由于本系列氧化铝制品的作用对象就是球磨机,因此,对球磨机的基本工作原理和有关基本计算有所了解,对销售员来说,应是有所帮助.

1. 球磨机的基本工作原理

陶瓷厂一般均采用间歇式球磨机,其工作原理式:球磨机筒体内装载了一定数量的瓷球、被磨物料及适量的水,并按工艺要求对物料,水和研磨体进行适当的匹配.当筒体在电击的作用下产生回转时,研磨体受离心力的作用,贴在筒体内壁与筒体一起回转上升,当研磨体被带到一定高度时,由于受重力作用而被抛出,并以一定的速度降落,在此过程中,筒体内的物料受到研磨体的冲击和研磨的双重作用而被粉碎.

2. 研磨体对物料冲击和研磨作用的分析

在陶瓷工业中,球磨机的工况多为湿磨,介质一般是水.根据球磨机的工作原理,研磨替在运动中脱离球磨机筒体作跑题时给物料以冲击作用,其粉碎功为:A=G(1-r2/r1)H

式中,H为研磨体下落高度,G为重力,r1 为研磨体的密度,r2 为泥浆比重.

从式中可以看出,泥浆比重r2越大,则研磨体的冲击作用越小,而研磨体的密度越大,则所产生的冲击力也越大.一般普通研磨体的密度为2.23-2.65g/cm3,高铝瓷球为3.5g/cm3,泥浆比重为1.3-1.7,在此状况下:

当泥浆比重为1.3时,中铝瓷球的粉碎功比普通瓷球高6-28%,高铝瓷球的粉碎功比普通瓷球高23-50%.

      当泥浆比重为1.7时,中铝瓷球的粉碎功比普通瓷球高8-62%,高铝瓷球的粉碎功比普通瓷球高41-112%.

      由此可看出,中、高铝瓷球由于密度大,其冲击作功普遍比普通瓷球增大,特别是当泥浆比重较高时,提高的幅度更大.但总体而言,由于研磨体的冲击力要克服相当大的浮力,其有用功效要比研磨体间相互摩擦产生的研磨功效低,这也就是许多企业在逐步增加小球作为研磨介质的原因.

3. 筒体端面矩形砖总量的计算

 Gf=πr2.d.h.2 ÷1000

式中:Gf:端面矩形砖重量(kg)   r: 球磨机筒体半径(cm)  h: 衬砖厚度(cm)

 d:衬砖比重(g/cm2)

4. 筒体圆柱形表面用砖重量的计算

由于球磨机衬体一般都是先衬端面,因此,筒体圆柱形表面用砖重量较为精确的计算应是:

Gc=πD(L-2h).h.d÷1000

 式中:  Gc: 矩形砖和梯形砖重量(kg)      D:球磨机筒体zhiingcm)  

L:球磨机筒体长度(cm)    “2h”为筒体两端已衬砖的厚度   d:衬砖比重(g/cm3)

5 .  球磨机的有效容积

   球磨机的有效容积是指球磨机铺上衬砖后筒体内的实际剩余空间

   V=π(r-h)2(L-2h)

   式中:V:有效容积(m3)  r: 球磨机半径(m)   h:  衬砖厚度(m)  球磨机筒体长度(m)

6 . 球石的加入量

  在球磨机中,物料是由于研磨体的冲击和研磨作用而被粉碎的,研磨体装填量越多,对物料的粉碎作用约强烈,球磨效率也越高. 但研磨体填装过多,由于球磨机存在一个最内层的”死角” 问题,研磨体超过这一”死角”,不可不免地就会产生相互碰撞,作无用功而白白地损失能量,反而降低球磨效率.装填量少,研磨体对物料地冲击次数与研磨面积减少,粉碎效率也低.一般湿式球磨机地球石填充量以0.45-0.51时有较高地研磨效率,即在球磨机研磨介质面到球磨机加料口的距离大约为球磨机有效内径地一半.

具体计算公式为:G=V.α(1-β)/1000

式中:G—球石重量(kg)   V—有效容积(cm3) 【V=π(r-h)2(L-2h) 】

    α—球的堆积体积占球磨机有效容积的比例(45-51%)

        β—球石的堆积空隙率,与球石的大小级配有关,一般为30%左右

        γ—球石的密度(g/cm3)

例如:一台规格为2000×2600 的球磨机在磨料过程中要下载的高铝瓷球如下:

    G=V.α(1-β)/1000

     =π(r-h )2(L-2h) ×50%×(1-30%)×3.5÷1000 

     =3.14×(100-6)2×(260-12) ×50%×70%×3.5÷1000

     =8429kg

7.球石的大小级配

球磨机中研磨体的尺寸应按大、中、小搭配,当研磨体之间的空隙率最小时,粉碎率效果做好,经大量的测试表明,当大球占50%,中球占10%,小球占40%时,研磨体的空隙最小,约为22%. 但考虑到球磨机中是以研磨作功为主,因此一般采用大球占30%,中球占40%,小球占30%的比例,下面我们例举一些厂家的球石级配情况,以供参考:

 厂家A: 25%φ30,     25%φ40,    30%φ50,  20%φ60,

厂家B: 25%φ30,     50%φ40,    25%φ50.

厂家C: 45%φ30,     30%φ40,    20%φ50,  5%φ60,

厂家D: 15%φ30,     15%φ40,    40%φ50,  30%φ60,

8. 对球磨机所需内衬砖的具体计算如下:

  不同规格的球磨机,其所需内衬砖数量是不同的.例如:

  同是3吨的球磨机,一个规格是2000×2600; 另一个规格是2150×2450,他们分别所需的高铝衬砖是不同的,计算如下:

       规格: 2000mm×2600 mm

球磨机端面所需高铝直形衬砖:

πr2.d.h.2÷1000

=2×3.14×(200cm/2)2×6cm×3.5g/cm3÷1000(衬砖厚度6cm、密度3.5g/cm3)

=1318.8kg

球磨机筒体所需高铝衬砖:

πD.L.h.d÷1000

=3.14×200cm×(260cm-12cm) ×6×3.5÷1000

              (L=260cm-12cm)

=3270.6 kg

   筒体衬砖按排放比例(直砖:斜砖=2:1) 可得:

       直形砖:3270.62×(2/3)=2180.4 kg

       斜形砖:3270.62×(1/3)=1090.2 kg

  由于若干个内衬砖堆砌起来并不一定刚好与球磨机内直径(200cm) 或内长度（260cm）相吻合，这时候就需要半砖和薄砖。半砖有半直砖和半斜砖两种，加半直砖还是半斜砖就要视乎球磨机里面对方衬砖的这一排是直型砖还是斜型砖，如果是直型砖就要加半直砖，如果是斜形砖就要加半斜砖。

半砖的计算方法如下：

端面所需直型砖：200cm÷4.8 cm=42排 （4.8 cm是砖的宽度）

一排放一个半直砖，则端面要放42个半直砖。

同理筒体需半砖：

πD ÷4.8cm

=3.14*200 cm÷4.8 cm

=130排  即130块

需半直砖：130*（2/3）=87块

需半斜砖：130*（1/3）=43块

薄砖（260 cm-12 cm）÷15.5 cm=16块

综上所述，规格为2000mm*2600mm 的球磨机需内衬砖如下：

直半砖：（42*2+87）*0.8=136.8kg 

斜半砖：43*0.8=34.4

薄砖：16*0.9=14.4

直型砖=端面直型砖重量+圆筒直型砖重量-半直型砖重量

=1318.8+2180.4-136.8

=3362.4

斜型砖：=圆筒斜型砖重量-半斜型砖重量

        =1090.2-34.4（等于总半斜砖个数乘一个半斜砖重量）

        =1055.8kg

合计：=3362.4+1055.8+14.4+136.8+34.4

=4603.8kg

规格：2150mm*2450mm

按以上计算方法同理可得：

直型砖：3560.8kg

斜型砖：1063.4 kg

半直型砖：147.2 kg

半斜型砖：37.6 kg

薄砖：13.5 kg

合计可得：=3560.8+1063.4+147.2+37.6+13.5

          =4822.5 kg

注：这个推算比较方法只是一个大概数，不能100%计算清楚，只供销售员在推销过程中作一大概比较。

四、中铝瓷球与普通瓷球的比较

1、 研磨体的特性：

2、 以QMP 2850*4000球磨机为例进行比较：该机容积为25m3, 有效容积为20.5m3， 工作转速 14转/分。电机功率为55KW ，球磨机以软质料为主：

3、 效益评估：假设普通瓷球单价为800元/吨，中铝瓷球单价为5000元/吨，电费为0.7元/度。

说明：由于各厂使用工况不一，比如天然球石价格可能更低，但磨耗和占用的空间也会更大，球磨时间可能更长，此外球石的级配，被球磨物料的软硬度，也会影响上述数据。

单位增容“因为中铝瓷球的比重较大，占据的空间相对较小，而普通瓷球比重较小，占据的空间就较大，以此例计算：中铝可增容（2.8-2.4）/2.8=14%，如采用高铝瓷球，其增容效果将更为明显。

本资料只是将一些基本的数据汇编在一起，而各位同仁将最直接面向用户，需要的数据可能更多，棉队的问题可能更复杂，层次可能更深，谨此，衷心希望大家及时反馈用户的意见和建议，以便我们不断改进，推陈出新，本资料恐有不详尽之处，而且有很多数据还在不断的测试之中，不对之处，敬请指正。