CAD技術在計算磨機研磨體填充率的應用

磨機研磨體填充率是指研磨體在磨內的堆積體積占磨機有效容積的百分數，也即研磨體斷面積占磨機有效斷面積的百分數。填充率直接影響沖擊次數、研磨面積，對磨機的產質量有著直接的影響。實際生產中通常根據停磨所測的研磨體面高度H或研磨體面的弦長國L來估算，有人曾總結出小規格磨機中H/Do或L/Do和填充率的對應關系1。但由于需要保存好表格來查表，且大規格磨機的研磨體面高度H或弦長L通常不易測量或測量準確性差，影響了填充率的準確計算。筆者根據CAD技術在制圖中的應用，介紹一種利用CAD制圖技術來直接計算出磨內研磨體填充率的方法。

一、CAD技術中研磨體填充率的計算方法

磨機研磨體面高度H不易測量，但磨機的隔倉板中心圓或出料篦板的中心圓直徑易測量，中心點也易確定。磨機停磨后可直接測量出中心點到研磨體表面的垂直高度（見圖1）。測量出高度后即可直接利用CAD計算出填充率。

在CAD中先根據磨機的有效直徑，畫一圓，同時畫出中心線（如下圖2）。然后根據測量出的垂直高度Hmm，從圓的中心點往下偏移中心線Hmm，得出兩交點A、B，再從中心點O畫偏移中心線和圓的兩交點A、B的兩條直線，再利用角度標注工具，標出兩條直線OA、OB的角度E，標出偏移中心線和圓的交點的AB的距離L。有了這樣的標注數據，就可計算出研磨體斷面積即圖中陰影部分面積。從而就可計算出填充率。計算方法如下：

S=0.785∏Do2E/360-0.5HL

SO=0.785∏Do2

ψ=S/SO

式中：S為研磨體斷面面積-mm2,

SO 為磨機有效斷面積-mm2，

DO為磨機有效直徑-mm，

E為圖中標注角度-°，

H為磨機中心點到研磨體斷面距離-mm，

L為研磨體斷面弦長-mm，

ψ為研磨體填充率-%。

二、計算填充率在實際生產中的應用

1.檢查研磨體實際裝填量，補充研磨體。

磨機加球后或加球運行一段時間后，可在磨機停料后將磨內物料打空停磨，進入磨內檢測研磨體斷面到磨機中心點的距離H，利用CAD技術，計算出實際填充率，根據設計填充率和實際填充率的差值，來確定研磨體的補充量。

2.檢查磨內球料比是否合適

磨內合適的球料比是磨內研磨效率的保證，可通過CAD技術來分別計算出磨機研磨體和物料總填充率和研磨體填充率來判斷出球料比是否合適。磨機正常運轉中急停磨即同時停止喂料和磨機，進入磨內測出研磨體到磨機中心點的高度H1，計算出研磨體和物料總填充率ψ1，根據磨機實際裝載量理論計算出的填充率或近期實測的填充率ψ，來判斷磨內球料比是否合適。筆者根據多年的調試經驗，一般兩者的差值大于2%時，說明磨內球料比過小，可能是隔倉板或出料篦板過料能力差，或研磨體過小、磨內通風較弱。如果兩者的差值小于1%,則可能是隔倉板或出料篦板過料能力過強，或研磨體過大，磨內通風過強所致。江蘇淮安CC水泥廠一臺φ3.8×13m圈流水泥磨，一倉有效倉長為4.4m,裝載量為56噸，理論填充率為26.4%,運行生產后空磨量得H=700，利用CAD標注出L=3371mm，E=134.9°,計算出ψ=26.2% 。生產中產量只有80～82t/h（P.O42.5R水泥），選粉機的循環負荷只有60%左右，一倉易飽磨，磨頭經常出現返料現象。磨機正常運轉中急停磨后進磨測得H1=630mm，利用CAD標注出L=3426mm，E=139.6°,計算出ψ1=28.5% 。ψ1和ψ兩者的差值大于2%，一倉的球料比偏小。檢查隔倉板時發現由于雙層隔倉板中篩分板的篩縫中心距為15～16mm，使得篩分板的孔隙率只有9%左右，影響了隔倉板的過料能力。后將篩分板更換為篩縫中心距為9～10mm，孔隙率達13%。更換后產量上升到90～92t/h，選粉機的循環負荷在100%左右。磨機正常運轉中急停磨后進磨測得H1=660mm，ψ1=27.4%，磨內球料比合適，系統效率較高。