陶瓷球与钢球级配方案设计的差异性

  1.研磨体：在球磨机筒体内以机械力粉磨物料的介质统称为研磨体。它包括钢棒、钢球、钢锻、砾石、鹅卵石、陶瓷球、陶瓷锻等。

  2.装载量：即研磨体在磨机内的实际重量，以“吨”为计量单位。

  3.填充率：即研磨体在磨内所占的体积与磨内有效容积的百分比（%），如果以小数表示，则称其为填充系数。

  4.规格与级数：钢球规格以直径（Φ）表示，计量单位mm。在我国，每10mm为一级，如Φ90、Φ80、Φ70等等。钢棒、钢锻规格以直径×长度表示，计量单位mm。

  5.研磨体级配：不同规格的研磨体配合在一起使用，称为研磨体级配。它减少了空隙率，使其与物料的接触机会增多，有利于提高能量利用率和粉磨效率。

  二、钢球（钢锻）级配设计原则

  1.根据入磨物料粒径确定磨内最大球径和平均球径

  钢球最大球径的选择可以用计算式，也可以用经验数据。计算式如下：

  各仓位平均球径的计算式如下：

  （请参阅本报报纸）

  式中，D平均球径为仓位平均球径（mm）；

  G为仓位钢球总装载量（t）；

  D1、D2、D3、D4为各级钢球直径（mm）；

  G1、G2、G3、G4为各级钢球装载量（t）。

  2.根据粉磨工艺要求确定各仓填充率和装载量

  （1）如果入磨物料最大粒径在5mm以上，一仓需要抛落钢球冲击粉碎物料，填充率不要超过30%；如果入磨物料最大粒径在5mm以下，一仓不需要抛落钢球，而需要倾泻钢球研磨物料，填充率应超过30%。

  （2）如果是开路粉磨系统，前仓填充率应低于后仓，有利于延长物料在磨内的停留时间，确保产品质量；如果是闭路粉磨系统，前仓填充率应高于后仓，有利于缩短物料在磨内的停留时间，提高台时产量。

  （3）磨机研磨体额定装载量由设备制造商（产品样本）提供，各仓装载量可参照单位仓长装载量平均分配（也可参考同类水泥厂家生产数据），然后根据各仓填充率换算结果最后确定。总装载量不得超过磨机额定装载量，以免主电机故障。

  3.确定各仓研磨体级数及其比例

  （1）钢球一般3～5级，常取4级，如Φ80、Φ70、Φ60、Φ50。

  （2）钢锻一般2～4级，常取3级，如Φ25×20、Φ20×17、Φ17×15。

  （3）为了保证相邻两仓粉磨速度平衡，前后两仓配球应交叉一级，即前仓最小球径与后仓最大球径相同。如一仓Φ80、Φ70、Φ60、Φ50，二仓Φ50、Φ40、Φ30、Φ20。

  （4）研磨体级配比例：钢球采用“两头小、中间大”的原则，即最大球和最小球占比例小一些，中间级别占比例多一些。钢锻采用平均分配原则，即如果是两级就各占一半，如果是三级就各占三分之一。

  三、陶瓷球级配设计原则

  目前，我国干法水泥球磨机都是以钢球为研磨体而设计的。因此，陶瓷球的级配设计原则也要参照钢球级配的设计原则来确定。二者的主要区别如下：

  1.陶瓷球最大球径的确定

  依据入磨物料最大粒径，先计算出最大钢球球径，然后确定陶瓷球的最大球径，即比理论计算的钢球球径大一级。

  如果前仓使用钢球、后仓使用陶瓷球，则遵循前后仓级配交叉一级的原则，并考虑陶瓷球质量轻的因素，选择陶瓷球的最大球径应比前一仓的最小钢球球径大一级，这样有利于实现前后仓的粉磨能力平衡。

  2.陶瓷球采用四级配球，陶瓷球的各级装载量不能平均分配。

  陶瓷球一般采用四级配球，各级装载量要兼顾紧密堆积的原则，使其空隙率尽量减小，提高陶瓷球与物料的接触机会和研磨效率，有利于对水泥颗粒的球化造粒，改善水泥产品的使用性能。

  经过多次工业性试验，我们发现各级陶瓷球的装载量，不宜采用平均分配的原则。而采用“前少后多”的分配方案（如20%:20%:30%:30%）效果较好，即大球所占比例略低于小球的比例。

  3.陶瓷球填充率与工艺流程无关

  钢球级配设计时，要考虑按粉磨系统流程（开路、闭路）来确定多仓磨的各仓研磨体装填形式，前仓高、后仓低，前仓低、后仓高，或前后仓持平等，以便控制磨内物料流速和出磨物料细度。由于陶瓷球材质轻，在球磨机运转过程中，处于倾斜状态的陶瓷球会产生较松散的活动空间。相比钢球、钢锻的研磨仓，其物料流速快、通风阻力小。一般情况下，陶瓷球仓适宜的装载量都要低于钢球（钢锻）仓。所以，无论是开路粉磨系统，还是闭路粉磨系统，陶瓷球仓的填充率都高于前面的钢球（或钢锻）仓。

  如果前仓装钢球、后仓装陶瓷球，后仓应增加填充率2%～3%，才能保持前、后仓物料流速基本平衡，并有利于控制出磨物料的细度值。因为，在相同粉磨时间内，钢球（钢锻）的研磨能力强、粉磨速度快。多次工业性试验证明：对于两仓球磨机，前仓钢球填充率应达到37%以上，尾仓陶瓷球的填充率在40%左右为宜。过高无益，过低无力。