一、粉磨工藝的原理

破碎與粉磨統稱為粉碎。行業內習慣將大塊物料加工變為小塊物料的過程稱之為破碎；將粗顆粒物料變為細粉的過程稱之為粉磨。水泥生產過程中的粉磨工藝分為：生料制備工藝和水泥制成工藝兩大部分，簡稱為生料粉磨和水泥粉磨。石灰石、粘土、鐵粉等配合磨細稱為生料；熟料、石膏、混合材料配合磨細稱為水泥。

 1、水泥生產物料粉碎的目的（1）物料經過粉碎后，單位質量的物料表面積（比表面）增加，因而可以提高物理作用的效果及化學反應的速度；（2）幾種不同物料在粉體狀態下，容易達到混合均勻的效果。（3）粉狀物料也為烘干、運輸和儲存等提供了方便，并為煅燒熟料和制成水泥，保證出廠水泥的合格率創造了條件。

  2、研磨體及其級配物料在粉磨過程中，一方面需要沖擊作用，另一方面需要研磨作用。不同規格的研磨體配合使用，還可以減少相互之間的空隙率，使其與物料的接觸機會多，有利于提高能量利用率；在研磨體裝載量一定的情況下，小鋼球比大鋼球的總表面積大；要將大塊物料擊碎，就必須鋼球具有較大的能量，因此，鋼球（段）的尺寸應該較大；需要將物料磨得細一些，就應選擇小些的鋼球（段）。因此在粉磨作業時，要正確選擇研磨體且必須進行合理的級配。

3、研磨體級配基本原則

（1）入磨物料的粒徑大，硬度高，或要求產品粗時，球配的平均球徑應選大些，反之應小些。磨機直徑小，鋼球平均球徑也應小。平均球徑前倉和后倉應兼顧起來，球徑級差不宜太大。

（2）在滿足物料細度要求前提下，平均球徑應小些，借以增加接觸面積和單位時間的沖擊次數，提高粉磨效率。

4、預粉碎技術及其對于粉磨作業的作用以降低入磨物料粒度為主要手段，使球磨機節能高產的技術稱之為預粉碎技術。它把球磨機第一倉的粉碎工作，部分或全部由其他能量利用率高于球磨機的粉碎設備來完成，讓入磨物料粒度降低到5mm以下或更小，可使磨機臺時產量提高30%以上、單產電耗降低15～20%，產品顆粒組成更加合理。

（1）入磨粒度縮小后，第一倉研磨體平均球徑也要縮小；第一倉長度要縮短，倉容相應縮小；

（2）加強磨內通風，有利于降低磨內溫度，提高粉磨效率；

（3）閉路粉磨系統輔助設備的生產能力要加大，系統循環負荷率要降低，選粉效率要提高。

5、嚴格控制入磨物料的水份為了保證磨機正常操作、配料的準確和提高磨機的產、質量。當物料含水量大時，容易產生糊磨現象，磨內細粉粘附在研磨體和襯板上，使粉磨效率降低，嚴重時會使隔倉板篦孔堵塞造成磨機通風不良，物料難以通過，產量急劇下降，質量也引起較大的波動。但由于現在很多公司都在使用脫硫石膏，水份偏大，會對磨內通風，及現有的隔倉板篦孔及出料篦孔不能與所使用的脫硫石膏相適應。

6、粉磨系統選粉機是閉路粉磨系統的分級設備。它及時對出磨物料進行分選，合格細粉作為成品，不合格的粗粉重新返回磨機再粉磨；它能調節成品顆粒組成，滿足工藝要求，保證粉磨產品質量，選粉機的性能是影響閉路粉磨系統產、質量的主要因素之一。 但大多數情況下磨機運行效率越高，則選粉機負荷越低，單位重量內水泥所消耗的電量越低，所以我們通常說好水泥是磨出來的，而不是選出來的。

7、磨機通風加強磨機通風是提高磨機生產能力的主要途徑之一，有以下優點：

（1）減少球磨機內的過粉磨現象。使磨內微細粉，及時地被氣流帶走，消除了細粉結團、糊球、糊襯板現象以及對研磨體的緩沖作用。

（2）磨內的水蒸汽能及時的排除，使隔倉板篦縫不易堵塞，減少飽磨、糊磨現象。

（3）能降低磨內溫度，防止石膏脫水、出磨水泥假凝，有利于磨機正常運轉和保證水泥質量。 

（4）有利于車間環保和清潔生產。

8、“飽磨”原因（磨音發悶，電流表讀數下降，卸料很少）

（1）喂料量過多或入磨物料粒度變大、難磨，而未及時調整喂料量。

（2）入磨物料的水份過大，通風不良，水汽不能及時排出，造成“糊磨”，使鋼球的沖擊減弱，物料流速減慢。

（3）鋼球級配不當，一倉小球過多，平均球徑太低，沖擊力不強，或鋼球加得太少；或鋼球磨損嚴重，而沒有及時補球或倒球清倉，以及粉磨作用減弱。

（4）隔倉板損壞，研磨體竄倉，鋼球鋼段混合，級配失調。

（5）閉路磨機，由于選粉機的回料量過多，增大了磨內的料球比，造成粉磨效率下降。

9、 影響球磨機產、質量的因素

（1）入磨物料的粒度。由于立窯水泥廠使用的球磨機規格普遍偏小，所以，入磨物料粒度的大小對磨機的產、質量影響很大，粒度小，則磨機的產、質量高，電耗低；粒度大，則磨機的產、質量低，電耗高。

（2）物料的易磨性。物料的易磨性，是指物料被粉磨的難易程度，國家標準規定使用粉碎功指數Wi（kwh/t）表示。該數值愈小，說明物料愈好磨，反之愈難磨。水泥廠習慣使用相對易磨性系數，來表示物料被粉磨的難易程度。它是利用試驗小磨，將被測物料與標準砂對比，達到規定細度值，計算被粉磨的時間，與標準砂粉磨時間相同的為1，大于1的難磨；小于1的容易磨；比值越大越難磨，越小越好磨。

（3）入磨物料的水份。對于干磨法來說，入磨物料的水份對磨機的產、質量影響很大，入磨物料的水份越高，容易引起飽磨或糊磨，降低粉磨效率，磨機產量越低。因此，含水份較大的物料，入磨前的烘干是十分必要的。

（4）入磨物料的溫度。入磨物料的溫度過高再加上研磨體的沖擊摩擦，會使磨內溫度過度，發生粘球現象，降低粉磨效率，影響磨機產量。同時磨機筒體受熱膨脹影響磨機長期安全運轉。因此，必須嚴格控制入磨物料溫度。

（5）添加助磨劑。常用助磨劑大多是表面活性較強的有機物質，在物料粉磨過程中，能夠吸附在物料表面，加速物料粉碎中的裂紋擴展、減少細粉之間的相互粘結，提高粉磨效率，有利于球磨機的節能高產。國家標準規定：在水泥生產過程中允許加入助磨劑，但摻加量不得超過1%。

10、系統配置缺陷：

（1）磨機各倉長度。各倉長度選擇不當，使各倉能力不平衡，從而影響粉磨效率。

（2）系統通風不足。加強通風可排出磨內水蒸汽和微細粉，防止粘球和堵塞，減少磨內過粉磨現象，降低磨內溫度，改善粉磨條件，提高粉磨效率，以利于磨機產、質量提高。

（3）研磨體的種類、級配、平均球徑和裝載量。球磨機粉碎物料的過程，主要是通過研磨體的運動來實現的，合理地選擇和使用研磨體是球磨機節能高產的重要環節。

（4）高效選粉機的選用。閉路粉磨系統中，選粉機是物料細度控制的重要設備，也是節能高產的主要幫手；其結構、性能和系統組成，對磨機生產過程中的影響極大。

11、研磨體裝載量和級配的檢驗

（1）磨機產量低，產品細度較粗：開流磨，一般是裝載量不足所致、二倉球徑偏大、總載量低，物料難磨，閉流磨則反映出循環量很大。應該增加研磨體裝載量和調整球配，兼顧前后倉的粉磨能力，以使該粉磨系統能力充分發揮；

（2）磨機產量較高，但產品細度較粗：是由于磨內物料流速太快，沖擊能力過強而研磨能力不足所致。應該在裝載量不變的情況下，減大球，加小球，降低平均球徑； 

（3）磨機產量低，產品細度較細：一般是大鋼球太少，填充率偏大，導致沖擊破碎作用減弱，應該在裝載量不變的情況下，減小球，加大球，提高平均球徑 。

（4）產量高、細度合格：合理的研磨體裝載量和級配是必不可少的。

二、球和耐磨襯板的性能

伴隨著水泥工業的高速發展，磨機直徑規格越來越大，對球磨機襯板要求也隨之越來越高。襯板結構也由過去單純的防護內襯發展成為一種技術性和理論性都很強的“裝置”。而具有先進結構設計的襯板可以有效提高磨機產量，降低電耗，增加水泥比表面積，減少噪音。它的形狀也早已不是簡單的板狀。特別是近年來在高細篩分磨中大量應用的擋料圈、環等早已偏離了“防護”這一初始概念，其形式之多、形狀之繁，不勝枚舉。那么在生產實踐中，具體應選用何種材質、何種結構的襯板，則要因時因地根據具體的工況條件合理地選配。水泥粉磨作業更是很難找出兩臺運營結果參數如兩臺同型號機床這么相近的兩臺磨機，甚至在一個車間里兩臺同型號且是10條配料線下來的磨機，其產量、電耗、比表面積都不完全相同。這就是粉磨作業的獨特特點，所以說就造成了各子公司雖然所有設備均相同，但各磨機之間的產量及電耗，設備消耗均不一樣的原因。

三、襯板結構和隔倉板配置之間的差異

1、磨頭

磨頭襯板是安裝在磨頭端蓋或筒體端蓋內壁上的襯板，它的主要作用是保護端蓋不受磨損。有時一些特殊形狀的磨頭襯板有強制提升研磨體、改變研磨體運動軌跡和對研磨體輔助分級作用。當磨機運轉時，磨內研磨體做“瀑瀉”運動，與磨頭襯板相鄰部位的研磨體就要對其產生沖擊和相對摩擦作用。特別是貼近磨頭襯板部分的研磨體，在側鄰堆積研磨體擠壓下，對磨頭襯板產生正壓力。當磨機回轉時，摩擦驅動提升鋼球，就像把鋼球“硬刮”上去了一樣，這便使磨頭襯板產生相當大的磨損，這個磨損工況要比筒體襯板所受條件更加惡劣。這也解釋了為什么大磨磨頭襯板磨損情況更糟的問題。原因很簡單，因為大磨直徑大，研磨體裝載量大，對側向磨頭襯板壓力和沖擊力也急劇增加，在其他條件相同前提下，磨損自然愈加嚴重了。磨頭襯板磨損是不均勻的，多有一個磨損最嚴重的寬帶區，同時在正常情況還有磨損切削線在磨機半徑方向.

下面重點向大家介紹如何解決磨頭襯板壽命短的方法與措施。解決磨頭襯板早期磨損的方法一般有改變形狀與改進材料兩大途徑。首先來看改變形狀，即：

（1）局部加厚，即對嚴重磨損區在不影響粉磨效率的前提下適當加厚。

（2）在磨頭襯板上設置合適的凸棱，控制了研磨體與磨頭襯板相對滑動，減輕了磨損，同時還有助于研磨體提升與分級。在水泥磨上效果不錯，磨機產量還能提高一個規格檔次，只要廢鋼率不增加，在磨頭易磨損部位適當加厚和加凸棱，也就是我們通常所說的加筋。在經過很多公司使用后證明，很多公司對磨頭襯板所加筋就能繼續使用4~6個月以上。

（3）焊接。如還需要節約成本，延長磨頭的使用壽命，還可用焊補法。將平時更換后的舊隔倉板和出料篦板取兩側邊條，代替筋焊接上去，但必須是在第一次筋剛剛磨掉，且磨頭表面還是平整的情況才能易于焊接，如果表面一旦出現凹陷，那就不能使用焊補法了。

2、筒體襯板

目前大部分水泥磨機一倉襯板都是使用階梯型的，只有Φ3*9M磨機使用的是波形階梯。此階梯襯板設計年代久，已跟不上現在生產需要。且相同材質、相同工藝條件下磨損偏快，現在有些廠家已改用溝槽襯板，使用情況較好。后面會詳細講解溝槽襯板的好處。通常情況下，Φ3.8x13m，Φ4.2x14.5m水泥磨一倉階梯前五排左右，二倉分級襯板前十排左右，在相同材質下磨損偏快，且易出現斷裂現象。我們經常回訪，發現很多公司都是這種情況，建議將一倉前五排，二倉分級前十排也改成溝槽襯板或全部更換溝槽襯板，這對各方面運行都能帶來好處。這樣鋼球就不能直接接觸襯板，HRC硬度對襯板的影響就大大減少。

3、隔倉板

隔倉板是成套襯板的重要組成部分，隔倉板性能好壞不僅影響成套襯板壽命和磨機運轉率，更對磨機粉磨效率產生重要的影響。因而，無論是粉磨技術領域還是耐磨材料領域的專家，對此項研究都投入了相當的精力。研究隔倉板一般要從材質和結構兩個方面進行。先從結構來講。近幾年來所設計制造的磨機大部分工作原理基本都是合理的，也能基本滿足現有的工藝條件。但也存在著兩個方面的問題：一是隔倉板及隔倉盲板偏薄。隔倉板是磨機的心臟，屬于磨機最關鍵部位，這點我不細說大家都會明白的。在質量確定的情況下，適當增加厚度，利于磨機的安全運行，且能減少更換次數，在廢鋼率固定的情況下，對于企業來說是節約運行成本的。因為原配裝的很多易損件只會考慮合同周期和滿足運行條件的需要。隔倉架的鋼板厚度和寬度也是存在這樣的情況，有時也只考慮合同周期和運行需要，隨著各公司逐步使用脫硫石膏，對隔倉支架的服飾也在逐漸加快。所以說在更換新的隔倉支架一定要充分考慮新隔倉支架的使用壽命隔倉支架兩側鋼板需強度足夠外，主要磨損部位是鋼管和揚料板。當鋼管和揚料板達到一定的厚度后，就能保證其強度。

4、溝槽襯板

溝槽襯板是在襯板的表面鑄出經過精心設計計算的一道道圓弧形溝槽。由于它的存在，改變了以往在磨內鋼球與研磨體的點接觸，物料容易從鋼球四周擠走的現象。一倉波紋階梯使用時間偏短的現象，經過我們一段時間的觀察認為在襯板的結構形式上存在一定的缺陷（雖然襯板的使用壽命與很多因素有關……）。因為這種磨機都是2000年左右設計生產的，當時的技術水平遠遠落后，所設計的階梯波紋形狀是磨機的水平方向，正好和鋼球所運行的方向相交，因為一倉是破碎倉，鋼球對襯板的沖擊力較大，不管所用階梯的波浪在水平方向有多大的落差，磨機在運行中首先要將襯板在磨機運行的旋轉方向進行相交切割，這就造成了襯板水平方向的波形和磨機旋轉方向的運動也就是上下運動相沖突，造成了鋼球和襯板的急速磨損，直到磨損成旋轉方向的溝槽為止。有事實證明所有磨機一倉襯板磨損到最后都是變成了磨機旋轉方向的溝槽。隨著建材機械技術的不斷發展，近年來所有磨機一倉都已不采用這種形式，而是改用有高低落差的標準階梯或有環溝形狀的溝槽襯板，它的特點是增加鋼球在自由落體運動中與襯板旋轉方向的溝槽中所破碎的物料面積和破碎量，減少了鋼球對襯板的直接沖擊，既降低了磨機內噪音，又提高了一倉的破碎能力，從而提高了磨機的產量，根據我們的生產經驗改用溝槽襯板后（單件重量不變，與原波形階梯重量相同，其同等材質同等工藝條件下其使用壽命能提高一至兩年）大大提高了企業的經濟效益。如在南京海螺和上海海螺。他們都在春節左右在Φ3*9M磨機換上了溝槽襯板，工藝方面只是把鋼球積配做了調整，產量都在原基礎上提高了2～3噸。同時此種磨機的隔倉系統由于設計生產年代的原因，也已不能適應現代水泥的需要，建議領導大膽改進，把現在的單圈雙層隔倉系統改為兩圈雙層。

四、襯板的磨損原理和原因分析

1、磨損原理

磨機在回轉時，磨內研磨介質（鋼球、段、棒等）、物料被襯板帶至一定高度后拋落或瀉落，在拋落研磨介質及物料過程中對襯板形成了沖擊和磨損。水泥工業由于細度控制要求，磨機長徑比一般大于2.5，全磨多分為2～3個倉（最多至5個倉）。一般一個二倉磨，一倉的功能為細碎與粗磨，它的入磨粒度一般在P80≤25mm（若配有細碎機和輥壓機則分別是P80≤5mm和P80≤1.0mm左右），企業工況條件不同會有所區別。由于入磨物料粒度大，故一倉內最大球徑在90～100mm，平均球徑在70～75mm.大直徑鋼球以較大的沖擊力砸削襯板，物料被鋼球沖、擠后，其尖角侵入襯板，此時襯板的磨損機理是以高應力沖擊鑿削磨損為主，擠壓鑿削為輔。

2、磨機襯板損壞的主要形式

磨機襯板損壞的主要形式有斷裂、磨損等，與不合理裝配、產量等方面都有關系大類。

首先，咱們談談斷裂問題。斷裂是磨機襯板生產制造與應用中最嚴重的問題，這類問題除與使用有關外，在制造方面一般包括以下幾個原因：

化學成分設計不合理或化學成分控制不準確；

有嚴重的冶金質量問題，如夾雜物超標、成分偏析等；

有嚴重的鑄造缺陷，如縮孔、疏松、氣孔、鑄造金相組織不良等；

熱處理工藝設計不合理或熱處理工藝控制不準確；

生產過程中應力控制與消除不合理，如不合理的鑄造工藝設計，澆鑄后松箱、開箱時間不合理，打磨、焊補方式不當及熱處理淬火后未及時回火等。

安裝的問題：

混裝的危害:

由于生產廠家所生產的材質所具有的特性不一樣，主要指HRC硬度和韌性。

3、襯板選材與結構設計不匹配(當然現在已經不大采用高錳鋼了)

這一般指兩個方面的問題。一方面是指過去襯板多采用高錳鋼材質，由于合格高錳鋼很脆，韌性很差。另一方面是指過去襯板往往有兩個螺栓孔，并且是方孔的，這在鑄造上很容易造成內部和尖角應力集中，建議其襯板一截為二，雙孔改成單孔，方孔改成橢圓孔。這樣一來，解決了鑄造應力問題。就目前Φ4.2x14.5m等磨機磨頭和隔倉板在設計時都是方孔，建議全部改成普通橢圓孔。英德海螺和英德龍山公司已經改造，效果不錯。既方便了螺栓采購，還能將磨頭襯板使用至極限1cm～2cm厚度，降低了廢鋼率。