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如何在水泥球磨机中正确使用新型陶瓷研磨体
众所周知,当前球磨机粉磨仍然是水泥粉磨的主要方式,水泥粉磨电耗和钢球钢段等金属研磨体的磨损占据着水泥粉磨成本的重要部分。
作为水泥粉磨研磨体,高铬铸球、段的使用使得水泥粉磨的磨耗和成本下降很多,并且得到行业的认可。但因其质量大,造成磨机拖动功率大,运行电流高,粉磨能耗高,是粉磨作业的固有难题。
近年来,一种优质耐磨的新型氧化铝陶瓷研磨体顺势而生,这种新型研磨体的推出在业界无疑是一道亮光,改变了长期以来水泥球磨机研磨体依靠金属研磨材料的现状。
一、氧化铝陶瓷研磨体的效能
新型氧化铝陶瓷研磨体目前通常指的是氧化铝含量约为92%的高温陶瓷烧结体,有球形(研磨球)和柱形(研磨段)。这种氧化铝陶瓷烧结体具有耐高温、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、低膨胀系数、高导热性、质量轻、脆性大等特性。作为研磨介质,其高硬度、高耐磨性是应有属性;而质量轻是节能的前提,又是研磨效率偏低的原因;脆性大是其突出的缺点,破损率大。球磨机使用新型氧化铝陶瓷研磨体后,相对于高铬钢球主要有以下优势:
1、降低水泥粉磨电耗
降低球磨机装载量30%以上,磨机主机电流可降低20%以上,吨水泥用电量降低15%以上。以Φ4.2m×13m水泥球磨机为例:用钢球、钢段研磨体,磨机产量在210t/h左右,水泥的平均电耗约30kWh/t。而用新型氧化铝陶瓷研磨体后,磨机的平均电耗可降低到25kWh/t以下。
2、利于设备安全运行
新型氧化铝陶瓷研磨体磨耗低、维修周期延长。金属研磨体的磨耗在30~40g/t水泥。而新型氧化铝陶瓷研磨体的磨耗是金属研磨体的50%左右,使用寿命加长,维修工作量大幅度减少;磨机的整体质量减轻,滑履轴瓦的摩擦减小,温度降低,有利于磨机设备的安全运行及延长使用寿命。
3、水泥与外加剂相容性能好
使用新型氧化铝陶瓷研磨体后出磨水泥温度降低20℃以上,过粉磨现象减轻,颗粒分布得到优化,≤1μm颗粒减少,3~32μm颗粒增加,水泥的标准稠度用水量降低,水泥与混凝土外加剂的相容性得到改善,为下游混凝土业所欢迎,有利于市场销售。
二、氧化铝陶瓷研磨体的应用方法
传统的陶瓷研磨体在湿法粉磨上已经使用多年。因其有脆性大、韧性低、易破碎等固有的缺点,用在水泥粉磨上往往出现破损大、研磨效率低的问题,还处于一个摸索阶段。对于耐磨材料,通常情况下越硬的材料越耐磨,但是耐磨性与硬度不完全成正比例关系。作为陶瓷研磨体还要考虑其韧性情况,硬度与韧性是一对矛盾的统一体,韧性小硬度大的常规氧化铝耐磨材料一般都易碎。共价键晶相结构组织是氧化铝陶瓷脆性的根源。如何提高韧性(增韧)是研究的重点,但目前也仅能做到少许改善。
所以,硬度大、易碎是氧化铝陶瓷材料的本性所在;同时,生产工艺过程对材料的使用性能影响亦较大,如配比、粉磨细度、成型方法、煅烧制度等。
目前,具有专业制造水泥粉磨用陶瓷研磨体产品能力的企业并不多,且行业内使用时间相对较短,使用过程中出现的问题还有待解决,不能拿普通的陶瓷研磨体一哄而上地装填水泥球磨机。
1、陶瓷研磨体的适应性
新型氧化铝陶瓷研磨体对于球磨机和入磨物料有一定选择性。应该注意氧化铝陶瓷研磨体不同于金属研磨体的地方是在低应力、小角度磨损工况下有着钢球不可比拟的优异耐磨性,但是对于大冲击力,正面冲击的工况下破碎率会增大,与金属研磨体特性相反。 
据资料统计,高铬钢球冲击韧性≥4J/cm2,而陶瓷球的冲击韧性≤1.5J/cm2,因此,如果把陶瓷球用在以破碎为主的一仓,也会引起过高的破损率。这也是目前新型氧化铝陶瓷研磨体适用于以泻落方式为主的多仓球磨机尾仓,而不适合用于以抛落方式为主的球磨机一仓的主要原因。
即使目前新型陶瓷研磨体添加了多种增韧材料,陶瓷研磨体也仅较好适应于有辊压机等磨前预破碎设备的磨机系统中,要求入磨粒度80μm筛筛余<40%。经多次试验验证新型氧化铝陶瓷研磨体更适合于高炉矿渣、粉煤灰和石灰石的粉磨,粉磨效率高于金属研磨体。
2、磨机的调整
新型氧化铝陶瓷研磨体在水泥行业的推广和使用并不是一装了之那么简单的工作,需系统地对磨机结构、研磨体、工艺参数、粉磨物料等参数进行统计整理、研究分析,并进行相应的调整,才能发挥新型研磨体的应有效果。要做好对水泥球磨机情况的考察工作,对原材料易磨性、粉磨主辅机设备、工艺流程、中控室运行参数、成品品质指标进行详尽了解与掌握,总结整理。磨机的考察项目主要有:辊压机系统工艺、磨机系统工艺、工艺参数等。 
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