Khi sử dụng máy nghiền bi, những người thực hành không có nhiều kinh nghiệm thường gặp phải một vấn đề: làm thế nào để thêm bi thép vào máy nghiền bi theo tỷ lệ kích thước bi thép? Điều này chủ yếu phụ thuộc vào các tính chất khác nhau của máy nghiền bi, chẳng hạn như: kích thước đường kính, độ cứng của quặng, kích thước hạt quặng của máy nghiền bi, độ cứng của bi thép (chất lượng), tốc độ máy nghiền bi và các yếu tố khác.
I. Nguyên tắc chính để xác định kích thước bi thép
Độ cứng của vật liệu:Vật liệu nghiền càng cứng thì bi thép phải càng lớn.
Đường kính máy nghiền:Đối với các máy nghiền lớn hơn, lực tác động càng lớn thì càng cần phải sử dụng những viên bi thép nhỏ hơn.
Loại phân vùng:Khi sử dụng vách ngăn đôi, các viên bi thép phải nhỏ hơn so với các viên bi thép được sử dụng trong vách ngăn đơn có cùng một phần xả.
Phân phối bóng: Thông thường, người ta sử dụng phân phối bóng bốn cấp. Điều này có nghĩa là các quả bóng lớn hơn và nhỏ hơn được sử dụng với số lượng ít hơn, trong khi các quả bóng cỡ trung bình phổ biến hơn. Nói cách khác, có "ít hơn ở hai đầu và nhiều hơn ở giữa".
II. Tỷ lệ bi thép cho hiệu suất nghiền cao
Để có hiệu quả nghiền tối ưu, tỷ lệ bi thép sau đây được coi là lý tưởng. Sự cân bằng này đảm bảo hoạt động kinh tế nhất của máy nghiền bi:
| Đường kính bi thép (mm) | Φ100 | Φ80 | Φ60 | Φ40 | Φ20 |
| Tải trọng khối lượng/tổng cộng (%) | 7.50% | 6.90% | 33.50% | 30.10% | 22% |
III. Cách Thêm Bi Thép Dựa Trên Tỷ Lệ Kích Thước
Khi máy nghiền bi mới được lắp đặt lần đầu, máy sẽ trải qua giai đoạn chạy rà. Trong thời gian này, tải trọng ban đầu của bi thép phải bằng khoảng 80% công suất tối đa của máy nghiền. Có thể thêm bi thép theo tỷ lệ với kích thước của chúng (ví dụ: Φ120mm, Φ100mm, Φ80mm, Φ60mm, Φ40mm), điều chỉnh dựa trên nhu cầu vận hành của máy nghiền.
Tải và định cỡ bi thép trong máy nghiền bi
Lượng tải bi thép: Tổng lượng bi tải thay đổi tùy theo model máy nghiền bi. Ví dụ, máy nghiền bi MQG1500×3000 (có công suất xử lý 100-150 tấn) có lượng bi tải tối đa là 9,5-10 tấn. Khi thêm bi thép lần đầu tiên, phân phối thường như sau:
- Bi lớn (Φ120mm và Φ100mm): 30%-40%
- Bi trung bình (Φ80mm): 30%-40%
- Bi nhỏ (Φ60mm và Φ40mm): 30%
Trọng lượng của bi thép được thêm vào phải dựa trên chất lượng của chúng. Bi thép chất lượng cao, chống mài mòn là tốt nhất. Lượng bi thép lý tưởng là 0,8kg cho mỗi tấn quặng đối với bi chất lượng tốt, trong khi bi thép thông thường có thể cần 1-1,2kg cho mỗi tấn quặng.
Tỷ lệ kích thước bi thép: Kích thước của các viên bi thép được thêm vào phụ thuộc vào đường kính của máy nghiền bi:
- Đối với máy nghiền có đường kính nhỏ hơn 2500mm, sử dụng bi Φ100mm, Φ80mm và Φ60mm.
- Đối với máy nghiền có đường kính lớn hơn 2500mm, sử dụng bi Φ120mm, Φ100mm và Φ80mm.
IV. Lựa chọn vật liệu mài chịu mài mòn (bi mài)
Năm 1994, ngành vật liệu xây dựng Trung Quốc đã thiết lập tiêu chuẩn JC/T535-94 “Bi nghiền đúc hợp kim crom cho ngành vật liệu xây dựng”. Tiêu chuẩn này sau đó được tinh chỉnh thành tiêu chuẩn quốc gia GB/T17445-1998 “Bi nghiền đúc”, trong đó nêu rõ thành phần hóa học, tính chất cơ học, thông số kỹ thuật và phương pháp kiểm tra đối với bi crom cao, bi crom trung bình, bi crom thấp và bi gang dẻo bainite.
V. Tính chất của bi nghiền chất lượng cao
Bi nghiền chất lượng tốt phải có những đặc tính chính sau:
Mặc Sức chống cự: Bi nghiền phải có khả năng chống chịu nhiều dạng mài mòn khác nhau, bao gồm cắt, biến dạng và bong tróc do mỏi. Đối với mài mòn do cắt, độ cứng cao là điều cần thiết. Đối với biến dạng và mài mòn do mỏi, bi phải có khả năng chống mỏi do biến dạng, mỏi do tiếp xúc và mỏi do va đập cao.
Độ bền va đập:Các bi nghiền phải có khả năng chống va đập tuyệt vời, không bị vỡ khi va đập nhiều lần.
Độ cứng:Các quả bóng, đặc biệt là những quả bóng lớn (Φ100mm), phải có độ cứng đồng đều trên bề mặt để tránh mất độ tròn và đảm bảo hiệu suất nhất quán.
Chất lượng luyện kim: Bi nghiền chất lượng cao phải được sản xuất theo các tiêu chuẩn quy định, không có khuyết tật đúc như lẫn xỉ hoặc lẫn cát.
Đối với buồng nghiền thô, nên sử dụng bi có hàm lượng crom cao, trong khi đối với quá trình nghiền mịn, có thể sử dụng bi có hàm lượng crom thấp. Trong các ứng dụng nghiền ướt, nên sử dụng bi có hàm lượng crom thấp hoặc bi thép rèn vì khả năng chống mài mòn của bi có hàm lượng crom cao kém hiệu quả hơn trong điều kiện ăn mòn. Để tăng khả năng chống mài mòn, bi đúc kim loại được coi là lựa chọn tốt nhất.
VI. Tối ưu hóa hệ thống nạp bóng
Một hệ thống nạp bi được thiết kế tốt là rất quan trọng đối với hoạt động hiệu quả của máy nghiền. Nó bao gồm một số yếu tố:
- Chất lượng bi thép:Điều này đề cập đến mật độ, độ cứng và khả năng chống mài mòn của bi thép.
- Kích thước bi thép:Những viên bi có đường kính lớn hơn tạo ra lực tác động lớn hơn, trong khi những viên bi nhỏ hơn giúp nghiền các hạt quặng mịn hơn bằng cách tăng số lần va chạm trên một đơn vị thời gian.
- Tỷ lệ lấp đầy bóng:Đường kính bóng càng nhỏ (khi tốc độ nạp không đổi) thì số lượng bóng càng nhiều và do đó tác động càng thường xuyên.
Đối với quặng cứng, thô, cần có bi có đường kính lớn hơn, mật độ cao để nghiền tốt hơn. Tuy nhiên, đối với các hạt quặng mịn, cần có bi nhỏ hơn để cải thiện hiệu quả nghiền. Hiện nay, một số máy tuyển quặng ở Trung Quốc bổ sung bi thép đường kính 100mm bất kể kích thước quặng, điều này không hiệu quả và dẫn đến nghiền quá mức và tăng mức tiêu thụ bi thép. Bi lớn hơn sẽ mòn nhanh hơn, dẫn đến chi phí cao hơn.
Gợi ý thay thế bi có hàm lượng Crom thấp và bi rèn bằng bi có hàm lượng Crom cao
Khi các ngành công nghiệp theo đuổi những tiến bộ công nghệ để tăng năng suất và giảm chi phí, việc thay thế các viên bi thép rèn và có hàm lượng crom thấp bằng các viên bi có hàm lượng crom cao đang trở thành một cải tiến thiết yếu.
Trong khi bi thép rèn và bi crom thấp đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất xi măng, nhà máy nhiệt điện và khai thác quặng sắt, khả năng chống mài mòn của chúng thường không đủ. Một số nhà sản xuất trong nước đã cố gắng thay thế bi thép rèn và bi crom thấp bằng bi đúc crom cao. Tuy nhiên, những nỗ lực này đã bị cản trở bởi chất lượng sản phẩm kém, thiếu khả năng chống mài mòn và thỉnh thoảng bị vỡ, khiến chúng không khả thi về mặt kinh tế.
Bất chấp những thách thức này, việc thay thế bi có hàm lượng crom thấp và bi rèn bằng bi có hàm lượng crom cao là một bước tiến lớn, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp có điều kiện nghiền khắt khe. Đối với các doanh nghiệp hướng tới tăng trưởng, việc cải tiến liên tục chất lượng sản phẩm và giảm chi phí là cần thiết để đạt được lợi ích đầy đủ.
Ở nhiều thị trường nước ngoài, bi đúc hợp kim crom cao đã là tiêu chuẩn. Các nhà nghiên cứu của chúng tôi đã phát triển bi có độ cứng cao, hàm lượng crom cao, có khả năng chống mài mòn, chống va đập và chống ăn mòn tuyệt vời. Bằng cách tối ưu hóa thành phần hóa học và quy trình xử lý nhiệt, những bi này đạt được:
- Độ cứng (HRC) lớn hơn 56
- Giá trị va đập ≥4J/cm²
- Độ bền khi rơi hơn 10.000 lần
- Khả năng chống mài mòn cao hơn gấp đôi so với bi tiêu chuẩn có hàm lượng crom thấp
Sự đổi mới này làm nổi bật khả năng chống mài mòn vượt trội của các viên bi có hàm lượng crom cao, đưa chúng trở thành tương lai của vật liệu nghiền trong ngành.
VII. Các thông số chính trong phương pháp phân phối bóng hai giai đoạn
Khi sử dụng phương pháp phân phối bi hai giai đoạn trong máy nghiền, cần phải xem xét một số thông số quan trọng sau:
Đường kính bóng lớn: Tương tự như phân phối bi nhiều giai đoạn, việc lựa chọn đường kính bi lớn phụ thuộc vào kích thước hạt của vật liệu được đưa vào máy nghiền. Tuy nhiên, trong phương pháp hai giai đoạn, đường kính dựa trên kích thước hạt đại diện, là kích thước hạt chiếm tỷ lệ lớn nhất của vật liệu. Trong thực tế, đường kính bi thứ cấp từ phân phối nhiều giai đoạn có thể dùng làm tham chiếu. Ví dụ, nếu đường kính bi tối đa trong phân phối nhiều giai đoạn là 100mm, thì bi thép Φ90mm sẽ được chọn cho phân phối bi thứ cấp.
Tỷ lệ bóng: Tỷ lệ giữa các quả bóng lớn và nhỏ phải được cân bằng để đảm bảo rằng việc thêm các quả bóng nhỏ hơn không làm ảnh hưởng đến tốc độ làm đầy của các quả bóng lớn hơn. Thông thường, các quả bóng nhỏ phải chiếm từ 3% đến 5% trọng lượng của các quả bóng lớn. Trong các ứng dụng thực tế, nên bắt đầu với giới hạn dưới (3%) và điều chỉnh theo các điều kiện sản xuất cụ thể.
Đường kính quả bóng nhỏ: Kích thước của các quả bóng nhỏ phụ thuộc vào khoảng cách giữa các quả bóng lớn hơn, nghĩa là nó liên quan đến đường kính của các quả bóng lớn. Theo hướng dẫn của ngành, đường kính của các quả bóng nhỏ phải nằm trong khoảng từ 13% đến 33% đường kính của các quả bóng lớn.
