鋯鋁球石加工陶瓷原料的高效節(jié)能應(yīng)用研究

黃賓+蘇小紅

摘 要：目前，市場上使用中鋁球石加工陶瓷原料的球磨機(jī)普遍存在球磨時間長、用電成本高以及球磨效率低等缺點(diǎn)。針對這一系列問題，本文采用密度較大的鋯鋁球石作為研磨介質(zhì)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中鋁球石和鵝卵石介質(zhì)，并研究采用二次研磨的方式，探索出原料加工高效節(jié)能的有效途徑。

關(guān)鍵詞：鋯鋁球石；研磨；節(jié)能

1 引言

在陶瓷生產(chǎn)中，球磨設(shè)備是陶瓷廠的主要機(jī)械設(shè)備之一， 它的電耗占陶瓷廠總電耗的30%左右。因此，如何提高球磨機(jī)的效率、降低能耗、減少生產(chǎn)成本， 對企業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

目前，國內(nèi)建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)球磨制漿生產(chǎn)工序使用鋁球石或天然鵝卵石作為球磨機(jī)球磨介質(zhì)，與投磨原料按比例進(jìn)行一次研磨，球磨機(jī)存在運(yùn)行效率低、時間長、產(chǎn)量低、電耗高和球石損耗大等缺點(diǎn)，造成建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)浪費(fèi)了大量的能源和資源，增加了生產(chǎn)經(jīng)營成本，進(jìn)而影響到建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

國內(nèi)外對提高球磨機(jī)研磨效率和節(jié)能做了大量的工作，有企業(yè)采取將直徑20～30 mm球石的比例適當(dāng)降低，而將直徑40～50 mm和直徑50～60 mm球石的比例適當(dāng)增加的方案，從而達(dá)到優(yōu)化的效果，降低球磨機(jī)的用電量。雖然直徑較大的球石質(zhì)量也相應(yīng)較大，能確保球磨效率，但也由于其直徑較大，在原料研磨一段時間后，顆粒直徑變小落在球石之間的間隙中，無法受到球石對其作用力，反而限制了球磨效率的提高。同時，會出現(xiàn)漿料顆粒大小不均勻，尺寸范圍較大的現(xiàn)象，不利于提高漿料的細(xì)度和品質(zhì)。此外，也有企業(yè)根據(jù)球磨機(jī)實際情況，定期檢查球荷組成，積累數(shù)據(jù)，不斷修正補(bǔ)球比例，最后達(dá)到穩(wěn)定球荷配比和合理補(bǔ)球的目的。還有企業(yè)為了保持球磨機(jī)內(nèi)磨介質(zhì)量的穩(wěn)定性， 采用每磨（周期）加料時補(bǔ)加瓷球、控制球面凈空高度等方法來提高效率和節(jié)約能耗。

采用優(yōu)質(zhì)球磨介質(zhì)是目前提高球磨效率的有效手段之一。就體積密度而言， 一方面相同體積的球石，體積密度越大， 質(zhì)量就越大， 所具有的動能就越大， 對物料的沖擊和研磨力也就越大， 越容易擊碎和研磨碎物料；另一方面， 在質(zhì)量相同的情況下， 體積密度越大的球石， 其體積越小， 相同裝載量的個數(shù)就越多， 在同一時間里， 球石對物料的沖擊和研磨次數(shù)就越多，球磨效率越高。

目前，針對市場上使用中鋁礬土球的球磨機(jī)普遍存在球磨時間長、用電成本高和球磨效率低等缺陷。針對這一系列問題，本文采用密度較大的鋯鋁球石作為研磨介質(zhì)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中鋁球石和鵝卵石介質(zhì)，并采用二次研磨的方式，探索出原料加工高效節(jié)能的有效途徑。

2 鋯鋁球石在球磨機(jī)中的應(yīng)用

2.1 用鋯鋁球石代替鵝卵石

采用萍鄉(xiāng)金剛生產(chǎn)的鋯鋁球石代替原來的傳統(tǒng)鵝卵石對泥料進(jìn)行研磨，在某企業(yè)泥料車間使用，對球磨機(jī)采用兩種不同球磨介質(zhì)的入磨干料量、球磨時間、電耗以及球石消耗情況進(jìn)行分析對比。

2.2 用鋯鋁球石代替中鋁球石

為了研究鋯鋁球石與中鋁球石在球磨效率與節(jié)能方面的情況，采用在球磨機(jī)中加入萍鄉(xiāng)鋯鋁球石的方法研磨基礎(chǔ)料，并與之前用中鋁球石研磨基礎(chǔ)料的情況進(jìn)行對比，運(yùn)行情況如表1所示。

由表1數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：

（1） 鋯鋁球的避鋒電度是指以中鋁球12h球磨時間為基數(shù)進(jìn)行計算對比，計算口徑=平均每小時用電*節(jié)省時間。

（2） 球磨機(jī)錯鋒用電運(yùn)行時間為：鋯鋁球石：晚上22：00開始到次日早晨7：00停；中鋁球石：晚上19：00開始到次日早晨7：00停。

（3） 裝鋯鋁球的球磨機(jī)運(yùn)行電流基本上與裝中鋁球的球磨機(jī)持平，對電機(jī)基本沒影響。

2.3 采用鋯鋁球石進(jìn)行二次研磨

（1） 將原料按配方配料，并將專用耐磨球石和原料向第一段球磨機(jī)投料，按工藝控制參數(shù)進(jìn)行第一段研磨得到一次漿料，將一次漿料輸送至裝有專用耐磨球石的第二段球磨機(jī)中，按工藝控制參數(shù)進(jìn)行第二段研磨得到二次漿料。對普通球石進(jìn)行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進(jìn)行二段研磨，將這兩種研磨的球磨時間、球磨電耗、球石消耗效果進(jìn)行對比。

（2） 采用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球石，對同種底料進(jìn)行一次研磨和二次研磨對比。其中，磨機(jī)4#、5#、11#、12#為一次研磨，球磨時間為11h；6#、9#為二次磨，球磨時間8h（16#為粗磨，9#為細(xì)磨），將研磨情況進(jìn)行對比。

3 鋯鋁球石的高效節(jié)能應(yīng)用分析

3.1 代替鵝卵石的節(jié)能分析

采用鋯鋁球石代替原來的傳統(tǒng)鵝卵石對泥料進(jìn)行研磨，其對比結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出：

（1） 采用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球石球磨泥料時，與采用鵝卵石球磨對比每球可節(jié)省球磨時間2 h，增加入磨干料量0.7 t。

（2） 采用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球石球磨泥料，每噸干料平均可節(jié)省用電13kW·h，按平均用電單價0.7元/kW·h和每球5t干料量計算，每球可節(jié)省用電成本45.5元。

（3） 鋯鋁球石消耗15kg/球，折合成本62.2元/球；鵝卵石消耗100kg/球，折合成本65元/球。即采用鋯鋁球石球磨，每球球石消耗成本下降2.8元。

綜上所述，按節(jié)省用電成本和球石消耗成本計算，使用鋯鋁球石與鵝卵石球磨泥料相比，可節(jié)省成本48.3元/球。使用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球石則球磨機(jī)球磨時間為9 h，以平均電價0.7元/kW·h為基準(zhǔn)計算，電價可降低0.1元/kW·h。按每球平均用電325kW·h/球（65kW·h/t×5t/球）計算，能降低成本32.5元/球。因此，鋯鋁球石與鵝卵石相比具有優(yōu)異的綜合性價比。

3.2 代替中鋁球石的節(jié)能分析

從采用萍鄉(xiāng)鋯鋁球石與采用中鋁球石球磨的對比試驗結(jié)果可見：

（1） 采用鋯鋁球作為研磨介質(zhì)，對比中鋁球每球可節(jié)省球磨時間3 h，提高加磨干料量2 t/球；endprint

（2） 采用鋯鋁球可節(jié)省避鋒用電500 kW·h/球，按0.53元/kW·h計算，可節(jié)省用電成本265元/球，折合節(jié)省干粉用電成本5.4元/t；

（3） 采用鋯鋁球，單噸干料節(jié)省用電1kW·h/t，球磨機(jī)運(yùn)行電流與中鋁球石基本持平。

（4） 采用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球石代替中鋁球石，每個球磨機(jī)年節(jié)省用電成本92342元，平均節(jié)省球磨時間3.9 h/球，提高球磨效率30.2%，節(jié)省用電6.15 kW·h/t。

3.3 二次研磨的節(jié)能分析

（1） 對普通球石進(jìn)行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進(jìn)行二次研磨，其球磨時間、球磨電耗、球石消耗的比較見表3。

從表3測試數(shù)據(jù)可知，在相同球磨機(jī)規(guī)格和球磨轉(zhuǎn)速的情況下，采用專用耐磨氧化鋁球石作為研磨球石，對投磨原料進(jìn)行二次球磨制漿，對比普通球石的一次研磨可節(jié)省33.3%的球磨時間，明顯地提高了球磨機(jī)球磨效率，降低32.5%球磨用電量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；球磨效率和球石耐磨性提高導(dǎo)致可減少220%球磨機(jī)研磨球石消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，解決了間歇式濕法球磨機(jī)球磨制漿工藝中球石消耗大的技術(shù)難題。

（2） 采用鋯鋁球作為球磨介質(zhì)，其一次研磨、二次研磨粗磨、二次研磨細(xì)磨的效果對比見表4。

由表4數(shù)據(jù)可以看出，二次研磨比一次研磨每噸干料節(jié)省用電成本13.79kW·h，按每磨電費(fèi)0.7元計算，每噸干料節(jié)省電費(fèi)為13.79kW·h×0.7元/kW·h=9.6元，此外，二次研磨還可以增長球磨機(jī)設(shè)備的使用壽命，減少球襯和球石的磨耗。

4 結(jié)語

在節(jié)能環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻的形勢下，對于高能耗的陶瓷行業(yè)來說，使用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球并給合專業(yè)的球磨機(jī)技術(shù)服務(wù)，能給企業(yè)降低10%及以上的球磨用電成本，提高30%及以上的球磨效率，為企業(yè)節(jié)能降耗發(fā)揮巨大作用，這將是未來陶瓷行業(yè)原料加工高效節(jié)能的應(yīng)用方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖麗華，謝家聲，黃賓.快速球磨機(jī)球磨石英砂的實驗研[J].佛

山陶瓷，2011，21（4）：17-18.

[2] 邵霞，雷兆敏.提高球磨機(jī)工作效率的有效途徑[J].甘肅冶金，

2008，（10）：78-79.

[3] 韓冬.球石的選擇和級配對釉料球磨效率的影響[J].陶瓷，

2008，（9）：30-31.endprint

（2） 采用鋯鋁球可節(jié)省避鋒用電500 kW·h/球，按0.53元/kW·h計算，可節(jié)省用電成本265元/球，折合節(jié)省干粉用電成本5.4元/t；

（3） 采用鋯鋁球，單噸干料節(jié)省用電1kW·h/t，球磨機(jī)運(yùn)行電流與中鋁球石基本持平。

（4） 采用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球石代替中鋁球石，每個球磨機(jī)年節(jié)省用電成本92342元，平均節(jié)省球磨時間3.9 h/球，提高球磨效率30.2%，節(jié)省用電6.15 kW·h/t。

3.3 二次研磨的節(jié)能分析

（1） 對普通球石進(jìn)行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進(jìn)行二次研磨，其球磨時間、球磨電耗、球石消耗的比較見表3。

從表3測試數(shù)據(jù)可知，在相同球磨機(jī)規(guī)格和球磨轉(zhuǎn)速的情況下，采用專用耐磨氧化鋁球石作為研磨球石，對投磨原料進(jìn)行二次球磨制漿，對比普通球石的一次研磨可節(jié)省33.3%的球磨時間，明顯地提高了球磨機(jī)球磨效率，降低32.5%球磨用電量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；球磨效率和球石耐磨性提高導(dǎo)致可減少220%球磨機(jī)研磨球石消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，解決了間歇式濕法球磨機(jī)球磨制漿工藝中球石消耗大的技術(shù)難題。

（2） 采用鋯鋁球作為球磨介質(zhì)，其一次研磨、二次研磨粗磨、二次研磨細(xì)磨的效果對比見表4。

由表4數(shù)據(jù)可以看出，二次研磨比一次研磨每噸干料節(jié)省用電成本13.79kW·h，按每磨電費(fèi)0.7元計算，每噸干料節(jié)省電費(fèi)為13.79kW·h×0.7元/kW·h=9.6元，此外，二次研磨還可以增長球磨機(jī)設(shè)備的使用壽命，減少球襯和球石的磨耗。

4 結(jié)語

在節(jié)能環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻的形勢下，對于高能耗的陶瓷行業(yè)來說，使用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球并給合專業(yè)的球磨機(jī)技術(shù)服務(wù)，能給企業(yè)降低10%及以上的球磨用電成本，提高30%及以上的球磨效率，為企業(yè)節(jié)能降耗發(fā)揮巨大作用，這將是未來陶瓷行業(yè)原料加工高效節(jié)能的應(yīng)用方向。

參考文獻(xiàn)

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[3] 韓冬.球石的選擇和級配對釉料球磨效率的影響[J].陶瓷，

2008，（9）：30-31.endprint

（2） 采用鋯鋁球可節(jié)省避鋒用電500 kW·h/球，按0.53元/kW·h計算，可節(jié)省用電成本265元/球，折合節(jié)省干粉用電成本5.4元/t；

（3） 采用鋯鋁球，單噸干料節(jié)省用電1kW·h/t，球磨機(jī)運(yùn)行電流與中鋁球石基本持平。

（4） 采用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球石代替中鋁球石，每個球磨機(jī)年節(jié)省用電成本92342元，平均節(jié)省球磨時間3.9 h/球，提高球磨效率30.2%，節(jié)省用電6.15 kW·h/t。

3.3 二次研磨的節(jié)能分析

（1） 對普通球石進(jìn)行一次研磨，對專用耐磨氧化鋁球石進(jìn)行二次研磨，其球磨時間、球磨電耗、球石消耗的比較見表3。

從表3測試數(shù)據(jù)可知，在相同球磨機(jī)規(guī)格和球磨轉(zhuǎn)速的情況下，采用專用耐磨氧化鋁球石作為研磨球石，對投磨原料進(jìn)行二次球磨制漿，對比普通球石的一次研磨可節(jié)省33.3%的球磨時間，明顯地提高了球磨機(jī)球磨效率，降低32.5%球磨用電量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；球磨效率和球石耐磨性提高導(dǎo)致可減少220%球磨機(jī)研磨球石消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，解決了間歇式濕法球磨機(jī)球磨制漿工藝中球石消耗大的技術(shù)難題。

（2） 采用鋯鋁球作為球磨介質(zhì)，其一次研磨、二次研磨粗磨、二次研磨細(xì)磨的效果對比見表4。

由表4數(shù)據(jù)可以看出，二次研磨比一次研磨每噸干料節(jié)省用電成本13.79kW·h，按每磨電費(fèi)0.7元計算，每噸干料節(jié)省電費(fèi)為13.79kW·h×0.7元/kW·h=9.6元，此外，二次研磨還可以增長球磨機(jī)設(shè)備的使用壽命，減少球襯和球石的磨耗。

4 結(jié)語

在節(jié)能環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻的形勢下，對于高能耗的陶瓷行業(yè)來說，使用萍鄉(xiāng)金剛鋯鋁球并給合專業(yè)的球磨機(jī)技術(shù)服務(wù)，能給企業(yè)降低10%及以上的球磨用電成本，提高30%及以上的球磨效率，為企業(yè)節(jié)能降耗發(fā)揮巨大作用，這將是未來陶瓷行業(yè)原料加工高效節(jié)能的應(yīng)用方向。

參考文獻(xiàn)

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