CN106040376A - 一种半自磨棒球介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半自磨棒球介质，属于矿物加工中的磨矿技术领域。该半自磨棒球介质，所述半自磨棒球介质形状为两端呈球面、中间为锥体的棒球体，半自磨棒球介质棒球当量直径为175mm，下球冠高度H1=57.5mm，上球冠高度H2=22mm，椎体高度H3=183mm，下球冠直径D1=163mm，上球冠直径D2=73mm，椎体斜边与中线夹角α=14°。该半自磨棒球介质以提高半自磨处理能力，减少磨矿产品过粉碎产率及降低介质单耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种半自磨棒球介质，属于矿物加工中的磨矿技术领域。
背景技术
自磨是以所磨矿石本身作为磨矿介质来磨碎矿石，半自磨则是在自磨的基础上添加少量（7%～15%）的钢球以弥补矿石作为介质冲击力的不足。国外半自磨钢球尺寸一般为125～150mm。我国半自磨钢球尺寸普遍偏大，究其原因一在于钢球尺寸不足够大时磨机处理能力太低，二在于钢球制造工艺水平偏低，目前国内半自磨钢球尺寸最大可达200mm，如铜陵冬瓜山铜矿，为了保证处理量，将钢球从设计时的125mm逐步增大到200mm，处理量达产了，但其带来的缺点是衬板寿命短、单位球耗高及磨矿产品中过粉碎较多。为了解决过粉碎较多的问题，毛世意、胡建国等人在武山铜矿曾采用当量直径为200mm的棒球体作半自磨的磨矿介质，可提高半自磨机处理能力，棒球也能有效的降低过粉碎，但其半自磨钢耗高达1kg/t矿，远超行业平均水平。
目前，江西铜业武山铜矿半自磨机采用当量直径180mm棒球，使用该尺寸棒球存在很多问题。一是单个棒球重量为25kg，冲击力过大，在磨矿过程中容易将+100mm充当磨矿介质的矿石砸碎，自磨介质偏少，处理量偏低；二是单个棒球尺寸偏大，在同样充填率下棒球个数相应减少，碰撞概率降低，易形成顽石积累现象，-10微米过粉碎含量偏多；三是由于其化学成分选择不当，棒球碎球率偏高，磨矿介质消耗增加。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种半自磨棒球介质。该半自磨棒球介质以提高半自磨处理能力，减少磨矿产品过粉碎产率及降低介质单耗，本发明通过以下技术方案实现。
一种半自磨棒球介质，所述半自磨棒球介质形状为两端呈球面、中间为锥体的棒球体。
所述半自磨棒球介质棒球当量直径为175mm（同体积下钢球直径），下球冠高度H1=57.5mm，上球冠高度H2=22mm，椎体高度H3=183mm，下球冠直径D1=163mm，上球冠直径D2=73mm，椎体斜边与中线夹角α=14°。
所述半自磨棒球介质包括以下质量百分比组分：碳0.40～0.43%，硅0.20～0.40%，锰0.50～0.80%，铬≤0.20%，磷0.035%，硫0.035%，变质剂0.10%和余量废钢。
上述半自磨棒球介质表面硬度（HRC）≥55，芯部硬度（HRC）≥50，落球冲击疲劳寿命≥10000次。
本发明的原理是：磨机的处理能力是靠冲击力及研磨力来实现的，冲击力主要取决于介质大小及磨机规格大小，当磨机规格一定时，介质尺寸越大，冲击力越大，处理能力越大，但不可避免的会使磨矿产品中过粉碎产率增多；研磨力主要取决于介质的研磨表面积，表面积越大，处理能力也越大。棒球兼有钢球及钢棒点接触与棒接触的优点，在保证处理能力的同时又能有效避免过粉碎。但由于其制造工艺、化学成分等原因，当量直径超过125mm时棒球的碎球率明显升高。对棒球在自磨机中的运动轨迹分析可知：棒球在磨机内上升时，棒球之间处于相对滑动状态，发生切削和变形磨损，因而要求棒球必须有高的硬度以保持耐磨性；当棒球在磨机内下抛时处于受冲击状态，容易出现脆性剥落，因此又要求棒球有抗冲击能力。分析半自磨机所用棒球的工作条件和失效形式，高耐磨性和适当的冲击韧性相结合是对棒球的主要要求。对于大规格的棒球，还要具有较好的淬透能力和以保证棒球内部有较高的硬度。棒球的性能与它的成分有很大的关系，因此，棒球各化学成分的含量至关重要。传统的钢球或钢棒其表面硬度及芯部硬度相差太大，导致落球冲击疲劳寿命不高，新型棒球必须检测物理性能中的表面硬度、芯部硬度及落球冲击疲劳磨损，使其达到一定要求。最后新型棒球要与目前的介质进行同条件下的磨矿试验对比，从磨机台时处理量、磨矿产品过粉碎含量及介质单耗等指标上评判其效果。
本发明的有益效果是：本发明充分考虑了棒球的冲击力及研磨面积，考虑了棒球的高耐磨性和适当的冲击韧性，克服了传统半自磨介质处理量低、磨矿产品过粉碎高及单耗高的缺陷。
附图说明
图1是本发明结构示意图；其中D1为下球冠直径，D2为上球冠直径，H1为下球冠高度），H2为上球冠高度，H3为椎体高度，为椎体斜边与中线夹角。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
现厂棒球当量球直径为180mm，质量为25kg，表面积为113587.27mm2，体积为3191063.07mm3。本发明棒球当量球直径为175mm，质量为20.50kg，表面积为104297.57mm2，体积为2788666.97mm3，半自磨棒球介质棒球当量直径为175mm（同体积下钢球直径），下球冠高度H1=57.5mm，上球冠高度H2=22mm，椎体高度H3=183mm，下球冠直径D1=163mm，上球冠直径D2=73mm，椎体斜边与中线夹角α=14°。当棒球充填率为15%时，优化后的棒球个数为2529个，比优化前棒球个数2210个可提高14.43%，棒球表面积比优化前提高了5.08%。
本发明棒球介质和现有棒球化学成分如表1所示，表面硬度、芯部硬度、落球冲击疲劳寿命物理性能检测结果如表2所示。
表1 棒球化学成分
。
表2 棒球物理性能对比
对现有棒球和本发明进行同条件下的半自磨磨矿试验效果验证，获得的验证结果如表3所示。
表3 工业试验前后半自磨机台效及棒球单耗验证结果表
从表3可以看出，采用新型棒球后，半自磨台时处理量提高了9.25t/h，提高了7.71%；磨矿产品-10微米含量降低了0.72个百分点，降低了9.52%；介质单耗降低了0.272kg/t矿，降低了32.89%。
实施例2
如图1所示，该半自磨棒球介质，所述半自磨棒球介质形状为两端呈球面、中间为锥体的棒球体，半自磨棒球介质棒球当量直径为175mm，下球冠高度H1=57.5mm，上球冠高度H2=22mm，椎体高度H3=183 mm，下球冠直径D1=163mm，上球冠直径D2=73mm，椎体斜边与中线夹角α=14°。
其中半自磨棒球介质包括以下质量百分比组分：碳0.40%，硅0.20%，锰0.50～%，铬≤0.20%，磷0.035%，硫0.035%，变质剂0.10%和余量废钢。
实施例3
如图1所示，该半自磨棒球介质，所述半自磨棒球介质形状为两端呈球面、中间为锥体的棒球体，半自磨棒球介质棒球当量直径为175mm，下球冠高度H1=57.5mm，上球冠高度H2=22mm，椎体高度H3=183mm，下球冠直径D1=163mm，上球冠直径D2=73mm，椎体斜边与中线夹角α=14°。
其中半自磨棒球介质包括以下质量百分比组分：碳0.43%，硅0.40%，锰0.80%，铬≤0.20%，磷0.035%，硫0.035%，变质剂0.10%和余量废钢。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种半自磨棒球介质，其特征在于：所述半自磨棒球介质形状为两端呈球面、中间为锥体的棒球体。
2.根据权利要求1所述的半自磨棒球介质，其特征在于：所述半自磨棒球介质棒球当量直径为175mm，下球冠高度H1=57.5mm，上球冠高度H2=22mm，椎体高度H3=183mm，下球冠直径D1=163mm，上球冠直径D2=73mm，椎体斜边与中线夹角α=14°。
3.根据权利要求1所述的半自磨棒球介质，其特征在于：所述半自磨棒球介质包括以下质量百分比组分：碳0.40～0.43%，硅0.20～0.40%，锰0.50～0.80%，铬≤0.20%，磷0.035%，硫0.035%，变质剂0.10%和余量废钢。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161026 |