石英磨碎机

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(中国有色(沈阳) 冶金机械有限公司, 辽宁 沈阳 110141)[摘 要] 通过邦德球磨功指数实验、磨矿模拟实验、加球尺寸实验及其计算,确定了Φ312 ×314 m风扫式石英球磨机的规格、电机功率和加球配比等重要参数,实际使用效果良好,为类似球磨机的设计提供了理论依据。[ 关键词] 电机功率; 磨机规格; 加球配比; 风扫式; 球磨机[ 中图分类号] TD453 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1003 - 8884(2008) 05 - 0008 - 04Determination of Specification , Motor Power and Added BallProportion for Air Swept Quartz Ball MillLIU Wan2nian(Shenyang Metallurgical Machinery Co. Ltd. ,CNMC ,Shenyang 110141 ,China)Abstract : Through the Bunde ball grinding working index experiment ,grinding simulation experiment ,addedball size experiment and the calculation ,the article determines the specification ,motor power ,added ball pro2portion and other important parameters for Φ312 ×314 m air swept quartz ball mill . Except for good practicalapplication effect ,it provides the theory basis for similar ball mill .Key words : motor power ; mill specification ; added ball proportion ; air swept ; ball mill[ 收稿日期] 2008 - 09 - 10[ 作者简介] 刘万年(1960 - ) ,男,吉林公主岭市人,高级工程师,研究生,工商管理硕士,从事非标冶矿机械设备技术、生产及营销管理工作,现任中国有色(沈阳) 冶金机械有限公司中国有色(沈阳) 冶金机械有限公司为金川集团有限公司生产的风扫式石英球磨机是磨碎石英石矿的专用磨机。由于磨碎石英石矿的特殊性, 故该球磨机的规格、电机功率和加球配比等参数与普通球磨机有很大差异。为了保证球磨机的设计质量, 满足用户的特殊要求, 遂向金川集团有限公司索取石英石矿样239 kg , 进行了邦德球磨机功指数试验、磨矿模拟实验、加球尺寸实验和理论计算, 从而确定了该球磨机的规格、电机功率和加球尺寸配比等重要1 磨机规格的确定已知参数为:原矿含水3 %～5 %, 含SiO90 %以上, 入料粒度≤15 mm。工艺要求为干法开路磨矿; 出料粒度: - 100 目占90 %以上;合格产品风扫式带出;产量为25 t/ h。考虑到工业生产为干法磨矿, 为避免磨机的风流阻力损失过大, 磨机长径比 L/ D 不易过大。进行磨矿模拟实验的样机内径 D = 452 mm, 长度 L = 585 mm, 容积 V= 01939 m。

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当给料粒度 ( 95 %过筛) d= 1419 mm、其中含 100 目1155 %、磨矿产品粒度 d= 01160 mm, 即- 100 目占91185 %时, 处理量为 010073 t , 模拟磨矿时间为11 min。由磨矿模拟实验得出试验磨机的利用系数, 按100 目计:0 - 100有色设备 2008(5)(c) 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 010073(019185 - 010155)010939= 01383 t/ (m采用容积法进行磨机设计, 设计参数如下:磨机的介质充填率φ= 30 %, 转速率ψ= 0176 , 处理量按26 t/ h 计, 介质堆比重Δ= 4185 t/ m111 磨机的单位处理量 q磨机的单位处理量 q 按式(1) 计算q = k—磨矿难易度系数, 查参考文献[1 ]中表714 - 1 得, k—直径校正系数, k- 2 b- 2 b 其中, D—设计磨机直径, D= 312 m;—参照磨机直径, D= 01452 m;—设计磨机衬板厚, b= 011 m;—参照磨机衬板厚, bn —查参考文献[1]中表714 - 2 得, n = 015;312 - 2 ×01101452= 215763;—磨机型式校正系数, 查参考文献[1 ]中表714 - 4 得, k—磨机的不同给矿粒度和不同产品粒度差别系数, k按100 目计, 将以上各数值带入公式(1) := 1 ×215763 ×1 ×1 ×01383= 019867 t/ (m112 磨机规格26 ×(019185 - 010155)019867= 2317944 m设计磨机直径按 D= 312 m计,则磨机长度:L =4 ×2317944= 3136 m圆整后, 取 L = 314 m。遂确定磨机的直径 D= 312 m, 长度 L = 314 m。2 电机功率的确定211 邦德功指数法W = 10式中 W —磨碎单位重量矿石所消耗的功, kWh/ t ;—邦德功指数, kWh/ t ;F —给矿粒度, 即给矿中80 %矿石过筛粒度,P —产品中80 %矿石过筛粒度,μm。确定控制筛为80 目时, 由两次试验得出邦德功指数为14117 kWh/ t 和13164 kWh/ t , 产品能够满足- 100 目占90 %以上的要求。平均邦德功指数: W14117 + 13164= 1319 kWh/ t故: W = 10 ×12900(1107241 - 0112238) = 915 kWh/ t根据磨机工况的不同, 需进行相应的修正W′= W EF (4)式中 W′—修正后的磨矿单位功耗;EF —修正系数,EF = EF 其中, EF—干式磨矿系数, EF= 1130—开路球磨系数, 查参考文献[1 ] 中表714 - 8 得, EF= 1120;—直径系数, 查参考文献[1 ]中表714 -9 得, EF= 01956;—过大给矿粒度系数, 按下式计算: R12900= 761785 , R—磨碎比;—给矿粒度, 对球磨机: F4000 ××01907= 40611819μm,761785 + (1319 ×01907 - 7)12900 - 4061181940611819761785= 111588;—磨矿细度系数, EF—棒磨磨碎比系数, EF—球磨低磨碎比系数, EF—棒磨回路系数, EFW′= W EF = 915 ×113 ×112 ×01956 × 有色设备 2008(5)(c) 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 111588 ×1 ×1 ×1 = 161418 kWh/ t处理量按26 t/ h 计算, 功率电机为:= W′×26 = 161418 ×26 = 42618 kW212 磨矿介质支取功率N = K×φ (5)= 41879D(312 - 3φ) ψ 1 -(9 - 10 C—单位钢球的支取功率, kW;D —磨机有效直径, D = 3 m;φ—介质填充率;ψ—转速率。= 41879D(312 - 3 ×014) ×0176 1 -(9 - 10 ×0176)= 9192 kW当填充率为0136 时, 磨机介质总量 W =×314 ×0136 ×4185 = 41196 t 。

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2 电机功率的确定211 邦德功指数法W = 10式中 W —磨碎单位重量矿石所消耗的功, kWh/ t ;—邦德功指数, kWh/ t ;F —给矿粒度, 即给矿中80 %矿石过筛粒度,P —产品中80 %矿石过筛粒度,μm。确定控制筛为80 目时, 由两次试验得出邦德功指数为14117 kWh/ t 和13164 kWh/ t , 产品能够满足- 100 目占90 %以上的要求。平均邦德功指数: W14117 + 13164= 1319 kWh/ t故: W = 10 ×12900(1107241 - 0112238) = 915 kWh/ t根据磨机工况的不同, 需进行相应的修正W′= W EF (4)式中 W′—修正后的磨矿单位功耗;EF —修正系数,EF = EF 其中, EF—干式磨矿系数, EF= 1130—开路球磨系数, 查参考文献[1 ] 中表714 - 8 得, EF= 1120;—直径系数, 查参考文献[1 ]中表714 -9 得, EF= 01956;—过大给矿粒度系数, 按下式计算: R12900= 761785 , R—磨碎比;—给矿粒度, 对球磨机: F4000 ××01907= 40611819μm,761785 + (1319 ×01907 - 7)12900 - 4061181940611819761785= 111588;—磨矿细度系数, EF—棒磨磨碎比系数, EF—球磨低磨碎比系数, EF—棒磨回路系数, EFW′= W EF = 915 ×113 ×112 ×01956 × 有色设备 2008(5)(c) 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 111588 ×1 ×1 ×1 = 161418 kWh/ t处理量按26 t/ h 计算, 功率电机为:= W′×26 = 161418 ×26 = 42618 kW212 磨矿介质支取功率N = K×φ (5)= 41879D(312 - 3φ) ψ 1 -(9 - 10 C—单位钢球的支取功率, kW;D —磨机有效直径, D = 3 m;φ—介质填充率;ψ—转速率。= 41879D(312 - 3 ×014) ×0176 1 -(9 - 10 ×0176)= 9192 kW当填充率为0136 时, 磨机介质总量 W =×314 ×0136 ×4185 = 41196 t 。故,介质支取功率 N = K×W = 9192 ×41196= 416124 kW。

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213 电动机的选择比较211 和212 结果, 取 N= 42618 kW。按邦德功指数法计算结果, 取 N= 42618 kW,此为设计磨机参数ψ= 76 %、φ= 30 %时的计算结果。为使工业磨机在生产中能多加钢球, 增大处理量, 即φ= 0135、0138、0140、0142 时亦能正常工作,则有用功应加大, 即乘以修正系数 K表1 不同ψ、φ值时的功率系数修正值 KTable 1 Modified value Kof power coefficientwhen in different ψand φ30 35 38 40 4276 11000 11150 11235 11289 1134278 11003 11156 11246 11303 1136080 11000 11158 11149 11309 11368 若φ= 42 %, 计算 N= 42618 ×11342 = 57218则: N =57218= 63614 kW式中 η—传动效率, 取η= 019。故选择电机如下, 型号:Js1510- 6;功率:650 kW;电压:6000 V;转速:985 r/ min。3 加球尺寸及配比根据现有条件, 考虑到不同球径的磨矿试验仅为获得各种球径的磨矿速率对比关系, 故试验设备选择Φ305 ×305 mm球磨机, 转速70 r/ min。

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按邦德功指数法计算结果, 取 N= 42618 kW,此为设计磨机参数ψ= 76 %、φ= 30 %时的计算结果。为使工业磨机在生产中能多加钢球, 增大处理量, 即φ= 0135、0138、0140、0142 时亦能正常工作,则有用功应加大, 即乘以修正系数 K表1 不同ψ、φ值时的功率系数修正值 KTable 1 Modified value Kof power coefficientwhen in different ψand φ30 35 38 40 4276 11000 11150 11235 11289 1134278 11003 11156 11246 11303 1136080 11000 11158 11149 11309 11368 若φ= 42 %, 计算 N= 42618 ×11342 = 57218则: N =57218= 63614 kW式中 η—传动效率, 取η= 019。故选择电机如下, 型号:Js1510- 6;功率:650 kW;电压:6000 V;转速:985 r/ min。3 加球尺寸及配比根据现有条件, 考虑到不同球径的磨矿试验仅为获得各种球径的磨矿速率对比关系, 故试验设备选择Φ305 ×305 mm球磨机, 转速70 r/ min。

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球磨机容积= 22283807 mm= 22128L钢球充填率取φ= 30 %,球容重为4185 t/ m= 22128 ×30 % = 61684 L每次加入的球重:球磨机容积×30 % ×4185 = 32142 kg= 2154 ×015 = 1127L×38 %= 61684 ×38 % = 2154 L×1155= 1127 ×1155 = 11968 kg上式中的1155 为测得的石英堆比重。实验中, 每次加球32142 kg、物料11968 kg , 为确定球径上、下限, 将15～0 mm的物料筛分出15～10mm和315～0118 mm。分(80 目) 两组粒级进行不同球径的实验。图1 不同球径的粗粒级( + 10 mm) 物料残留含量与磨矿时间关系对比曲线Fig. 1 Comparison curve of residual content and grindingtime among coarse grain ( + 10 mm) material in dif2ferent ball size(1) 对 - 15～ + 10 mm 的物料分别进行了100、80、70 三种不同球径尺寸的磨矿时间与磨矿产品粒度变化关系试验, 得出球径为100 mm、80 mm、70 mm时物料破碎速率对比(见图1) 。

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