球磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高，是冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力等領(lǐng)域的重要粉磨設(shè)備。

但是，球磨機(jī)的缺點(diǎn)也很明顯，那就是高能耗和高鐵損。近年來，隨著能源增長和能源品質(zhì)下降，節(jié)能降耗成為球磨機(jī)研究的熱點(diǎn)。目前，球磨機(jī)節(jié)能降耗的措施主要集中在結(jié)構(gòu)改進(jìn)、工藝參數(shù)優(yōu)化、自動控制等方面。

1、球磨機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

相對于中小型磨機(jī)，大型磨機(jī)的優(yōu)勢在于能夠節(jié)省建筑費(fèi)用及操作維修費(fèi)，簡化設(shè)備的配置和自動化要求。但是，大型磨機(jī)的單位能耗比中小磨機(jī)高，因此其規(guī)格發(fā)展受到了限制。

目前研究的熱點(diǎn)是對原有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，研制高效節(jié)能球磨機(jī)，比如陶瓷工業(yè)連續(xù)式球磨機(jī)、陶瓷原料連續(xù)錐形球磨機(jī)、靜動壓軸承球磨機(jī)、滾動軸承式球磨機(jī)、中心傳動節(jié)能球磨機(jī)、行星式球磨機(jī)、擺動式球磨機(jī)等，這些新型機(jī)器設(shè)備在節(jié)能降耗方面取得了明顯的效果。

2、球磨機(jī)襯板改進(jìn)

球磨機(jī)中的襯板可以保護(hù)筒體，延長設(shè)備使用壽命軸承節(jié)能球磨機(jī)，同時其形狀能夠直接控制鋼球在筒體內(nèi)的運(yùn)動軌跡。同時，襯板是球磨機(jī)中極易磨損、更換量和消耗量最大的備件，占易損件耗費(fèi)的60%以上。

改變襯板的材質(zhì)及其形式對提高球磨機(jī)作業(yè)率有重要影響。在材質(zhì)方面一般采用金屬襯板、橡膠襯板、磁性襯板、復(fù)合襯板等；襯板的改造形式有錐面分級襯板、角螺旋襯板等。

3、球磨機(jī)介質(zhì)的材料及形狀

磨礦介質(zhì)的作用是在筒體內(nèi)產(chǎn)生沖、擠、磨、研作用，使物料達(dá)到成品細(xì)度和級配要求。磨礦介質(zhì)性能差會導(dǎo)致耐磨性差、單耗高、用量多，嚴(yán)重影響磨礦效率，占易損件耗費(fèi)約30%。

磨機(jī)介質(zhì)主要通過改善其材質(zhì)、形狀等提高磨礦效率。在材質(zhì)方面，低鉻白口鑄鐵磨球、以天然特種合金生鐵或廢渣合金生鐵為主要原料的合金鑄鐵球，因其價格低廉、磨耗適中，發(fā)展比較快。在形狀方面，短柱形、棒型球及圓柱棒型介質(zhì)相比傳統(tǒng)的鋼球磨機(jī)生產(chǎn)率高，單位功耗低。

4、球磨機(jī)工藝參數(shù)優(yōu)化

球磨機(jī)工作狀態(tài)受到轉(zhuǎn)速率、填充率、球料比、長徑比、襯板及磨礦介質(zhì)尺寸等因素的影響，各因素間相互藕合，比較復(fù)雜。要充分發(fā)揮球磨機(jī)的磨礦效率軸承節(jié)能球磨機(jī)，必須重視磨機(jī)設(shè)計操作參數(shù)的影響。磨礦參數(shù)選擇不當(dāng)會造成球磨機(jī)效率大大降低，甚至無法正常工作。

在球磨機(jī)的工作參數(shù)中，轉(zhuǎn)速率和填充率對球磨機(jī)工作狀態(tài)影響最顯著。磨礦過程是物料由大顆粒逐漸變小的過程，在不同的磨礦階段，轉(zhuǎn)速率和填充率對產(chǎn)品粒度的影響也不盡相同。深入研究轉(zhuǎn)速率和填充率對產(chǎn)品粒度的影響機(jī)理，能夠?yàn)榍蚰C(jī)提出更為合理的磨礦工藝提供借鑒，從而大幅度地提高球磨機(jī)效率。

對球磨機(jī)參數(shù)優(yōu)化的研究主要采用數(shù)值模擬仿真和實(shí)驗(yàn)等方法。球磨機(jī)粉磨機(jī)理復(fù)雜，難以用解析模型描述，離散元方法為球磨機(jī)粉磨機(jī)理的研究提供了手段。離散元法是一種適用于研究不連續(xù)體力學(xué)行為的數(shù)值方法。

5、球磨機(jī)自動控制

球磨機(jī)系統(tǒng)是一個多輸入、多輸出、非線性、時變、大滯后和多變量藕合的復(fù)雜系統(tǒng)。諸多因素的影響使得數(shù)學(xué)模型隨環(huán)境條件變化，難以準(zhǔn)確建立。對球磨機(jī)進(jìn)行有效完善的自動控制能夠使系統(tǒng)調(diào)整在最佳工作點(diǎn)位置運(yùn)行，降低制粉單耗減少耗能，因?yàn)榍蚰C(jī)的自動控制越來越為國內(nèi)外礦界所重視。

對于一臺特定的球磨機(jī)，假定其結(jié)構(gòu)參數(shù)（如磨機(jī)規(guī)格、襯板形狀材質(zhì)等）和運(yùn)動參數(shù)確定（如磨機(jī)轉(zhuǎn)速率）不變吊車吊車出租，磨球和被磨物料等運(yùn)行參數(shù)也會隨時間變化，從而影響其磨礦出力及能耗。因此對球磨機(jī)負(fù)荷（包括介質(zhì)充填率、料球比、磨礦濃度）的準(zhǔn)確檢測在自動控制中非常重要。

目前對球磨機(jī)負(fù)荷的檢測方法有進(jìn)出口壓差法、噪聲法、功率法、振動法、超聲法等。鑒于每種方法只能測量球磨機(jī)某一類信息，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此多因素檢測下的信息融合技術(shù)也不斷被研究。

總之，球磨機(jī)作為一種高能耗機(jī)器，提高其作業(yè)效率是必然趨勢。影響球磨機(jī)效率的因素復(fù)雜，并且因素間相互關(guān)聯(lián)，因此需要進(jìn)行更加深入的研究。在今后一段時間內(nèi)，我國球磨機(jī)在節(jié)能降耗方面的研究將主要集中在以下幾個方面：

（1）球磨機(jī)新式結(jié)構(gòu)的開發(fā)；

（2）提高襯板及磨礦介質(zhì)材質(zhì)的耐磨性，改進(jìn)襯板及磨礦介質(zhì)結(jié)構(gòu)，使得磨礦介質(zhì)得到更為合理的運(yùn)動；

（3）深入研究球磨機(jī)系統(tǒng)理論模型，精確優(yōu)化球磨機(jī)工作參數(shù)；

（4）開發(fā)球磨機(jī)負(fù)荷精確的檢測方法，組合多種控制方法并注重實(shí)際運(yùn)用時的實(shí)時問題，提高自動化水平；

（5）實(shí)際生產(chǎn)中工藝路線的改進(jìn)調(diào)整。

來源：張成梁.我國球磨機(jī)節(jié)能降耗研究回顧與展望[C].全國冶金自動化信息網(wǎng)2015年會論文集,2015:14-17.

舉報/反饋