钢球球磨机料位的重要性

导读:利用声发射波传感器检测球磨机运转过程中筒内的钢球与煤及球磨机的筒体衬板之间的冲击声波，并将其转变成音频电波，经分频电路及单片机电路分析可间接反映球磨机筒内煤位的高低。

钢球球磨机料位的重要性 今天我们给大家介绍一下钢球球磨机料位的重要性。

球磨机是广泛用于工业领域中的一种用来磨碎固体物料的机器设备，又称钢球球磨机。

球磨机主要由可旋转的筒体和筒体内的钢球组成。

它的工作原理是利用电动机带动球磨机筒体旋转，筒内钢球被抛起后又自由落下，使钢球与筒体及被加工的固体物料之间发生撞击和研磨，把物料逐渐粉碎。

在火力发电厂，球磨机是主要设备之一，它的运行状态直接关系到电力系统机组对锅炉负荷地控制，而如何控制球磨机的最佳工作料位是问题的关键。

料位高低是衡量球磨机筒体中煤量的重要指标，它是用筒体煤量占整个筒体体积百分比来衡量筒体中煤量的多少。

如果料位过低，将造成球磨机工作在缺煤状态，出煤率低，并且能源利用率低下，同时钢球的磨损对筒体的危害也很严重。

同样，如果球磨机的料位过高，球磨机的出煤率也不高，能源利用率差，甚至有时可能造成堵煤的严重情况。

由于料位的自动检测难度大，在球磨机的实体中，采用全封闭结构，从外部不能直接测量料位的高度。

虽然现在有一小部分火力发电厂应用了料位检测系统，但目前的这些检测系统测量精度并不理想，而且大部分火力发电厂还是依靠操作人员手工控制球磨机料位。

因此，有必要开发出高检测精度的球磨机料位测控系统来提高球磨机工作效率。

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球磨机钢球的选材要求

球磨机钢球的选材要求 球磨机钢球的选材原则如下： 科学性、先进性、经济性是钢球选材必须遵守的原则。

在具体选材时必须考虑到其实际工况条件，如被研磨物料的机械物理性能（如硬度、湿度、温度）、磨煤机的特性、磨耗及综合成本，以期取得最佳的经济效益。

对球磨机钢球材质有如下要求： 1、应具有较高的硬度和耐磨性，以抵抗被物料的切削、凿削磨损。

2、应具有良好的强韧性（塑性）配合，以抵抗疲劳磨损。

3、应具有良好的淬透性，以保证钢球内外硬度的均匀性，获得较高的平均体积硬度和稳定的磨损。

具体的来讲，对球磨机钢球的材料有如下要求： 1、组织要求 球磨机钢球材料的性能通过合适的组织来实现，对于常用的钢球材料组织有以下几种类型： 1）单一组织 钢铁耐磨材料常见的单一组织有马氏体（M）、贝氏体（B）、珠光体（P）和奥氏体（A），它们的耐磨性都随硬度增加而增加，奥氏体、贝氏体组织耐磨性优于珠光体和马氏体。

此外，各种组织中合金含量、含碳量不同，其耐磨性也会有较大变化。

在实际生产中，由于马氏体组织硬度一般较高，具有较好的耐磨性且容易获得，使用较多。

在相同硬度水平下，贝氏体组织则比马氏体组织具有更高的耐磨性。

因此，如何获得贝氏体组织成为目前钢铁耐磨材料的焦点。

单一珠光体硬度低、磨耗高，基本上已被淘汰；单一奥氏体组织材料以高锰钢为代表，虽然硬度低、但在高冲击磨损作用下会发生加工硬化而达到较高的表面硬度，因此在高冲击工况条件下也可以获得较好的耐磨性，但在冲击强度不足以使表面充分加工硬化时并不耐磨，这已为工程实践结果所证实。

2）复相组织 获得复相组织的目的是为了改善材料韧性、取得良好的强韧性配合，获得单一组织无法获得的高耐磨性。

如马氏体+贝氏体组织，它们比单相马氏体韧性好，比单相贝氏体硬度高，从而其耐磨性较好。

虽然从抗腐蚀性的角度来看，复相组织增加了相界面、相与相之间有电位差异会促进电化学腐蚀，导致在有腐蚀的工况条件下的耐磨性降低，但获得性能优良的贝氏体+马氏体复相组织仍有利于工件寿命的提高。

3）基体+碳化物 “基体+碳化物”型组织通常有较好的耐磨性，这是因为碳化物有较高的硬度，它分布于基体中可以起支撑作用，阻挡磨粒的刺入或切削。

此类材料要作为有用的耐磨材料还必须满足以下条件： ①在提高材料整体硬度时，必须考虑在组织变化允许的情况下尽可能减少基体和碳化物的硬度差。

根据此原则，基体组织应以硬度较高的马氏体、贝氏体或它们的复合组织为宜。

珠光体硬度较低，“珠光体+碳化物”型的高碳钢、高碳合金钢、普通白口铁等材料磨耗大，易破碎，基本上已经被淘汰。

但组织较细的屈氏体有较高的硬度与良好韧性的配合，可以作为一种好的基体。

②在保证材料高硬度的同时，必须考虑改善韧性。

“基体+碳化物”型材料一般韧性较差，主要是由于存在碳化物的缘故。

因而控制碳化物的形状、数量、分布和种类是改善材料韧性的主要手段。

4）基体+碳化物+ 石墨 基体一般为马氏体或贝氏体，石墨为球形，材料有较高的硬度。

许多试验表明，球形石墨的引入可提高耐磨性和韧性。

保存一定量的共晶碳化物可维持材料的高耐磨性能，但当对韧性要求更重要时，也可以不要共晶碳化物，碳完全以石墨形态存在。

2、性能要求 1）较高的硬度 硬度在一定的程度上反映了材料的耐磨性。

一般而言，在其它条件一致的情况下，材料的硬度越高，耐磨性越好。

但硬度的提高易导致材料在磨损过程中产生疲劳裂纹、宏观剥落，使得耐磨性下降。

但若能保证材料同时具有良好的韧性，防止疲劳、剥落等失效的发生，则仍是硬度越高越耐磨。

此外，对于钢而言，硬度与强度之间存在一定的对应关系，硬度越高，钢的屈服强度、抗拉强度越高，不易发生塑性流变。

故对于耐磨负而言，应具有较高的硬度，通常硬度在HRC45以上较为合适。

但需要注意的是，钢铁的硬度和韧性是一对相互矛盾的性质，通常是硬度高则韧性差，当硬度超过HRC60以后，材料的韧性下降很快，在使用过程中容易发生断裂、脆性剥落等失效，使得其耐磨性和安全性大大下降。

2）良好的韧性 韧性是一项很重要的性能指标，决定了其使用寿命。

韧性好，一方面可以防止工作出现宏观断裂等宏观失效，另一方面也使得材料由断裂机理引起的材料损失得到抑制。

工件的冲击韧性值应根据具体的工况提出要求。

对于球磨机钢球而言，一方面物料在球磨机钢球与衬板间有缓冲作用，钢球与衬板之间的直接碰撞几乎不会发生；但另一方面球磨机钢球与物料，钢球与钢球之间反复发生碰撞，受到冲击后有可能产生较大的应力集中，产生宏观断裂，特别是在球磨机钢球本身存在制造缺陷，存在较大的热处理应力和变形时容易发 生。

3）优良的淬透性 钢的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层（也称淬透层）深度的能力，也就是奥氏体化后的钢在淬火后获得马氏体的能力。

其大小通常用规定条件下淬硬层的深度表示。

淬硬层越深，表明其淬透性越好，一般规定由工件表面到半马氏体区（即马氏体和珠光体型组织各占50%的区域）的尝试作为淬硬层深度。

实际应用中，这一性能往往作为衡量在淬火后组织均匀的指标。

对球磨机钢球磨损工况条件下的耐磨件而言，为保证其整体组织均为理想组织，良好的淬透性十分重要。

3、经济性和工业生产可行性 这主要应考虑到两方面的因素。

一方面，球磨机钢球在满足使用工况条件的情况下，应尽量降低其生产成本，防止过度追求材质高性能；另一方面，还要考虑到钢球制造工艺的可行性和经济性。

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球磨机料位测量的现状二

球磨机料位测量的现状二 3、油压法 油压法利用磨煤机轴颈和轴瓦间的油膜压力来表征装料总量。

油膜压力可用各种方法测得，最简单的方法是利用低压润滑的油锲效应；或是用高压顶起油泵向轴瓦的油室送进液压介质；此外，还可以用专用油泵向单独的轴瓦油坑中送进液压介质。

这几种方法产生的油膜压力都与球磨机本身重量及装料总重成正比，由于球磨机本身重量变化缓慢，故油压变化实际上就代表球磨机筒内装载量的变化。

当钢球装载量恒定时，油压的变化即表示了球磨机筒内煤位的变化。

渍压法不仅需要测量元件，还需要辅助设备和油泵和润滑油，大大增加了球磨机运行的维护费用。

因此，基本不采用该方法来测量球磨机料位。

4、气压差动法 利用球磨机筒内流动空气差压来反映球磨机存煤量。

其测量原理是将筒内煤位虚拟类比为液面，根据差动测量原理就能确定风煤比值，当风量一定时，风煤比的大小直接与筒内料位成正比。

该方法成功地应用在双进双出球磨机上，磨的两端对称布置了传压管，连续稳定的低压空气流入传压管并在管内建立压力，当煤粉部分地“淹没”传压管探头时，管内压力升高，与基准管压力产生压差，该压差信号就可反映存煤量。

它的优点在于其压差和料位之间存在一一对应的关系，且这种关系在料位达到较高的运行优化区时仍然成立，也不受风量、钢球等其他因素的干扰。

但是，此方法并不适用于单进单出球磨机，由于磨的结构不同，传感器易被钢球磨损甚至砸坏、动静部分容易被物料卡死，不能保证长期稳定地检测筒内存煤量。

5、应变法 应变法主要是将筒体简化成分布载荷的筒支梁。

由于筒体内的钢球和煤块的重量作用引起筒体的变形，且这个变形量和筒体内钢球和煤重量成比例关系，如磨煤机内钢球装载量一定，则此变形量与料位成比例关系。

当筒体旋转时，筒体的下表面将始终受拉应力，上表面将始终受压应力，这个拉压应变量可以通过应变传感器进行直接测量。

但是由于传感器安装在筒体上随其传动，因而容易受损，并且给安装和测量都带来了不便。

同时应力的变化并不是料位呈单值一一对应关系，还会受钢球装载量的影响。

因此，该方法没有被广泛采用。

6、声发射波法 声发射波法是根据如下的声发射现象：当试件受外力或内应力作用时，缺陷处或结构异常部位由于应力集中而产生塑性变形，其储存能量的一部分以弹性应力波的形式释放出来。

声发射传感技术应接收声发射波并从中获取信息的技术，利用声发射信号来对材料或构件缺陷进行预报、判断和评价。

在球磨机磨煤过程中球磨机料位受钢球和衬板的作用，其物理形状发生了改变并释放出能量。

其中一部分转化成瞬变化的压力波，即为声发射波。

物体表面所产生微小形变的不同大小反映了球磨机料位的物理状态变化特征。

因此可以通过测量物体表面的微小变化来确定球磨机工作过程中的负荷变化状况。

利用声发射波传感器检测球磨机运转过程中筒内的钢球与煤及球磨机的筒体衬板之间的冲击声波，并将其转变成音频电波，经分频电路及单片机电路分析可间接反映球磨机筒内煤位的高低。

该方法目前只在研究阶段，还不骨适合现场应用的产品。

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