球磨机工艺及变频改造一、球磨机简介 (2)1球磨机的作用 (2)2球磨机的分类 (2)3球磨机的结构 (4)4球磨机的工艺 (9)二、不同种类球磨机的应用 (12)三、水泥球磨机工作流程 (23)四、球磨机应用中存在的问题 (24)五、球磨机的变频节能改造 (24)球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，其利用研磨介质之间的挤压力与剪切力来粉碎物料，广泛用于冶金、陶瓷、选矿、化工、水泥、火电等行业的矿磨、制粉作业中。

本文档将为您介绍一下球磨机的相工艺以及球磨机在变频节能改造中的关键点。

一、 球磨机简介1、作用：球磨机用于各种矿物质的粉磨。

物料只有经过粉磨并到要求细度后才能进行充分混合相互作用，才能使制品达到强度。

2、分类按筒体的长度与直径之比(长径比)分：短磨机长径比小于2的球磨机，一般称球磨机。

多为单仓。

中长磨机长径比为3左右。

长磨机长径比大于4时称为长磨机或管磨机。

中长磨和长磨机内部一般分成2～4个仓。

按是否连续操作可分为：连续磨机和间歇磨机。

按传动方式分为：中心传动磨机电动机通过减速机带动磨机卸料端空心轴而驱动磨体回转。

减速机输出轴与磨机中心线在同一直线上。

边缘传动磨机电动机通过减速机带动固定在卸料端筒体上的大齿轮而驱动磨体回转。

按卸料方式分：◆尾卸式磨机被粉磨物料从磨机一端喂入，从另一端卸出◆中卸式磨机被粉磨物料从磨机两端喂入，从中部卸出。

按磨内研磨介质的形状分：◆球磨机磨内研磨介质主要为钢球或钢段―最为普遍。

◆棒球磨机2～4仓，第一仓：圆柱形钢棒研磨介质，后几仓装钢球或钢段。

◆砾石磨研磨介质为砾石、卵石、瓷球和刚玉球等，用花岗岩或瓷质材料作衬板。

按操作工艺可分：干法磨机和湿法磨机。

3、结构：(1)筒体材料为金属材料，强度要高，塑性要好，可焊性好。

多为普通结构钢A3。

大型磨机筒体常用16Mn钢制造，其弹性强度极限比A3高约50%，耐蚀能力强，冲击韧性也强得多（低温时尤其如此），切削加工性、可焊性、耐磨性和耐疲劳性能良好。

(2)衬板1）作用a. 保护筒体，使筒体免受研磨体和物料的直接冲击和摩擦。

物料进入磨内之初粒度较大，要求研磨体以冲击粉碎为主，故研磨体应呈抛落状态运动；后续各仓内物料的粒度逐渐减小。

为了使粉磨达到较细的产品细度，研磨体应逐渐增强研磨作用，加强泻落状态。

b. 利用不同表面形状的衬板使之与研磨体之间产生不同的摩擦系数从而改变研磨体的运动状态。

2）类型◆平衬板：不论是完全光滑的表面还是花纹表面，对研磨体的作用基本依赖衬板与研磨体之间的静摩擦力。

平衬板宜用于细磨仓。

◆压条衬板：由压条和平衬板组成，压条上有螺栓，由压条将衬板固定。

平衬板部分与研磨体间的摩擦力和压条侧面对研磨体的直接推力的联合作用带动研磨体，研磨体升得较高，冲击力较大。

压条衬板宜用于粗磨仓，尤其适合于物料粒度大、硬度高情形。

当磨机转速较高时，被压条前侧带得过高的研磨体甚至会抛落到对面的衬板上面，非但不能破碎物料，反会加速衬板和研磨体的磨损。

所以，转速较高的磨机不宜安装压条衬板！◆凸棱衬板：在平衬板上铸成断面为半圆或梯形的凸棱，形成一体。

凸棱的作用与压条相同，结构参数与压条衬板类似。

当凸棱磨损后需更换时，平衬板部分也随之报废。

比压条衬板的刚性好，因而可用延展性较大的材料制作。

◆波形衬板：使凸棱衬板的凸棱平缓化即成为波形衬板。

在一个波节的上升部分对研磨体的提升是相当有效的，而下降部分却有不利作用。

衬板的提升钢球能力较凸棱衬板低得多。

◆阶梯衬板：平衬板的最大缺点是摩擦力不足，即摩擦系数（或摩擦角）太小致使研磨体沿其表面滑动。

◆半球形衬板：可避免衬板上产生环向磨损沟槽，显著降低研磨体和衬板消耗；比表面光滑的衬板提高产量10%左右；半球体为该仓最大球径的2/3，半球中心距不大于该仓平均球径的2倍，半球呈三角形排列以阻止钢球沿筒体滑动。

◆小波纹衬板：无螺栓衬板，其波峰和节距都较小。

适合于细磨仓。

◆分级衬板：安装特点：沿轴向方向具有斜度，大端朝向磨尾，即靠近进料端直径大，出料端直径小。

作用：自动将钢球沿磨机轴向由大到小排列（自动分级），符合物料粉磨过程的要求，因而可减少磨机仓数，增大磨机有效容积，减小通风阻力，提高粉磨效率。

(3)主轴承1—轴承盖；2—刮油板；3—压板；4—视孔；5—温度计；6—轴承座；7—球面瓦；8—油位孔组成：轴瓦、轴承座、轴承盖、润滑及冷却系统。

◆球面瓦的底面呈球面形，装轴承座的凹面上，在球面瓦的内表面浇注一层瓦衬，一般多用铅基轴承合金制成。

◆轴承座用螺栓固装在磨机两端的基础上。

轴承座上装有用钢板焊成的轴承盖，其上设的视孔供观察供油及中空轴、轴瓦的运转情况。

◆为了测量轴瓦温度，装有温度计。

◆中空轴与轴承盖、轴承座间的缝隙用压板将毡垫压紧加以密封，以防止漏料。

(4)传动系统1）传动型式a. 边缘传动(peripheral-drive)高速电动机边缘单传动高速电机驱动主减速机，再由小齿轮带动安装在磨机上的大齿轮。

对于大型磨机，有的在电机的另一端安装辅助电机和辅助减速机。

低速电动机边缘单传动 省去了主减速机，但电机造价高。

b. 中心传动分单传动和双传动。

中心传动时，如采用低转矩电动机，在电机与减速机之间必须用离合器联接，否则要用高转矩电机。

我国中心传动的磨机通常只用高转矩电机。

辅助减速机辅助电机主电机 主减速机 大齿轮磨机筒体小齿轮低速电机离合器大齿轮小齿轮磨机筒体图6.93 磨机中心单传动图 6.94 磨机中心双传动1-主电动机 2-联轴节 3-辅助电动机1-辅助电动机 2-辅助4-主减速机 5-联轴节 6-球磨机筒体减速机 3-主电动机2）传动型式的比较边缘传动与中心传动的比较边缘传动—造价较低；齿轮精度要求较低；但大齿轮较大，制造困难；占地多；零部件分散，供油点多，检查点多，操作及检查不方便，磨损快，寿命短；机械效率低。

中心传动—结构紧凑，占地面积小；机械效率高。

但制造精度要求较高，对材质和热处理的要求也高。

中心传动的机械效率0.92～0.94，最高0.99；边缘传动的机械效率0.86～0.90，二者相差5%左右。

对大型磨机，机械效率的差异导致电耗相差很大。

总之，中心传动较先进，在磨机功率较小（2500 kw以下）时，两种传动型式均可选择。

而功率大于2500 kw时，应尽可能选用中心方式。

4、球磨机工艺1）传动的基本原理目前球磨机普遍采用的驱动方式是：三相交流电动机—液力耦合器—齿轮减速器—皮带轮减速器。

在这里，球磨机的料筒作为了减速器的皮带轮使用。

在球磨机重载起动时，电动机起动电流可达到额定电流的十倍以上。

为了缓解起动时的机械冲击，传动环节中加入了液力耦合器，液力耦合器是通过控制工作腔内工作油的动量矩变化来传递电机的驱动能量的。

电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其主动工作轮旋转，对工作油加速，被加速后的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮旋转，把驱动能量传递到其输出轴和负载。

传动系统中的液力耦合器在起动时起缓冲作用，让电动机可以轻载起动，以减小起动电流，等电动机起动后再慢慢加载，达到顺利起动球磨机的作用，减小起动时的机械冲击。

在工作时通过液力耦合器的调速作用，搜索球磨机的最佳工作转速，提高球磨机的效率。

由于球磨机属恒转矩负载，在用液力耦合器调速时，其调速效率等于调速比，有很大一部分能量在液力耦合器中被浪费掉。

2）生产工艺球磨机一般以固定转速运行，筒体的转速是由皮带轮或齿轮减速机构（也有用液力耦合器）决定的。

球磨机的转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的研磨过程，在不同的转速下，筒体内的钢球和物料的运动状况如下图所示：（a）当转速较低时，钢球和物料随筒体内壁上升，当钢球和物料的倾角等于或大于自然倾角时，沿斜面滑下，不能形成足够的落差，钢球对物料的研磨作用很小，球磨机的效率很低。

（b）如果筒体的转速很高，由于离心力的作用，以致使物料和钢球不再脱离筒壁，而随其一同旋转，这时钢球对物料已无撞击作用，研磨效率则更低。

这种状态的最低转速称为临界转速。

（c）当筒体的转速处于上述二者之间的某一转速时，钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下，对筒底物料的撞击作用最大，研磨效率最高，此时的转速称为最佳工作转速。

实际运行表明，最佳工作转速与钢球的直径及其装载量、护甲形状，钢球与护甲之间的磨擦系数等因数有关。

一般的最佳工作转速通常为临界转速的0.7～0.8，可见转速还是有一定的可调范围，但调节范围不大。

实际球磨机的转速与最佳工作转速的误差小于10%，所以若球磨机采用变频调速搜索最佳工作转速，提高研磨效率的节能效果也在10%以内。

二、 不同种类的球磨机应用在现场的实际应用中，同一种行业，往往会应用不同种类的球磨机，因此了解不同种类球磨机的特点有助于更好的选择球磨机。

1.圆锥球磨机圆锥球磨机是选矿生产中常见的一种球磨机。

圆锥球磨机改变了原有的磨机结构，使机体、底架一体化，安装时可一次并放在基础平面上，主轴承采用双列调心滚子轴承，可降低能耗30%，提高细粒度、处理能量增加15~20%。

圆锥球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。

球磨机广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。

圆锥球磨机工作原理：本机为卧式筒形旋转装置，外沿齿轮传动，两仓，格子型球磨机。

物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。

物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。

粉状物通过卸料箅板排出。

2.格子球磨机格子球磨机用来粉磨各种矿石及其他物料，被广泛地应用于选矿、建筑及化工工业等国民经济各部门。

格子球磨机主要由筒体部、给矿部、排矿部、传动部、轴承部和润滑系统等六部分组成。

筒体由厚钢板焊接而成，两端焊有法兰盘，分别与磨机的端盖连接。

筒体上开有1-2个人孔，便于更换衬板和检查，其形状多为椭圆形和矩形。

筒体内壁装有耐磨衬板，一提升钢球和保护筒体之用。

橡胶衬板具有使用寿命长，生产费用低，重量轻，安装时间短，更换安全及噪音小等突出的特点，目前已广泛采用。

用于细磨的效果比粗磨要好，当细磨时，一般给矿粒度不得大于65mm，最适合的给矿粒度是在6mm以下。

格子球磨机特点：1. 格子球磨机的生产能力比同规格的溢流型球磨机约高20-30%。

2. 格子球磨机的排矿端装有格子板，具有强制排矿作用，加速排矿浆通过的速度，从而使其矿石过粉碎现象较溢流型球磨机少。

各种规格子球磨机的构造基本相同，球磨机的筒体用厚约18～36毫米的钢板卷制焊成，它的两端焊有铸钢制的法兰盘，筒体内装有衬板，用锰钢、铬钢、耐磨铸铁或橡胶等材料制成，其中高锰钢应用较广。