φ1500×7000溢流型球磨机功率确定

陈欢

摘 要：在选矿生产中，用于磨矿作业的磨矿设备主要是球磨机、棒磨机和自磨机，其中应用最多的是格子型和溢流型球磨机。φ1500×7000溢流型球磨机是一种小型非标准管型磨机，对于非标准球磨机来说，磨机功率确定是设计的关键。通过介绍了该球磨机功率的确定方法，并结合现场运行情况，验证方法的合理性，为类似规格的非标准球磨机功率确定提供了借鉴和参考。

关键词：球磨机;功率;溢流型;设计;确定

球磨机是一种常见的磨矿设备，磨机功率的确定是设计的关键，磨矿作业所耗费的电能在选矿厂的电耗中占有很大比例，据统计约占选矿作业能耗的30～70%。因此正确计算和选择磨机的主电机，对节约能耗有很大意义。此外，研究磨矿功耗对磨矿作业的自动控制、产量计算、最优化磨矿工作条件的确定都有意义。

1.磨机简介

φ1500×7000溢流型球磨机是为萝北云山碳业有限公司6万吨/年中、高碳石墨生产线项目磨浮车间配置的中间产品再磨开路磨矿设备，进料粒度-3mm，料浆浓度19.37%，给矿量42.64m3/h。此设备使用环境：海拔81m，环境温度-32℃～34℃，相对湿度53%～82%。φ1500×7000溢流型球磨机主要参数见表1。

表1 φ1500×7000溢流型球磨机主要参数

项目名称

参数

磨机筒体直径/mm

1500

筒体有效长度/mm

7000

磨机有效容积/ m3

9.3

筒体工作转速/（r/min）

26.45

介质填充率/%

35～40

最大装球量/t

20

2.主要参数选取与计算

2.1  磨机介质装入量

磨机介质（一般为钢球）装入量的多少对磨矿效率有一定的影响。装钢球少，磨矿效率低;装钢球过多，在运转时，内层球又产生干涉，破坏了钢球的正常循环，磨矿效率也要降低。合理的介质装入量可按下述关系确定。对于湿式格子型球磨机：φ=40%～45%;对于溢流型球磨机：φ=35%～40%;对于干式格子型磨机和管磨机：φ=25%～35%。φ1500×7000溢流型球磨机的长径比大于2，也可称之为管磨机，因此填充率取φ=35%。磨机介质装入量可用式（1）计算。

（1）

式中，G为磨机介质装入量，t;γ为介质的容积重，t/m3，对于钢球：γ=4.5～4.8，取4.65;φ为钢球填充系数;D为磨机有效内直径，m;L为磨机筒体长度，m。将γ、φ、D、L等值代入式（1），得G=20t。

2.2 磨机功率

磨机所需的功率与磨机的转速成比例的增长。因此转速大，球升得高，落差大，所需的功率也大。但是当转超过一定的限度时，尤其达到临界转速时，球的落差反而减小，所以其所需功率也小了下来。也就是说，磨机生产率达到最高时刻的所需功率为最大功率。

目前，计算磨矿需要功率的公式比较多，并且有争论。综合上述情况，可用式（2）计算磨矿的需要功率：

N=0.75GC（2）式中，N为磨机需要功率，kW;G为磨机装入介质量，t;C为系数，查表2;D为磨机有效内直径，m。表2中，没有φ=35%对应的C值，采用插值法计算，按式（3）计算。

表2 C值

钢球

填充率/%

10

20

30

40

50

大钢球

11.9

11.0

9.9

8.5

7.0

小钢球

11.5

10.6

9.5

8.2

6.8

注：一般把直径大于50mm的球叫大球。

φ=9.9-[（9.9-8.5）/（40-30）] （40-30）                      （3）

计算（3）得C=9.2，将G、C、D等值代入式（2），得N=169kW。

2.3 主电机

磨机筒体直径小于2100mm或电动机功率小于400kW，采用高启动转柜的Y系列及JR型异步电动机驱动，中间通过一级减速机并用联轴器连接。因此，主电机选用功率为180kW的JR136-8异步电机。

3.现场运行情况

φ1500×7000溢流型球磨机的主电机实际运行电流为29.6A，为额定电流的80%。此设备已运行近半年，运行平稳，产量和粒级达到设计标准和设计规范，完全满足选矿系统运行要求。

4.结论

通过φ1500×7000溢流型球磨机的磨矿生产实践，证明上述磨机功率确定方法与实际生产运行是相符的，而且比其他确定方法确定的功率要小些，计算方法合理可靠，为类似规格的非标准球磨机功率确定提供了借鉴和参考。

参考文献：

[1]孙长泉，孙成林等.选矿厂工艺设备安装与维修[M].北京：冶金工业出版社，2012.

[2]马华麟.现代铁矿石选矿[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009.

[3]孙时元.中国选矿设备手册[M].北京：科学出版社，2006.

[4]张启溶.选矿设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1988.

填充率/%

10

20

30

40

50

大钢球

11.9

11.0

9.9

8.5

7.0

小钢球

11.5

10.6

9.5

8.2

6.8

注：一般把直径大于50mm的球叫大球。

φ=9.9-[（9.9-8.5）/（40-30）] （40-30）                      （3）

计算（3）得C=9.2，将G、C、D等值代入式（2），得N=169kW。

2.3 主电机

磨机筒体直径小于2100mm或电动机功率小于400kW，采用高启动转柜的Y系列及JR型异步电动机驱动，中间通过一级减速机并用联轴器连接。因此，主电机选用功率为180kW的JR136-8异步电机。

3.现场运行情况

φ1500×7000溢流型球磨机的主电机实际运行电流为29.6A，为额定电流的80%。此设备已运行近半年，运行平稳，产量和粒级达到设计标准和设计规范，完全满足选矿系统运行要求。

4.结论

通过φ1500×7000溢流型球磨机的磨矿生产实践，证明上述磨机功率确定方法与实际生产运行是相符的，而且比其他确定方法确定的功率要小些，计算方法合理可靠，为类似规格的非标准球磨机功率确定提供了借鉴和参考。

参考文献：

[1]孙长泉，孙成林等.选矿厂工艺设备安装与维修[M].北京：冶金工业出版社，2012.

[2]马华麟.现代铁矿石选矿[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009.

[3]孙时元.中国选矿设备手册[M].北京：科学出版社，2006.

[4]张启溶.选矿设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1988.