專(zhuān)家對于球磨機的模擬研究工作

球磨機具有破碎比大、穩定性好、適應性強等工作優(yōu)點(diǎn)，因此在礦山、冶金、建筑、化工等行業(yè)得到了廣泛的應用。該設備的大型化發(fā)展一直都是實(shí)際生產(chǎn)的需要和技術(shù)研究的重要分支。但是，球磨機的大型化發(fā)展，也增加了對其磨礦過(guò)程分析研究的難度。通常球磨機的滿(mǎn)載起動(dòng)是一個(gè)“暫態(tài)”過(guò)程，較難在實(shí)踐中獲得經(jīng)驗，一直缺乏成熟的結論可供參考。過(guò)去人們一直認為球磨機起動(dòng)過(guò)程中的力矩和功率很高，在磨機設計時(shí)傾向選擇功率較大的電動(dòng)機，雖然滿(mǎn)足了工作要求，但是不具有經(jīng)濟優(yōu)勢。調查顯示，要發(fā)揮大型球磨機的磨礦效率，必須重視磨機設計、操作等參數的影響。如果磨礦參數選擇不當會(huì )造成大型球磨機效率的降低，甚至使其無(wú)法正常工作。目前對磨礦參數的研究主要以磨機功率為評價(jià)指標，不能完全反映球磨機的綜合工作性能。

紅星球磨機專(zhuān)家采用離散元軟件EDEM建立了球磨機磨礦的離散元模型，模型中全面考慮了工作中礦石的影響，呈現球磨機真實(shí)的運轉過(guò)程。分析了球磨機起動(dòng)過(guò)程中物料運動(dòng)狀態(tài)和力矩的動(dòng)態(tài)變化規律，并以磨機穩定運行時(shí)的力矩和功率為基準確定了起動(dòng)過(guò)程中力矩和功率的條件。綜合考慮球磨機的比功率、襯板磨損速率和顆粒破碎概率對磨礦參數進(jìn)行了優(yōu)化分析。主要內容如下:

1.通過(guò)離散元方法的計算思想和軟件分析球磨機的接觸模型，掌握球磨機的接觸參數、時(shí)間步長(cháng)的確定方法。

2.對球磨機內的物料運動(dòng)規律尤其是拋落運動(dòng)規律進(jìn)行了深入的研究，并計算得出更佳轉速范圍。

3.紅星專(zhuān)家對起動(dòng)過(guò)程磨礦動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究;建立了含有礦石的大型球磨機的離散元模型，分析了起動(dòng)過(guò)程中物料運動(dòng)狀態(tài)和力矩的動(dòng)態(tài)變化之間的規律;結合正交試驗方法，基于穩定運轉時(shí)的力矩和功率，分析了球磨機順利起動(dòng)需要的力矩和功率的更佳條件。與理論計算結果對比表明當物料偏轉角度小于休止角時(shí)，仿真結果和理論計算結果是比較吻合的，離散元方法能夠準確的預測起動(dòng)過(guò)程中力矩的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

4.以球磨機的比功率、顆粒的破碎概率、襯板一物料碰撞消耗的能量所占的比例等參數作為磨機工作性能的評價(jià)指標，采用均勻設計方法建立了仿真方案進(jìn)行仿真，結合回歸分析技術(shù)對影響磨機工作性能的主要工作參數(轉速率、填充率、襯板設計參數)進(jìn)行了多目標優(yōu)化。有效增加了球磨機的比功率和顆粒的破碎概率，而襯板的磨損速率則顯著(zhù)下降;研究結果還表明，填充率對比功率和襯板磨損都有顯著(zhù)影響，是影響磨機工作性能的主要因素。

5.紅星專(zhuān)家結合Hertz理論和介質(zhì)運動(dòng)分析，考慮了球磨機中的沖擊磨礦和磨剝磨礦作用，建立了磨礦性能的評價(jià)函數，對填充率和轉速率進(jìn)行了優(yōu)化設計。