水泥磨球配方案设计

1磨机配球一、仓内混合钢球的最大球径和平均球径①对于闭路磨机的粗磨仓最大球径：D大=28395dmKf(1)平均球径：D平=28380dmKf(2)式中；D95、D80——入磨物料最大粒度，平均粒度mm；以95%、80%通过的筛孔孔径表示；mK——物料的相对易磨性系数，表1；f——磨机单位容积物料通过量影响系数，根据磨机每小时的单位容积通过量K从表1中查出。其中，K=（Q+QL）/V（t/hm3）(3)式中，Q——磨机小时产量(t/h)；L——磨机的循环负荷率（%）对于开路磨QL=0V——磨机有效容积（m3）。表1单位容积物料通过量K与f值的关系K(t/m3h)123456789101112131415f1.011.021.031.041.051.061.071.081.091.101.111.121.131.141.15②对于细磨仓则，D大mKfd39546(4)D平mKfd38046(5)式中，D大、D平——细磨仓最大，平均球径，mm；D95、D80——细磨仓入口处物料最在大粒度，平均粒度，mm.2二、我国水泥行业经验公式对于生料磨——仓平均球径：D平=1.83D80+57式中，D80——喂入物料80%通过的筛孔孔径，mm。该式只适用于直径大于2m的开路磨机，对于闭路磨机，D平可适当加大2~3mm，且被磨物料为中等硬度。三、级配后的混合平均球径计算公式112212............nnnDGDGDGDGGG平（mm）式中:D1，D2，…Dn—分别为G1，G2……Gn钢球质量的直径，mm；G1，G2，…Gn—分别为D1，D2……Dn直径的钢球质量，t。四、研磨体级配方案的制定制定研磨体的级配方案，通常是从第一仓开始（即粗碎仓）。对多仓磨机而言，一仓的钢球级配尤为重要，按照一般交叉级配的原则，亦即上一仓的最小球径决定下一仓的最大球径，依此类推，一仓实际上主导了其它各仓的级配，目前，球磨机一仓有代表性的级配方法有两种，一种是应用最普通的多级级配法，另一是近年来开始采用的二级级配法。1）二级配球法二级配球法即通过选用两种直径相差较大的钢球来进行级配。其目的是为了提高一仓的冲击破碎能力,与一仓钢球的作用特点相吻合。在二级配球中,由大球充当破碎介质。小球的作用主要有以下几点:(1)起填充作用。降低大球间的空隙率,限制物料流速。(2)起能量传递作用。大球通过它将能量传递到空隙中的物料上。(3)将空隙中的物料“挤”出,置于大球的作用区域内。3二级配球主要考虑以下几个参数:(1)大球的直径。与多级配球一样,取决于入磨物料的粒度。不同的是,它是以物料中所占比例较大的即有代表性的粒径为依据。实际应用中可以以多级配球中的次级球径为准。如在多级配球中最大球径为100mm,在二级配球中则应选择Φ90mm的钢球。(2)两种球的配比。原则上应保证小球的掺入量不影响大球的填充率。一般小球占大球重量的3%～5%,实际应用中应先取下限,然后根据生产情况进行增补。(3)小球的直径。它取决于大球间空隙的大小,即与大球的直径有关。据有关资料介绍,小球直径应为大球的13%～33%。在多级配球中,物料对钢球的冲击力、冲击次数、存料能力的要求都依赖于平均球径。在二级配球中,钢球的冲击力、冲击次数由大球的直径来决定,而存料能力主要与小球的直径、装载量有关,受大球直径的影响很小,从而缓解了冲击力、冲击次数与存料能力之间的矛盾。因此,相对来讲,二级配球比较简单,在参数的选择上也比较容易做到综合考虑。2）多级配球法多级配球法是一种传统的配球方法，通常选用3~5种不同规格的钢球进行级配，其具体的级配步骤是：①钢球的最大球径D最大根据入磨物料的最大粒度d最大来确定，一般按公式d=283d大计算，或用d=283d大kf计算，钢球的平均球径也按上述公式计算。②确定钢球的级数：也即采用几种规格的钢球进行级配，若入磨物料的粒度变化大则宜选多种规格级配，反之，可少选几种。钢球的级配数可参阅表2级数进行选择。4表2钢球级配数选用表粉磨方式双仓磨级配数三仓磨级配数第一仓①第二仓第一仓①第二仓第三仓闭路4~5（球）2~3（段）4~5（球）3~4（球）1~2（段）开路4~5（球）3~4（球）4~5（球）3~4（球）3~4（球）注①：当入磨物料的粒度大、硬度高、产品控制指标要求细时，第一仓的级配数易取大值，必要时还可再加上一级配球。③按照研磨体“中间大，两头小”的配比原则及物料粒度分布特征，设定出每种规格的钢球的组成比例。④计算配球后混合钢球的平均球径，并与原先用公式确定的钢球的平均球径相比较，若两者偏差较大，则需要重新设定各种钢球的组成比例，重新配球，直至两者偏差较小为止。五、研磨体多级配球表的编制研磨体的级配方案的制定，对于三级或四级配球，当最大球径和平均球径确定之后，可从级配表中查取其它球径的百分比例。级配表的编制假设磨机的第二仓为Φ40、Φ50、Φ60mm三级配球，经计算平均球径Φ51mm，让我们再把级配表拿来对照查一下可得：Φ60mm球30%，Φ50mm球50%，Φ40mm球20%，应用十分方便。1）三级配球表的编制从图1可以看出，三角图表中的横行与斜行的各数值表示的平均球径之间存在一定的公差，且与各百分比存在着以下关系：321cxbxaxD平均(6)式中：平均D—表中的任意平均球径，mm；cba、、—表中用来级配的三种球径，mm；321xxx、、—分别对应于cba、、三种球径的百分数，%。5按照这种关系，可以根据原料的易磨性、入磨粒度、产品细度等条件大致确定三种球径的规格，用图1(a)给定的Φ40、Φ50、Φ60mm球径的级配表编制方法为：①画出等腰三角形，三角形各边分别表示Φ40、Φ50、Φ60mm三种球径规格，每边均分10等份，如图1（b），将百分比由10%至90%按顺时针（或逆时针）方向对应于各百分点。②沿三角形各边作平行线，连接各边的百分数。③以最上端的第一个倒立三角形下角点为B，则取如图1（b）所示的BD、BC、BE互成120º的三条线对应的百分数，按式(1)计算该点的平均球径为：平均D=Φ60mm80%+Φ50mm10%+Φ40mm10%=Φ57mm④用同样方法依次求得其它各点的平均球径，即得到图1(a)的三级配球表。应用中为简便起见，横行与斜行各点的平均球径并不需要逐一计算，因为其具有一定分布规律，可以按横行和斜行表现的规律直接填入，使编制过程更加简化。图1三级配球表62）四级配球表的编制四级配球要比刚才讲的三级配球多了一条边，因为是四边形，见图2（a）。根据图2同样可以确定出平均球径的公式：4321dxcxbxaxD平均(7)式中各参数的意义式与（6）相同。结合三级配球表的制法，我们来做一做四级配球表：①选定四种钢球直径，如Φ90mm、Φ80mm、Φ70mm、Φ60mm。②画出正四边形，每边分成10等份，每两格为一等份，因为四种钢球中的其中一种最大填加量不会超过50%，故按刻度单位5，将5%、最大45%的百分数顺时针依次对应于四边形的两条边。③根据公式(2)，计算填入右顶角的小四边形左下角点的数值，就是该级配下的平均球径，即：平均D=Φ90mm45%+Φ80mm45%+Φ70mm5%+Φ60mm5%=Φ83mm。④其它各点的平均球径，同样也可用计算或按照其分布规律的方法依次求得。每一点与平均球径所对应的百分数即为其配比。图2四级配球表7六、研磨体级配方案示例以Φ39m三仓水泥磨为例,定出配球方案。已知磨机有效内径Do=2.9m；三仓的有效仓长分别为L1=2.25m，L2=2.95m；L3=3.10m。（总有效长度8.3m）入磨物料的配比为：熟料82%，矿渣15%，石膏3%；熟料的易磨性系数为0.95，矿渣磨性系数0.80；磨机系统小时产量Q=34t/h，熟料和矿渣的筛细结果见表3。设磨机总的填充率为=28%，循环负荷率=280%，各仓均装钢球，求各仓钢球级配。表3入磨物料的筛析结果试样编号熟料筛析结果（方孔筛筛余值%）矿渣筛析结果（方孔筛筛余值%）30mm19mm13mm10mm5mm5mm3mmm2mm1mm0.5mm1#3.714.333.135.167.213.721.435.562.491.02#9.124.235.646.868.49.415.535.057.087.43#14.429.145.858.375.29.317.834.155.286.14#7.321.839.250.666.09.418.636.759.089.1表4四个样品中的80%和95%所通过的筛孔孔径，此孔径即为80d（平均）和95d的结果：试样编号熟料矿渣80d（mm）95d（mm80d（mm）95d（mm）1#15253.35.42#20362.85.33#25452.75.24#18342.85.3解：⑴计算出各仓的装球量闭路磨机研磨体的填充原则是从喂料端到出料端依次递减（磨内物料呈下坡趋势流出），各仓的填充率设定为一仓1=30%、二仓2=28%、三仓3=26%。令G1、G2、G3分别为一、二、三仓的钢球装载量，其平均容重为=4.61t/m3，则：8112014LDG0.7582.922.250.34.61=20.54t222024LDG0.7582.922.950.284.61=25.14t222024LDG0.7582.923.100.264.61=24.53t②一仓钢球级配：⑵计算入磨物料综合易磨性系数mK石膏的入磨量很少，可以把它并入熟料中（忽略了）：则入磨熟料量为82%+3%=85%。mK=0.9585%+0.8015%=0.927⑶求一仓的单位容积物料通过量1K及单位容积物料通过量影响系数ƒ17.825.229785.0%2803434785.021201LDQQK（t/m3h）1K=8.7t/m3h时，查表1，ƒ1=1.087。⑷求入磨混合物料的平均粒度d80和最大级粒度d95①入磨混合物料d80的计算1#混合样的计算：d80=1585%+3.315%=13.25mm2#混合样的计算：d80=2085%+2.815%=17.42mm3#混合样的计算：d80=2585%+2.715%=21.65mm4#混合样的计算：d80=1885%+2.815%=15.72mm)(0.17472.1565.2172.1425.1380mmd②入磨混合物料d95的计算1#混合样的计算：d95=2585%+5.415%=22.06mm92#混合样的计算：d95=3685%+5.315%=31.4mm3#混合样的计算：d95=4585%+5.215%=39.0mm4#混合样的计算：d95=3485%+5.315%=29.70mm)(54.3047.290.394.3106.2295mmd⑸计算第一仓混合钢球的平均球径D平均混合钢球的平均球径D平均按式(2)计算D平=28380d14.8193.0087.117283mKf（mm）⑹计算第一仓混合钢球的最大球径D最大混合钢球的最大球径D最大按式(1)计算D大=28395d61.9893.0087.15.30283mKf（mm）此值接近100mm，所以确定100mm为最大级球径。⑺确定第一仓钢球级配方案该磨为三仓闭路磨，根据表2钢球级配数选用表，一仓钢球的级数为4~5级，今取4级，那就是Φ100mm、Φ90mm、Φ80mm和Φ70mm四种球级配。上述四种钢球各占百分比例为多少？先看最大粒径（30mm以上）的入磨物料占多少：（3.7+9.1+14.4+7.3）/40.85=7.3%选择最大球径Φ100mm的钢球时针对大块物料的，所占百分数应在10~20%，今取15%。再根据四种混合钢球的平均球径81.14mm看其它三种钢球各占百分比率为多少：10⑻根据已知条件，取填充率一仓1=30%，装球量为：