钢棒球在我厂磨机的试验

　　钢棒球中间是圆柱而两端为球缺的组合体。在随着磨机旋转拖带、提升过程中，沿磨机轴向做转体运动，如同断续钢棒一样对物料滚、挤、压、磨，传递能量的方式是线接触，钢棒球的表面积又大于当量球径磨球的表面积。因此，钢棒球具有较好的研磨能力。

　　钢棒球在磨机的断面由脱离点抛射到落点时，球体间碰撞失去平衡要做转体运动，如同锤头一样竖着打击落点的球层与物料，传递能量的方式是点接触。但研磨体的冲击直接作用于物料的机会很少，很大程度上是通过研磨体层传递于物料使其粉碎。钢棒球通过棒球层线接触传递能量，冲击应力分散，对物料粉碎能力较小，这样钢棒球冲击能力不如磨球。粉磨的初始阶段，磨球显得优越，随着物料表面积增大，钢棒球线接触传递能量的效率高于磨球。

　　钢棒球与衬板是线接触，沿磨机轴向对物料推移有较大的阻抗能力，因此，不存在物料推移磨球“倒分级”而影响粉磨效率的现象。同时，减轻隔仓板的侧压力，延长隔仓板的使用寿命。衬板使用到中期，无沟槽痕迹出现，磨损均匀，也延长了衬板的使用寿命。

二、钢棒球的设计

　　由于各厂工况条件不同，对钢棒球的规格设计要求也有所不同。现提供我厂采用钢棒球的规格、计算方法与长径比的经验参数供参考(见钢棒球结构比例图与表1)。

钢棒球规格参数(d=7.8kg/dm3)　　　　　　　表1

钢棒球结构比例图

　　1.钢捧球单体重量计算

　　式中：G──钢棒球单体重量，千克；
　　　h──球缺高度，毫米；
　　　a──钢棒球柱径，毫米；
　　　H──钢棒球圆柱高度，毫米；
　　　d──钢棒球材质重度，千克/分米3。

　　2.钢棒球单体重量换算圆球的当量球径

　　式中：D──圆球当量球径，毫米；
　　　d──材质重度，铬钢、碳钢取7.8，铬
　　　　　铁取7.6～7.65，千克/分米3。

　　3.长径比的经验参数
　　磨仓内的粉磨侧重于冲击能力，钢棒球的长度应设计短些，磨仓内的粉磨侧重于研磨能力，钢棒球的长度应设计长些。
　　磨机直径较大的，钢棒球长度应设计短些，磨机直径较小的，可设计长些(防止碎裂)。
　　一般长径比范围可在(1.5～2)：1之间选择。

三、衬板型式、级配和填充率

　　钢棒球在采用普通衬板的磨机内均可使用。衬板带球能力较强的，如凸棱衬板要与平衬板搭配使用，沿磨机轴向安装一行凸棱衬板后，根据磨仓带球能力的需要，沿磨机轴向间隔安装2～3行平衬板，均布排列。采用波纹衬板的可直接进行。采用梯形衬板，可根据衬板的高低端差，参照上述两种办法进行。
　　钢棒球向脱离点运动的过程中，沿磨机轴向排列趋于规则。沿磨机横断面看，钢棒球的空隙要较磨球排列均匀。因此，对物料的粒度能够实现控制粉磨、粒度均匀而不过粉碎。
　　粉磨条件较好的，将钢棒球规格适当调小，增加级配，适当减少填充量；粉磨条件适中的中硬原料，将钢棒球规格适当调大，减少级配，增加填充量，以弥补冲击能力不足。
　　钢棒球排列趋于规则、均匀，缓解了粉磨作业中的“聚集”、“粘附”现象。
　　我厂磨制矿渣硅酸盐水泥，因烘干能力不足，矿渣入磨水分为3～4%，台时产量下降5～10吨，质量也难控制。在磨机一仓双层隔仓板的支撑板开孔和盲板铸孔，与磨机二仓采用钢棒球相配合，控制产、质量。同时，熟料入磨温度在100℃时也能适应。

四、钢捧球材质的选择

　　我厂在φ2.6×13米3号水泥磨(开路)二仓，采用钢棒球材质是低铬铸铁。在磨制3万吨水泥后，清仓时发现，钢棒球的铸造缺陷和韧性不足引起的碎裂现象比较严重，这引起了我们对选材上的重视，及时改订了铬钢材质球。6月底清仓，对低铬材质球消耗进行了测算，钢棒球单耗为190克/吨水泥。
　　铬钢材质球的两端球缺，有较深的车床加工痕迹，与低铬材质球短时间混装试验，仍有明显可辩的特征。清仓后，将两种不同材质球，按相同比例的规格、级配各填充10吨，进行混装对比试验。这种试验方法，粉磨条件相同，试验周期短、迅速、直观。7～9月间，两种不同材质球各补1吨，9月底又进行清仓，低铬球消耗1.354吨，铬钢球消耗0.475吨。
　　从混装试验，两种不同材质球的磨耗对比1.354：0.475=2.85：1来看，显然铬钢材质球要好于低铬材质球。7～9月份共生产水泥15522吨。两种不同材质球虽然磨损速度不同，但也可推算出相当于采用一种低铬材质球的球耗178克/吨水泥而相当于铬钢材质球的球耗60克/吨水泥。两种球价格均为2900元/吨，显然采用铬钢材质球合适。
　　试验表明，磨机内钢棒球的冲击使球缺磨损不均，钢棒球柱身受力不均，易碎裂。因此，对钢棒球的耐磨性、韧性都要严格要求(钢棒球机械性能见表2)。

钢棒球机械性能表　　　　　表2

五、试验前后对比

　　我厂在3号水泥磨二仓，将钢棒球柱径比采用磨球的当量球径，适当加大，便于物料和空气的流通。采用钢棒球a=50毫米为最大级柱径。并以相邻柱径差为5毫米的4级配。钢棒球单位容重大于磨球单位容重、球面偏低，这样，二仓填充量由18吨改装为20吨，而三仓铁段由40吨改装为33吨，调整了二、三仓的球(段)面高度。3号水泥磨的有关工艺参数见表3。

磨机有关工艺参数 表3

　　磨机二仓改进后情况：
　　1.水泥细度控制趋于稳定，细度常在1～2%之间波动，出磨水泥细度月平均合格率在90%以上。
　　2.改善磨内粉磨作业，磨仓内通风好，对较湿和较高温度的粉磨条件能够适应，缓解了粉磨中“聚集”、“粘附”现象。
　　3.填充量减少5吨，电流下降5安培。
　　4.二仓磨音比段仓音量还小，噪音下降。
　　5.改前1990年1～8月与改后1991年1～8月的各项有关经济技术指标对比见表4。

试验前后有关指标对比　　表　4

　　我厂曾在3号水泥磨与1号水泥磨产量相对稳定情况下，经半年时间进行过30次抽测水泥28天强度对比，结果3号水泥磨平均值高于1号水泥磨0.4个标号。从表4也可看出，28天强度增长0.33个标号。这对磨制矿渣硅酸盐水泥时，可相应增掺10%矿渣量，按我厂矿渣硅酸盐水泥品种年生产量、单机计算，可多获利16万元。此外，电耗下降，其他指标也有所改善。
　　我厂又在φ2.2×4.4米风扫式煤磨上进行了改装钢棒球试验，磨机有关工艺参数见表5。

磨机有关工艺参数　表5

　　注：钢棒球径与长度比1：1.7。

　　我厂进厂原煤粒度小、易磨性好，不经破碎直接入磨。改后的突出表现是台时产量提高和改善磨机内的粉磨作业。
　　1.煤粉细度0.080毫米方孔筛筛余要求为15%以下。改前磨制煤粉，磨机运转4小时满仓，改后磨机运转3.5小时即可满仓。经改进前、后4个月细度平均值与产量折算吨位对比见表6。

改进前后产质量比较 表6

　　2.我厂进厂原煤水分大，常因烘干能力不足，使粉磨作业恶化，磨球“粘附”、衬板“聚集”和结圈现象时有发生，改后上述现象尚未发生。
　　煤磨的试验，也因采用低铬材质球，遇到了同水泥磨类似情况，在2号煤磨准备恢复双仓的改造，也改订铬钢材质球。

六、体会

　　我厂钢棒球试验是在洛阳水泥厂试验基础上进行的。该厂在φ2.4×12米湿法生料磨一仓进行，石灰石入磨粒度小于20毫米，在改进前后台时产量不变情况下，细度下降3～4%，效果显著。我厂在水泥磨二仓和单仓煤磨的试验，也取得了较好的效果，说明了钢棒球具有一定应用价值。在认真选材基础上，进一步总结经验，使这一技术在工业应用上更成熟。