CN105214787A - 单驱式球磨机的生产方法及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单驱式球磨机的生产方法，包括：通过Q_wb＝N_t/K_wb，获得所述单驱式球磨机的筒体的装球量Q_wb；通过V₁＝Q_wb/δ_B·V_p，获得所述单驱式球磨机的筒体的容积V₁；通过，获得所述单驱式球磨机的筒体的长度L。本发明还公开了一种应用上述球磨机进行现场矿石处理的方法，本发明提供的单驱式球磨机的生产方法及其应用方法，实现了在球磨机大型化过程中，尽可能在单电机驱动方式下增大球磨机规格，降低了设备造价成本。

Description

单驱式球磨机的生产方法及其应用方法

技术领域

本发明涉及研磨设备技术领域，尤其涉及一种单驱式球磨机的生产方法及其应用方法。

背景技术

目前，大型球磨机很多都是通过斜齿轮啮合驱动的，即通过有螺栓固联在其筒体上的大齿圈与一个或两个(双边齿轮传动)小齿轮啮合，而小齿轮则由低速同步电机驱动，这样就将动力由电机传到筒体上，从而带动筒体旋转。

随着球磨机规格的增大，以齿轮驱动的球磨机大齿圈的输入载荷非常大，对球磨机驱动系统的机械强度和局部结构的应力特性提出了新的要求。以当今技术水平制造出来的齿轮驱动系统，其所能传递的最大负荷为7500kW左右。即使磨机采用双边齿轮传动，其功率极限也被限制在15000kW/台。

在现代大型选矿厂进行设备选型时，由于生产规模较大，需要处理的矿石量也较高，往往会尽可能选择规格较大的球磨机，而当球磨机规格增大到一定程度，因没有能够准确判断是否能在极限轴功率情况下设计和使用单驱式球磨机的方法，双电机驱动往往成为球磨机的主要驱动方式的选择，而该双驱式球磨机的造价成本明显高于单驱式球磨机。

发明内容

本发明实施例通过提供一种单驱式球磨机的生产方法及其应用方法，解决了现有技术中没有能够准确判断是否能在极限轴功率情况下设计和使用单驱式球磨机的方法，提出一种单驱动功率最大的齿轮传动式球磨机，实现了在球磨机大型化过程中，尽可能在单电机驱动方式下增大球磨机规格，降低了设备造价成本。

本发明实施例提供了一种单驱式球磨机的生产方法，包括：

通过Q_wb＝N_t/K_wb，获得所述单驱式球磨机的筒体的装球量Q_wb，其中，N_t为所述单驱式球磨机的极限轴功率，K_wb为单驱式球磨机介质支取功率；

通过V₁＝Q_wb/δ_B·V_p，获得所述单驱式球磨机的筒体的容积V₁，δ_B为钢球堆的散密度，V_p为所述单驱式球磨机介质填充率；

通过获得所述单驱式球磨机的筒体的长度L。

进一步地，所述的单驱式球磨机的生产方法，还包括：

通过获得所述单驱式球磨机的介质最大球径D_B，其中，K为经验系数，F₈₀为给矿80％通过筛孔的粒度，C_s为所述单驱式球磨机转数占其临界转数的百分率，W_i为矿石球磨功指数。

进一步地，所述的单驱式球磨机的生产方法，还包括：

通过D＝D₁-2d获得所述筒体的有效内径D，其中，D₁为所述筒体的外径，d为所筒体衬板的厚度。

进一步地，所述的单驱式球磨机的生产方法，还包括：

通过 $K_{wb}=4.879D^{0.3}(3.2-3V_p)C_S\[1-0.1/2^{(9-10C_S)}\]+1.102(D_B-12.5D)/50.8,$ 获得单驱式球磨机介质支取功率K_wb。

进一步地，所述极限轴功率值N_t为7500W。

本发明还提供了一种应用上述球磨机进行现场矿石处理的方法，包括：

先通过 ${N_t}^{\′}=Q/\[{\mathrm{EF}}_1\×{\mathrm{EF}}_2\×{\mathrm{EF}}_3\×{\mathrm{EF}}_4\×{\mathrm{EF}}_5\×{\mathrm{EF}}_6\×{\mathrm{EF}}_7\×W_i\×(10/\sqrt{P_{80}}-10/\sqrt{F_{80}})\]$ 获得单驱式球磨机处理现场给矿量的轴功率N_t′，其中，E_F1为干式磨矿系数，E_F2为开路磨矿系数，E_F3为直径系数，E_F4为过大给矿粒度系数，E_F5为磨矿细度系数，E_F6为棒磨碎磨系数，E_F7为球磨低磨碎系数，Q为现场给矿量，F₈₀为给矿粒度80％通过筛孔的粒度，P₈₀为产品粒度80％通过筛孔的粒度；

当Nt′＜Nt时，通过上述所述的单驱式球磨机对现场矿石进行处理；

当Nt′≥Nt时，通过双驱式球磨机对现场矿石进行处理。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过计算获得在极限轴功率下单驱式球磨机的筒体尺寸，通过将现今齿轮驱动系统可传动负荷极限7500kW与单电机驱动相结合，设计出在单驱极限轴功率7500kW条件下的最大规格的单驱式球磨机，实现了在球磨机大型化过程中，尽可能在单电机驱动方式下增大球磨机规格，降低了设备造价成本。

附图说明

图1为本发明实施例一中单驱式球磨机的生产方法的流程图。

具体实施方式

本发明利用现今最大可传递负荷7500kW的齿轮驱动系统制造水平的极限与单一电机驱动相结合的设计思路，提出一种单驱式球磨机的生产方法及其应用方法，以实现在球磨机大型化过程中，尽可能在单电机驱动方式下增大球磨机规格，从而达到降低设备造价成本的目的。

为实现上述目的，如图1所示，本发明实施例提供了一种单驱式球磨机的生产方法包括：

步骤SA1：通过Q_wb＝N_t/K_wb，获得单驱式球磨机的筒体的装球量Q_wb，其中，N_t为单驱式球磨机的极限轴功率，K_wb为单驱式球磨机介质支取功率；极限轴功率值N_t为7500W。

步骤SA2：通过V₁＝Q_wb/δ_B·V_p，获得单驱式球磨机的筒体的容积V₁，δ_B为钢球堆的散密度，V_p为单驱式球磨机介质填充率，按生产实践经验，湿式磨矿时，格子型球磨机的充填率V_p为40％～50％，溢流型V_p为40％。

步骤SA3：通过获得单驱式球磨机的筒体的长度L，从而获得成品。

其中，本申请实施例提供的单驱式球磨机的生产方法，还包括：通过获得单驱式球磨机的介质最大球径D_B，其中，K为经验系数，F₈₀为给矿80％通过筛孔的粒度，C_s为单驱式球磨机转数占其临界转数的百分率，按生产实践经验，C_s取0.65～0.78，一般情况下，筒体直径大、使用橡胶衬板时转速率取上限，筒体直径小、使用锰钢衬板时转速率取下限。W_i为矿石球磨功指数。

通过D＝D₁-2d获得筒体的有效内径D，其中，D₁为筒体的外径，d为所筒体衬板的厚度，其中，D₁和d值从厂家产品目录中查得比较接近极限轴功率N_t的某规格样本球磨机中获取。

通过 $K_{wb}=4.879D^{0.3}(3.2-3V_p)C_S\[1-0.1/2^{(9-10C_S)}\]+1.102(D_B-12.5D)/50.8,$ 获得单驱式球磨机介质支取功率K_wb。

本发明实施例提供的上述单驱式球磨机，其中，球磨机大齿圈厚度选择0.96-1.1m，材质为34Cr₂N_iMo合金铸钢。

本发明实施例还提供的一种应用上述球磨机进行现场矿石处理的方法，包括：

步骤SB1：

先通过 ${N_t}^{\′}=Q/\[{\mathrm{EF}}_1\×{\mathrm{EF}}_2\×{\mathrm{EF}}_3\×{\mathrm{EF}}_4\×{\mathrm{EF}}_5\×{\mathrm{EF}}_6\×{\mathrm{EF}}_7\×W_i\×(10/\sqrt{P_{80}}-10/\sqrt{F_{80}})\]$ 获得单驱式齿轮传动球磨机处理现场给矿量的轴功率N_t′；

其中，E_F1为干式磨矿系数，干式球磨时，取E_F1＝1.3；湿式球磨时，取E_F1＝1.0；

E_F2为开路磨矿系数，开路作业时，从设计手册表中取值；当球磨闭路作业时，E_F2＝1.2；

E_F3为直径系数，从设计手册表中取值，磨机加衬板后内径大于3.81m，E_F3均为0.914；

E_F4为过大给矿粒度系数，通过E_F4＝R+[W_i×0.907-7]×[(F₈₀-F₀)/F₀]/R计算获得，式中，R为粉碎比R＝F₈₀/P₈₀，F₈₀为给矿粒度80％通过筛孔的粒度；P₈₀为产品粒度80％通过筛孔的粒度；F₀为最佳给矿粒度；若F₈₀＜F₀，E_F4取1.0。

E_F5为磨矿细度系数，当磨矿产品粒度大于或等于75μm时，E_F5＝1.0；

E_F6为棒磨碎磨系数，球磨时，E_F6取1.0；

E_F7为球磨低磨碎系数，当粉碎比R小于6，当R大于6，取值1.0；

Q为现场给矿量，F₈₀为给矿粒度80％通过筛孔的粒度，P₈₀为产品粒度80％通过筛孔的粒度；

步骤SB2：当Nt′＜Nt时，通过上述单驱式球磨机对现场矿石进行处理；

步骤SB3：当Nt′≥Nt时，通过双驱式球磨机对现场矿石进行处理。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、通过计算获得在极限轴功率下单驱式球磨机的筒体尺寸，通过将现今齿轮驱动系统可传动负荷极限7500kW与单电机驱动相结合，设计出在单驱极限轴功率7500kW条件下的最大规格的单驱式球磨机，实现了在球磨机大型化过程中，尽可能在单电机驱动方式下增大球磨机规格，降低了设备造价成本。

2、通过选择单驱式球磨机的关键部件大齿圈厚度为0.95-1.1m，材质为34Cr₂N_iMo合金铸钢，保证了在极限轴功率下单驱式球磨机齿轮驱动系统工作运转的稳定和可靠。

实施例一

某新建的大型铁矿选矿厂，一段球磨机需要处理的矿石量较大，为805t/h，为减少投资不选择双电机驱动的球磨机，同时保证球磨机的处理能力能够达到要求，考虑选择单电机驱动轴功率最大的齿轮传动球磨机作为生产使用。为验证单电机驱动轴功率最大的齿轮传动球磨机能否满足矿石处理要求，同时对球磨机进行规格设计。

首先，先判断在极限轴功率下的单驱式球磨机是否能满足实际生产要求，具体通过以下步骤计算获得。

步骤SC1：通过对该矿石进行粒度分析，获得给矿粒度F₈₀＝1600μm；生产要求球磨机产品粒度P₈₀＝83μm；对该矿石进行邦德磨功指数实验，球磨功指数W_i＝11.806kWh/t；

步骤SC2：球磨机的轴功率N_t取极限值为7500kW；

步骤SC3：此次计算公式的修正系数：

干式磨矿系数E_F1：选择为湿式磨矿，因此，E_F1＝1.0；

开路磨矿系数E_F2：磨矿方式为闭路球磨，因此，E_F2＝1.2；

直径系数E_F3：磨机加衬板后内径为6.18m>3.81m，因此，E_F3＝0.914

过大给矿粒度系数E_F4：经计算，最佳给矿粒度 F₈₀＝1600＜F₀＝3889，因此，E_F4取1.0。

磨矿细度系数E_F5：产品粒度P₈₀＝83>75μm，因此，E_F5＝1.0；

棒磨碎磨系数E_F6：E_F6取1.0；

球磨低磨碎系数，粉碎比R＝F₈₀/P₈₀＝19.28>6，E_F7＝1.0；

步骤SC4：极限轴功率下的单驱齿轮传动球磨机处理该矿石量的计算:

$\begin{array}{c}Q=N_t/\[{\mathrm{EF}}_1\×{\mathrm{EF}}_2\×{\mathrm{EF}}_3\×{\mathrm{EF}}_4\×{\mathrm{EF}}_5\×{\mathrm{EF}}_6\×{\mathrm{EF}}_7\×W_i\×(10/\sqrt{P_{80}}-10/\sqrt{F_{80}})\]\\ =7500/9.15=819.97t/h>805t/h\end{array}.$

步骤SC5：对于实际需处理的该矿石量805t/h，所需要的轴功率的计算：

${N_t}^{\′}=Q/\[{\mathrm{EF}}_1\×{\mathrm{EF}}_2\×{\mathrm{EF}}_3\×{\mathrm{EF}}_4\×{\mathrm{EF}}_5\×{\mathrm{EF}}_6\×{\mathrm{EF}}_7\×W_i\×(10/\sqrt{P_{80}}-10/\sqrt{F_{80}})\]$

$=805/9.15=7365.75\mathrm{kW}.$

由此可知，单驱式球磨机完全可以满足现场需求。

本发明实施例通过下述方式计算极限轴功率下球磨机筒体的规格尺寸。

步骤SD1：参考某厂家生产的较大的单驱球磨机规格Φ6.4×10m，其轴功率与所取得极限轴功率比较接近。参考该规格系列球磨机的直径进行设计，直径初步设定D₁＝6.4m，参照其衬板厚度d＝0.11m。

球磨机的有效内径：D＝D₁-2d＝6.4-0.22＝6.18m；

步骤SD2：所设计的球磨机筒体直径大、使用橡胶衬板，因此，C_s取0.78；

步骤SD3：所设计的球磨机为湿式溢流型的，因此，介质填充率V_p取40％；

步骤SD4：经与厂家交流，球磨机介质最大球径D_B＝50mm；

步骤SD5：经计算，球磨机介质支取功率

$K_{wb}=4.879D^{0.3}(3.2-3V_p)C_S\[1-0.1/2^{(9-10C_S)}\]+1.102(D_B-12.5D)/50.8=11.98kW/t;$

步骤SD6：经计算，球磨机装球量：Q_wb＝N_t/K_wb＝7500/11.98＝626.04t；

步骤SD7：经计算，球磨机容积：V₁＝Q_wb/δ_B·V_p＝626.04/4.65/0.4＝336.58m³；

步骤SD8：经计算，球磨机筒体长度：

磨机长径比L/D₁＝11.23/6.4＝1.75，符合球磨机长径比值的范围表。

通过上述步骤的计算可知，规格Φ6.4×11.23m的单电机驱动功率最大的齿轮传动式球磨机作为该选矿厂一段磨矿，可处理矿石能力为819.97t/h，而实际需处理的矿石量为805t/h。这表明，该球磨机可以满足生产的需要。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种单驱式球磨机的生产方法，其特征在于，包括：

通过Q_wb＝N_t/K_wb，获得所述单驱式球磨机的筒体的装球量Q_wb，其中，N_t为所述单驱式球磨机的极限轴功率，K_wb为单驱式球磨机介质支取功率；

通过V₁＝Q_wb/δ_B·V_p，获得所述单驱式球磨机的筒体的容积V₁，δ_B为钢球堆的散密度，V_p为所述单驱式球磨机介质填充率；

通过获得所述单驱式球磨机的筒体的长度L，从而获得成品。

2.如权利要求1所述的单驱式球磨机的生产方法，其特征在于，还包括：

通过获得所述单驱式球磨机的介质最大球径D_B，其中，K为经验系数，F₈₀为给矿80％通过筛孔的粒度，C_s为所述单驱式球磨机转数占其临界转数的百分率，W_i为矿石球磨功指数。

3.权利要求1所述的单驱式球磨机的生产方法，其特征在于，还包括：

通过D＝D₁-2d获得所述筒体的有效内径D，其中，D₁为所述筒体的外径，d为所筒体衬板的厚度。

4.如权利要求3所述的单驱式球磨机的生产方法，其特征在于，还包括：

通过 $K_{wb}=4.879D^{0.3}(3.2-3V_p)C_S\[1-0.1/2^{(9-10C_S)}\]+1.102(D_B-12.5D)/50.8,$ 获得单驱式球磨机介质支取功率K_wb。

5.如权利要求1所述的单驱式球磨机的生产方法，其特征在于：

所述极限轴功率值N_t为7500W。

6.一种应用权利要求1-5任一项球磨机进行现场矿石处理的方法，其特征在于，包括：

先通过 ${N_t}^{\′}=Q/\[{\mathrm{EF}}_1\×{\mathrm{EF}}_2\×{\mathrm{EF}}_3\×{\mathrm{EF}}_4\×{\mathrm{EF}}_5\×{\mathrm{EF}}_6\×{\mathrm{EF}}_7\×W_i\×(10/\sqrt{P_{80}}-10/\sqrt{F_{80}})\]$ 获得单驱式球磨机处理现场给矿量的轴功率N_t′，其中，E_F1为干式磨矿系数，E_F2为开路磨矿系数，E_F3为直径系数，E_F4为过大给矿粒度系数，E_F5为磨矿细度系数，E_F6为棒磨碎磨系数，E_F7为球磨低磨碎系数，Q为现场给矿量，F₈₀为给矿粒度80％通过筛孔的粒度，P₈₀为产品粒度80％通过筛孔的粒度；

当Nt′＜Nt时，通过权利要求1-5任一项所述的单驱式球磨机对现场矿石进行处理；

当Nt′≥Nt时，通过双驱式球磨机对现场矿石进行处理。