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浅析球磨机的种类、工作原理及发展前景

发布时间:2022-07-09 17:44人气:

球磨机作为一种常见的粉磨设备,被广泛应用至电力、化工、矿山、水泥等加工部门。目前,市场上流行的球磨机种类繁多、功能多样、价格不一。

1球磨机的分类

1.1 按筒体的形状分类(按长度与直径之比)

①短筒球磨机:筒体长度L 小于筒体直径D 的2 倍,即L≤2D 的球磨机为短筒球磨机,其通常为单仓结构,主要用于粗磨作业或一级磨作业,其作业效率较高,可以实现2-3 台球磨机同时串联使用,其使用范围较广。②中长筒球磨机:筒体长度L=3D 时为中长球磨机。③长筒球磨机:筒体长度L≥4D 时为长球磨机。其一般分为2-4 个仓。

1.2 按磨机装入的研磨介质形状分类

①钢球磨机内装入的研磨介质主要为钢段或钢球,此类磨机的研磨力度较大,且结构轻便,转速平稳。②棒磨机主要用于钢棒介质的研磨,钢棒的直径多在50-100mm 之间,研磨时间较长。棒磨机的仓数一般为两到四个不等,且各仓装入的研磨介质存在一定差异。为保证其研磨的最终效果,工作人员会将圆柱形的钢棒放在第一个仓内,而将钢球或钢段放在其他几个仓内。③砾石磨机内的研磨介质主要包括卵石、砾石、砂石、瓷球等。砾石磨机多采用瓷料或花岗岩作为衬板,被广泛应用于彩色水泥、白色水泥、陶瓷等生产领域。

1.3 按卸料方式进行分类

①尾卸式磨机:尾卸式磨机分别以其首尾作为其磨料的入口和出口。磨机在工作时,工作人员从入口端将磨料喂入,再由另一端将其卸出。②中卸式磨机:中卸式磨机的入口在两端,出口在磨机中部。工作人员通常从两端喂入磨料,再由筒体中部卸出。

1.4 按排矿方式进行分类

①溢流型:通过中空轴排矿。②格子型:通过格子板排矿。③周边型:通过筒体周边排矿。

1.5 按传动方式分类

①中心传动球磨机:此类磨机的传动动力端在机身中心,电动机通过减速机实现了球磨机的运转。在运转时,球磨机中心的空心轴在动力系统的驱动下带动磨体回转。②边缘传动球磨机:电动机通过减速机带动筒体边缘的齿轮从而驱动筒体运动。

1.6 按作业特点分类

①湿式磨机:给料的同时加入水,排料成一定浓度的料浆而排出,在闭路系统中与水力分级设备组成闭路作业。②干式磨机:排料有的用风流抽出,磨机与风力分级装置组成闭路,如水泥磨采用自流排料。

2球磨机的工作原理2.1 球磨机的组成结构

球磨机的内部结构较为复杂,组成部分较多。近年来,随着节能减排理念的深入人心,球磨机也逐渐向节能化方向发展。球磨机的主要组成结构包括磨机筒体、端盖、轴承、以及传动部件等。其中,球磨机的传动部件有三角带、电机、减速机、皮带轮几部分。为保证筒体的研磨效率,工作人员常会在筒体内装入直径在25-150mm 的钢棒或钢球以增加研磨速率,装入量通常占筒体容积的25%-50%。另外,筒体内还镶有内衬板。端盖位于筒体的两端,通过螺丝与筒体底部的法兰连接起来,中部有小孔,保证了废气的顺利排出。轴承支撑着中空轴径,有效减小了筒体间的摩擦,延长了筒体的人使用寿命。大齿轮圈:在筒体上固定。

2.2 磨料过程介绍

磨料作业是在球磨机筒体内进行的,电动机通过连轴器、减速器和小齿轮带动筒体和齿轮圈的转动。物料通过磨机的入口端进入进料装置,随中空螺旋的运动匀速进入磨机的第一仓。该仓内附有波纹衬板,能够有效地减轻物料间的摩擦,同时衬板内还装有不同规格尺寸的磨球,由工作人员根据实际工作需要进行选择。当筒体转动时,钢球会在磨机旋转作用力和反向作用力的影响下做匀速直线运动,一直向下滑动。此外,在上述两种作用力的影响下,钢球会与筒体产生一定的摩擦力,钢球随筒体轴心作公转运动,使它帖附近筒体衬板上被筒体带走,当上升至一定高度时后,介质由于自重而呈抛物线落下或泄落而下从而将筒体内的物料磨碎。物料在完成粗磨后,便由第一仓转入第二仓,该仓的摩擦力较第一仓更小,能够将物料磨得更碎、更精细。第二仓内镶有平衬板,当研磨结束后,由卸料箅板排出粉状物料。

2.3 球磨机的分型

溢流型球磨机:此类磨机在筒体的旋转作用下将磨碎后的物料洒向机体右侧,最后使成品从空轴颈溢流而出。其磨料加工过程较为紧凑,实现了分级作业,有效减少了磨矿循环负荷量。格子型球磨机:这种球磨机的排料口端设有专门的格子板,由若干扇形孔板组合而成,其上下端的宽度略有差异。其中,上端的宽度较大,一般为7mm-20mm。在实际加工过程中,工作人员通过格子板之间的空隙将加工料放入,然后借助物料的上举作用力将物料、提升至空中,再经过锥形块而向右至中空轴颈排出机外。

风力排料球磨机:物料从入料口喂入球磨机后,先随着磨机做回转运动进入第一仓,经过一系列冲击与摩擦后向右移至物料磨损的其他仓内,进行进一步深加工。管路系统中主要包括除尘器、风机进口、选粉机等。当风力系统处于工作状态时,球磨机的机体内部气压也随之降至,最后达到低负压状态。当磨细的物料随着磨机的转动成松散状,并随着风力从出料口进入管道系统,由选粉器将粗颗粒分离后再送入球磨机进口,细粉由分离器分离回收,气体由风机排入大气。

2.4 磨介的运动状态

当钢球的填充率达到40%-50%时,球磨机的回转速度也会发生相应的变化,同时研磨介质会出现以下三种基本运动状态,实现了多碎少磨、减小了入磨力度,大幅度地提高了生产效率,降低了电耗。第一种运动状态的转速较高,在机身离心力的作用下,钢球会连同筒身一起做旋转运动,即匀速圆周运动,此时研磨介质无法有效发挥其研磨和冲击作用,研磨效果较差。第二种运转状态的转速过低,物料和磨介间的摩擦力较小,研磨作用不明显,研磨效果同样有限。第三种研磨状态下,磨机的转速较为平稳,磨介在随筒体上升至一定高度后,就会以匀速下落状态落回筒内,研磨作用较充分,有效降低了产品的粒度,磨粒处理能力较高。

3球磨机的发展前景

我国现阶段大多数球磨机还处于人工手动控制的状态,造成磨机内物料变化大、粉磨效率低、单位电耗大、钢球和衬板损耗大等现象。而且,由于粉磨状态变化大,导致了物料细度的均匀度也难以保证。行星式球磨机是针对粉碎、研磨、分散粉体设计的,被广泛应用于实验室研究当中。其工作原理为利用磨机磨罐中的高速运转作用力将物料磨碎,在翻转过程中物料经过一系列剪切、冲击、碾压、分散等最终完成粉磨作业。行星式球磨机一个转盘上有四个磨球罐,它们在工作时随着磨轴做自转运动,即行星式运动。在运动过程中,四个罐体通过相互摩擦碰撞将物料磨碎。该磨机可以根据物料磨粒大小的不同选择相应的摩擦方法,其最终磨粒直径可至0.1 微米。能很好的实现各种工艺参数要求,是进行粉碎工艺、新材料、涂料研究的首选设备。

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