溢流型球磨機(jī)研磨體及襯板合理磨損的研究

王剛

（山西華興鋁業(yè)有限公司，山西 呂梁 033600）

溢流型球磨機(jī)是物料細(xì)化加工制備的重要設(shè)備。溢流型球磨機(jī)是以研磨為主的低轉(zhuǎn)速磨機(jī)，里面裝有需達(dá)到研磨要求的各種規(guī)格的鋼球和起到耐磨作用、具有提升能力的各種形狀的襯板，如何進(jìn)行鋼球添加、降低襯板磨損，對磨機(jī)的高效、穩(wěn)定生產(chǎn)至關(guān)重要。

1 溢流型球磨機(jī)的鋼球合理添加

溢流型球磨機(jī)的鋼球是球磨機(jī)設(shè)備研磨物料介質(zhì)，通過磨機(jī)內(nèi)鋼球與物料之間的碰撞、摩擦產(chǎn)生磨剝作用得到較小粒度的合格物料。磨機(jī)工作過程中，磨內(nèi)鋼球級配、填充率是否合理關(guān)系到磨機(jī)的工作效率高低，只有保證各種鋼球的級配、填充率在一定范圍內(nèi)，才能與被磨物料的粒度組成相適應(yīng)，才能取得良好的磨礦效果。填充率確定的情況下，合理選擇磨機(jī)鋼球的級配是提高球磨機(jī)產(chǎn)量、質(zhì)量必不可少的措施。

1.1 溢流型球磨機(jī)鋼球級配的基本原則

（1）在供料量一定的情況下，處理礦石的硬度、粒度越大，需要對物料的沖擊力越大，需要裝入直徑相對大些的鋼球，即物料越硬、粒度越大，鋼球直徑越大（需在合理范圍內(nèi)）。

（2）磨機(jī)同轉(zhuǎn)數(shù)下直徑越大，沖擊力就越大，選鋼球直徑越小。

（3）使用雙倉隔板的球徑應(yīng)比同樣排料斷面的單層隔倉板要小。

（4）一般磨機(jī)初配為四級配球，大、小球少，中間球多，即“兩頭少，中間多”（20%、30%、30%、20%）。

（5）根據(jù)磨出物料細(xì)度要求調(diào)整磨內(nèi)鋼球大小比例，即鋼球越小出料細(xì)度越細(xì)、磨機(jī)處理能力越小。

1.2 溢流型球磨機(jī)鋼球配比時(shí)需要考慮主因素

（1）磨機(jī)型號，如筒體直徑、長度、襯板厚度、襯板波峰高度等。

（2）生產(chǎn)要求，即用戶對合格物料的要求（研磨細(xì)度、磨機(jī)產(chǎn)能）。

（3）物料性質(zhì)，指被研磨物料的初始粒度、硬度、韌度及物料濕度等。

（4）規(guī)格大小，即規(guī)格大小要根據(jù)物料要求調(diào)整，不能一味的追求大規(guī)格。

1.3 溢流型球磨機(jī)試車鋼球添加技巧

球磨機(jī)鋼球配比要根據(jù)磨機(jī)有效長度，前后設(shè)備的配套情況，進(jìn)料粒度、硬度的大小，襯板的結(jié)構(gòu)，預(yù)計(jì)料漿細(xì)度和產(chǎn)量，所用鋼球成分，磨機(jī)轉(zhuǎn)速等因素綜合判斷。球磨機(jī)安裝好后，球磨機(jī)各部需要有一個(gè)磨合過程。鋼球量、物料量要有一個(gè)逐漸增加過程。過程大致為添加30%鋼球磨機(jī)空載4h后檢查維護(hù)各處螺絲緊固；添加至60%后下40%物料運(yùn)行24h停車維護(hù)檢查；加至80%后下60%物料運(yùn)行72h停車維護(hù)消缺。待一切正常，磨機(jī)添加余下20%鋼球逐步加料至達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)。

1.4 溢流球磨機(jī)鋼球級配注意事項(xiàng)

（1）球磨機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，鋼球與鋼球、鋼球與礦石、鋼球與球磨機(jī)襯板之間產(chǎn)生的合理磨擦，會使大球磨中、中球磨小。所以在正常情況下不需要添加小球。待長期運(yùn)行后檢查根據(jù)磨內(nèi)情況進(jìn)行調(diào)整鋼球級配。

（2）磨機(jī)中鋼球在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不斷磨損，為保持球荷充填率和球的合理配比，保持球磨機(jī)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，必須進(jìn)行合理補(bǔ)球，抵償磨損，原則上多次少量才能保證磨內(nèi)填充率的相對穩(wěn)定，確保磨出物料合格率。

（3）鋼球添加的重量，是根據(jù)鋼球的質(zhì)量、物料情況，逐步總結(jié)出礦石噸耗添加量。以北方氧化鋁為例，單段磨機(jī)采用新型耐磨鋼球鉻12標(biāo)準(zhǔn)，處理每噸鋁土礦石添加鋼球約0.42㎏。

總之，溢流型球磨機(jī)的鋼球的配比是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。每個(gè)選礦廠在選擇時(shí)都必須認(rèn)真分析自己的實(shí)際情況，通過合理對比，長期研究、積累才能找出適合自己的裝球配比。另外，鋼球配比還包括球徑大小、數(shù)量多少和質(zhì)量好壞，依據(jù)所有信息決定比例，務(wù)必做到恰到好處，多一分不行，少一分不可。

2 溢流型球磨機(jī)的襯板選型及降低磨損

溢流型球磨機(jī)由于出料為溢流形式，一般轉(zhuǎn)速相對較低，磨內(nèi)鋼球、物料提升高度較小，物料、研磨體以滾動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)為主，會造成物料、鋼球與磨機(jī)襯板之間的沖擊力較小，但摩擦力增大。筒體內(nèi)表面各種形狀的襯板是磨機(jī)的主要易損件。磨內(nèi)襯板的性能和使用壽命都是使用者非常關(guān)心的問題。

2.1 襯板的主要功能

（1）磨內(nèi)襯板是保護(hù)端蓋及磨機(jī)筒體不被損壞、抵抗物料及研磨體的磨損，同時(shí)還可增強(qiáng)筒體本身的鋼度。

磨機(jī)的端蓋及筒體是球磨機(jī)的主要部件，為保證其長期穩(wěn)定使用，內(nèi)部安裝各種形式、材質(zhì)的襯板，使其不會直接承受磨礦介質(zhì)和被磨物料的沖擊和研磨，從而起到保護(hù)端蓋、筒體的作用，延長整個(gè)設(shè)備的使用壽命。襯板和磨機(jī)本體緊密地結(jié)合，還起到了耐磨、增強(qiáng)筒體鋼度的作用。

（2）磨內(nèi)襯板起到傳遞磨機(jī)運(yùn)動(dòng)能量的作用

在磨機(jī)本體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，利用襯板表面的波峰形狀與摩擦力，將研磨體及磨內(nèi)物料提升到一定的高度，利用其一定的位能和拋落動(dòng)能，使它們產(chǎn)生“圓弧一拋物線”滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡，達(dá)到?jīng)_擊和研磨物料的目的。

2.2 溢流型球磨機(jī)襯板磨損主要原因

2.2.1 襯板與研磨體、物料之間所產(chǎn)生沖擊、摩擦

球磨機(jī)的工作原理是利用筒體轉(zhuǎn)動(dòng)，按照實(shí)際需要，將鋼球、物料提升到一定的高度后下落，沖擊筒內(nèi)及球間的所磨物料，鋼球、物料、襯板3者之間得到充分摩擦。連續(xù)工作狀態(tài)下，鋼球、物料與襯板就會出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象，這與鋼球數(shù)量、質(zhì)量、進(jìn)出物料的硬度粒度有著直接的聯(lián)系。

2.2.2 襯板的材質(zhì)和形狀

襯板的材質(zhì)直接決定襯板的機(jī)械性能，會對襯板磨損速度產(chǎn)生重要影響。襯板材質(zhì)選擇好壞，會大幅度影響磨內(nèi)襯板的抗疲勞強(qiáng)度和使用壽命，從而無法滿足球磨機(jī)研磨作業(yè)的要求，甚至?xí)霈F(xiàn)塑變、起鼓、斷裂、脫落等問題。在鋼制襯板質(zhì)量不夠穩(wěn)定的情況下，目前很多企業(yè)開始使用雙金屬耐磨襯板，即能解決襯板與筒體之間的韌性又能解決與研磨體、物料之間的鋼性、耐磨性能。

襯板的形狀也可直接決定研磨體、物料在磨內(nèi)的運(yùn)行軌跡和提升高度，會對磨機(jī)的產(chǎn)能及所要產(chǎn)出物料質(zhì)量有著重大影響。目前使用溢流型球磨機(jī)筒體襯板多采用波浪形襯板，磨機(jī)轉(zhuǎn)速一定的情況下波峰的高低直接影響研磨體及物料被提升高度，對物料的研磨效果有著至關(guān)重要的作用，選擇球磨機(jī)襯板形狀、波紋大小要根據(jù)研磨體直徑、入磨物料種類硬度粒度及磨出物料固含細(xì)度等質(zhì)量要求，選擇相對適合工況條件的優(yōu)質(zhì)襯板。

2.3 溢流型球磨機(jī)操作對襯板的不良影響

溢流型球磨機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)下對研磨體及襯板就是一個(gè)大量磨損消耗的過程，但相對穩(wěn)定的運(yùn)行和配料方式是減少磨機(jī)襯板磨損主要控制方式之一。

球磨機(jī)如果經(jīng)常處于非正常的運(yùn)行狀態(tài)（主要指磨機(jī)空載或低產(chǎn)能），會給研磨體及襯板的使用帶來很大的不良影響。正常情況下，球磨機(jī)中的研磨體鋼球與所要研磨物料是混合一起的，當(dāng)鋼球以拋物或滑動(dòng)下落的狀態(tài)沖擊襯板時(shí)，被研磨的物料會起到一定的緩沖作用，逐漸的將被研物料細(xì)化。當(dāng)進(jìn)料量降低或停進(jìn)時(shí)磨內(nèi)鋼球就會直接相互沖擊，部分對襯板造成嚴(yán)重的沖擊或磨損，從而造成襯板的磨損加重，對部分鋼性較大襯板也會造成斷裂或脫落。

降低襯板磨損的幾點(diǎn)措施：

2.3.1 合理選擇合適鋼球級配和高質(zhì)襯板

降低襯板磨損需要從鋼球的級配、數(shù)量、質(zhì)量及球磨機(jī)襯板與鋼球之間的硬度比入手，才能從根本上降低磨機(jī)運(yùn)行過程中對襯板的損耗。在工況穩(wěn)定的情況下，一定要定期檢查磨機(jī)的運(yùn)行壯況，以磨機(jī)運(yùn)行1000h左右進(jìn)行全面檢查一次為宜，重點(diǎn)檢查磨內(nèi)研磨體填充率、級配、破球率、襯板磨損程度、波峰高度等；其次需要嚴(yán)格控制磨機(jī)內(nèi)固含（磨內(nèi)液固比以氧化鋁鋁土礦磨制一般為0.35），球磨機(jī)空磨或低進(jìn)料量運(yùn)行，會導(dǎo)致部分鋼球直接沖擊、磨損襯板，引起襯板的損耗快速增加。另外，需要注意襯板本身的的材質(zhì)與硬度，可根據(jù)物料情況合理選擇襯板的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)。

2.3.2 對襯板具體要求

（1）要有較高的耐磨性。

（2）整體上硬度、組成、結(jié)構(gòu)要均勻。

（3）有較高的抗沖擊疲勞持久性，能抵抗一定強(qiáng)度的沖擊。

（4）使用過程中不變形、不破碎，不脫落。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種新型材料不斷進(jìn)入我們生產(chǎn)、生活，各種各樣的研磨體、耐磨材料襯板也開始應(yīng)用于球磨機(jī)中，如高鉻球、合金球、橡膠襯板、雙金屬復(fù)合襯板等都能比較理想解決研磨體、物料及襯板之間摩擦、沖擊時(shí)的韌性與鋼度的矛盾，減少了運(yùn)行過程中的沖擊和磨損，大大提升了使用壽命。目前已成熟使用的雙金屬復(fù)合襯板的耐熱性、耐磨性與強(qiáng)度都有了大幅度提升，使用壽命已達(dá)到傳統(tǒng)錳鋼合金襯板的2倍以上，可大大提升設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

2.3.3 抓好球磨機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)

溢流型球磨機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行是降低球耗、減少襯板磨損的重要舉措。球磨機(jī)過低負(fù)載運(yùn)行時(shí)需要及時(shí)調(diào)整球磨機(jī)的進(jìn)礦量，從而提高礦的可磨性系數(shù)。在襯板安裝時(shí)，使襯板充分的融入球磨機(jī)必須墊減震層（一般情況下使用5mm石棉板或生膠板）。安裝完成之后，進(jìn)行調(diào)試，做好參數(shù)記錄。用組合墊片保證球磨機(jī)內(nèi)固定螺栓具有一定的預(yù)緊力，謹(jǐn)防球磨機(jī)作業(yè)中螺栓松動(dòng)、斷裂。此外，還需要及時(shí)補(bǔ)救并根據(jù)實(shí)際情況對襯板進(jìn)行更換或部分更換。