棒磨机断棒原因浅析

导读:在该棒磨机试运行期间，我们控制投煤量稳定在20~22t/h范围，并未超出该球磨机的额定最大投煤量（30t/h），因此，此项因素可以排除。

棒磨机断棒原因浅析 1、前言 棒磨机运行过程中，磨棒常发生两种不同形式的破坏。

一是因岩块的棱角的钉扎、刻划与犁削而引起的磨损，一是因与岩块等撞击而引起的冲击断裂。

其中，磨损是绝对的，不可避免的，无论采用何种棒磨机和磨棒，也无论磨碎什么样的岩石和采用什么样的操作条件，都难以避免。

断裂则不同。

虽然不少工程在使用棒磨机时都出现过磨棒断裂，有些工程断棒现象还很严重，但有些工程断棒甚少，个别工程甚至完全无此现象发生。

例如，某工程使用MBS2100×3600棒磨机磨碎粒径为5~40mm，抗压强度高达160~330MPa的石英岩和石英砂岩，尽管其进料量远超过铭牌值，但却很少断棒；另一工程用同样的棒磨机磨碎粒径为5~20mm、石灰岩和白云岩约占60%，砂岩和石英砂岩约占37%的卵砾石时，其进料量仅（30~35）×10(3)kg/h，亦很少断棒；还有一工程使用MBS1500×3000棒磨机磨碎抗压强度为200MPa的花岗岩和花岗闪长岩，虽然进料粒径为5~20mm，进料量为11×10(3)kg/h，却根本未出现过断棒。

这些说明，断棒与磨损不同，它不是绝对的，不可避免的。

相反，只要弄清其原因，并采取相应的措施，就可以避免，至少可大大减少断棒数。

2、引起磨棒断裂的原因 引起磨棒断裂的原因是比较复杂的。

除了磨棒本身的机械能过剩，以致在转换成岩石的破碎功及某些相应的，不可避免的无用功之后还剩余较多的能量这一原因外，磨棒的平行排列秩序扰乱，也是一个极为重要的原因。

磨棒，即具有一定直径的圆形钢棒，属细长杆件，其长径比常高达30~80。

这些细长杆堆积在一起，只有其纵轴保持平行，且其断面呈“梅花”形排列，才能成为最紧密排列，使其所占的空间最小。

即在一定大小的空间范围内所容纳的磨棒最多，磨碎效率最高。

同时，也只有这样排列，才能保证磨棒抛落和泻落时砸在其下层棒缝中的岩块上，而不致于其下层磨棒直接发生撞击，磨棒在与岩块撞击时所受到的冲击作用力才能成为沿其长度方向分布的分散力，并为冲击压力。

只有这样，才能充分利用磨棒的强度，充分发挥其承载能力。

正常情况下，磨棒能在重力的作用和磨筒这一边界条件的约束下自动地形成这种规则的排列，即使是在磨筒转动时，也是如此。

这是因为，磨棒的断面为圆形，无论它们如何紧密排列，棒与棒之间总是存在着条状的槽形缝隙。

由于重力的作用和磨筒的转动，上层磨磨总会不由自主地滚入下层磨棒的槽形缝隙中，使自己处于低能位置。

而上层磨棒一旦落入下层磨棒间的缝隙，便将受到其中“卡”在其中而处于稳定状态，如果没有一定的力作用，它是不可能超过“槽坎”而改变其平行排列状态的。

但是，如果磨棒间的某一条缝隙局部被堵，则与其对应的上层磨棒的一端便将抬起而成为歪斜状，若某条缝全部或大部被堵，则其对应的上层磨棒将完全失去此缝的约速而变得较为自由。

此时，该棒只要受到一个较小的外力作用，便会改变原来的“姿势”，变为斜卧。

一磨棒倾斜后，它与周围其它磨棒的空间位置关系便由平行变为斜交，磨棒间的线接触关系也相应地变为点接触。

这样，其它磨棒回落时，便不再是砸在岩块上，而是砸在下面歪斜的磨棒上，形成磨棒与磨棒直接撞击；而且其撞击力也不再是沿棒纵向分布的冲击压力，而是作用在接触点处的集中力；这种力作用的结果，既使磨棒中的应力恶化。

在此应力作用下，原来内部没有明显缺陷的磨棒可能因局部应力过大而产生缺陷，原来已有明显缺陷的磨棒则将在其缺陷处产生应力集中，促使这些缺陷发展，扩大，最后导致磨棒断裂。

事实证明，只要有一根磨棒发生歪斜，便可能导致上述结果，甚至还会很快引起其它磨棒排列的紊乱，造成所谓的“乱棒”，形成严重的断棒现象。

许多因素都可以引起磨棒歪斜，其中常见的主要有以下一些。

https://www.flowerba.com/、装棒量偏少或进料量偏多 装棒量的多少，关系到磨棒被提升的高度及对被破碎岩块的冲击次数，冲击力大小和有效研磨面积的大小等，它对棒磨机的生产效率有很大的影响。

试验研究表明，湿式棒磨充填率在40%~45%时较好。

但国内大多数工程都低于此范围，少数仅为30%左右。

由于装棒量太少，磨棒的抛落和泻落所占的比重也相应减少，生产效率降低，进入磨内的石块不能及时地破碎到较细的程度而被水冲出磨机，只能破为较粗的颗粒夹在棒缝中等待进一步破碎。

这样，棒缝常被石屑填满而失去对上层磨棒的约束作用，引起磨棒排列状态的改变。

进料量偏多，亦容易造成“消化不良”而引起同样的结果。

https://www.flowerba.com/、两端进料或加水不等 制砂用的棒磨机一般都是端进料、端加水而中间周边排料的。

显然，磨机两端的进料不等，易使磨棒歪斜。

而当供料皮带的轴线与磨轴成垂直布置时，皮带跑偏会引起两端进料不等；二者成平行布置时，因石料的运动惯性，更难保证两端进料均匀。

如果采用由摇臂摇动的分料斗交替地向磨机两端供料，则将人为地造成两端的进料不等，不仅不能避免断棒，实际上还会增加磨棒歪斜和断裂的机会。

若两端加水不等，则其排料亦不相等，其结果相当于进料不等。

特别是磨碎卵石时，因卵石粒圆面光，容易滚动和弹跳，加水多的，一端的卵石将被水冲离磨端，甚至直接由排料口排出，造成一端料多，一端料少，使磨棒歪斜。

、进料粒径过大 进料的最大粒径取决于棒径的大小，一个直径为25mm的球形石子即可填平两根φ100的磨棒间的缝隙。

若石子的粒径更大，且其韧性很好时，将难于破碎。

它们堵在棒缝中，将使其上面的磨棒失去棒缝的约束。

虽然进料的粒径有筛网严格控制，但超径现象总是难免的。

而只要有超径，磨棒就可能歪斜。

采用中石（最大粒径为40mm）制砂，就更不用说。

、不合格的磨棒剔除不及时 磨棒磨损到一定程度后，便易弯曲和断裂。

弯棒和断棒若不及时剔除，将进一步引起其它磨棒的排列紊乱。

但运行人员看不到磨机内的磨棒。

因此，不能及时发现弯棒和断棒，只能定期打开磨棒机检查。

这种检查常成为马后炮。

同时，由于磨内装棒多，空间小，加上磨棒笨重，想彻底清除已经弯曲和断裂，以及即将弯曲和断裂的磨棒，也是很困难的。

因而，常常留下一些隐患。

、磨内部件脱落 磨筒内都装有衬板。

衬板由螺栓坚固在磨筒壁上。

在磨棒的巨大冲击作用下，坚固螺栓很容易松动，甚至被剪切而造成螺栓与衬板脱落。

衬板既大又不容易破碎，它们脱落后会造成什么结果，是不难想象的。

、磨棒的含碳量偏低 磨棒受力的特殊性，要求它既具有良好的冲击韧性，又具有一定的硬度和刚度，一般来说，含碳量为的热轧钢较适于用作磨棒。

但迄今为止，国内几乎都是选用40号至50号钢作磨检点。

这些钢材的平均含碳量仅，虽然其冲击韧性良好，但硬度和刚度却较低，容易磨损和弯曲。

使用过程中易因弯曲而引起其它磨棒的排列紊乱。

3、结论 棒磨机运行时，磨内磨棒的平行排列秩序被扰乱，造成磨棒之间互相撞击，致使磨棒的受力情况恶化，是导致磨棒断裂的根本原因之一。

而棒量偏少或进料量偏多，磨机两端进料量或加水量不等，进料粒径过大，不合格的磨棒剔除不及时，机内部件脱落，以及磨棒含碳量偏低等，都能造成磨棒歪斜，扰乱其平行排列秩序，导致磨棒断裂。

相关设备：球磨机、mqg管磨机、塔磨机。

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调整钢棒配比提高棒磨机煤浆质量

调整钢棒配比提高棒磨机煤浆质量 1、概况 某厂德土古气化系统1993~2000年，一直运行一台气化炉，采用/球磨机磨制煤浆，到2000年夏季配合双炉系统运行，该厂又安装了一台φ×湿式溢流型棒磨机，该机为洛阳矿山机械厂生产，各项参数见表1。

该磨机2000年5月投入试用，其研磨料的规格及级配由球磨机生产厂家提供，初始添加钢棒60t（填充率为43%），级配如下： φ75，18t；φ63，24t；φ50，18t 该球磨机运行稳定后，我们将磨出的煤浆与德土古公司提供给我厂的指标进行了比较，具体数据见表2。

通过对比可以看出，虽然该棒磨机钢棒填充率达43%，且投煤量也较少，但磨制的煤浆质量与生产要求的煤浆指标仍有较大差别，主要表现在：煤浆粒度分布不合理，14~325目之间的颗粒较多，平均达到，而小于325目的细颗粒则太少，平均仅，由此引起煤浆粘度低，煤浆稳定性差，外观上表现为易于分层、沉淀，给煤浆的贮存及输送带来很大不便，同时煤浆颗粒增粗对气化炉的操作带来不良影响。

2、原因分析及措施 对煤浆粒度分布的影响因素，我们作了如下分析。

（1）磨机的生产负荷 如果投煤量过大，煤在球磨机内停留时间变短，研磨不够充分，粒度就会变粗。

在该棒磨机试运行期间，我们控制投煤量稳定在20~22t/h范围，并未超出该球磨机的额定最大投煤量（30t/h），因此，此项因素可以排除。

（2）原料煤的粒度 我厂原料煤在输送过程中是经过筛分、破碎的，进料粒度基本都在10mm以下，小于棒磨机要求（小于20mm）的指标，不会因此造成煤浆粒度偏粗。

（3）原料煤的硬度 我厂原料煤种的哈氏可磨指数在56~58之间，属于硬度适中的煤种。

此项因素也可以排除。

（4）球磨机内钢棒的级配与粒度的关系 直径大的钢棒堆在一起时，由于钢棒之间的空隙较大，物料在其中流速较快，研磨的时间变短，同时物料与研磨体之间接触面较小，因而会出现研磨不充分的现象。

如果在粗棒中间适量添加细棒，钢棒之间的空隙就会减少，同时钢棒与物料间接触面积会增大，物料在球磨机内的运行受到阻碍，流速变慢，物料有较多的机会与钢棒接触，从而可以提高研磨效率，使煤浆被研磨得更细。

另外，我们又了解了其他几家同类企业棒磨机的煤浆粒度分布情况，在钢棒配比基本相同的情况下，煤浆粒度也普遍偏大，小于325目的细颗粒比例多数在25%~35%之间，说明我厂棒磨机煤浆粒度偏大并非操作原因，而是棒磨机普遍存在的问题。

根据以上分析，我们决定调整棒磨机级配，适当增加部分细棒，并于2001年11朋系统停车大修期间进行了实验。

钢棒规格由三种增加到四种，增加了φ40钢棒，调整后钢棒级配如下： φ75 15t φ50 15t φ63 20t φ40 5t 钢棒添加量由原来的60t减至55t，填充率为38%。

试验过程中，球磨机投煤量与原始开车时相同（20~22t/h），煤浆浓度控制在64%~66%，运行稳定后取样测定，结果见表3。

通过表3与表2对比可知，调整钢棒级配后，煤浆粒度分布虽然距德士古要求的指标还有较大差距，但较初始开车时有了明显的好转，小于325目的细颗粒比例比改变钢棒级配前上升了，煤浆粘度平均值也由762cP上升至1080cP，从外观上看煤浆变得较为稳定，分层、沉淀的时间由原来的不到4h增加到8h以上。

3、结论 （1）通过本次调整钢棒级配的试验结果表明，适当增加细棒数量能增加煤浆中细颗粒的比例，从而提高煤浆的稳定性。

（2）细钢棒的规格及添加比例应以要求的煤浆粒度分布指标来定，具体数据最好由实验确定。

（3）添加较细的钢棒时一定要保证钢棒的硬度及韧性达标，防止发生断棒、弯棒的现象。

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判断棒磨机振动的依据

判断棒磨机振动的依据 尽管目前我们认为1#、2#棒磨机响声、振动大，但这个结论是凭经验感觉得出来的，用这种感观结论来对棒磨机采取修复措施，有很大的主观成份（实践经验丰富者其判断就准确一些，经验不足的自然就有一些差距）。

假设我们采用一种通过实测振幅值的大小来判断振动，则依据会更充分一些，从而可指导我们准确地对棒磨机善作出决策（例如，我们用故障诊断仪测量3台棒磨机小齿轮两端轴承幅值，参见表1）。

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