磨碎介质的磨损及补加配比刘省秋（中南工业大学）摘要本文综合分析并得出了磨碎机筒体内运动着 的磨碎介质的磨损规律，讨论了磨碎介质补加量和配比的计算方法，可为磨碎机的必不可少的操作 程序一一定期补添磨碎介质，提供理论依据和实际操作时应定期补加的磨碎介质粒度特性。关键词
磨损规律，粒度特性，补加量ｌ磨碎介质的磨损规律磨碎机筒体内除装有待磨碎的物料以外，通常 还要装人一定数量的各种不同尺寸的磨碎介质，以提高磨碎机的磨碎效率。由于磨碎介质之间、磨 碎介质与待磨物料之间及磨碎介质与磨碎机筒体内衬板工作表面之间的冲击、磨剥、疲劳损伤和化 学腐蚀等的影响，这些不同尺寸的磨碎介质在磨碎物料的过程中将会逐渐地遭到磨损而损坏或消耗 掉。关于磨碎介质的腐蚀，国内外的研究表明，可以采用添加防腐剂的办法来降低磨碎介质的消耗 。其主要的防腐蚀剂有亚硝酸钠、铬酸钠、硅酸钠和烧碱等。至于机械磨损，可通过对磨碎介质在 材质、形状、尺寸、制造工艺和热处理等方面，采取有效措施来加以改善。但是，不管是用何种有 力措施，磨碎介质的磨损也都是客观存在着的。因此，必须找出这种磨损的客观规律，使之对磨碎 介质定期地加以补偿，以保证磨碎机中物料的磨碎效果。今令单个磨碎介质的直径为Ｄ，质量为Ｍ ，磨碎时间为ｔ，那么，ｄＭ／ｄｔ为某一瞬时时刻单个磨碎介质的质量损失，即磨碎介质的磨损 率，从而有式中卜一比例系数；负号——磨碎介质的质量因磨损而减少。若磨碎介质用钢锻制而成 ，取锻钢的密度ｘ’。为７·ｓｔ／ｍ３，那么一个锻制磨球的质量为所以有Ｄ一（Ｍ／１．３。 ）“将上式中的Ｄ值代人公式（ｌ）中，则有那么，一个磨球由质量Ｍ；磨损至质量ＭＺ所需的时 间ｔｉ一测为将Ｍ＝１．３。Ｄ‘代人上式后，可得到磨球从直径ＤＩ磨损至ＤＺ所需的时间如果 按磨球全部磨完，即ＤＺ二０，则所需的时间为为了补偿磨球的磨损，就必须定期地向磨碎机中添 加一定数量的新磨球，以保持磨碎机中的球荷质量不变，保证物料的磨碎效率。磨球磨损以后，其 直径就要减小。因为磨球是在不同时间内加人磨碎机筒体内的，所以，筒体内就会有各种不同大小 的磨球，其中包括刚加人的最大磨球以及早已加人而经过磨损了的最小磨球。在磨碎机球荷中，各 种大小球的质量对全部球荷质量的比例，被称为磨球的粒度特性。它对磨碎机的工作有着很大的影 响。如磨球的粒度特性稳定，可保证磨碎机在各时刻的磨碎效果都比较高；如磨球的粒度特性差， 不及时补添新的磨碎介质，就会使磨碎机的处理能力降低等等。根据上述导出的磨球的磨损规律， 则可以求出磨球的粒度特性。令装人磨碎机筒体内全部磨碎介质的总质量为ＭＺ，若每隔一定时间 ｔ。就向磨碎机筒体内补加一件磨碎介质，在单位时间内补加Ｎ件磨碎介质恰好可以抵消其磨损量 ，则Ｚ。一十，单位时间内磨碎介质的总磨损率为由公式（互）和单个磨球的质量Ｍ—１．３。Ｄ ’可得出将上式代人公式（４），则有将上式从直径ＤＩ至ＤＺ进行积分，可得出磨球从直径ＤＩ 磨损至ＤＺ的总磨损量；即实际上，这就是大于直径ＤＺ的磨球质量。通常认为小于Ｄ。一Ｄ。。 的磨球基本上不起磨碎作用，必须不断地从球荷中剔除出去。因此，大于Ｄ。的磨球质量就是全部 球荷质量。假设Ｄ。二Ｄ＿一０，那么，大于直径Ｄ。的磨球总质量Ｍｚｔ为于是，可求得大于Ｄ 。的磨球在全部球荷中所占的质量百分率，即大于Ｄ。的磨球粒度特性ｘ．为式中，ｎ在２～３范 围内选取，转速率Ｖ较高时取上限，通常可取ｎ＝２．３。２磨碎介质的补加量为了补偿磨碎介质 的磨损，磨碎机运转一段时间后，必须要定期地补加新的磨碎介质。‘如不及时补加新的磨碎介质 ，就会使磨碎机的生产能力降低。磨碎介质的补充要解决两个方面的问题，即补加量的确定和科加 配比的确定。下面我们先介绍确定磨碎介质补加量的方法。２．ｌ按每吨产品的磨碎介质消耗量来 补充使用这种方法来确定磨碎介质的补加量时，必须要事先做好一系列的统计工作。邵：在每次调 整及更换磨碎介质时，要把其初装的磨碎介质总量ＭＺ以及后来每次补加的磨碎介质数量ＭＩ都分 别记录下来，这样就可以得到磨碎机在某一运转阶段中总共加人了多少磨碎介质；再将清仓时磨碎 机筒体内剩余的磨碎介质的数量ＭＳ（破坏了的和尺寸过小的磨碎介质应予以扣除）记录下来；还 要将这一时期内该磨碎机的总处理Ｑ记录下来。根据上述记录资料，按下式就可得到每吨产品的磨 碎介质消耗量ｑ（ｋｇ／ｔ）即式中：Ｍｚ一最初装人磨碎机筒体内的磨碎介质总量，吨；ａ一某 一运转阶段中补充加人磨碎介质的次数；ＭＩ一每次补充加人磨碎机筒体内的磨碎介质数量，ｇｇ ；Ｍｓ－一清仓时磨碎机筒体内剩余的磨碎介质数量，吨；＊—一同一运转阶段内该磨碎机的总处 理量，ｔ。累积若干这样的数据，就可以获得一个比较准确的统计数字。以磨碎机的０产量、运转 天数去乘这个统计数字，即可得到某一运转阶段内应当补加的磨碎介质的数量。２．２根据磨碎机 静止时磨碎介质面降低的程度来补充采用这种方法时，必须利用磨碎机停机或检修机会，打开人孔 盖板检查并实际测量磨碎介质面的高度Ｈ（见图１）；若磨碎机筒体内磨碎介质不平整时，则应测 量磨碎机进、出口两端的Ｈ值，然后取平均值Ｚ采用慢速辅助电机转动停机时，磨碎介质在筒体内 一般呈倾斜面，则采用Ｔ字形活动拉尺置于球面中心测量Ｈ值（见图２）。图１实际测量磨碎介质 面高度【图２采用丁字形活动拉尺测量磨碎介质面高度根据实测得到的Ｈ值，可分别用经验公式计 算出磨碎介质的充填系数小。。对磨碎介质充填系数大于３２％的磨碎机，其中Ｏ值按下式计算。 式中：ｑ。一磨碎机筒体内磨碎介质充填系数，％；Ｈ一磨碎介质表面至磨碎机筒体内顶部衬板表 面的距离，ｍ；Ｄ一磨碎机筒体的有效平均内直径，ｍ，Ｄ＝ＺＲｏ苦磨碎介质充填系数小于８１ ％的磨碎机，可按计算出磨碎机筒体内磨碎介质充填系数（以小数表示）。在此基础上，就可按下 式得出磨碎机内磨碎介质的实际质量Ｍｉ；那么，需要补加的磨碎介质数量么Ｍ为：式中：Ｍ。一 磨碎机内磨碎介质的实际质量，ｔ；ｗ。一实际计算得出的磨碎介质充填系数，％；ｒｐ一最初设 计的配比方案中规定的磨碎介质充填系数，％；Ｍｚ一最初设计的方案中规定的磨碎介质总装载量 ，ｔ；凸Ｍ一应向磨碎机筒体内科加的磨碎介质的数量，ｔ。２．３根据磨碎机功率表或电流表的 读数来补充在调整磨碎介质并起动磨碎机转人正常运转后，记录下电流表的读数，将其作为磨碎机 电动机负荷的标准值。当磨碎机运转一段时间后，由于磨碎介质的磨损，其质量减少，电动机的负 荷也减小，因此电流表的指示值变小。此时应该补充磨碎介质，使电流表的读数恢复到标准数值。 每次补充磨碎介质的前后，都要认真地记录下电流表读数。由此可得出每增加ｉｔ＄碎介质所升高 电流的数值。积累若干这样的数据，就可得出一个比较切合实际的增加单位质量磨碎介质升高电流 的数值。由此可得出需补充的磨碎介质的数量否Ｍ，即式中ＩＢ—一按最初设计的方案中规定装人 Ｍ：修碎介质并使磨碎机转人正常运转时电流表上的读数值，Ａ；Ｌ－一向磨碎机筒体内补加磨碎 介质前磨碎机运转时电流表上的读数值，Ａ；ＬＩ－－－一按统计资料得出的增加单位质量磨碎介 质升高的电流数值，Ａ／ｔ；凸Ｍ—一应向磨碎机筒体内补加的磨碎介质的质量数，ｔ。以上关于 磨碎介质补加量的确定方法，在生产实践中，一般都不单独采用。为使每次的补加量更趋于准确， 往往是采用第一种方法计算为主，再辅之以第二种方法和第三种方法。３磨碎介质的补加配比为保 持磨碎机筒体内磨碎介质总装载量不变，定期地向磨碎机筒体内补加的磨碎介质的数量按上述方法 确定下来后，可按参考文献（１）中给出的确定磨碎介质尺寸的方法，计算出应补加磨碎介质的最 大直径，并根据生产实际经验配加若干种直径较小的磨碎介质。在一般情况下，所料加的磨碎介质 的直径应较原设计方案中的磨碎介质直径大一级。各种直径的磨碎介质的数量占科加磨碎介质总量 的质量百分数，即补加配比。这个补加配比可按下面途径来确定。假若磨碎机在稳定正常运转时磨 碎介质的粒度组成已知，或者根据经验规定某一磨碎介质的粒度组成，人们就可以按前述分析讨论 得出的磨碎介质的磨损规律近似地求出磨碎介质的补加配比，以满足正常磨碎作业的需要。下面以 球磨机为例，介绍其具体方法及步骤。第一，确定补加磨球的种类及其直径Ｄ；；第二，收集积累 或规定球磨机稳定正常运转时停机清理简体内磨球而获得的磨球粒度组成，即每一种不同直径的磨 球的累积质量百分数ａ；；第三，按公式（７）分别计算出大于Ｄ；的某级别的磨球的粒度特性Ｙ ；第四，计算科加磨球在全部补加磨球总量中的质量百分数ｐ；，其计算公式为第五，按生产实践 经验将各计算值ｐｉＮ整为ｐ’ｉ的值，使之更接近于磨碎机正常运转的实际情况；第六，按调整 后的各８’。值以及各直径磨球磨损后的尺寸组成，求出实际的补加磨球尺寸组成，其结果同要求 的累积质量百分数ｘ’；接近。其计算过程列表如下。表１合理补加磨碎介质计算表表２合理补加 磨碎介质计算表第七，最后以计算总磨损率乘以前面已确定的磨碎介质的总补加量，就可以分别得 出各表３合理补加磨碎介质计算表种直径的磨球所需要补加的质量数。通过分析计算，可以分别得 出最初装人的球荷、正常工作时的球荷及补加的球荷等三种球荷的尺寸组成，并且这三种球荷的尺 寸组成是相似的，球荷在各瞬间的实际尺寸组成大致在最初装人的球荷与正常工作时球荷的尺寸组 成之间变化。参考文献｜｜１刘省秋．磨碎介质及其配比．湖南有色金属，１９９４；（３）２任 德树编著．粉碎筛分原理与设备，北京：冶金工业出版社，１９８４３广东省国际经济技术合作公司编．粉碎与制成．中国建筑工业出版社，１９８５４黄从武．磨碎介质的生产使用现状及对策，有色金属（选矿部分），１９８６；（６）磨碎介质的磨损及补加配比@刘省秋$中南工业大学磨损规律，粒度特性，补加量本文综合分析并得出了磨碎机筒体内运动着的磨碎介质的磨损规律，讨