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1、前言
建筑陶瓷工业化生产几十年以来，是典型的高耗能行业，能源耗用占企业经营成本20-30%以上，其中原料加工的球磨就需要大量能耗，目前已有少部分企业实现相对节能的连续式球磨机，但大部分陶瓷企业还是延用间歇式湿法球磨机进行原料加工，因此如何降低球磨机的能耗一直是陶瓷行业节能的主要工作方向。
佛山市三水冠珠陶瓷有限公司专业生产二次烧内墙砖产品，原料加工全部采用40T间歇式湿法球磨机，以中铝球为球磨体，球磨机采用三相交流电动机通过减速机构带动筒体旋转，在离心力和摩擦力的作用下，球磨介质和物料随筒体自始至终以单一速度一道旋转，达到一定高度时抛落，物料受到球磨体的撞击和研磨作用而被粉碎，自2008年投产以来，球磨能耗一直居高不下。
影响球磨效率的因素很多，球石配比、球石装载量、空隙率、球磨转速等等都会影响球磨效率，为进一步降低球磨能耗，在所用原料和球磨体、料、水比例不变的情况下，尝试通过对球磨过程不同时段转速的分析研究，提出一种节能方法。
在物料颗粒度较大时通过提高球磨体和物料高速旋转，使球磨体和物料处于抛落式运动状态，达到球磨体对物料的最大撞击提高破碎作用；当物料达到一定颗粒度后接着通过降低球磨体和物料的旋转，处于泄落式运动状态使球磨体对物料达到最大的研磨作用，简单的说就是物料粗的时候以高效的撞击破碎为主，物料细的时候以高效的研磨破碎为主，优化以上控制方法，球磨不同颗粒度物料时采用合适的转速，最大化物料被撞击和研磨的粉碎过程，提高球磨效率，达到节能降耗的目的。
为能控制球磨过程有效调节转速， 2017年7月中旬在二期原料车间8#球磨机引入安装了佛山爱摩生科技有限公司设计生产的球磨机高效伺服驱动系统，该系统采用永磁同步电机无传感器矢量控制技术，可编程选择操作，实现球磨过程的可变速调节，为球磨机的变速调节提供了成熟的控制技术，生产试验证明，此种优化转速的生产工艺对节能降耗有显著的效果，可以降低球磨能耗。
2、生产试验过程
表1（中铝球物性）
|
外观 |
比重(g/mm3) |
吸水率（%） |
|
无裂纹、无杂质 |
2.97 |
|
表2（40吨球磨机装载比例）
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物料名称 |
中铝球（吨） |
原料干基（吨） |
水（吨） |
|
入球配比（%） |
38 |
41 |
22 |
表3（原来生产球磨时间）
|
球磨时间（小时） |
10 |
2.2试验过程
2.2.1原来8#球球磨机生产转速及球磨时间的相关工艺参数如表8:
表4
|
日期 |
球磨时间（h） |
浆料性能 |
球磨耗电（度/球） |
|||
|
水份(%) |
细度(%) |
比重（g/㎝3） |
流速（s） |
|||
|
7月1日 |
10 |
35.7 |
2.9 |
1.68 |
42 |
960 |
|
7月2日 |
10 |
34.6 |
2.8 |
1.70 |
58 |
1020 |
|
7月3日 |
10 |
35.7 |
2.9 |
1.68 |
34 |
960 |
|
7月4日 |
10 |
35.7 |
3.0 |
1.68 |
41 |
962 |
|
7月5日 |
10 |
35.7 |
2.9 |
1.68 |
39 |
1020 |
|
7月6日 |
10 |
35.7 |
2.8 |
1.68 |
51 |
942 |
|
7月7日 |
10 |
35.2 |
3.1 |
1.69 |
46 |
1020 |
|
7月8日 |
10 |
35.2 |
2.9 |
1.69 |
42 |
953 |
|
7月9日 |
10 |
35.7 |
3.0 |
1.68 |
40 |
900 |
|
7月10日 |
10 |
35.2 |
2.9 |
1.69 |
55 |
900 |
|
均值 |
10 |
35.4 |
2.9 |
1.68 |
44.8 |
964 |
图5
由图5汇总8#球目前10天的生产工艺参数可以看出，8#球细度在正常工艺标准的情况下，球磨耗电维持在900～1020度/球之间，均值为964度/球。
2.2.2正交试验
根据初步的试验数据，8#球球磨总时间不变还是为10个小时共600分钟，分别设定为多个时间段运行，注：中间环节省略，球磨时间的变化设定正交试验，跟进球磨效率的改变。
在相同的球磨时间内达到细度标准，以球磨电耗作为考核指标，汇总结果如表1:2:并进行分析：
|
序号 |
球磨方式 |
电耗（度/球） |
对比 |
|
球磨时间（分钟） |
|||
|
1 |
600 |
964 |
每球物料球磨电耗相差218度/球，节能22.6%。 |
|
2 |
10 |
746 |
|
|
350 |
|||
|
240 |
2试验结果：
40吨间歇式湿法球磨机，球磨体为中铝球，按球：料：水=38:41:22的载料量，总球磨时间控制在10小时，其节能效果最好，对比原来球磨全时段600分钟数据对比以上数据可节能20%以上。
3、结论：
通过约1个月的正交试验，根据实验结果，我们认为，通过合理有效地控制以上多个时段的转速和时间，可以明显提高球磨效率，达到节能降耗的目的，这与我们实验前的分析设想是吻合的。
参考资料：
1、佛山陶瓷2008增刊，新编实用陶瓷生产技术，佛山市陶瓷研究所，2008年
2、陶瓷工艺原理，刘康时主编，华南理工大学出版社，1989年11月
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