??? 1 影響磨機產質量的磨內因素
1.1 磨機筒體內的通風
磨內通風良好有利于降低磨內溫度、排出水分、減少過粉磨現象和提高粉磨效率。經驗證明，圈流粉磨的球磨機，磨內風速應保持在0.8-1.0m／s左右，而開流粉磨時應控制在1.0-1.2 m/s左右，這樣才能適應磨機節能高產的要求。我們也可以按磨機實際產量來進行通風機的選型，經驗公式如下：
Q=400G??
式中Q為球磨機通風量，m３/h
G為球磨機產量， t/h
400為經驗系數。
1.2 磨內結構
磨內結構是指磨機筒體內的襯板、篦板、隔倉板和進、出料裝置等。
磨機襯板主要是用來保護筒體，避免研磨體和物料對筒體的直接沖擊和摩擦的，其次是可以用不同型式的襯板來調整各倉內研磨體的運動狀態。
磨機隔倉板的作用是：
⑴將研磨體分隔開。
⑵防止大顆粒物料竄向出料端。
⑶控制磨內物料的流速。
⑷能控制和改善磨機通風狀況。
1.3 合理調整研磨體裝載量與級配
由于粉磨工藝條件的變化，傳統的填充率設計和配球方法已很難適應目前磨機節能高產的需要。必須根據實際的入磨物料粒度、易磨性系數（或相對易磨性系數）、襯板及隔倉板的形式、安裝位置、磨機功率、轉速等，進行必要的各倉位研磨體動態試驗、計算確定。
(1)研磨體裝載量
磨機內研磨體（鋼球、鋼段）的裝載量一般根據磨機的有效直徑、有效長度、填充系數和研磨體的比重等計算確定，較麻煩。現特推薦一個由黃有豐教授提出并經生產實踐檢驗可使用的筒易公式：
研磨體裝載量G=D2L????????? ?t
式中：D為磨機的有效直徑??? m；
L為磨機的有效長度??? m。
另還可根據研磨體裝載量的噸數大致確定應配多大功率的電機。即1噸研磨體量要求配備約10-12kW的電機功率。研磨體的級配與入磨物料的粒度有著直接的關系，入磨物料的粒度一旦有變化，研磨體的級配則應作相應的調整。
(2)磨機填充率（系數）
裝入磨內研磨體之容積占磨機有效容積的百分比稱為磨機的填充系數，又稱填充率。它是反映磨內研磨體裝載量多少的一種常用表示方法。其值與磨機的結構、轉速、粉磨形式、粗或細粉磨以及研磨體材質等因素有關。管磨機和球磨機較低，一般為0.40以下。
關于磨機各倉的填充率（系數）對磨機產量的影響己有許多文章、專著介紹，恕不在此贅述。但對每一臺磨機而言，在工藝條件相對穩定的情況下，都存在有一個最佳的填充率，此時產量最高而電耗又最低。我國設計的中小型磨機，產品說明書中給定的填充率取值偏低，包括研磨體級配基本不適用，而配套的電機又有較多的富余。
(3)研磨體級配
為了使磨機的粉磨效率提高，不僅要考慮研磨體的裝載量，而且還必須確定用那幾種規格的研磨體及它們的用量，即研磨體的級配。
磨機在進行粉磨時，物料一方面受到研磨體的沖擊作用，另一方面也受到研磨體的研磨作用。顯然，在單位時間內，研磨體與物料接觸點越多，粉磨越容易完成。當磨機裝載量一定時，要增加物料與研磨體的接觸，則研磨體的尺寸越小越好。但另一方面，要想將較大物料塊擊碎，則研磨體必須有足夠的沖擊能力才行。磨機的任務是既要保證對較大的料塊進行破碎，而又要將物料研磨到一定的細度，因此，在其它條件一定的情況下（如磨機各倉長度、入磨物料粒度等），這個任務只有通過選擇大小適合的研磨體和將它們合理配比才能完成。
2 球磨機優化磨內結構的主要途徑
2.1 加強磨內通風
磨內通風對產質量都有明顯影響，通風好，不僅可將細粉及時排出磨機，以免形成過粉磨，而且還可以帶走粉磨熱量，降低磨內溫度，減少石膏脫水和尾倉糊球堵篦。一般圈流磨內風速為0.8-1.0m/s，而開流磨由于磨內溫度高，風速要比圈流磨的高些。有些廠采用的是90年代以前設計的球磨機，在結構上一般都存在風路不暢的問題，可以通過在進料口處開通風口、進料口螺旋的改進、下料溜子作成階梯形、放大隔倉板和出料篦板的中心孔以及卸料口加強鎖風等措施加以改進，不僅解決了堵料現象，而且加大了通風面積。
2.2 改進隔倉板和出料篦板
早期設計的隔倉板及出料篦板，只是為了按功能劃分倉室、隔離大小鋼球和阻擋研磨體不被排出，而今則具有控制物料流速、平衡首尾倉的粉磨能力、提高料球比和防止反分級的作用，由此增大了研磨體動能的有效利用，從而提高了產量。對老式球磨機便可按物料特性選擇帶篩分功能的隔倉板和出料篦板。篩分隔倉板是一種能對通過隔倉板的物料進行粗細分級的新型隔倉板，其主要作用是對進入細磨倉的物料進行篩分，阻止粗顆粒進入細磨倉，為細磨倉使用比表面積大、粉磨效率高的微型研磨體創造了條件，即新型隔倉板不僅增加了控制料流及平衡各倉粉碎能力的功能，而且可以實現粗細顆粒的分級和強制提升物料的作用，使較細的物料及早進入細磨倉進行粉磨。
2.3 增加活化裝置
為充分發揮磨機的粉磨潛力，磨內還可增設活化裝置，為微介質創造三維的運動條件，強化研磨能力，使研磨體的動能得以更充分利用，從而使粉磨效率大幅度地提高。活化裝置的主要結構是在磨機襯板上安裝與磨機軸向成一定角度的梯形裝置，其高度約為磨機筒體直徑的20-30%，厚度為40mm左右，寬度同襯板寬度。視產品的不同要求，沿磨機軸向安裝2-5道，縱向與磨機襯板每隔一塊安裝一塊。由于活化裝置的作用，研磨體在磨內除沿著磨機襯板作圓周運動外，還作軸向運動。與此同時，離筒體襯板較遠的研磨體因磨機襯板不能有效帶動而運動程度減弱的滯留區因活化裝置的作用可得到消除。
2.4 分級襯板的應用
襯板除起防護作用外主要是用來調節研磨體的動態分布和運動軌跡，它的形式要與磨機轉速、物料特性相匹配。各種新型襯板的使用，對研磨體運動狀態的調節以及對物料的適應性都有了較大的改善。磨機尾倉選用雙曲面襯板，在軸向和圓周方向均有傾斜曲面，不僅能夠增加鋼球的橫向分級，還能提高鋼段、鋼球的研磨效率。
分級襯板可使磨機內研磨體實現分級，形成大球打大料、小球打小料的理想狀態。
球磨機工況的最佳化，即是指磨內對物料的破碎能力與研磨能力相匹配與平衡。其關鍵在于磨內研磨體的填充率與級配。傳統的球磨機工藝參數，都是以當時的機、電條件和粉磨理論為依據而確定的。如今進相機、變頻調速器的使用和大型滾動軸承代替軸瓦，生產實踐早已突破了傳統的工藝規范：磨內填充率由29-31%提高到36-40%，磨機轉速也提高了5-10%，有的甚至接近臨界轉速，研磨體裝載量也相應增加等等，磨機優質、節能、高產十分明顯。
2.5 適當加快磨機轉速
適當提高轉速對直徑較小的磨機比較有效，因為這些磨機由于直徑小，鋼球的沖擊力不強，加快轉速后可強化磨機的粉碎能力，這是因為：①加快轉速就是增加了磨內每個研磨介質的沖擊次數。②使磨內研磨介質之間、研磨介質與襯板之間的摩擦、研磨作用加強。
3 應用實例
安徽繁昌YN建材有限公司在2006年1月投產的一臺φ2.6×13m高產高細水泥磨，一直未達到設計產量，運行中對磨機研磨體級配進行了多次調整，但效果一直不理想，磨機產量一直在20t/h左右徘徊，不但達不到預期目標，還經常堵磨，有時一星期堵兩次，每次都得停磨清理，不但影響了產品質量，還降低了設備運轉率，使廠經濟效益受到了很大影響。2008年12月接受了南京蘇材對該系統的改造方案，使該磨機最高產量達32t/h，穩定產量達到30t/h，比表面積在360m2/kg，且解決了堵磨的情況。
3.1 原粉磨系統工藝參數
磨機規格φ2.6m×13m開流高產高細水泥磨，電機功率1000kw，轉速20.8r/min,年產PO42.5水泥25萬噸，設計產量25～32t/h，篩余＜3.0%，比表350m2/kg；
一倉：長3.5m，提升襯板，單層隔倉板，鋼球φ80～φ50mm，平均球徑φ62.33mm，填充率31%，裝載量30T；
二倉：長2.5m，分級活化襯板，雙層篩分帶揚料板，出料篦板為盲板，篦縫為8mm，鋼球φ50～φ30mm，平均球徑φ45mm，填充率29%，裝載量16T；
三倉：長6.75m，，鍛φ30×35mm～φ12×14mm，磨尾出料篦板篦縫為6mm，篦孔呈放射狀，填充率27%，裝載量37T；
3.2 改造方案
1．由于磨前有預破碎，入磨物料的平均粒徑不大，為了使各倉的能力相匹配，我們對管磨機的各倉長作了相應的調整。縮短一倉破碎倉長度，二倉保持不變，將一倉縮短的長度增加到三倉，容積的增加對提高磨機產量、增加細磨倉的研磨能力、穩定水泥細度及表面積都非常有利。
2．對磨機隔倉板進行改造，前倉單層隔倉板，換成有較強篩能力和通風效果的新型磨內篩分裝置。對一倉物料進行強制篩分，攔截大顆粒的物料，使其仍返回一倉內繼續破碎研磨，以控制進入二倉物料的最大粒度，將合格的細粉及時篩分進入二倉，減小一倉料墊作用，充分發揮一倉破碎能力。
3．二、三倉的隔倉板也更換成新型磨內篩分裝置。其功能與一、二倉的相同，只是具體參數根據物料的性質作了相應的調整，使物料通過第三倉研磨后達到要求的產品細度及高比表面積。
4．原出料篦板呈放射狀篦縫，易堵塞，采用具有料段分離功能的強溢流型出料裝置，自潔能力好的篦板，徹底解決了因篦板的缺陷造成過粉磨現象，完善了磨機出料質量，減少了靜電現象，提高了產品質量。
5．隔倉板與出料篦板改造后，又對各倉研磨體級配和填充率進行了優化。
(1)因粒度相對小，難磨，又適當增加了小尺寸研磨體的比例。
(2)出磨水泥細度和性能是產品直接的質量指標之一，水泥要求早期強度高，同時希望提高28天強度，因此研磨體規格的選用至關重要。三倉使用了錐形微鍛，在同等裝載量條件下鍛的個數增加，細顆粒含量增加，水泥比表面積增大，提高了研磨效率。由于出料量增大，三倉的容積增加，物料在磨內研磨時間增加，保證了產品細度及比表面積的要求。比表面積增加達到了360m2/kg，產量也直線上升。
3.4 系統改造后效果
采用改造后的高細開流磨，不失為水泥粉磨系統改造的行之有效的途徑，在成品細度控制在80μm篩余＜2%的情況下，比表面積平均為360m2/kg以上。水泥的產量平均穩定在30t/h，提高了10t/h，提高幅度達30%，粉磨電耗也相應降低，研磨體消耗量降低。
改造后的經濟效益可通過如下數據說明：
原產量21t/h×24=504t/天， 減去因停機影響，全年按300天計
則504t/h×300=151200T/年
現30t/h×24=720T/天，全年按330天
則720×330=237600T/年
一年增加水泥237600-151200=86400(T)
每噸按20元利潤計86400×20=1728000元
3.5系統改造前后對比
|
倉別 |
一倉 | ||||||
|
級配 |
φ80mm |
φ70mm |
φ60mm |
φ50mm |
總裝載量t |
平均球徑mm |
填充率率% |
|
改造前 |
3 |
9 |
10 |
8 |
30 |
62.33 |
31 |
|
改造后 |
1.7 |
4．5 |
5 |
5．5 |
16.7 |
63.8. |
30 |
|
倉別 |
二倉 | |||||
|
級配 |
φ50mm |
φ40mm |
φ30mm |
總裝載量t |
平均球徑mm |
填充率率% |
|
改造前 |
7 |
6 |
3 |
16 |
42.5 |
29 |
|
改造后 |
5 |
6 |
6.15 |
17.15 |
41.69 |
31.5 |
|
倉別 |
三倉 | |||||
|
級配 |
φ30×35mm |
φ25×30mm |
φ14×16mm |
φ12×14mm |
總裝載量t |
填充率率% |
|
改造前 |
3 |
15 |
10 |
9 |
37 |
27 |
|
改造后 |
6 |
15 |
16 |
10 |
48 |
28.5 |
表1-3 磨機調整前后研磨體級配
|
隔倉板型式 |
一、二倉之間 |
二、三倉之間 |
|
改造前 |
單層 |
雙層篩分 |
|
改造后 |
雙層篩分 |
雙層篩分 |
表4 ?磨機調整前后隔倉板型式