直接進(jìn)入細(xì)磨階段，不需要大粒徑的（如：D50/D60/D70）球石來粗磨，因而我們可以增加小粒徑球石（如：D20/D30/D40）特別是增加D20球石的用量，以增加球石與物料的接觸，提高研磨效率。傳統(tǒng)球磨工藝中球石級配（D30：D40：D50：D60：D70）在整個球磨階段（粗磨與細(xì)磨）是不變的，在粗磨階段主要是用到了D70/D60/D50等級配的球石，而細(xì)磨階段主要是用到了D30/D40等級配的球石，球石級配中的不充分利用會極大的影響球磨效率，增加球磨時間球磨能耗。

3 神工快磨系統(tǒng)介紹

3.1 試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

本試驗采用的神工快磨設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

本試驗的工藝流程是：（1） 主電動機(jī)帶動主減速機(jī)旋轉(zhuǎn)；（2） 磨盤與減速機(jī)一體旋；（3） 液壓站施加拉緊壓力至磨輥；（4） 物料在磨盤與磨輥之間被擠壓、碾磨；（5） 排料槽裝置及時排除碾磨物料；（6） 碾磨物料送至篩選系統(tǒng)篩選10目以上成品；（7） 篩選分級后10目以下回料送回神工繼續(xù)碾磨。

3.2 傳統(tǒng)球磨與神工球磨工藝流程的對比

傳統(tǒng)球磨與神工球磨工藝流程對比示意圖如圖2所示。

4 神工快磨工藝的節(jié)能原理分析

4.1 傳統(tǒng)球磨內(nèi)的物料粉碎作用力分析

傳統(tǒng)球磨內(nèi)的物料粉碎作用力可分為三大類：

（1） a球磨體隨著筒體的旋轉(zhuǎn)而被帶到一定的高度后，由于介質(zhì)的自重而下落，于是裝在筒體內(nèi)的礦石就受到介質(zhì)沖擊力的作用。

（2） b球磨體與球磨體之間的摩擦作用。

（3） c球磨體與筒體內(nèi)壁的摩擦作用。

運(yùn)動a屬于機(jī)械粉碎中的沖擊法，物料在瞬間受到外來的、足夠大的沖擊力作用而被粉碎（但它的能量消耗絕大部分變成聲能和熱能白白浪費(fèi)了）。這種粉碎方法適用于粉碎大中塊的脆行物料；運(yùn)動b和c屬于機(jī)械粉碎中的研磨、磨削法，物料在兩個相對滑動的工作面之間，或在研磨體間的摩擦作用下被粉碎。研磨和磨削是靠研磨介質(zhì)對物體顆粒表面的不斷磨蝕而實(shí)現(xiàn)粉碎的，本質(zhì)上屬于剪切摩擦粉碎，多用于小塊物料粉磨。

在機(jī)械粉碎中還有一種施加外力的方法——擠壓法，擠壓粉碎是粉磨設(shè)備的兩個工作面對物料施加擠壓的作用，物料在相對緩慢的壓力作用下發(fā)生粉碎。因為工作壓力較緩慢和均勻，故物料粉碎較均勻。這種方法適用于破碎大塊硬質(zhì)物料，通常多用于物料的初破碎。這種機(jī)械粉碎方法已成熟運(yùn)用到如今的立磨設(shè)備中，該設(shè)備的工作效率高、磨耗小、低能耗。

由于把物料從大顆粒加工到細(xì)微的顆粒時需要相當(dāng)大的能量，而采用球磨機(jī)來進(jìn)行粉碎需要消耗的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于立磨設(shè)備粉碎所需；如果球磨前我們將陶瓷原料經(jīng)過立磨設(shè)備的初破碎再球磨，這樣可省去球磨過程中的沖擊運(yùn)動，即降低了這部分運(yùn)動的能耗。

4.2 神工快磨系統(tǒng)節(jié)能原理分析

（1） 陶瓷原料配方是由多種長石礦混合而成，原料粒徑、硬度各異，達(dá)到球磨漿料放漿標(biāo)準(zhǔn)的時間不同步。神工加工后，粒徑相同入球，可使?jié){料基本在同一時間達(dá)到放漿細(xì)度。

（2） 配置適合物料細(xì)度的球石介質(zhì)，減少不必要沖擊的無用功。

本文以某陶瓷廠?；u配方為例，來說明神工球磨的節(jié)能情況，具體詳情如表1所示。

5 結(jié)論

通過上面的分析我們不難看出：筆者公司生產(chǎn)的這種新型原料加工系統(tǒng)在原料粒徑選擇、球磨效率、節(jié)能降耗上都有很大優(yōu)勢。

（1） 本系統(tǒng)主要是在現(xiàn)有球磨工藝基礎(chǔ)上改造成由球磨與立磨相結(jié)合得粉磨工藝，而不是單一的球磨工藝。

（2） 入磨物料粒度大，可達(dá)磨輥直徑的5%左右，一般為40～100 mm。因此，大中型立磨可省掉二級粉碎。

（3） 球磨效率高，可以從14 h縮減為8 h；

（4） 節(jié)能降耗，立式磨采用磨輥與料床相互碾壓磨碎物料，能耗低；且優(yōu)化了球石級配極大的提高了球磨機(jī)的利用率，新工藝比原球磨工藝在電耗可降低25%以上，在材料損耗上可以降低45%以上；

（5） 對社會的影響巨大。通過技術(shù)改造或應(yīng)用新的節(jié)能技術(shù)，可以促進(jìn)節(jié)能減排措施的推廣，提高各項節(jié)能減排措施的實(shí)施效率，間接通過各項節(jié)能減排措施降低單位產(chǎn)品的能耗量，使陶瓷生產(chǎn)廠家獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。從短期來看，全面地提高我國陶瓷企業(yè)的能耗要求和排放要求，對陶瓷行業(yè)的一些企業(yè)或舊生產(chǎn)線產(chǎn)生很大影響，生產(chǎn)成本會相應(yīng)提高。但從長遠(yuǎn)來看，節(jié)能減排將對提升陶瓷產(chǎn)業(yè)水平有較大的促進(jìn)作用，使企業(yè)更加重視技術(shù)的改進(jìn)和能源的管理，提高企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟(jì)效益。endprint