关于球磨机如何添加钢球和降低衬板磨损的研究

边江

摘 要 球磨机是冶金、选矿、建材、化工、发电、陶瓷等工业部门各种材料制备的重要设备，球磨机的能源消耗在整个工序都占有很大的比例。球磨机里面装有各种规格的钢球和各种形状的衬板，如何添加钢球、保护衬板降低磨损，对球磨机的生产至关重要。本文介绍了球磨机钢球添加的方法和如何降低衬板磨损的几项措施，对如何提高球磨机产能和降低损耗进行了研究分析。

关键词 球磨机;钢球;衬板

球磨机是冶金、选矿、建材、化工、发电、陶瓷等工业部门各种材料制备的重要设备。球磨机里面装有各种规格的钢球和各种形状的衬板，如何添加钢球、保护衬板降低磨损，对球磨机的生产至关重要。

1钢球添加的研究

球磨机钢球是球磨机设备研磨物料介质，通过球磨机钢球之间钢球与物料之间的碰撞摩擦产生磨剥作用。球磨机工作过程中，研磨体钢球级配是否合理关系到设备的工作效率高低，只有保证各种球有一定比例，才能与被磨物料的粒度组成相适应，才能取得良好的磨矿效果[1]。合理选择球磨机钢球的级配，是提高球磨机产量质量必不可少的措施，下面我们就来看怎样能得到球磨机研磨体钢球介质的合理级配？

1.1 球磨机钢球级配的基本原则

①处理硬度大粒度粗的矿石，需要有较大的冲击力，需要装入尺寸大些的钢球，即物料越硬，钢球直径越大;②磨机直径大，冲击力就大，选钢球直径小;③使用双仓隔板的，球径应比同样排料断面的单层隔仓板小;④一般四级配球，大、小球少，中间球大，即“两头少，中间多"。

1.2 球磨机钢球配比时要考虑因素

①设备型号，如筒体直径和长度;②生产要求，即用户对物料研磨细度的标准;③物料性质，指被研磨物料的初始粒度、硬度及韧度;④规格大小，规格大小要注意，不能一味地追求大规格。

1.3 球磨机钢球添加技巧

球磨机钢球配比要根据你的磨机有效长度，是否带辊压机，进料粒度多大，用的什么衬板及结构，预想的筛余细度和比表，用多少铬的球，转速多少等因素综合判断。球磨机安装好后，球磨机大小齿轮需要啮合，处理量也是要逐渐加大，待球磨机正常连续运行两三天后，检查大小齿轮啮合情况，待一切正常，打开球磨机人孔盖第二次添加余下20%钢球。

球磨機钢球的配比是一个比较复杂的技术性问题。每个选矿厂都必须认真分析自己的实际情况，通过长期研究、积累才能找出适合自己的装球配比。另外，钢球配比还包括球径大小和数量多少，依据所有信息决定比例，务必做到恰到好处，多一分不行，少一分不可。

2降低衬板磨损

球磨机筒体的内表面一般都装有各种形状的衬板。衬板是球磨机的主要易损件，其使用成本约为产品售价的2%～3%，衬板的性能和使用寿命是用户都非常关心的问题。

2.1 衬板的功能

（1）保护筒体与增强筒体刚度。筒体是球磨机的重要部件，且价格较贵，筒体内安装衬板后，筒体不会直接承受磨矿介质和被磨物料的冲击和研磨，从而保护了筒体，延长了筒体和整个设备的使用寿命。衬板和筒体紧密地结合在一起，还起到了增强筒体刚度的作用。

（2）传递能量。在筒体回转过程中，借助于衬板表面的特殊形状与摩擦力，将球体提升到一定的高度，赋予其一定的位能和抛落动能，使它们产生符合粉磨工艺要求的“圆弧一抛物线”运动轨迹，冲击和研磨物料[2]。

2.2 衬板磨损原因分析：

（1）衬板与钢球之间产生磨损。球磨机的工作原理是利用筒体转动，并按照作业的实际需要，将钢球提升到一定的高度后以抛物线下落，冲击筒内的物料，从而使物料和衬板充分摩擦。因此在连续的工作下，钢球与衬板会出现严重的磨损现象，这与物料的硬度有着直接的联系。

（2）衬板的材质、热处理工艺不合理。衬板的材质及热处理工艺直接决定衬板的机械性能，会对衬板的磨损情况产生重要影响。如果衬板材质选择不当，热处理工艺不合理，会大幅度降低衬板的抗疲劳强度和使用寿命，就无法满足球磨机磨粉作业的要求，甚至出现塑变起鼓等问题。

2.3 球磨机运行的影响

一旦球磨机处于不正常的运行状态，也会给衬板的使用带来不良的影响。一般来说，球磨机中的钢球与物料是混合在一起的，因此当钢球以抛物线的状态冲击衬板使，物料会起到一定的缓冲作用，逐渐的将物料磨细。当设备低负荷运行时，钢球就会直接冲击衬板，从而造成衬板的严重磨损，甚至发生断裂。如何降低衬板磨损？

（1）合理选择钢球和衬板。合理的选择钢球和衬板是降低衬板磨损的重要途径，因此需要从钢球的大小、数量，球磨机衬板与钢球之间的硬度比值入手，从根本上降低球磨机运行过程中衬板的损耗。一般来说，球磨机衬板与钢球的硬度比要控制在1∶0.8左右;其次需要控制球磨机内矿粉与钢球的比例，一般来说，矿粉是钢球的两倍左右，一旦这个比例失调，很容易造成球磨机低负荷运行，从而导致钢球直接冲击衬板，引起衬板的断裂。另外，需要注意衬板的材质与硬度，合理选择衬板的热处理工艺[3]。

（2）衬板采用新材料。衬板材料选择的基本要求可概括为：在一定的冲击载荷作用下具有较高的耐磨性。包括以下3个方面：①衬板整体上硬度、组成、结构均匀。②具有较高的冲击疲劳持久性，能抵抗一定强度的冲击。③具有较低的磨损率，使用过程中不变形、不破碎。

随着技术的进步，新材料衬板也开始应用于球磨机中，例如用橡胶与硬质合金钢组成的复合衬板，就比较理想地解决了衬板的韧性与刚度的矛盾，减少了衬板在运行过程中受到的冲击力。相比普通衬板，复合衬板的耐热性与强度都有大幅度的提升，尤其在使用寿命方面，复合衬板是传统衬板的两倍作用，大大提高了企业的经济效益。此外，复合衬板的工作噪音小、重量轻，易于推广，但缺乏实践，但在应对衬板老化与衬板磨损等问题上有很大的发展空间。

（3）控制好球磨机的运行状态。控制好球磨机的运行状态也是应对衬板磨损的重要举措，当球磨机呈现低负荷运行时，需要及时调整球磨机的进矿量，从而提高矿的可磨性系数。在衬板的安装环节，需要对不吻合的部件进行挖补处理，从而使衬板充分的融入球磨机的工作体系之中。在衬板安装之后，要进行反复的调试，并进行详细的记录，保证球磨机内固定螺栓具有一定的预紧力，以防在球磨机作业当中螺栓松动。

参考文献

[1] 段希详，曹亦俊.球磨机介质工作理论与实践[M]北京：冶金工业出版社，1999：55.

[2] C.E.安德烈耶夫，B.A.别洛夫.有用矿物的破碎、磨碎与刷分[M].北京矿业学院，译.北京：中国工业出版社，1963：171.

[3] 段希祥.破碎与磨矿：第二版[M].北京：冶金工业出版社，2006：56.