[發明專利]一種基于料層沖擊夾持破碎確定球磨機鋼球直徑的方法

有效

• 申請號: 201710586725.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107597310B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 毛亞郎;孫毅;單繼宏;金曉航;劉健;宋士剛
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學之江學院
• 主分類號: B02C17/18
• 分類號: B02C17/18;G06F7/509
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種基于料層沖擊夾持破碎確定球磨機鋼球直徑的方法，根據脆性顆粒的粒徑d、顆粒堆積密度ρ_b、料層夾持角α、料層顆粒破碎的單位質量能耗C₀，球磨機內介質縮聚層的直徑D₀，鋼球密度ρ_e，代入鋼球直徑計算公式計算鋼球適宜直徑。本發明專利克服了傳統經驗公式以及球半徑理論公式計算鋼球直徑的缺陷，從料層沖擊夾持破碎的角度計算鋼球直徑，以提高球磨沖擊粉碎的針對性、效率和能量利用率。

技術領域

本發明涉及一種基于料層沖擊夾持破碎確定球磨機鋼球直徑的方法，屬于粉體加工中的球磨粉碎領域，主要針對粒度較小、受鋼球沖擊時能夠形成有效料層的顆粒的球磨沖擊粉碎。

背景技術

在粉體加工中，球磨機因其結構簡單、操作維護方便、適應性強、生產能力大，廣泛應用于建材、冶金、選礦和電力等工業中，但也存在能耗高，能量利用率低的問題，尤其對細顆粒的球磨粉碎能耗更高。工業發展和市場需求對粉磨產品的粒度要求越來越細，提高細顆粒球磨能效對節能降耗具有重要的現實意義。

球磨機通過轉動筒體提升介質到高位，并以拋落沖擊形式實現對料層顆粒的粉碎。鋼球是球磨機應用最為廣泛的介質，也是實施球磨粉碎的直接載體。鋼球直徑的大小直接影響沖擊能量的大小、料層夾持范圍和料層顆粒的沖擊粉碎特性，對提高球磨粉碎的能量利用率至關重要。

現有計算球磨機鋼球直徑的方法有很多。在國外有奧列夫斯基公式拉蘇莫夫公式(D_b＝idⁿ)、戴維斯公式邦德公式這些公式過于簡化，難以真實反映球磨粉碎過程各因素與鋼球直徑之間的關系，計算誤差較大。國內段希祥在“球磨機鋼球尺寸的理論計算研究”中結合破碎力學原理和介質運動理論，提出了球半徑理論公式：考慮了更多的影響因素，提高了鋼球計算精確度。但是該公式是基于礦石單顆粒破碎所需沖擊能量的原理，并未考慮料層堆疊的情形，對較粗礦石的破碎效果相對較好，但對細顆粒料層沖擊破碎情形略顯不足。涉及鋼球直徑計算的專利CN201410814684.9，CN210410814692.3也主要從礦石力學性能角度計算鋼球直徑，未考慮顆粒料層粉碎對鋼球直徑的影響。

發明內容

本發明要克服現有技術的上述缺點，根據球磨機內料層顆粒沖擊破碎的特性，提供一種基于料層沖擊夾持破碎確定球磨機鋼球直徑的方法，將顆粒和料層初始特征與料層沖擊粉碎特征結合，為鋼球直徑的計算提供一種可行的辦法。

本發明的技術方案是：一種基于料層沖擊夾持破碎確定球磨機鋼球直徑的方法，步驟如下：

步驟1)檢測被沖擊粉碎顆粒的粒徑d，堆積密度ρ_b，獲得被粉碎顆粒和料層的初始特征；

步驟2)對料層開展不同高度的落球沖擊試驗，根據破碎質量變化曲線，獲得料層顆粒破碎的單位質量能耗C₀，料層完全破碎的臨界破碎質量；

步驟3)根據料層在鋼球沖擊下的夾持形態和破碎質量，計算料層夾持角α；

步驟4)根據鋼球在拋落下的運動形態、球磨機內介質縮聚層的直徑D₀和沖擊高度，以鋼球單次沖擊能量滿足被夾持料層顆粒完全破碎為條件，將顆粒參數(d)、料層狀態(C₀，ρ_b，α)和磨機參數(ρ_e，D₀)引入鋼球直徑計算公式：

顆粒參數d取入料顆粒粒徑的平均值，ρ_b在自然堆積下測得。