一、粉磨工艺的原理

破碎与粉磨统称为粉碎。行业内习惯将大块物料加工变为小块物料的过程称之为破碎；将粗颗粒物料变为细粉的过程称之为粉磨。水泥生产过程中的粉磨工艺分为：生料制备工艺和水泥制成工艺两大部分，简称为生料粉磨和水泥粉磨。石灰石、粘土、铁粉等配合磨细称为生料；熟料、石膏、混合材料配合磨细称为水泥。

 1、水泥生产物料粉碎的目的（1）物料经过粉碎后，单位质量的物料表面积（比表面）增加，因而可以提高物理作用的效果及化学反应的速度；（2）几种不同物料在粉体状态下，容易达到混合均匀的效果。（3）粉状物料也为烘干、运输和储存等提供了方便，并为煅烧熟料和制成水泥，保证出厂水泥的合格率创造了条件。

  2、研磨体及其级配物料在粉磨过程中，一方面需要冲击作用，另一方面需要研磨作用。不同规格的研磨体配合使用，还可以减少相互之间的空隙率，使其与物料的接触机会多，有利于提高能量利用率；在研磨体装载量一定的情况下，小钢球比大钢球的总表面积大；要将大块物料击碎，就必须钢球具有较大的能量，因此，钢球（段）的尺寸应该较大；需要将物料磨得细一些，就应选择小些的钢球（段）。因此在粉磨作业时，要正确选择研磨体且必须进行合理的级配。

3、研磨体级配基本原则

（1）入磨物料的粒径大，硬度高，或要求产品粗时，球配的平均球径应选大些，反之应小些。磨机直径小，钢球平均球径也应小。平均球径前仓和后仓应兼顾起来，球径级差不宜太大。

（2）在满足物料细度要求前提下，平均球径应小些，借以增加接触面积和单位时间的冲击次数，提高粉磨效率。

4、预粉碎技术及其对于粉磨作业的作用以降低入磨物料粒度为主要手段，使球磨机节能高产的技术称之为预粉碎技术。它把球磨机第一仓的粉碎工作，部分或全部由其他能量利用率高于球磨机的粉碎设备来完成，让入磨物料粒度降低到5mm以下或更小，可使磨机台时产量提高30%以上、单产电耗降低15～20%，产品颗粒组成更加合理。

（1）入磨粒度缩小后，第一仓研磨体平均球径也要缩小；第一仓长度要缩短，仓容相应缩小；

（2）加强磨内通风，有利于降低磨内温度，提高粉磨效率；

（3）闭路粉磨系统辅助设备的生产能力要加大，系统循环负荷率要降低，选粉效率要提高。

5、严格控制入磨物料的水份为了保证磨机正常操作、配料的准确和提高磨机的产、质量。当物料含水量大时，容易产生糊磨现象，磨内细粉粘附在研磨体和衬板上，使粉磨效率降低，严重时会使隔仓板篦孔堵塞造成磨机通风不良，物料难以通过，产量急剧下降，质量也引起较大的波动。但由于现在很多公司都在使用脱硫石膏，水份偏大，会对磨内通风，及现有的隔仓板篦孔及出料篦孔不能与所使用的脱硫石膏相适应。

6、粉磨系统选粉机是闭路粉磨系统的分级设备。它及时对出磨物料进行分选，合格细粉作为成品，不合格的粗粉重新返回磨机再粉磨；它能调节成品颗粒组成，满足工艺要求，保证粉磨产品质量，选粉机的性能是影响闭路粉磨系统产、质量的主要因素之一。 但大多数情况下磨机运行效率越高，则选粉机负荷越低，单位重量内水泥所消耗的电量越低，所以我们通常说好水泥是磨出来的，而不是选出来的。

7、磨机通风加强磨机通风是提高磨机生产能力的主要途径之一，有以下优点：

（1）减少球磨机内的过粉磨现象。使磨内微细粉，及时地被气流带走，消除了细粉结团、糊球、糊衬板现象以及对研磨体的缓冲作用。

（2）磨内的水蒸汽能及时的排除，使隔仓板篦缝不易堵塞，减少饱磨、糊磨现象。

（3）能降低磨内温度，防止石膏脱水、出磨水泥假凝，有利于磨机正常运转和保证水泥质量。 

（4）有利于车间环保和清洁生产。

8、“饱磨”原因（磨音发闷，电流表读数下降，卸料很少）

（1）喂料量过多或入磨物料粒度变大、难磨，而未及时调整喂料量。

（2）入磨物料的水份过大，通风不良，水汽不能及时排出，造成“糊磨”，使钢球的冲击减弱，物料流速减慢。

（3）钢球级配不当，一仓小球过多，平均球径太低，冲击力不强，或钢球加得太少；或钢球磨损严重，而没有及时补球或倒球清仓，以及粉磨作用减弱。

（4）隔仓板损坏，研磨体窜仓，钢球钢段混合，级配失调。

（5）闭路磨机，由于选粉机的回料量过多，增大了磨内的料球比，造成粉磨效率下降。

9、 影响球磨机产、质量的因素

（1）入磨物料的粒度。由于立窑水泥厂使用的球磨机规格普遍偏小，所以，入磨物料粒度的大小对磨机的产、质量影响很大，粒度小，则磨机的产、质量高，电耗低；粒度大，则磨机的产、质量低，电耗高。

（2）物料的易磨性。物料的易磨性，是指物料被粉磨的难易程度，国家标准规定使用粉碎功指数Wi（kwh/t）表示。该数值愈小，说明物料愈好磨，反之愈难磨。水泥厂习惯使用相对易磨性系数，来表示物料被粉磨的难易程度。它是利用试验小磨，将被测物料与标准砂对比，达到规定细度值，计算被粉磨的时间，与标准砂粉磨时间相同的为1，大于1的难磨；小于1的容易磨；比值越大越难磨，越小越好磨。

（3）入磨物料的水份。对于干磨法来说，入磨物料的水份对磨机的产、质量影响很大，入磨物料的水份越高，容易引起饱磨或糊磨，降低粉磨效率，磨机产量越低。因此，含水份较大的物料，入磨前的烘干是十分必要的。

（4）入磨物料的温度。入磨物料的温度过高再加上研磨体的冲击摩擦，会使磨内温度过度，发生粘球现象，降低粉磨效率，影响磨机产量。同时磨机筒体受热膨胀影响磨机长期安全运转。因此，必须严格控制入磨物料温度。

（5）添加助磨剂。常用助磨剂大多是表面活性较强的有机物质，在物料粉磨过程中，能够吸附在物料表面，加速物料粉碎中的裂纹扩展、减少细粉之间的相互粘结，提高粉磨效率，有利于球磨机的节能高产。国家标准规定：在水泥生产过程中允许加入助磨剂，但掺加量不得超过1%。

10、系统配置缺陷：

（1）磨机各仓长度。各仓长度选择不当，使各仓能力不平衡，从而影响粉磨效率。

（2）系统通风不足。加强通风可排出磨内水蒸汽和微细粉，防止粘球和堵塞，减少磨内过粉磨现象，降低磨内温度，改善粉磨条件，提高粉磨效率，以利于磨机产、质量提高。

（3）研磨体的种类、级配、平均球径和装载量。球磨机粉碎物料的过程，主要是通过研磨体的运动来实现的，合理地选择和使用研磨体是球磨机节能高产的重要环节。

（4）高效选粉机的选用。闭路粉磨系统中，选粉机是物料细度控制的重要设备，也是节能高产的主要帮手；其结构、性能和系统组成，对磨机生产过程中的影响极大。

11、研磨体装载量和级配的检验

（1）磨机产量低，产品细度较粗：开流磨，一般是装载量不足所致、二仓球径偏大、总载量低，物料难磨，闭流磨则反映出循环量很大。应该增加研磨体装载量和调整球配，兼顾前后仓的粉磨能力，以使该粉磨系统能力充分发挥；

（2）磨机产量较高，但产品细度较粗：是由于磨内物料流速太快，冲击能力过强而研磨能力不足所致。应该在装载量不变的情况下，减大球，加小球，降低平均球径； 

（3）磨机产量低，产品细度较细：一般是大钢球太少，填充率偏大，导致冲击破碎作用减弱，应该在装载量不变的情况下，减小球，加大球，提高平均球径 。

（4）产量高、细度合格：合理的研磨体装载量和级配是必不可少的。

二、球和耐磨衬板的性能

伴随着水泥工业的高速发展，磨机直径规格越来越大，对球磨机衬板要求也随之越来越高。衬板结构也由过去单纯的防护内衬发展成为一种技术性和理论性都很强的“装置”。而具有先进结构设计的衬板可以有效提高磨机产量，降低电耗，增加水泥比表面积，减少噪音。它的形状也早已不是简单的板状。特别是近年来在高细筛分磨中大量应用的挡料圈、环等早已偏离了“防护”这一初始概念，其形式之多、形状之繁，不胜枚举。那么在生产实践中，具体应选用何种材质、何种结构的衬板，则要因时因地根据具体的工况条件合理地选配。水泥粉磨作业更是很难找出两台运营结果参数如两台同型号机床这么相近的两台磨机，甚至在一个车间里两台同型号且是10条配料线下来的磨机，其产量、电耗、比表面积都不完全相同。这就是粉磨作业的独特特点，所以说就造成了各子公司虽然所有设备均相同，但各磨机之间的产量及电耗，设备消耗均不一样的原因。

三、衬板结构和隔仓板配置之间的差异

1、磨头

磨头衬板是安装在磨头端盖或筒体端盖内壁上的衬板，它的主要作用是保护端盖不受磨损。有时一些特殊形状的磨头衬板有强制提升研磨体、改变研磨体运动轨迹和对研磨体辅助分级作用。当磨机运转时，磨内研磨体做“瀑泻”运动，与磨头衬板相邻部位的研磨体就要对其产生冲击和相对摩擦作用。特别是贴近磨头衬板部分的研磨体，在侧邻堆积研磨体挤压下，对磨头衬板产生正压力。当磨机回转时，摩擦驱动提升钢球，就像把钢球“硬刮”上去了一样，这便使磨头衬板产生相当大的磨损，这个磨损工况要比筒体衬板所受条件更加恶劣。这也解释了为什么大磨磨头衬板磨损情况更糟的问题。原因很简单，因为大磨直径大，研磨体装载量大，对侧向磨头衬板压力和冲击力也急剧增加，在其他条件相同前提下，磨损自然愈加严重了。磨头衬板磨损是不均匀的，多有一个磨损最严重的宽带区，同时在正常情况还有磨损切削线在磨机半径方向.

下面重点向大家介绍如何解决磨头衬板寿命短的方法与措施。解决磨头衬板早期磨损的方法一般有改变形状与改进材料两大途径。首先来看改变形状，即：

（1）局部加厚，即对严重磨损区在不影响粉磨效率的前提下适当加厚。

（2）在磨头衬板上设置合适的凸棱，控制了研磨体与磨头衬板相对滑动，减轻了磨损，同时还有助于研磨体提升与分级。在水泥磨上效果不错，磨机产量还能提高一个规格档次，只要废钢率不增加，在磨头易磨损部位适当加厚和加凸棱，也就是我们通常所说的加筋。在经过很多公司使用后证明，很多公司对磨头衬板所加筋就能继续使用4~6个月以上。

（3）焊接。如还需要节约成本，延长磨头的使用寿命，还可用焊补法。将平时更换后的旧隔仓板和出料篦板取两侧边条，代替筋焊接上去，但必须是在第一次筋刚刚磨掉，且磨头表面还是平整的情况才能易于焊接，如果表面一旦出现凹陷，那就不能使用焊补法了。

2、筒体衬板

目前大部分水泥磨机一仓衬板都是使用阶梯型的，只有Φ3*9M磨机使用的是波形阶梯。此阶梯衬板设计年代久，已跟不上现在生产需要。且相同材质、相同工艺条件下磨损偏快，现在有些厂家已改用沟槽衬板，使用情况较好。后面会详细讲解沟槽衬板的好处。通常情况下，Φ3.8x13m，Φ4.2x14.5m水泥磨一仓阶梯前五排左右，二仓分级衬板前十排左右，在相同材质下磨损偏快，且易出现断裂现象。我们经常回访，发现很多公司都是这种情况，建议将一仓前五排，二仓分级前十排也改成沟槽衬板或全部更换沟槽衬板，这对各方面运行都能带来好处。这样钢球就不能直接接触衬板，HRC硬度对衬板的影响就大大减少。

3、隔仓板

隔仓板是成套衬板的重要组成部分，隔仓板性能好坏不仅影响成套衬板寿命和磨机运转率，更对磨机粉磨效率产生重要的影响。因而，无论是粉磨技术领域还是耐磨材料领域的专家，对此项研究都投入了相当的精力。研究隔仓板一般要从材质和结构两个方面进行。先从结构来讲。近几年来所设计制造的磨机大部分工作原理基本都是合理的，也能基本满足现有的工艺条件。但也存在着两个方面的问题：一是隔仓板及隔仓盲板偏薄。隔仓板是磨机的心脏，属于磨机最关键部位，这点我不细说大家都会明白的。在质量确定的情况下，适当增加厚度，利于磨机的安全运行，且能减少更换次数，在废钢率固定的情况下，对于企业来说是节约运行成本的。因为原配装的很多易损件只会考虑合同周期和满足运行条件的需要。隔仓架的钢板厚度和宽度也是存在这样的情况，有时也只考虑合同周期和运行需要，随着各公司逐步使用脱硫石膏，对隔仓支架的服饰也在逐渐加快。所以说在更换新的隔仓支架一定要充分考虑新隔仓支架的使用寿命隔仓支架两侧钢板需强度足够外，主要磨损部位是钢管和扬料板。当钢管和扬料板达到一定的厚度后，就能保证其强度。

4、沟槽衬板

沟槽衬板是在衬板的表面铸出经过精心设计计算的一道道圆弧形沟槽。由于它的存在，改变了以往在磨内钢球与研磨体的点接触，物料容易从钢球四周挤走的现象。一仓波纹阶梯使用时间偏短的现象，经过我们一段时间的观察认为在衬板的结构形式上存在一定的缺陷（虽然衬板的使用寿命与很多因素有关……）。因为这种磨机都是2000年左右设计生产的，当时的技术水平远远落后，所设计的阶梯波纹形状是磨机的水平方向，正好和钢球所运行的方向相交，因为一仓是破碎仓，钢球对衬板的冲击力较大，不管所用阶梯的波浪在水平方向有多大的落差，磨机在运行中首先要将衬板在磨机运行的旋转方向进行相交切割，这就造成了衬板水平方向的波形和磨机旋转方向的运动也就是上下运动相冲突，造成了钢球和衬板的急速磨损，直到磨损成旋转方向的沟槽为止。有事实证明所有磨机一仓衬板磨损到最后都是变成了磨机旋转方向的沟槽。随着建材机械技术的不断发展，近年来所有磨机一仓都已不采用这种形式，而是改用有高低落差的标准阶梯或有环沟形状的沟槽衬板，它的特点是增加钢球在自由落体运动中与衬板旋转方向的沟槽中所破碎的物料面积和破碎量，减少了钢球对衬板的直接冲击，既降低了磨机内噪音，又提高了一仓的破碎能力，从而提高了磨机的产量，根据我们的生产经验改用沟槽衬板后（单件重量不变，与原波形阶梯重量相同，其同等材质同等工艺条件下其使用寿命能提高一至两年）大大提高了企业的经济效益。如在南京海螺和上海海螺。他们都在春节左右在Φ3*9M磨机换上了沟槽衬板，工艺方面只是把钢球积配做了调整，产量都在原基础上提高了2～3吨。同时此种磨机的隔仓系统由于设计生产年代的原因，也已不能适应现代水泥的需要，建议领导大胆改进，把现在的单圈双层隔仓系统改为两圈双层。

四、衬板的磨损原理和原因分析

1、磨损原理

磨机在回转时，磨内研磨介质（钢球、段、棒等）、物料被衬板带至一定高度后抛落或泻落，在抛落研磨介质及物料过程中对衬板形成了冲击和磨损。水泥工业由于细度控制要求，磨机长径比一般大于2.5，全磨多分为2～3个仓（最多至5个仓）。一般一个二仓磨，一仓的功能为细碎与粗磨，它的入磨粒度一般在P80≤25mm（若配有细碎机和辊压机则分别是P80≤5mm和P80≤1.0mm左右），企业工况条件不同会有所区别。由于入磨物料粒度大，故一仓内最大球径在90～100mm，平均球径在70～75mm.大直径钢球以较大的冲击力砸削衬板，物料被钢球冲、挤后，其尖角侵入衬板，此时衬板的磨损机理是以高应力冲击凿削磨损为主，挤压凿削为辅。

2、磨机衬板损坏的主要形式

磨机衬板损坏的主要形式有断裂、磨损等，与不合理装配、产量等方面都有关系大类。

首先，咱们谈谈断裂问题。断裂是磨机衬板生产制造与应用中最严重的问题，这类问题除与使用有关外，在制造方面一般包括以下几个原因：

化学成分设计不合理或化学成分控制不准确；

有严重的冶金质量问题，如夹杂物超标、成分偏析等；

有严重的铸造缺陷，如缩孔、疏松、气孔、铸造金相组织不良等；

热处理工艺设计不合理或热处理工艺控制不准确；

生产过程中应力控制与消除不合理，如不合理的铸造工艺设计，浇铸后松箱、开箱时间不合理，打磨、焊补方式不当及热处理淬火后未及时回火等。

安装的问题：

混装的危害:

由于生产厂家所生产的材质所具有的特性不一样，主要指HRC硬度和韧性。

3、衬板选材与结构设计不匹配(当然现在已经不大采用高锰钢了)

这一般指两个方面的问题。一方面是指过去衬板多采用高锰钢材质，由于合格高锰钢很脆，韧性很差。另一方面是指过去衬板往往有两个螺栓孔，并且是方孔的，这在铸造上很容易造成内部和尖角应力集中，建议其衬板一截为二，双孔改成单孔，方孔改成椭圆孔。这样一来，解决了铸造应力问题。就目前Φ4.2x14.5m等磨机磨头和隔仓板在设计时都是方孔，建议全部改成普通椭圆孔。英德海螺和英德龙山公司已经改造，效果不错。既方便了螺栓采购，还能将磨头衬板使用至极限1cm～2cm厚度，降低了废钢率。