球磨机参数选择和计算整理.docx
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球磨机参数选择和计算整理
球磨机参数选择和计算[整理]
球磨机参数选择和计算
一、球磨机生产能力的计算
球磨机的生产能力由要求粉磨的物料量而确定，在设计选型时要有一定的富余能力。
影响球磨机生产能力的因素很多，除了物料的性质（粒度、硬度、密度、温度和湿度）、欲磨细程度（产品粒度）、加料均匀程度和磨机内研磨体装载程度外，还与磨机结构形式（磨机筒体长度与直径比、仓数、隔仓板和衬板的形状）等有关。
因此，从理论上确定磨机的生产能力是比较困难的，通常用实验法与对比法来确定磨机的生产能力。
磨机粉磨的生产能力一般按新生成的小于0.074mm（—200目）级别的粉矿量进行计算。
式中V———磨机有效容积，m;3
G———产品中小于0.074mm的物料占总物料的百分数，%;2
G———给矿中小于0.074mm的物料占总物料的百分数，%;1
q———按新生成级别（0.074mm）试算的单位生产能力，t/（m?
h）。
m3
q值由试验确定，或采用矿石物性相似、设备及工作条件相同的生产中的标定值。
当无试验数据与生产标,m
定值时，可用式（1-3）计算:
式中q———磨机在生产或实验时，按新生成-0.074mm级别计算的实际生产能力，t/（m?
h）;m3
式中D———需要计算选磨机直径，m;i1
D———标准磨机直径，m;i1,K———磨机给料粒度和产品粒度系数，4
GG———分别为新设计的和参数已有的或实验磨机（给矿粒度或产品粒度按新生成34
-0.074mm级别计算）的生产能力见表1-6。
上式G和G值在计算中应按实际资料计算，若无实际资料，可按表1-7和表1-8选定。
12
表1-4矿石磨碎难易系数K,1
矿石硬度矿石硬度,,难易度系数K难易度系数K11普氏系数硬度等级普氏系数硬度等级
2很软硬1.4-2.08-100.75-0.85
软2-41.25-1.5
10很硬0.5-0.7
中等硬度4-81.0
表1-5磨机型式校正系数K,2
磨机型式格子型球磨机溢流型球磨机棒磨机
K21.00.90.85,
表1-6给矿粒度与产品粒度相对生产能力G或G34
产品粒度/mm
0.40.30.20.150.100.074
给矿粒度/mm
-0.074mm含量/%
404860728595
40-00.770.810.830.810.800.78
产品粒度/mm
0.40.30.20.150.100.074
给矿粒度/mm
-0.074mm含量/%
404860728595
20-00.890.920.920.880.860.82
10-01.021.031.000.930.900.85
5-01.151.131.050.950.910.85
3-01.191.161.060.950.910.85表1-7破碎产品粒度与0.074mm级别含量G值1
破碎矿石粘度/mm40-020-010-05-03-0
难碎性矿石25810150.074mm级别含量G/%中等可碎性矿石361015231
易碎矿石58152025
表1-8不同产品粒度中0.074mm级别含量G值2
二、球磨机功率、转速和介质装载量的计算
1.功率计算
（1）按经验公式计算功率:
式中G———装入的介质和物料量,t;,
D———磨机筒体有效内径，m;m,K———研磨介质系数，查表1-9。
5
表1-9研磨介质系数K5
介质种类充填率0.10.20.30.40.5
硅质如石13.312.2511.09.57.8
大钢球11.911.09.98.57.0
小钢球11.510.69.58.26.8此公式是在工作转速
的条件下试验的结果，未计机械效率，如工作转速与
比值比较相差较大时，可以近似地认为功率增长与转速（低于临界转速）成正比即
（2）干法磨矿作业，研磨介质充填率小于35%的条件下，可用式（1-7）来计算功率:
式中n———磨机转速，r/min;
,G———研磨体总量，t;
η———机械效率，中心传动时，η=0.92-0.94边缘传动时η=0.86-0.90。
2.球磨机转速计算
（1）临界转速
当筒体回转时，磨内最外层研磨介质（体）与筒壁无相对滑动，刚好开始贴随磨机筒体作周转状态运转，这一瞬时的磨机转速:
式中n———磨机工作转速，r/min;0
K———转速比（或转速率），%。
b
磨机筒体内装有多层研磨介质，设想把介质集中到一层，称为“缩聚层”，使该层研磨介质处于最大落差，即总的冲击能量最大时的磨机计算转速n:
j
所以，在理论上导出合理的工作转速为
各类磨机的工作转速见表1-10。
表1-10各类磨机的工作转速
磨机类型球磨机棒磨机管磨机工作转速n（0.76-0.88）n（0.65-0.70）n（0.68-0.76）n0jjj在生产实践中，影响研磨介质运动状态的因素很多。
因此，要根据实际情况选取适宜的工作转速。
在确定磨机的实际工作转速时，应该考虑到磨机的规格、生产方式、衬板形式、研磨介质种类、填充率、被磨物料的物理化学性质、入磨物料粒度，要求产品的粉磨细度等的影响。
能够比较全面地反映这些因素的影响，应通过科学实验来确定磨机的实际工作转速。
3.磨机介质的装载量
（1）装球量
研磨介质的体积占磨机有效容积的百分数，称为研磨介质充填率。
充填的大小，直接影响到粉磨过程中的冲击次数、研磨面积和研磨介质的装载量;同时，也影响到研磨介质本身被提升的高度和对物料的冲击力，以及功率消耗。
磨机装球量可按式（1-14）计算;
式中G———研磨介质装载量，t;ra
ρ———研磨介质松散密度，t/m。
锻制钢球;ρ=4.5-4.8t/m铸造钢球ρ=4.3-4.6t/m;轧制钢球ρ=6.0-6.8t/m;s3s3s3s3钢段ρ=4.3-4.6t/mφ———研磨介质充填率，%。
湿法磨碎时:
格子型球磨机π=40%-45%;溢流型球磨机s3
φ=40%;棒磨机φ=35%。
干法磨碎时:
物料混入磨介之间使研磨介质膨胀，而且采用干法时物料流动性较差，物料流动受到研磨介质的阻碍，故充填率选得较低，φ=28%-35%。
管磨机φ=25%-35%。
研磨介质空隙率υ=0.38-0.42，被粉碎物料质量约占研磨介质质量的14%左右。
k
（2）装球的大小及配比
在球磨机中，钢球的大小和配比，对磨机的生产率和工作效率影响很大，对粗粒和硬性物料，应选用较大的钢球，对细粒和松脆的物料，用较小直径的钢球，钢球在磨机中的冲击次数，随着球径的减小而增多，球与球间的研磨间隙，随球径的减小而密集。
因而最好选用质量较大，直径较小（松散密度大）的球为磨介。
球的大小主要取决于待磨物料的粒度，其次可适当考虑磨机的直径和转速。
式（1-15）为球径与给料粒度的经验公式。
式中d———钢球的最大直径，mm;max
a———给料粒度的最大尺寸，mm。
max
在求出最大钢球直径后，可参照图1-33求出磨机中的钢球配比（适用于水泥磨机，其他磨机可参考）。
图1-33磨机钢球配比曲线
在按照工艺要求、物料性质、磨机规格性能及各种参数，选定钢球的最大直径和最小直径后，再接配比级别，运用曲线，查得装入磨机中各相应钢球的质量累计百分数，计算出实占质量百分数，求得各级钢球的装入质量。
根据生产企业的生产实践，钢球直径与物料粒度之间的关系如表1-11所示。
钢球在磨碎物料的过程中逐渐被磨损。
抛落状态的钢球的磨损与其冲击力有关。
研磨状态的钢球的磨损与钢球的表面积有关。
一般磨碎机中钢球兼有冲击和研磨作用，故磨损与钢球直径的n次方成正比，n的数值在2-3之间。
表1-11生产实践中钢球直径与物料粒度之间的关系
钢球直径d/mm120100908070605040b
给料粒度/mm12-2010-128-105-82.5-61.2-40.6-20.3-1各种尺寸锻造钢球的质量和表面积见表1-12。
由于钢球在磨机生产过程中的磨损，为了保持磨机的稳定工作。
需要定期补加钢球。
补加钢球的最大直径仍用前面讲的方法确定，在补加大球的同时，应根据生产经验配加若干种直径较小的钢球。
三、棒磨机的计算
1.棒磨机的转速
棒磨机主要以泻落式状态进行工作，其转速率低于球磨机，通常选取K=0.6。
棒磨机的工作转速n和棒磨b
机筒体圆周速度υ的经验公式如下:
表1-12锻造钢球的质量和表面积
钢球直球/mm每个钢球质量（x）/kg每吨钢球的个数每个钢球的表面积（y）/cm2
12.70.00871110005.1
190.02873290011.4
220.0452070015.6
25.40.0681390020.3
31.80.132711031.7
380.227411045.6
44.50.362257062.1
50.80.495174081.1
63.51.05887127
761.82512183
88.92.9324249
1014.31217324
1278.45111507
棒磨机的圆周速度按经验可选取υ=122-168m/min。
2.棒磨机的充填率
棒磨机中钢棒的充填率在采用干法或湿法磨碎工艺时是不同的，采用干法磨碎时钢棒充填率φ取为35%左右，湿法磨碎时钢棒充填率较高，φ通常取40%-50%。
计算钢棒荷重时，可以接钢棒松散密度为ρ=6-6.5t/m进行计算。
3
3.棒磨机生产能力的计算
（1）按筒体单位容积的生产能力计算
计算方法同计算球磨机生产能力的方法相似。
（2）直接从产品说明书查出近似生产能力按给料粒度和产品粒度在表1-13上查找湿法磨碎时各规格棒磨机的生产能力。
采用干法磨碎时要从表中数据减去（30-50）%。
产品粒度是指产品中细粒累积含量（95-98）%
时的粒度。
（3）按棒磨机功率P及磨碎物料的比能耗W计算生产能力
Q=P/W
式中W———比能耗，kW?
h/t可以用可磨性试验方法并结合实际生产数据加以修正而求出。
4.钢棒的直径与长度
（1）钢棒的直径
钢棒的直径应该选择适当，既能破碎大块料，又能有足够的表面积。
直径小的钢棒其表面积较大，而且对衬板的磨损也较小。
但是，单位重量的小直径钢棒的售价较高，且寿命短，因很快将小直径钢棒磨损到25-40mm的废弃尺寸。
钢棒磨损到该尺寸后易于折断而弯曲。
表1-13棒磨机的生产能力/t?
h-1
给粒粒度/mm25.425.425.425.425.4
产品粒度/目820354865
产品中-200目含量/%20-3030-4242-5555-6565-75
2290×42607355443627
2590×456010880.5655440.5
2900×4560145.51098772.554.5
3200×4880139149119.59974
3500×5490289216.5173.5144108
简体直径×长度/（mm）3820×5490362273217180135
4120×6100487.5366.5292242182
4260×5490476358285236.5177.5
4260×6100529397317263197
4410×5490518389310.5258193
4410×6100574.5434.6345.5286.5214.5当最大钢棒直径为100-115mm时，钢棒直径磨损至38mm后，往往即折断，折断的碎钢棒在操作时可排出机外。
当最大钢棒直径仅为50-65时，磨损的钢棒易弯曲，操作时需定期取出小于已达废弃直径的钢棒。
常用的钢棒直径为50-100mm。
（2）钢棒的长度
钢棒的长度为有效筒体长度（即筒体长度减去端盖衬板厚度后的净长度）减去150mm，或从名义筒体长度减去300-400mm。
（3）钢棒载荷尺寸的配比
最初装的钢棒载荷的尺寸配比方法，同球磨机中钢球尺寸的配比方法相似。
表1-14是工厂采用的棒荷尺寸配比情况。
表1-14棒荷配比/%
钢棒直径/mm磨碎产品粒度3.3-6.7/mm磨碎产品粒度0.4-0.6/mm
10012.5-
7525-
40-50
5062.550
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