钢球论

前几讲咱们讨论了钢球的主要品种分类、生产方式及钢球的失效类型，并从钢球自身质量因素和使用工况、服役条件分析研究了影响钢球失效的原因和机制，可以说主要是从材料与磨损条件的角度来研究钢球。其实，我们不仅要从研究生产各种新材质、新工艺钢球来减少磨损着手，还要从了解钢球的几何形体、尺寸规格等钢球的最基本技术参数开始，通过对磨机工况，粉磨工艺条件和技术参数了解，进而整合先进钢球级配技术，从而达到磨机高产、稳产，钢球、衬板低消耗的系统最优结果。这也是当初构成栏主倡导的系统研究《粉碎工程耐磨材料学》的着眼点之一。

一、关于钢球的主要规格尺寸

钢球的规格尺寸随着磨外预粉碎工序能力的强化，入磨物料粒度大幅度降低而明显减少，很多朋友跟我交流起粉磨方面技术问题，尤其是钢球级配时，我坚持的钢球级配技术观点是“对等”、“等比”、“略大”六个字。说“对等”也就是说：对应一种原料粒径会有一个相对粉碎效能较高的钢球球径。在此与大家分享一下栏主在这方面多年的工作心得：目前主流的新型干法生产线所生产的熟料，在常规管磨机里入磨物料粒度与合适的球径对应关系大致如下表

从这张表可以看出一个有意思的问题，即后半部分，当熟料细到0.3mm以下时需要微球（微段）才呈现高粉碎效能。反过来说，微球只有在给料合适时，例如使用φ10、φ12微球（相当于φ8×8、φ10×10微段），给料小到0.2mm至0.3mm才是合适的，否则微球（段）效能是发挥不出的。很多企业微球（段）用不好最后倒掉，换小球（段）后情况好转，其根本原因就在于从隔仓板进到研磨仓的物料不能做到足够细罢了。水泥企业的朋友们有兴趣可以回去做个“磨内筛析曲线”，对研磨体尝试调整一下，一定会有所收获的。

下表2是钢球的规格尺寸技术参数表，仅供朋友们在日后工作中参考：

二、钢球的基本形状：

钢球的基本形状，除了大家看到的正圆形外还有胶囊球、椭圆球、阴阳球和多缺球。胶囊球、椭圆球和阴阳球栏主当年在八十年代中期，跟着吴锦旗等先生展开过相对比较系统的研究，个中酸甜苦辣难以言表。栏主负责任的告诉大家，这类技术拿去忽悠两篇文章发表、吹吹牛、混口饭吃，大家也就半睁半闭您那双大智若愚的法眼，随他去吧。倘若有朝一日那位仁兄头天晚上喝高了点，真要上这个项目，且听栏主招呼一句“慢”，您最好悠着点。

至于“多缺形球”也就是在一个好端端的圆球上硬生生掏出几个球缺（球窝），搞得球不球，窝不窝，多面体不多面体的四不像玩意，居然也像模像样的在国内推广，这可是法国专家的杰作啊！不愧是被法兰西浪漫风情激发出的浑身带着金色香槟泡沫的伟大创意。您想想，这圆球在磨机里一头扎进那个等直径球缺（球窝），如含情脉脉扎进那风情万种的法国女郎怀里一般，但见圆球挤压熟料在球缺（球窝）里磨呀磨呀……说实在话，我对这位法兰西大哥早年关于“单仓磨”“大直径球配”“粗轴径大风量磨机”“波形沟槽衬板”等技术论点还是相当认同的。唯独这“多缺形球”，咳……那一日迷迷糊糊不知过了多少时辰，栏主的法眼忽然瞅见那磨机里乱成一锅粥，只见大大小小的钢球、球缺全不听招呼了，大球非往小球缺里凑热闹，干那么挤呀挤，就是挤不进去，小球就愣是在那大球缺（球窝）里打转，栏主正急的一头汗，忽见磨内一阵阴风，只见大大小小的钢球有如鬼使神差般地一个个门当户对的等直径钢球与球缺（球窝），如“梦里寻它千百度，佳人就在门后等”似的，一个个对上了，但听“咔嚓”一声，钢球正好不偏不倚挤进了等直径球窝里，直将夹在其中的熟料磨呀磨。哇塞！水泥像自来水一样哗哗地往外淌……栏主使劲捶了捶自己生涨的脑瓜子，又狠命在大腿上掐了一把，昨晚那瓶法国XO级白兰地看起来并不比牛栏山二锅头猛啊。难道是栏主俺脑子里进水了不成？

走进水泥金属耐磨材料-话说钢球（八）--钢球（研磨体）级配

来源：来自网络作者：卢洪波字体：大中小

前几讲咱们从不同的角度论述了这样一个概念，即钢球的磨耗除了与钢球材质、制造工艺有关外，还与粉磨工艺、物料条件及使用管理等方面有着密切的关系。其中研磨体级配是否合理，不仅很大程度地影响磨机粉磨效率，也影响产品颗粒级配及形状，进而导致产品性能的差异化，而且对钢球等研磨体磨耗也造成相当大的影响。这也是栏主一而再、再而三地倡导将耐磨材料与粉碎工程统筹思维的重要原因。

钢球（研磨体）级配主要研究的内容包括：1、最大球径；2、平均球径；3、级配数；

4、填充率；

5、装载量等参数，这些参数不仅与入磨物料粒度、温度、水份、混合材的品种及物料易磨性、易碎性有关，还与磨机工艺条件，如开路或闭路磨、磨机转速比、系统循环负荷量设计、选粉机效率、出磨水泥的筛余、比表面积等有关，同时还与磨内风量、风速、风压设计，隔仓板、篦板的结构、篦缝形式、通料面积、筒体衬板的结构、形状设计、衬板磨损程度、物料在磨内流速、通过时间等诸多参数有关。说实在话，栏主从业近三十年不知读了多少这方面文章、资料，调试各种各样的磨机不知有多少台，也不知与多少各种各样的“专家”、“高手”交流、探讨，时至今日也没有见过几个真正让人心服口服的“钢球级配”“大腕”！大多理论多半是“银枪蜡头”，中看不中用。别说不同的磨级配不一样，同规格的磨各厂级配多不相同。甚至一个车间一条配料线下来的两台一模一样的磨级配都不一定相同，这也是这门技术的挑战性和包括栏主在内的许多人乐此不疲的原因。说实在话，包括栏主自己在内也很难形成一个系统的理论，更不要谈什么公式了，但心得还是有那么几点，仅供朋友们“批评参考”，嘿嘿……

一、最大球径设计

钢球（研磨体）级配关键参数之一是最大球径设计，磨内最大钢球球径与粉磨物料的硬度、粒度有关，并受磨机的直径等因素的影响。朋友们可以先看几个常见的公式：

（一）一般简易的计算方法如下：

d max=28d1/3

式中d max——最大钢球直径；mm；

d——最大粒度尺寸；mm。

（二）比较科学的计算最大球径的公式如下：

d max =20.17×（F80/K）1/2·

max

F80——80%通过的入料粒度；μm；

W i——实测的物料粉磨功指数；kW·h/t；

Cs——磨机临界转速的百分数；%；

S——物料的密度；g/cm3；

K——干法开流或闭路粉磨；K=32

（三）按邦德理论推导的“邦德公式”如下：

d max=20.17· mm

式中d max——最大钢球直径；mm；

D i——磨机有效直径；m；

d goa——80%通过的喂料粒度；μm；

K——常数。干法开、圈流粉磨为K=335；

湿法开、圈流粉磨为K=330；

A iB——邦德功指数；kW·h/t；

e——喂料的容重；t/m3；

φ——转速比；%

说实在话，栏主对这几个公式的看法是：对初入行人员有一定基础理论学习指导意义，但生产中若当真机械照搬应用，您还是“歇菜吧”。栏主在此向大家推荐一个自己多年工作实践总结出的经验数据表，实用性倒比以上几个公式强多了，不信朋友们回去不妨一试：

注：F95指进入该仓物料95%通过粒径

注意，针对不同物料性质和工艺参数，要结合装载量、填充率、级配数和平均球径联动设计，特别还要注意结合磨内风量及出磨成品水泥的细度等参数。

二、平均球径

平均球径的计算相对简单些，各粉磨仓的平均球径可按下式计算：

d平均= mm