1、更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛1球磨机钢球紊乱和球磨机钢球紊乱和球磨机钢球紊乱和球磨机钢球紊乱和倒倒倒倒分级原因分析分级原因分析分级原因分析分级原因分析工 作 过 程 中 常 常 接 到 关 于 磨 内 钢 球 紊 乱 和 倒 分 级 的 问询 ， 因猝 然而 问 ， 因而 只能 即兴 而答 ， 说不 到位 常有 ， 不免有塞 责之 嫌 。 本文 就此 现象 产生的 原因 和预 防措施 以及 如何处理 ， 进行 了初 步的 分析 ， 以期 与海 螺内 部员工 共享 ， 由于作者 水平 有限
2、 ，不到 之处 ，请 指正。 一、 概况当今 水泥 粉磨 多采用 球磨 机作 终粉磨 。 在物 料从 磨头 到磨尾 被粉 磨的 过程中 ，粒 径逐 步递减 。根 据物 料粉碎 特性 ，要 求 磨 内 钢 球 从 磨 头 到 磨 尾 也 按 粒 径 分 布 规 律 从 大 到 小 分布。为实 现上 述要 求 ， 球磨 机往 往沿 轴线采 取分 仓的 形式满足对 应关 系， 因受诸 多因 素限 制，分 仓不 可能 无限地 多 ， 往往只 分成 两到 三个仓 。 因此 ， 分仓 后钢 球仅 粗略地 满足 了对应关 系 ， 在同 一仓 中由 于物料 填充 和操 作中的 波动 ， 大小 直径的 钢球 往
3、往 处于均 布甚 至于 逆向分 布 ， 难以 满足 球径 和物料粒 径的 对应 要求。在分 级衬 板出 现后 ， 磨机 除分 仓外 ， 还在 较长 的仓 中往往安 装分 级衬 板 ， 通过 分级 衬板 作用 ， 使磨 内钢 球按 理想要求分 布， 从而 获得最 佳的 粉磨 效果。 为了 更好 的说 明钢球 级配 紊乱 和倒分 级这 一问 题 ， 下面就从 磨机 分级 衬板的 分级 原理 开始 ， 与大 家共 同探 讨这一 问更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛2题产 生的 原因 和处理 办法 ，
4、避 免今后 此类 现象 的发生 。 二、 分级 衬板 的分级 原理1、钢 球的 回转 和抛落 运动如图 一 ， 由于 磨机 的回 转 ， 处于 磨机 横截 面下方 的钢 球（ 图 一 中 的 A点 ） ， 随 磨 旋 转 产 生 垂 直 向 下 的 离 心 力 （ 图 一中 的 P） 加 上自 身 的重 力 共 同垂 直 作用 于 衬 板（ 非 表面 层 还有 叠 加 在 其 上 方 的 其 他 钢 球 重 力 ， 为 分 析 方 便 ， 略 ） ， 使 衬板与 钢球 间具 有一定 的摩 擦力 （ 为分 析方 便 ， 带有 棱线 的各种 异 型 衬 板 的 直 接 推 力 姑 且 不 论 ）
5、。 当 磨 机 转 速 较 高 时 ， 摩擦力 足够 维系 钢球与 磨机 衬板 几乎同 步运 行 ， 钢球 在摩 擦力的作 用下 ， 被逐 步提 升 ， 随着 提升 高度 上升 （ 图一 中的 B点 ） ，钢球 重力 作用 于衬板 的垂 直分 力（图 一中 的 G1）逐 步降 低 ，且 在 磨 机 水 平 直 径 位 置 后 发 生 转 向 而 改 为 与 离 心 力 方 向 相反 （ 图一 中的 C点 、 D点 ） ， 当钢 球达 到磨 筒体顶 点时 重力 分力达 到最 大即 等于其 自身 重量 。 如果 钢球 自重 小于或 等于 离心力 时 ， 钢球 就会 随磨 机筒体 作同 步圆 周运动
6、 ， 如此 ， 钢球则起 不到 较好 的粉磨 作用 。 因此 设计 上即 通过降 低磨 筒体 转速使 重力 分力 在钢球 到达 最高 点前即 等于 离心 力 ， 此点 即为钢球 的抛 落点 。 钢球 到达 抛落 点后如 再向 前行 ， 重力 分力 即大于 离心 力而 占主导 ， 在惯 性和 重力 主导作 用下 ， 钢球 呈抛物线 运行 （ 图一 中的 E点 、 F点 ） 。 从而 实现 钢球 在磨机 横截面中 呈抛 落运 动 。 堆积 状态 下的 不同层 钢球 ， 其运 行轨 迹与上述 分析 类似 ， 因非 本文 所要 阐述的 重点 ， 故不 赘述 。 另摩擦力 阈值 随垂 直作用 于衬 板上
7、 的重力 分力 的 消长 而消 长 ； 摩更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛3擦力 与平 行于 衬板的 重力 分力 间 的平 衡关 系亦 非本文 重点 ，也不 再详 述。图一、离心力和重力关系图图一、离心力和重力关系图图一、离心力和重力关系图图一、离心力和重力关系图P 钢球 随磨 旋转 的离心 力； G 为钢 球重 力G1 垂 直于 磨 机筒 壁 的重 力 分力 ； G2 平 行于 切 线的 重 力分 力2、分 级机 理在磨 机轴 向上 ， 我们 为了 使钢 球按磨 头到 磨尾 从大到 小分布
8、 ， 以便 与物 料被 加工过 程中 的粒 径相适 应 ， 我们 普遍 采用分 级衬 板。图二、钢球在分级衬板上的轴向切面重力分解图图二、钢球在分级衬板上的轴向切面重力分解图图二、钢球在分级衬板上的轴向切面重力分解图图二、钢球在分级衬板上的轴向切面重力分解图更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛4g 钢 球的 重 力 ； g1 轴线切面上重力沿斜面分力 （ 侧向力 ） ；g2 垂直 于衬 板上 的重力 分力 ；如图 二 ： 分级 衬板 在磨 机轴向 切面 呈一 斜面 ， 高端 在磨尾 ， 低端 朝
9、向 磨头 。 处于 分级 衬板 斜面上 的钢 球 ， 它在 轴向切面 上的 重力 可分解 为两 个分 力 ， 其一 垂直 于斜 面而被 斜面支撑 （ 图二 中的 g2） ， 其二 我们 称之 为侧向 力 （ 图二 中的 g1）平行 于斜 面而 指向坡 底 。 在侧 向力 的作 用下 ， 钢球 即有 向磨头运 行的 趋势 ， 在钢 球随 磨机 内壁作 回转 运行 而没有 到达 抛落点 前 ， 侧向 力被 其左 侧钢球 硬性 限制 而无所 作为 ， 钢球 只能随 磨机 筒体 作标准 的局 部圆 周运行 。 但是 ， 当钢 球进 入抛落点 时 ， 侧向 力的 束缚 被解除 ， 它牵 引钢 球使 其抛
10、落 方向 向磨头 偏转 ，即 钢球随 磨机 旋转 而做抛 落运 行每 一周期 中 ， 其落点 均在 起始 点横截 面的 靠磨 头方向 侧 ， 即在 没有 其他 限制条件 时 ， 在分 级衬 板的 作用下 ， 钢球 将按 螺旋 线的形 式向 磨头方 向运 行 。 如此 ， 所有 被分 级衬 板接触 的钢 球纷 纷涌向 磨头方 向 ， 受磨 内空 间及 钢球间 的摩 擦力 的制约 ， 从而 使磨 内钢球 形成 一个 头高尾 低略 略倾 斜的堆 积面 。 由于 大球 惯性 比小球 大 ， 因此 堆积 中大 球更有 利于 占居 想要占 居的 点 ， 小球更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：
11、中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛5让位 于大 球， 从而实 现了 钢球 从大到 小的 排布 。 另一 次要 因素 ， 即风 选作 用 。 风力 作用 使得 小球主 动于大球 向磨 尾运 行 。 因为 钢球 在抛 落过程 中 ， 风力 作用 与球 的截面 积成 正比 ， 与惯 性力 成反 比 。 而截 面积 与球 径平方 成正比； 惯性 力与 钢球质 量成 正比 ，即与 球径 的立 方成正 比 。 因此 ， 风力 影响 与球 径成反 比 ， 也就 是说 球径 越小向 磨尾 运行的受 力程 度越 大。 风力 截面 积 风力 球径 2 风力 1
12、惯性 力 球径 3 球径三、 级配 紊乱 和倒分 级机 理磨机 正常 操作 和运行 时， 虽有 物料等 干扰 因素 存在 ， 但磨内 钢球 运行 轨迹和 大趋 势基 本保持 不变 化。当发 生以 下情 形时 ， 情况 将发 生趋 势性变 化 。 为便 于说明， 下文 中笔 者将发 展趋 势划 成四个 阶段 。第一 阶段 ：临 时性级 配紊 乱 操 作 中 一 次 性 加 料 过 快 （ 开 机 或 运 行 中 ） ， 由 于 物 料 的填充 作用 ， 磨内 球料 面局 部短时 间内 形成 磨头高 磨尾 低的 斜面 ， 与分 级衬 板的 分级原 理相 似 ， 磨内 钢球 在此 区域将 产生反向
13、分级 ，从 而产生 轻微 的级 配紊乱 。 如果 磨机 处理 物料能 力还 足够 ， 则随 着磨 内物 料填充 程度在 轴向 上逐 步趋同 ， 斜面 将消 除或 趋于平 坦 ， 磨机 将在 一个新 的球 料面 的水平 上建 立平 衡点从 而稳 定下 来 。 且随 磨机运行 时间 的拉 长 ， 反蹿 的钢 球在 分级衬 板的 作用 下会逐 步理更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛6顺。 如果 我们 在理顺 前开 仓检 查，即 能发 现乱 级配现 象。 第二 阶段 ：中 度级配 紊乱上述 操作 错误
14、 ，如果 超出 磨机 平衡点 自恢 复的 极限时 ，则磨 机将 向饱 磨方向 发展 ， 此时 ， 随着 磨内 物料 填充面 的提升 ， 钢球 提升 高度 差下降 ， 抛落 运动 向倾 落或翻 滚运 动过 渡 ，分级 衬板 的分 级作用 几乎 丧失 （ 前面 叙述 过 ， 分级 衬板 在钢球 抛 落 运 行 中 起 作 用 ） ； 因 此 料 面 斜 坡 促 成 级 配 紊 乱 发 展 趋势加 速。 开仓 检查， 大小 球杂 处或无 规则 分布 。第三 阶段 ：重 度级配 紊乱 如果 第二 阶段 发生后 仍没 有从 操作上 作相 应干 预 ， 磨机将在 饱磨 下运 行 ， 钢球 和物 料将 由抛
15、落 运动 发展 成为翻 滚和滑行 运动 ，在 物料堆 积斜 面作 用下， 离析 作用 占主导 地位 ，磨内 钢球 由紊 乱迅速 向倒 分级 方向发 展 。 开仓 检查 ， 大小 球分区 堆积 ，但 没有恒 定规 则。第四 阶段 ：倒 分级 第三 阶段 现象 反复出 现 ， 即反 复急 加料 饱磨 ， 则积 累成倒分 级 。 开仓 检查 ， 大小 相近 的钢 球分段 集群 ， 状如 斑马 纹或倒 分级 。四、 常见 的钢 球紊乱 操作 原因 和对策 倒分 级是 钢球 紊乱的 极端 现象 ， 在生 产实 践中 更多的 是级配 紊乱 现象 。归结 其原 因： 1、 开 磨 时 喂 料 过 快 ； 操
16、 作 过 程 中 加 喂 料 过 快 ， 如 此 操作 易 发 生 饱 磨 型 级 配 紊 乱 。 建 议 加 料 时 尽 可 能 做 到 少 量 多更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛7次 ， 逐步 推进 到目 标喂料 量 。 笔者 建议 制定 加喂料 曲线 并严格执 行。 同时 操作中 磨尾 通风 与喂料 比例 同步 。2、 因 故 断 料 后 加 料 过 快 ， 此 一 情 形 在 生 产 实 践 中 更 不被重 视。 因此 ，断料 后的 加料 仍需按 加喂 料曲 线执行 。3、 喂 料
17、不 稳 定 ， 忽 高 忽 低 ， 产 生 料 涌 现 象 ， 严 重 时 发生增 幅震 荡。 建议稳 定当 班操 作，统 一三 班操 作思想 。4、 操 作 中 反 复 冲 击 台 产 极 限 值 ， 使 磨 机 工 况 在 半 饱 磨和正 常运 行间 徘徊； 生产 运行 中，此 一现 象发 生最常 见 。 由于每 冲击 一次 ， 钢球 级配 紊乱 就严重 一次 ， 粉磨 能力 就降 低一次 ， 且因 倒分 级或 钢球紊 乱 ， 大颗 粒物 料很 容易大 规模 地达到 隔仓 板， 磨内通 风和 物料 通过能 力就 降低 一个幅 度 ， 助涨了 磨工 况的 恶化趋 势 。 而我 们在 每次 冲
18、锋失 败时 ， 往往 只是简 单地 退回 到过去 的正 常点 ， 殊不 知 “ 昨日 ” 正常 点已 非今日 的 “ 正常 点 ” 了。 如此 勉强 支撑， 工况 进一 步恶化 ， 最终还 不免 节节 败退而 不知 所踪 。 大胆 冲锋 和探 索在生 产过 程中必 不可 少 ， 如此 才能 追求 更高 。 但一 旦冲 击不 成 ， 要用 矫枉过 正的 办法 恢复元 气 ， 即台 产退 回到 冲击前 低一 点的 且能保持 稳定 运行 的平台 ， 调顺 级配 后再 返回到 以前 的次 高点阵地， 分析 思考 后，制 定再 次冲 击的目 标和 方案 。 5、分 级衬 板磨 损失效 和安 装错 误，毋
19、 须赘 述。以上 浅论 中 ， 为了 分析 方便 而将每 种因 素割 裂开了 说明过程 ， 但在 生产 中影 响因素 往往 不是 独立作 祟 ， 而通 常是 协同发 难 ， 有叠 加 、 有主 从 ， 有随 时间 递延 而迁移 、 也有 随程更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛更多资料来源：中国启蒙水泥技术论坛8度发 展而 变换 ， 但只 要抓 住主 要症结 ， 万变 不离 其宗 ， 就能及时 缓和 或化 解之。结论 ： 1、一 次性 加料 过快是 发生 钢球 级配紊 乱的 主要 症结；2、 磨 机 饱 磨 造 成 分 级 衬 板 作 用 削 弱 是 级 配 紊 乱 的 另 一条常 见因 素；3、 反复 出现 加料 过急造 成的 饱磨 是磨机 倒分 级的 根源 。
