CAD技术在计算磨机研磨体填充率的应用

磨机研磨体填充率是指研磨体在磨内的堆积体积占磨机有效容积的百分数，也即研磨体断面积占磨机有效断面积的百分数。填充率直接影响冲击次数、研磨面积，对磨机的产质量有着直接的影响。实际生产中通常根据停磨所测的研磨体面高度H或研磨体面的弦长国L来估算，有人曾总结出小规格磨机中H/Do或L/Do和填充率的对应关系1。但由于需要保存好表格来查表，且大规格磨机的研磨体面高度H或弦长L通常不易测量或测量准确性差，影响了填充率的准确计算。笔者根据CAD技术在制图中的应用，介绍一种利用CAD制图技术来直接计算出磨内研磨体填充率的方法。

一、CAD技术中研磨体填充率的计算方法

磨机研磨体面高度H不易测量，但磨机的隔仓板中心圆或出料篦板的中心圆直径易测量，中心点也易确定。磨机停磨后可直接测量出中心点到研磨体表面的垂直高度（见图1）。测量出高度后即可直接利用CAD计算出填充率。

在CAD中先根据磨机的有效直径，画一圆，同时画出中心线（如下图2）。然后根据测量出的垂直高度Hmm，从圆的中心点往下偏移中心线Hmm，得出两交点A、B，再从中心点O画偏移中心线和圆的两交点A、B的两条直线，再利用角度标注工具，标出两条直线OA、OB的角度E，标出偏移中心线和圆的交点的AB的距离L。有了这样的标注数据，就可计算出研磨体断面积即图中阴影部分面积。从而就可计算出填充率。计算方法如下：

S=0.785∏Do2E/360-0.5HL

SO=0.785∏Do2

ψ=S/SO

式中：S为研磨体断面面积-mm2,

SO 为磨机有效断面积-mm2，

DO为磨机有效直径-mm，

E为图中标注角度-°，

H为磨机中心点到研磨体断面距离-mm，

L为研磨体断面弦长-mm，

ψ为研磨体填充率-%。

二、计算填充率在实际生产中的应用

1.检查研磨体实际装填量，补充研磨体。

磨机加球后或加球运行一段时间后，可在磨机停料后将磨内物料打空停磨，进入磨内检测研磨体断面到磨机中心点的距离H，利用CAD技术，计算出实际填充率，根据设计填充率和实际填充率的差值，来确定研磨体的补充量。

2.检查磨内球料比是否合适

磨内合适的球料比是磨内研磨效率的保证，可通过CAD技术来分别计算出磨机研磨体和物料总填充率和研磨体填充率来判断出球料比是否合适。磨机正常运转中急停磨即同时停止喂料和磨机，进入磨内测出研磨体到磨机中心点的高度H1，计算出研磨体和物料总填充率ψ1，根据磨机实际装载量理论计算出的填充率或近期实测的填充率ψ，来判断磨内球料比是否合适。笔者根据多年的调试经验，一般两者的差值大于2%时，说明磨内球料比过小，可能是隔仓板或出料篦板过料能力差，或研磨体过小、磨内通风较弱。如果两者的差值小于1%,则可能是隔仓板或出料篦板过料能力过强，或研磨体过大，磨内通风过强所致。江苏淮安CC水泥厂一台φ3.8×13m圈流水泥磨，一仓有效仓长为4.4m,装载量为56吨，理论填充率为26.4%,运行生产后空磨量得H=700，利用CAD标注出L=3371mm，E=134.9°,计算出ψ=26.2% 。生产中产量只有80～82t/h（P.O42.5R水泥），选粉机的循环负荷只有60%左右，一仓易饱磨，磨头经常出现返料现象。磨机正常运转中急停磨后进磨测得H1=630mm，利用CAD标注出L=3426mm，E=139.6°,计算出ψ1=28.5% 。ψ1和ψ两者的差值大于2%，一仓的球料比偏小。检查隔仓板时发现由于双层隔仓板中筛分板的筛缝中心距为15～16mm，使得筛分板的孔隙率只有9%左右，影响了隔仓板的过料能力。后将筛分板更换为筛缝中心距为9～10mm，孔隙率达13%。更换后产量上升到90～92t/h，选粉机的循环负荷在100%左右。磨机正常运转中急停磨后进磨测得H1=660mm，ψ1=27.4%，磨内球料比合适，系统效率较高。