圆盘造球机概述
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自动分级效果取决于是否能正确地选择圆盘造 球机的工艺参数，以便最大限度地提高造球机的产 量和质量。因此，对圆盘造球机中的物料运动规律 进行分析是必要的。
二、圆盘造球机的结构
圆盘造球机是目前国内外广泛采用的造球设 备，我国球团厂都采用这种设备 。
从结构上可分为：① 伞齿传动圆盘造球机 ② 内齿传动圆盘造球机
实验表明，随造球时间的延长，生球的抗压 强度、落下强度均提高。
6. 圆盘转速n
① 当圆盘直径、倾角一定时，转速n只能在一定范围 内变动。 ② 转速过大，离心力过大，物料甩到盘边，造成圆盘 中心空料，不能分级； ③ 转速过小，离心力不够，物料不能上升到盘顶，造 成母球区形成空料区。 ④ 一般以圆盘边线速度计，约1.0~2.0m/s。或以最佳 转速为临界转速的60~70%来控制。
表1 我国已系列化的圆盘造球机基本参数
2. 圆盘边高 随着直径增大，边高也应相应增大，边高可
按直径的0.1~0.2倍考虑。 边高与圆盘倾角和圆盘直径有关，它的大小
直接影响着造球机的容积填充率。倾角越小，边高 越大，则填充率越大。但填充率过大，部分粉料不 能形成滚动运动，造球机生产率反而下降，所以圆 盘边高是有一定限度的。
克拉特（Klatt）则认为常数 0.2只适宜于直 径为4m以下的圆盘。直径再大时 ，该常数值应逐
渐减小。
西德鲁奇公司提出的计算圆盘边高的公式为
h＝0.07Ｄ＋0.217
（2）
此公式对于计算大直径圆盘的边高较合适，对于
小直径圆盘，按此公式算出的边高值偏大。 通常情况下：
直径1000mm的造球机，α＝45°，边高为180mm； 直径5000mm的造球机，α＝ 45°～47°，
图3 伞齿轮传动的圆盘造球机结构图
2. 内齿轮传动的圆盘造球机
内齿轮传动的圆盘造球机是在伞齿轮传动的圆 盘造球机的基础上改进的。改造后的造球机主要结 构为，圆盘连同带滚动轴承的内齿圈固定在支承架 上，电动机、减速机、刮刀架均安在支承架上，支 承架安装在机座上，并与调整倾角的螺杆相连，当 调节螺杆时，圆盘连同支承架一起改变角度。
单纯考虑倾角时，减小倾角，增大成球粒度；
增大倾角，减小成球粒度。取值一般在45°~60°。
转速高的圆盘，其倾角可取大值，否则应取小值。
倾角过大，则物料对盘底压力减小，物料的提升高
度降低，盘面不能充分利用，使圆盘造球机的产量 下降。 倾角的大小由经验确定，一般为40°～ 50°。对于某些物料，在某种转速下，倾角也有大 到60°的。
1-圆盘 2-刮刀 3-刮刀架 4-小齿轮 5-减速机 6-电动机 7-调倾角螺杆 8-底座 9-内齿圈
图4 伞齿轮传动的圆盘造球机结构图
3. 三维造型及实物图
机架
传动装置 动力装置
侧刮刀
圆盘
传动方式： 大型滚动轴 承内齿传动
三、圆盘造球机的参数
为了制取合格的生球，圆盘造球机的参数， 如圆盘转速、圆盘倾角、盘边高度、填充率以及物 料停留时间等，均应根据不同的圆盘规格而定，圆 盘直径是圆盘机的最主要参数。
圆盘造球机的造球过程如上页图1所示。 ① 它的主要部件系倾斜的带有周边的钢质圆盘，圆盘绕中心
轴（或中心线〕按一定速度旋转； ② 通过皮带机向盘内加料区加入细粒的混合矿料； ③ 从圆盘上方用喷水器加入适量水分，由于水的凝聚力的作
用，使散料形成母球（见下页图2） ； ④ 物料在盘边、盘底产生的摩擦力的带动下向上提升，当矿
1. 圆盘直径 圆盘造球机的圆盘直径，①决定着圆盘面积
的大小。其面积对生球质量没有影响，但对造球机 的产量却具有决定性的意义。②直径D增大，加入 盘中物料增多，物料在盘内碰撞的几率增大，有利 于母球的形成、长大和密实。
根据对圆盘造球机的运动特性分析，其产量 是与圆盘面积或圆盘直径的平方成正比的。
圆盘直径的大小，主要依据造球规模的大小 而定。我国规定的造 球 机 圆 盘 直 径 3200、3500、4000、4500、 5000、5500、6000ｍｍ 十种 。 国外的圆盘直径有高 达7500mm 的。 表1列举了我国常用圆盘造球机的技 术参数，表2为国外圆盘造球机的技术参数。
3. 圆盘造球机的自动分级原理
所谓球粒的自动分级，即圆盘中物料能按其本 身粒径大小有规律地运动，并且都有各自的运动轨 迹。 物料如图1所示的运动轨迹逐渐长大，且粒度 大的，运动轨迹靠近盘边，且在料面上。相反，粒 度小或未成球的物料，其运动轨迹贴近盘底和远离 盘边。 当球径大小到达要求时，则从盘边自行排 出，粒度小的球贴近盘底运动，继续滚动长大。
料被带至一定高度时，即当其本身的重力分量大于摩擦力分 量时，矿料将向下滚落，类似于“滚雪球”，细粒物料粘在潮湿 的母球表面，不断滚粘散料而长大，不同大小的母球随圆盘 作上向、下向滚动运动，不断搓压而密实，并长大到规定的 尺寸； ⑤ 不同尺寸的小球颗粒自然分级，小颗粒离开排料端，贴盘
底沿大圆弧滚动，大颗粒集中往排料端（盘边）滚动，最后 经盘边排出。
4. 圆盘充填率 数值太大，会破坏物料的运动性，不能按粒
度分层，其值一般在10~20%之间。
5. 造球时间 从物料进入圆盘到制成合格生球的时间为造
球时间。 造球时间与成品球的粒度和质量要求、原 料成球的难易、原料的粒度等有关，时间的长短可 由调整圆盘的转速和倾角来控制。 一般情况下 ，造球时间为６～８min。
1. 伞齿传动圆盘造球机
主要由圆盘、刮刀、刮刀架、大伞齿轮、小 圆锥齿轮、主轴、调倾角机构、减速机、电动机、 三角皮带和底座等组成，见图3。造球机的转速可 通过改变皮带轮的直径来调整，圆盘的倾角可以通 过螺杆调节。
1-刮刀架 2-刮刀 3-圆盘 4-伞齿轮 5-减速机 6-中心轴
7-调倾角螺杆 8-电动机 9-底座
边高为600～650mm。 在1000～5500mm之间的圆盘直径和边高，可用插
入法求得。 大于 5500mm 的圆盘，推荐用德国鲁奇公式的计
算公式。
3. 圆盘倾角 圆盘倾角与物料
性质和圆盘转速有关。
不同物料其安息角不 同，用于不同物料的圆 盘 ，其倾角必须大于物
料的安息角。否则，物 料将形成一个相对于盘 底静止的粉料层，与圆 盘同步运动，此时，可 借助刮刀强迫物料下落 而滚球，成球后安息角 自然减小了。否则，无 法进行造球。
从上述要求出发 ，多年来国内外都进行了大量
的试验研究工作，这对于球团矿的发展起了很好的促 进作用。 据报导，目前国内外有以下几种造球机械设
备：圆筒造球机；圆盘造球机；圆盘型圆锥造球机； 螺旋挤压－圆锥造球机；其他。
一、圆盘造球机的工作原理
图1 圆盘造球机造球过程示意图 １-加料；２-排球
1. 工作原理
朝阳仁泽冶金机械制造有限公司设备参数：
湖北腾飞铸造设备有限公司设备参数：
当圆盘直径和倾角都不变时，边高还与原料 的性质有关。 如果物料的粒度粗、粘度小，盘边应
取得高些；反之就可取得低些。
布雷尼（Bhrany）曾提出：
h ＝CD 式中 ：ｈ ——— 边高，ｍ ；
Ｄ ——— 圆盘直径，ｍ ； Ｃ ——— 常数 。
（1）
皮契（Pietsch）和邦布莱德 （Bombled）认 为该常数Ｃ为0.2。
造球机械设备
圆盘造球机
任素波
燕山大学机械工程学院
将细粒物料预先在造球机中成球及球团固结，
是球团生产的两大基本环节，因此，造球机是球团厂 的重要设备之一。 造球机工作的好坏，直接影响球团
矿产量和质量及球团厂的技术经济指标。 对于造球机械设备，一般有以下要求：①结构
简单，工作平稳可靠；②设备重量轻，电能消耗少； ③对原料的适应性强，易于操作和维护；④产量高， 质量好。
图2 圆盘造球机加水加料过程示意图
2. 圆盘造球机的工作特点
① 为了制造出质量良好的球团 ，对造球机要求不仅能 产生滚动运动，使物料滚动成球，而且能使料球产生一 定的压实力，这就要求圆盘的安装应倾斜一定的角度， 当圆盘转动时，能使物料产生上向及下向的滚动运动， 制出球团。 ② 所需要的给料量相当于排出的生球量。 ③ 能按颗粒大小自动分级，排出的是尺寸合格的生球。
二、圆盘造球机的结构
圆盘造球机是目前国内外广泛采用的造球设 备，我国球团厂都采用这种设备 。
从结构上可分为：① 伞齿传动圆盘造球机 ② 内齿传动圆盘造球机
实验表明，随造球时间的延长，生球的抗压 强度、落下强度均提高。
6. 圆盘转速n
① 当圆盘直径、倾角一定时，转速n只能在一定范围 内变动。 ② 转速过大，离心力过大，物料甩到盘边，造成圆盘 中心空料，不能分级； ③ 转速过小，离心力不够，物料不能上升到盘顶，造 成母球区形成空料区。 ④ 一般以圆盘边线速度计，约1.0~2.0m/s。或以最佳 转速为临界转速的60~70%来控制。
表1 我国已系列化的圆盘造球机基本参数
2. 圆盘边高 随着直径增大，边高也应相应增大，边高可
按直径的0.1~0.2倍考虑。 边高与圆盘倾角和圆盘直径有关，它的大小
直接影响着造球机的容积填充率。倾角越小，边高 越大，则填充率越大。但填充率过大，部分粉料不 能形成滚动运动，造球机生产率反而下降，所以圆 盘边高是有一定限度的。
克拉特（Klatt）则认为常数 0.2只适宜于直 径为4m以下的圆盘。直径再大时 ，该常数值应逐
渐减小。
西德鲁奇公司提出的计算圆盘边高的公式为
h＝0.07Ｄ＋0.217
（2）
此公式对于计算大直径圆盘的边高较合适，对于
小直径圆盘，按此公式算出的边高值偏大。 通常情况下：
直径1000mm的造球机，α＝45°，边高为180mm； 直径5000mm的造球机，α＝ 45°～47°，
图3 伞齿轮传动的圆盘造球机结构图
2. 内齿轮传动的圆盘造球机
内齿轮传动的圆盘造球机是在伞齿轮传动的圆 盘造球机的基础上改进的。改造后的造球机主要结 构为，圆盘连同带滚动轴承的内齿圈固定在支承架 上，电动机、减速机、刮刀架均安在支承架上，支 承架安装在机座上，并与调整倾角的螺杆相连，当 调节螺杆时，圆盘连同支承架一起改变角度。
单纯考虑倾角时，减小倾角，增大成球粒度；
增大倾角，减小成球粒度。取值一般在45°~60°。
转速高的圆盘，其倾角可取大值，否则应取小值。
倾角过大，则物料对盘底压力减小，物料的提升高
度降低，盘面不能充分利用，使圆盘造球机的产量 下降。 倾角的大小由经验确定，一般为40°～ 50°。对于某些物料，在某种转速下，倾角也有大 到60°的。
1-圆盘 2-刮刀 3-刮刀架 4-小齿轮 5-减速机 6-电动机 7-调倾角螺杆 8-底座 9-内齿圈
图4 伞齿轮传动的圆盘造球机结构图
3. 三维造型及实物图
机架
传动装置 动力装置
侧刮刀
圆盘
传动方式： 大型滚动轴 承内齿传动
三、圆盘造球机的参数
为了制取合格的生球，圆盘造球机的参数， 如圆盘转速、圆盘倾角、盘边高度、填充率以及物 料停留时间等，均应根据不同的圆盘规格而定，圆 盘直径是圆盘机的最主要参数。
圆盘造球机的造球过程如上页图1所示。 ① 它的主要部件系倾斜的带有周边的钢质圆盘，圆盘绕中心
轴（或中心线〕按一定速度旋转； ② 通过皮带机向盘内加料区加入细粒的混合矿料； ③ 从圆盘上方用喷水器加入适量水分，由于水的凝聚力的作
用，使散料形成母球（见下页图2） ； ④ 物料在盘边、盘底产生的摩擦力的带动下向上提升，当矿
1. 圆盘直径 圆盘造球机的圆盘直径，①决定着圆盘面积
的大小。其面积对生球质量没有影响，但对造球机 的产量却具有决定性的意义。②直径D增大，加入 盘中物料增多，物料在盘内碰撞的几率增大，有利 于母球的形成、长大和密实。
根据对圆盘造球机的运动特性分析，其产量 是与圆盘面积或圆盘直径的平方成正比的。
圆盘直径的大小，主要依据造球规模的大小 而定。我国规定的造 球 机 圆 盘 直 径 3200、3500、4000、4500、 5000、5500、6000ｍｍ 十种 。 国外的圆盘直径有高 达7500mm 的。 表1列举了我国常用圆盘造球机的技 术参数，表2为国外圆盘造球机的技术参数。
3. 圆盘造球机的自动分级原理
所谓球粒的自动分级，即圆盘中物料能按其本 身粒径大小有规律地运动，并且都有各自的运动轨 迹。 物料如图1所示的运动轨迹逐渐长大，且粒度 大的，运动轨迹靠近盘边，且在料面上。相反，粒 度小或未成球的物料，其运动轨迹贴近盘底和远离 盘边。 当球径大小到达要求时，则从盘边自行排 出，粒度小的球贴近盘底运动，继续滚动长大。
料被带至一定高度时，即当其本身的重力分量大于摩擦力分 量时，矿料将向下滚落，类似于“滚雪球”，细粒物料粘在潮湿 的母球表面，不断滚粘散料而长大，不同大小的母球随圆盘 作上向、下向滚动运动，不断搓压而密实，并长大到规定的 尺寸； ⑤ 不同尺寸的小球颗粒自然分级，小颗粒离开排料端，贴盘
底沿大圆弧滚动，大颗粒集中往排料端（盘边）滚动，最后 经盘边排出。
4. 圆盘充填率 数值太大，会破坏物料的运动性，不能按粒
度分层，其值一般在10~20%之间。
5. 造球时间 从物料进入圆盘到制成合格生球的时间为造
球时间。 造球时间与成品球的粒度和质量要求、原 料成球的难易、原料的粒度等有关，时间的长短可 由调整圆盘的转速和倾角来控制。 一般情况下 ，造球时间为６～８min。
1. 伞齿传动圆盘造球机
主要由圆盘、刮刀、刮刀架、大伞齿轮、小 圆锥齿轮、主轴、调倾角机构、减速机、电动机、 三角皮带和底座等组成，见图3。造球机的转速可 通过改变皮带轮的直径来调整，圆盘的倾角可以通 过螺杆调节。
1-刮刀架 2-刮刀 3-圆盘 4-伞齿轮 5-减速机 6-中心轴
7-调倾角螺杆 8-电动机 9-底座
边高为600～650mm。 在1000～5500mm之间的圆盘直径和边高，可用插
入法求得。 大于 5500mm 的圆盘，推荐用德国鲁奇公式的计
算公式。
3. 圆盘倾角 圆盘倾角与物料
性质和圆盘转速有关。
不同物料其安息角不 同，用于不同物料的圆 盘 ，其倾角必须大于物
料的安息角。否则，物 料将形成一个相对于盘 底静止的粉料层，与圆 盘同步运动，此时，可 借助刮刀强迫物料下落 而滚球，成球后安息角 自然减小了。否则，无 法进行造球。
从上述要求出发 ，多年来国内外都进行了大量
的试验研究工作，这对于球团矿的发展起了很好的促 进作用。 据报导，目前国内外有以下几种造球机械设
备：圆筒造球机；圆盘造球机；圆盘型圆锥造球机； 螺旋挤压－圆锥造球机；其他。
一、圆盘造球机的工作原理
图1 圆盘造球机造球过程示意图 １-加料；２-排球
1. 工作原理
朝阳仁泽冶金机械制造有限公司设备参数：
湖北腾飞铸造设备有限公司设备参数：
当圆盘直径和倾角都不变时，边高还与原料 的性质有关。 如果物料的粒度粗、粘度小，盘边应
取得高些；反之就可取得低些。
布雷尼（Bhrany）曾提出：
h ＝CD 式中 ：ｈ ——— 边高，ｍ ；
Ｄ ——— 圆盘直径，ｍ ； Ｃ ——— 常数 。
（1）
皮契（Pietsch）和邦布莱德 （Bombled）认 为该常数Ｃ为0.2。
造球机械设备
圆盘造球机
任素波
燕山大学机械工程学院
将细粒物料预先在造球机中成球及球团固结，
是球团生产的两大基本环节，因此，造球机是球团厂 的重要设备之一。 造球机工作的好坏，直接影响球团
矿产量和质量及球团厂的技术经济指标。 对于造球机械设备，一般有以下要求：①结构
简单，工作平稳可靠；②设备重量轻，电能消耗少； ③对原料的适应性强，易于操作和维护；④产量高， 质量好。
图2 圆盘造球机加水加料过程示意图
2. 圆盘造球机的工作特点
① 为了制造出质量良好的球团 ，对造球机要求不仅能 产生滚动运动，使物料滚动成球，而且能使料球产生一 定的压实力，这就要求圆盘的安装应倾斜一定的角度， 当圆盘转动时，能使物料产生上向及下向的滚动运动， 制出球团。 ② 所需要的给料量相当于排出的生球量。 ③ 能按颗粒大小自动分级，排出的是尺寸合格的生球。