磨机主要参数的确定

磨机主要参数的确定

磨机主要参数包括：规格、转速、研磨体的填充率、磨机的需用功率。

一、磨机规格的确定

磨机的规格取决于它需要的生产能力。一台具体磨机的生产能力，除了自身的特定状况外，还与物料的性质（粒度、硬度、温度、湿度）以及粉磨过程的生产系统有关。

磨机的长度和直径之比例是和生产系统相联系的。对于开流系统常选管磨机，以保证产品细度一次合格，管磨机的长径比L/D=3.5～6;对于圈流磨机则应取较小的长径比，以加快物料的流通量，这时选取L/D=2.5～3.5,这种磨机称为中长磨。

下面计算公式的立足点是：在同一生产条件的不同磨机的产量和它需用的功率成正比。实际上，这和假设是近似的。实践证明，随磨机直径的增大，产量的增长速率稍大于需要功率的增长速率（产量，功率）.而物料性质的影响，我们用实际数据加以考虑，这个系数称之为物料的易磨性系数（q）。这样，我们就以B.B.托瓦洛夫磨机功率计算公式（）为基础，得出磨机产量的关系式：

=

= , t/h

其中：

——磨机的粉碎能力，（kw）

V——磨机有效容积，（）,()

——磨机有效直径，（m）

——磨机有效长度，(m)

——研磨体填充率,

——研磨体装入量，（t）(取的容重为4.5) n——磨机转速，（rpm）

q——物料易磨性（单位电能的产量），（）

易磨性系数

成品类别生产方式及系统易磨性系数备注

原料（中等硬度石灰石、粘土、铁粉等）

湿法、管磨、开流0.06～0.07 细度8～10%（4900

孔/筛余）干法、管磨、圈流0.08～

0.085

细度8～10%（4900

孔/筛余）干法、中卸磨、圈流0.09～

0.095

细度8～10%（4900

孔/筛余）湿法、棒球磨、开流0.08～

0.085

细度10～12%（4900

孔/筛余）

水泥600

＃普

通管磨、开流、干法窑的

熟料

0.029～0.031 比面积3000～3400

管磨、圈流、干法窑的

熟料

0.035～0.037比面积2600～3000

管磨、开流、湿法窑的

熟料

0.031～0.033比面积3000～3400

管磨、圈流、湿法窑的

熟料

0.037～0.039比面积2600～3000

500＃普通管磨、开流、干法窑的

熟料

0.038～0.04细度5～8%（4900孔

/筛余）

管磨、圈流、干法窑的

熟料

0.046～0.048细度5～8%（4900孔

/筛余）

管磨、开流、湿法窑的

熟料

0.040～0.042细度5～8%（4900孔

/筛余）

管磨、圈流、湿法窑的

熟料

0.048～0.050细度5～8%（4900孔

/筛余）

当预计生产能力Q给定后，再选定磨机的转速比Ψ,以及研磨体填充率，并选定合适的长径比,则磨机有效直径即可求出。将

计算所得之，圆整成系列值（=1.83、2.0、2.2、2.4、2.6、3.0、3.2、3.5……）。同时，有效长度也可定出。从而得到磨机规

格

二、磨机转速的确定

从理想的使磨机具有最大冲击力的观点出发，得出的结论是：当转速比为76%或88%为最合适。

通过对水泥厂使用磨机的转速统计，转速比ψ=0.68～0.74之间的磨机占统计总数的大部分，其中ψ=0.70～0.72的比例最大。

我们认为，ψ=0.70～0.72作为干法多仓管磨机的基本转速比是适宜的。但是，这是个基本转速比，只适合一般情况，在选定时还要根据下列特殊条件作出相应的调整。

1）磨机规格：

对于D≤2.0m的管磨机，转速应在此基础上加快1～2rpm。

理由是，通常对于不同规格的磨机，它的喂料粒度并不区别对待。

为此，为了保持小型磨机的研磨体具有必要的冲击力而提高它的转速是必要的了。

2）生产方式：

湿法生产由于水分的润滑，从而降低了研磨体之间、研磨体与衬板之间的摩擦系数，产生较大的相对滑动。因此，湿法磨机应比相同条件下的干法磨机转速提高5%左右。不过，考虑同一磨机既可能用于干法、也可能用于湿法，有时就放弃了这一必要的修正。

3）衬板型式：

衬板的表面与研磨体的牵制系数较大者，（例如凸棱衬板），磨机转速不宜超过上述推荐值。对于平衬板则可适当高些。

4）研磨体的填充率：

实践证明，填充率越低，相对滑动越大，这时应该以提高转速比的措施弥补。

5）研磨体种类：

对于棒磨机，为避免沉重的钢棒过剧冲击磨体，并防止“乱棒”，转速应稍低。湿法棒球磨的转速比推荐为。

三、研磨体的装载

1）研磨体的分类及特性

研磨体从外形上分为：球、段、棒。

钢球是磨机中最普遍采用的介质。铁段是小尺寸、长度大于直径的圆柱体，其特点是有较大的研磨表面积，工作时基本是线接触，所以适合于作磨细之用。棒，通常就是热轧的圆钢，它的工作特点是当粉碎物料时，棒与棒之间是线接触（球是点接触），因此钢棒优先是破碎大块物料，然后才依次破碎较小的物料。对粒度适应性很强，特别适于粗磨之用。

钢球普通都是用中碳钢或高碳钢经锻制而成，也有以铸钢或特种铸铁铸造的。各种规格的锻制钢球的单重和容重如图。这时单一球种的容重，对多种球混装时，应取稍大值。

容重（

kg/m 3)

4300

44004700450046004800

4900304050球径（mm)

706080单球重量（

kg)

10090110

1

25346

钢球的容重及重量

铁段，由铸铁制成，容重为

。

钢棒，采用高碳钢（50号或70号）的热轧型钢，也有采用低合金碳素钢的，例如,型钢的钢棒容重各资料介绍的数据有些

差别，可取

。这是在无物料情况下的容重。

2） 研磨体的填充率

研磨体的填充率是指研磨体的体积占磨仓有效容积的百分比。填充率所以成为重要的参数之一的原因，在于它不但直接显著地影响着粉磨过程的冲击次数及研磨面积，而且还影响着研磨体本身的提升高度，即对物料的冲击力。很明显，在相同的条件下，较大的填充率有较大的提升高度。

对于多仓的管磨机而言，研磨体的填充率平均值多在

，

其中开流磨居低值，圈流磨居高值。这样的填充率能以最小的电耗而获得最大的生产率（指每吨研磨体的单位生产率），另外，适当增加

填充率（到）也是提高磨机台时产量的措施之一，但单位电耗却有些上升。

适宜的填充率又与磨机长径比有关，随长径比减小则填充率增大。

前面谈的是多仓磨填充率的平均值，实际上，在每一个仓里填充率是不一样的。在一般情况下，填充率应是逐仓依次递减成阶梯状（棒球磨例外）。段仓的填充率稍低时有利。因为铁段堆积紧密，并且不易滚动，从而引起较大的偏心力矩，所以，同样重量的铁段比较钢球来说，耗电大而收效相对较小，这是由生产实践得到的经验。

棒球磨棒仓的填充率主要取决于与后面各仓粉磨能力的平衡。单纯的棒磨机，其填充率可达到。较高的填充率对产品质量有利。作为棒球磨的棒仓来说，根据生产经验，也可沿用钢球仓的填充率。

四、磨机功率的计算

1）B.B.托瓦洛夫公式

，式中：

——磨机需要的功率，（）

V——磨机有效容积,（）

——磨机有效直径,（）

n——磨机转速,()

——研磨体总重，（）

该式是在理论上用积分推导和试验修正得来的。

2）F.C.邦德公式

,式中：

——磨机需要的功率，（）

——研磨体总重，（）

——磨机有效直径,（）

——转速比（工作转速与临界转速之比）

——研磨体填充率，以小数表示。

该式是根据大量的实际数据统计归纳而得到的。

3）基本计算公式的修正

（1）对上述两个公式的分析

A、这两个公式都是指磨机的需要功率，没有包括传动效率，故不

能直接作为电动机的选型依据。

B、托瓦洛夫公式中的重量是研磨体的重量，并没有包括其中的

物料重，在全式中也没有包括物料重（邦德公式包括了），因而结果偏小。

（2）基本计算公式的修正

对于水泥磨和原料磨，当物料全部填满研磨体空隙时，物料重量约为研磨体重量的0.14倍，计入物料重量并考虑机械传动效率后，托瓦洛夫公式演变为下式：

计入机械效率后，邦德公式演变为：

,

机械传动效率η推荐值如下：在采用高速电机时取低值，采用低速电机时取高值

对于中心传动磨机：；

对于边缘传动磨机：；

经过对实际运行的多台工艺参数全不相同的管磨机，分别用两个修正公式进行计算，其结果表明，两个公式的结果基本相同，公式的相关程度相当好。

（3）使用修正公式时的注意事项

因为公式：

比较简洁，因此，通常采用该公式计算磨机的电机功率，但是，我们必须注意其局限性，适当作出必要的调整。

A、该式适用填充率为；过高、过低都要引起误差，

对于高填充率的球磨机，本式就不合适，至于一般管磨机，填

充率一般在。

B、湿法生产时，由于研磨体的滑动加大，实际功率应比计算功率

低。故湿法管磨（包括棒球磨）其功率应乘以系数

.

C、电机选型时，容量应有不小于5%的裕度。

五、磨机辅助传动装置的功率计算

使用辅助传动带动磨机转动时，速度比主传动时缓慢得多，研磨体的运动状态从抛落状态转变滑花落状态。两者的规律完全不同，因此，必须采用不同的方法计算辅助传动的功率。

1)辅助传动功率的组成

辅助传动的功率包括两个方面：

A、提升研磨体和物料的功耗：;

B、克服主轴承与中空轴的摩擦力功耗：;

辅助传动的功率：）,();

（1）提升研磨体及物料的功率：,() 式中:

G——包括物料在内的研磨体重量，（）,对水泥生、熟料，

——辅助传动时磨机转速，（）

a——研磨体堆积重心的偏心（），

其中：

——研磨体的填充率

θ——研磨体和物料混合物的休止角，根据实测

——弓形面积F的弦所对应的中心角之半；

（2）克服主轴承与中空轴的摩擦力的功率：

,()

式中：

——磨体部分部分，()

f ——主轴承与中空轴的摩擦系数。按边界润滑条件考虑

r ——中空轴半径，(),

——辅助传动时磨机转速，（）

2)辅助传动功率的计算公式

汇总后得到辅助传动功率:

式中：

——辅助传动的机械传动效率，

G——包括物料在内的研磨体重量，（）,对水泥生、熟料，——磨体部分部分，()

——研磨体堆积重心的偏心距，（）,

f ——主轴承与中空轴的摩擦系数,

r ——中空轴半径，(),

——辅助传动时磨机转速，（）