矿石_钢球_球磨机衬板三者硬度对磨矿效率的影响.pdf

年第期 矿石 、 钢球 、 球磨机衬板三者硬度 对磨矿效率的影响 闰子雪闻 峰 攀钢集团矿业公司攀枝花市 摘要 本文详细阐迷根据矿石硬度正确选用不同硬度的钢球和球磨机 衬板 , 可以获得最低的单耗和最好的球磨机单机处理量 。 对高硬度矿石如何选 用钢球 、衬板提 出了几点看法 。 【关键词】矿石钢球球磨机衬板硬度匹配磨矿效率 前言 在选矿厂磨矿 生产过程 中 , 影 响磨矿 效率提高的 因素很多 , 钢球 与球磨机衬板 的质量问题是其 中主要因素之一 , 而钢球 与球磨机衬板的耐磨性和抗裂强度是钢球 和衬板质量 的基本特征 , 耐磨性取决于 钢 球和衬板的表面硬度和 整体硬度 , 抗裂强 度取决于钢球和衬板的冲击韧性 。 通常认为 , 钢球硬度与衬板硬度越高 , 磨矿机磨矿效率越高 。 事实并非如此这 是因为 , 一是金属材料硬度越高冲击韧性 相对会降低 。 二是矿石硬度 、钢球硬度、 球 磨机衬板硬度三者之间只有匹配好才可以 提高磨矿效率 , 否则 , 会程度不同地影响磨 矿效率的提高 。 因此 , 根据矿石硬度 , 正确 选择钢球 、 衬板硬度具有十分重要的意义 。 钢球硬度和矿石硬度的匹配 关系 矿石硬度是客观存在 的 , 目前无法改 变 。 生产中唯一的办法只有调整钢球硬度 来适应磨矿生产的需要 。 通常钢球硬度高 , 耐磨性也高 , 则材质 损耗 低 。 但钢球的磨损不仅与其硬度有 关 , 而且与球磨机衬板及矿石硬度有关 , 据 文献介绍耐磨系数是钢球硬度与 矿石硬度比值的函数 , 即 。 当比值 二一 范围内川 , 耐磨 系数随钢球硬度的提高而升高 。 但是当比 值时 , 钢球硬度再提高 , 则耐磨系 数提高不显著 , 而钢球的冲击韧性下降 , 导 致球磨机磨矿效率下降 。 这是因为钢球硬 度越高时脆性越大 , 其冲击韧性也越小 , 在 球磨机运转 中 , 钢球与钢球 、钢 球与磨矿机 衬板撞击后 , 脆性大的钢球一是最 容易出 现大片剥落现象 , 形成不圆的球 , 不 圆的球 受力比圆球受力大些 , 容易引起破裂或碎 裂 。 如攀枝花密地选矿厂年月在 “球磨机上试验时 , 得 知硬度 大 的钢球 碎球达 , 不 圆球达 , 球磨 机处 理量在台运转 的球磨机中 由试验前的 第五 名降为第八 名图 。 二是直接产生 裂 收稿日期 一一 四川有色金属 纹破碎 简称碎球 , 碎球在磨矿 生产过程球极为重要 。 中最容易出现滑 动 , 而 不能象圆度均匀性攀枝花钒钦磁铁矿铁钦氧化物属高硬 好的钢球那样滚动 , 并产生相当大的冲击度可塑耐磨性强的矿物 , 脉石为高硬度脆 力去研磨和砸碎矿石 。 如攀枝花密地选矿性矿物 , 各矿段由于形成条件 , 次生变化强 厂年月在球磨机上进行工业试弱等不 同 , 矿石性质 、主要矿物含量等具有 验时 , 得知钢球硬度过大时 , 碎球率达一定的差异 , 为难磨矿物 , 其硬 度闭详见 , 球磨机 台时处理 量下降 。 由表 。 此可见 , 根据矿石 硬度选择适宜硬度的钢 表矿物硬度【 类类别别钦磁铁矿 二二 钦铁矿矿磁黄铁矿矿钻镍黄铁矿矿硫钻矿矿钦普通辉石石斜长石石 指指标标 一一一一 一 注铁主要赋存于钦磁铁矿中 , 一般在以上 。 攀枝花密地选 矿厂从年投产以 来 , 先后对钢球材料 、加工工艺、 硬度 、 不同 球径配比等方面进行大量的多次试验 , 在 此基础上选优推广 , 从历年生产实践中得 知钢球硬度不仅影响钢球单耗 , 而且也影 响球磨机单机处理量 , 详见表 。 从表与表说明 当矿石硬度超过钢球硬度时 , 即 值在 以下 , 各种硬度 的钢球单耗都很 高 , 最高达八 , 对应的球磨机单机 处理量较低 , 小于吨台 时 。 当钢球硬度接近矿石硬度时 , 即 值在 以上 , 钢球单耗较在 以 下降低 一 , 对应的球磨机产量最高 达吨台 时 , 效率提高 一 。 钢球硬度与磨矿机衬板 硬度的匹配关系 目前钢球与磨机衬板 , 大都是金属材 料制作的 。 根据金 属材料的特性 硬度越 高 , 其强度值和弹性模量也就越大 , 钢性就 越强相反 , 冲击韧性就越小 , 其变形能力 也越小 , 也就是说吸收能量的能力就越小 。 钢球与磨机衬板在磨矿生产过程 中 , 除了切削 、 凿 削 、 犁削 、 疲劳剥落 、 变形 、 腐 蚀等磨损快慢影响磨矿效率外在此不予 论述 , 碎裂也是影响磨矿效率提高的重要 因素之一 。 两者碎裂程度取决于材料的韧 性大小 , 当高硬度钢球与高硬度磨机衬板 发生撞击 、 滚动和滑动等相对运动时 , 绝大 部分动能便传递给对方 , 使对方发生相应 的变形如果钢球硬度高于磨机衬板硬度 时 , 碰撞后磨机衬板上产生的坑就大而深 , 即钢球的动能由磨机衬板吸收后转变为 变形能所致 , 钢球硬度越高 , 衬板上的坑 就越深 , 其变形就越厉害 , 则使用寿命就越 短 , 对磨矿机磨矿效率的影响也就越大而 硬度低的钢球使磨矿机衬板的变 形量就 小 , 因为两者碰撞时有一部分动能被钢球 本身所吸收 。 变形小的衬板比变形大的衬 板在磨矿机运转中能均匀有效地带动钢球 去滚动 , 显然磨矿效率高 。 攀枝花密地选矿厂选用 中 球 磨机 , 年 投产至年一直选用普 通高锰钢衬板 , 出厂时硬度为左 右 , 在磨矿生产过程 中受钢球冲击负荷的 作用 , 使其加工硬化后硬度可达 年第期 左右 。 起始硬度为 表 年后一直选用低合金高锰钢 , , 加工硬化后硬度 、 单 耗 、 磨矿效率等指标详见表 。 历年钢球硬度 , 单耗与磨矿机效率生产统计, 岑岑岑 钢球〔球磨机机钢球硬度度 产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产产量量与矿石硬硬 材材材料料表面面平均体体边缘冲冲碎球球单耗耗吨 时 度比值 硬硬硬硬度度积硬度度击韧性性八 鞍钢混混 一 合合合合合合钢坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯坯 ,,,,,,,,,,,,,,, 低低 ,,,,,, 一 碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳碳钢钢 ,,,,,, ,,,,,, , ”” ,,,,,,, ,, ,,, ,,, 中中 一 高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高 碳碳 ,,,,,,,,,,,,,,, 钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢 余余 ,,, ,,,,,,,,,,,, 热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热热 淬淬 ,,,,,, ,,,, ,,,,, 火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火 ,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,, 、 ,,, ,,,,,,,,,,,,,,, 中高碳碳 一一 钢钢钢钢钢钢淬火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火】】 ,,,,,,,,,,,, ,,, 回回回回回回火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火火 ,,, ,,, ,,,,,, ,,, ’’’ ,,,,,,,,,,,,,,, 从表说明 当钢球硬度略大于磨机衬板加工 硬化后硬度时 , 即值在 一 范 围内低合金高锰钢衬板单耗比普通高锰 钢衬板单耗 最低值达 , 八降低 一 , 而球磨机产量最高达吨 台 时 单机效率提高 一 。 低合金高锰钢能继续发挥普通高 锰钢加工硬化的优越性 , 在球磨机工作时 , 经钢球多次冲击 , 能够不断提高其硬度 , 从 而缩小钢球与衬板两者之间的差距 , 有利 于提高球磨机磨矿效率 。 高硬度矿石如何匹配钢球 、 衬板硬度 钢球和球磨机衬板都是磨矿生产中大 宗消耗材质 , 约占生产成本的左右 , 其磨损不仅在于材料本身 , 还与工况条件 , 矿石硬度等参量有直接关系 , 各因素匹配 得当 , 有利于提高球磨机单机产量 。 多年来 , 攀枝花密地选矿厂虽然做 了大量工作 , 从历年生产 中得出一些有益 的数据 , 但由于生产任务重等原因影响 , 有 的工业试验未尽人意 , 所得数据不一定是 四川有色金属 最优值 , 需要继续完善 。 以降低工人的劳动强度 , 减少停机检修时 关于钢球与矿石硬度 的匹配 , 因 目间 , 有利于提高磨机单机效率 。 鉴于 目前 前还没有办法加工成硬度很高 , 同时能满无法生产出硬 度比钢球硬 度大于 足高硬度矿物循环冲击时韧性要求的钢 , 且冲击韧性大于 扩的耐磨塑性 球 。 为此 , 必须考虑钢球硬度与冲击韧性强的衬板 。 为此 , 对于高硬度耐磨性强 的 同时兼顾的条件下 , 对于高硬度耐磨性强矿石 , 暂时只好选用钢球硬度与衬板硬度 的矿石 , 目前选用钢球硬度与矿石硬度比的 比值为 一 较理想 。 值为 一 较合适 。 总之 , 建议各选矿厂通过试验 , 从生产 关于钢球与衬板硬度 的匹 配 , 球磨实践中去寻找各自矿石 、 钢球 、衬板三者硬 机衬板更换时的劳动强度 、 检修工作量 、 停度匹配的最佳值 , 以促进球磨机单机效率 机时间 比补加钢球时要大的多 , 按理钢球大幅度提高 。 硬度应小于衬板硬度 一 为宜 , 可 表历年钢球硬度 , 衬板硬度 , 球磨机效率生产统计 牟牟牟 钢球表表球磨机衬板〔 “〕 〕 球磨机机钢球硬度与与 面面面硬度度度度度度度度度度度度度度度度度度度度产量量衬板硬度度 材料料起始硬度度 加工硬化后后单耗耗吨 台 时比值 硬度掩八八八八 普普 通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通通 ,,, 高高 ,,,,,,,,, 锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰锰 钢钢钢 ,,, ,,,,,,,, ,, , ,,, ,,,, ,,,,,,,,, 护少少护,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,,, 低低 一一 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、 口口口口口口口口口口 ,,,,,,,,, ,,, 金金金金金金金 高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高 ,,, 锰锰 ,,, ,,, ,,, 钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢钢 ,,,,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,, ,, 护,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹 沪沪,,,,,, ,尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹尹 ,,,,,,,,,,,,,,, , 一 , ,,,,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,