目前我國水泥磨機研磨體仍主要沿用普通鍛鋼球，球耗相當高，致使磨機臺時產量不穩定，水泥細度波動大，補球及倒磨篩選次數頻繁，嚴重影響磨機的運轉率。為了降低研磨體消耗，提高企業經濟效益，保定地區水泥廠于1988年3月至5月在φ2.2×6.5米閉路水泥磨機第一倉，應用本地區生產的高鉻釩鈦鑄鐵球進行了整倉耐磨試驗。經連續運轉1758小時，生產火山灰硅酸鹽水泥2.26萬噸，平均每噸水泥耗球30.23克，其耐磨度為普通鍛鋼球的16.5倍。降低了生產成本，提高了企業經濟效益。介紹如下：
1 高鉻釩鈦鑄鐵球化學成分及機械性能
高鉻釩鈦鑄鐵球化學成分及機械性能如表1和表2。
表1 化學成分
|
研磨材料 |
化?? 學?? 成??? 分(%) | |||||||
|
C |
Si |
Mn |
Cr |
P |
S |
V |
Ti | |
|
高鉻釩鈦鑄鐵球 |
2.2～3.2 |
<1.3 |
0.4～0.6 |
11～16 |
<0.1 |
<0.05 |
微量 |
微量 |
表2? 機械性能
|
研磨材料 |
抗彎強度σw(MPa) |
沖擊韌性αk(J/cm2) |
硬度HRC |
|
高鉻釩鈦鑄鐵球 |
≥600 |
≥4 |
50～60 |
2 生產應用試驗條件
1.設備概況
磨機規格：φ2.2×6.5米閉路；
有效直徑：2.10米；
有效長度：一倉2.75米，二倉3.40米；
有效容積：21.4米3；
磨機轉速：24轉/分；
電機功率：380千瓦；
傳動方式：邊緣傳動；
襯板：高鉻襯板；
選粉機：φ3.5米離心式。
2.入磨物料參數
入磨物料參數見表3。
表3
|
物料名稱 |
配比(%) |
水分 (%) |
平均粒度(mm) |
標號 |
|
熟??? 料 |
60～70 |
<0.5 |
<25 |
525 |
|
石??? 膏 |
5 |
5 |
<25 |
－ |
|
引燃煤矸石 |
30～40 |
<8 |
<25 |
－ |
3.研磨體級配
研磨體級配見表4。
按表4中級配將高鉻釩鈦鑄鐵球裝入φ2.2×6.5米水泥磨一倉內，經連續運轉一定時間，倒磨清倉稱量檢測。
表4
|
項目 |
一倉 |
二倉 | ||||
|
球徑(mm) |
φ90 |
φ80 |
φ70 |
φ60 |
φ50 |
φ20×25～φ30×35 |
|
重量(kg) |
1512 |
5020 |
5030 |
2018 |
508 |
17000 |
|
材質 |
高鉻釩鈦鑄鐵球 |
白口鐵段 | ||||
|
平均球徑(mm) |
73.6 |
－ | ||||
|
裝載量(t) |
14.088 |
17.00 | ||||
|
填充率(%) |
32 |
32 | ||||
?
3 生產應用試驗結果
1.高鉻釩鈦鑄鐵球幾何尺寸及重量變化(見表5)
表5
|
項目 |
φ90 |
φ80 |
φ70 |
φ60 |
φ50 |
備注 | ||
|
幾 何 尺 寸 |
X 方 向 |
原尺寸(mm) |
89.90 |
80.00 |
70.30 |
59.90 |
50.04 |
連續 運轉 1758 小時 |
|
使用后尺寸(mm) |
88.97 |
78.47 |
68.50 |
59.07 |
48.87 | |||
|
球徑減量(mm) |
0.93 |
1.53 |
1.80 |
0.83 |
1.17 | |||
|
Y 方 向 |
原尺寸(mm) |
90.20 |
81.14 |
70.70 |
60.90 |
50.08 | ||
|
使用后尺寸(mm) |
89.03 |
80.07 |
69.67 |
59.23 |
49.7 | |||
|
球徑減量(mm) |
1.17 |
1.07 |
1.03 |
1.67 |
1.10 | |||
|
重 量 |
原裝重量(kg) |
1512 |
5020 |
5030 |
2018 |
508 | ||
|
清倉后重量(kg) |
1450 |
4815 |
4828 |
1937 |
487 | |||
|
磨耗量(kg) |
62 |
205 |
202 |
81 |
21 | |||
注：球徑幾何尺寸的測量，是將各規格球按級配表分別稱量堆放，然后
分別在各規格球堆中任意取10個球，測量其幾何尺寸，取平均值，X方向
指分型面方向，Y方向指垂直分型面方向。
2.清倉檢測試驗結果(一倉)
清倉檢測試驗結果詳見表6。
表6
|
累積粉磨時間(h) |
水泥生產總量(t) |
水泥 細度(%) |
磨機 產量(t/h) |
裝球 總量 (kg) |
球總 耗量 (kg) |
碎裂球總量 (kg) |
破碎率 (%) |
單位產品耗球(g/t水泥) |
粉磨 總電耗 (kwh) |
單位產品電耗 (kwh/t水泥) |
|
1758 |
22643 |
4 |
12.89 |
14088 |
571 |
113.4 |
0.8 |
30.23 |
668040 |
29.5 |
4 經濟效益分析
使用普通鍛鋼球和使用高鉻釩鈦鑄鐵球的各項指標對比詳見表7。
通過表7所列數據，分析如下：
表7
|
研磨材料 |
磨機產量(t/h) |
球?? 耗 (g/t水泥) |
電 耗 (kWh/t水泥) |
價? 格 (元/t球) |
研磨材料費用(元/t水泥) |
|
高鉻釩鈦鑄鐵球 |
12.89 |
30.23 |
29.5 |
4000 |
0.12 |
|
普通鍛鋼球 |
11.85 |
500.00 |
32.1 |
1300 |
0.65 |
1.提高了水泥磨機產量
使用高鉻釩鈦鑄鐵球(一倉)和使用普通鍛鋼球相比較，水泥磨機臺時產量提高1.04噸。全年平均運轉率為72%，每年運轉6220小時，全年可增產水泥6468.8噸，每噸水泥獲利稅按20元計算，年增利稅12.94萬元。
2.降低了電耗
使用高鉻釩鈦鑄鐵球(一倉)和使用普通鍛鋼球相比較，水泥電耗下降了2.6度/噸水泥。該廠年產水泥13萬噸，每年可節電33.8萬度，全年可節約電費10.14萬元。
3.降低了球耗
使用高鉻釩鈦鑄鐵球(一倉)和使用普通鍛鋼球相比較，水泥球耗下降了469.77克/噸水泥。該廠年產水泥13萬噸，年節約鋼材61噸。由于球耗低，水泥研磨材料費用降低0.53元/噸水泥。全年可節約研磨材料費用6.89萬元。
4.減少了倒磨清倉次數，提高了磨機運轉率
該廠使用普通鍛鋼球時，平均每月倒磨篩選一次。使用高鉻釩鈦鑄鐵球后，倒磨清倉周期由原來每月一次，減到每季一次，減少了開停機次數。年倒磨清倉次數減少8次，每次停機16小時，年磨機運轉時間增加128小時，臺時產量按13噸計算，該廠2臺水泥磨，年增產水泥3328噸，年增利稅6.65萬元。
綜上所述，該廠水泥磨機全部使用高鉻釩鈦鑄鐵球，與原來使用的普通鍛鋼球比較，全年可增加收益總計36.62萬元。
5 結論
從表面上看，高鉻釩鈦鑄鐵球價格比較高，是普通鍛鋼球價格的3.08倍，而前者的耐磨度為后者的16.5倍。雖然一次性投資大，但總的經濟效益較好，完全有必要在水泥行業中推廣應用。