專利名稱：一種研磨體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種研磨體,具體是涉及一種用于在研磨設(shè)備中研磨物料的研磨體。
背景技術(shù)：
水泥熟料的粉磨對(duì)水泥生產(chǎn)企業(yè)的效益影響極大，關(guān)系水泥生產(chǎn)能耗和水泥性能兩大重要指標(biāo)。長(zhǎng)期以來，世界各國(guó)學(xué)者一直致力于研究降低水泥粉磨過程中的能耗以及保護(hù)生態(tài)平衡，認(rèn)為這是一項(xiàng)重要而長(zhǎng)期的任務(wù)。目前，在中國(guó)水泥工業(yè)的生產(chǎn)中，球磨機(jī)仍占主導(dǎo)地位，球磨機(jī)中研磨體的選擇對(duì)于研磨效果、能耗和磨耗等方面的影響，一直是國(guó)內(nèi)外廠家關(guān)注和爭(zhēng)議的焦點(diǎn)問題。20世紀(jì)30年代，范爾哈特用立方體和球體介質(zhì)在工業(yè)磨機(jī)中進(jìn)行平行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明在給料和產(chǎn)品粒度分布相同的條件下，立方體介質(zhì)的單位球耗和單位能耗比球介質(zhì)好。加拿大的約卡斯1980年試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為圓臺(tái)形介質(zhì)優(yōu)于球形介質(zhì)。國(guó)內(nèi)的粉磨工作者對(duì)研磨體的形狀和尺寸也進(jìn)行了一些試驗(yàn)和研究，得出與國(guó)外學(xué)者相似的結(jié)論。例如廣東省廣州水泥廠Φ2.4mX 12m濕法生料磨，在20世紀(jì)50年代由于I1、111倉(cāng)之間的隔倉(cāng)板損壞，造成了球、段混合的粉磨狀態(tài)，磨機(jī)仍能正常生產(chǎn)，直到磨機(jī)檢修才發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象。這為異型研磨體一“柱球”的誕生提供了實(shí)踐依據(jù)。廣東省東山水泥廠1970年在Φ0.92mX2.83m生料磨上采用了球、段混合措施，粉磨效率提高了 60%左右。這進(jìn)一步證實(shí)了 “柱球”能夠強(qiáng)化粉磨效果。合肥水泥研究設(shè)計(jì)院在20世紀(jì)90年代曾對(duì)異型研磨體進(jìn)行課題研究，同樣取得了提高粉磨效率的結(jié)果。傳統(tǒng)研磨體中，球體表面形狀處處平滑，且集中程度高、各向同性，運(yùn)動(dòng)時(shí)受到摩擦力最小。然而在所有等體積的幾何體中，球體的比表面積最小。研究表明，適當(dāng)增大比表面積而降低集中程度，有利于粉磨效率的提高。對(duì)鍛(圓柱形)而言，與相同體積的球體相t匕，鍛的比表面積要比球大(鍛的長(zhǎng)徑比大于I)。但常規(guī)的鍛集中程度總要比球差，同時(shí)鍛在兩個(gè)端面處存在棱 線，所以鍛的表面形狀不是處處平滑的。實(shí)踐表明，在鍛的兩端棱線處磨損最快。因此，鍛也不是最佳形狀的研磨體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具備球、鍛研磨特性、比表面積大、粉磨效率高的新型研磨體，以進(jìn)一步降低水泥粉磨能耗、提高水泥粉磨效率。本發(fā)明提供的研磨體形狀為正四面體，所述正四面體的棱邊和頂角均經(jīng)弧面過渡處理，使平面與平面之間弧面過渡連接。在粉磨過程中，研磨體對(duì)物料的研磨作用是依靠研磨體與筒體間、研磨體與研磨體間的相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生對(duì)物料的剪力，物料則在此剪力作用下得以研磨粉碎。顯然，此剪力的產(chǎn)生與研磨體的表面積有關(guān)，研磨體的表面積越大，所產(chǎn)生的剪力越多，對(duì)物料的研磨作用就越強(qiáng)。另外，研磨體對(duì)物料的沖擊作用受提升高度的影響。在筒體轉(zhuǎn)速、襯板形式和材質(zhì)以及研磨體材質(zhì)一定的情況下，研磨體的提升高度與其比表面積有關(guān)。如已獲得成功的環(huán)溝槽襯板，就是利用增加襯板與研磨體間的接觸機(jī)會(huì)，而達(dá)到提升高度的目的。所以在一定條件下，增大研磨體比表面積是提高粉磨效率的有效途徑。由數(shù)學(xué)定理可知，任何凸多面積都比同體積的球表面積大，因此研磨體的形狀應(yīng)在凸多面體中進(jìn)行優(yōu)選。為使研磨體形狀比較規(guī)則，又便于加工制造，研磨體形狀選擇應(yīng)在正多面體范圍內(nèi)進(jìn)行。所謂正多面體就是各面都由完全相同的正多邊形構(gòu)成的凸多面體。由關(guān)于凸多面體頂點(diǎn)數(shù)、棱數(shù)和面數(shù)的歐拉定理以及正多面體的特性可知，正多面體只有正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體和正二十面體等。與球相當(dāng)?shù)恼嗝骟w的表面積均大于球的表面積，且隨著面數(shù)的增加而減少。事實(shí)上，球體可以看成是一個(gè)面數(shù)為無窮的凸多面體，它比任何一個(gè)凸多面體的比表面積小，因而必然比任何一種正多面體的比表面積小。在正凸面體中，正四面體的表面積最大。以質(zhì)量50g、密度7.8g/cm3的球墨鑄鐵鑄造的球形、圓柱體(長(zhǎng)徑比為1:1)和正四面體的表面積分別為16.68、19.10,24.87cm2，即球形:圓柱體:正四面體=1:1.145:1.491。同時(shí)正四面體的棱邊最少，便于加工。由于正四面體的的棱邊和頂角處易磨損，因此需要對(duì)正四面體的棱邊和頂角進(jìn)行“弧形”處理，以實(shí)現(xiàn)其表面平滑。綜合球形、圓柱形(鍛)、正四面體研磨體的形貌特征，通過對(duì)水泥粉磨動(dòng)力學(xué)進(jìn)行深入研究，探討研磨體形狀對(duì)研磨體在球磨機(jī)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響，總結(jié)出以正四面體研磨體取代球、鍛研磨體，在工作時(shí)可以帶來以下有益效果。I)正四面體由于表面沒有圓弧面構(gòu)造，與球磨機(jī)筒體的相對(duì)滑動(dòng)較小，在筒體運(yùn)轉(zhuǎn)過程中提升高度較高，拋落區(qū)域大，沖擊作用強(qiáng)，粉磨效果得到加強(qiáng)。球介質(zhì)由于提升高度小，沖擊區(qū)域窄，單純的點(diǎn)接觸沖擊時(shí)，“飛濺能”損失極大，而飛出的碎片有45%的能量沒有被利用。而正四面體在筒體運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)物料產(chǎn)生點(diǎn)、線、面的多種接觸沖擊作用，沖擊方式多樣化，沖擊物料時(shí)的“飛濺能”損失較少，提高了磨機(jī)的能量利用率。2)正四面體的比表面積較大，使研磨體與物料之間有較大的摩擦力，所產(chǎn)生的剪力較多，對(duì)物料的研磨作用較強(qiáng)。3)正四面體與正四面體、正四面體與物料、正四面體與襯板之間是面、線、點(diǎn)接觸，這幾種接觸綜合作用的結(jié)果，導(dǎo)致其與物料間的研磨剪切應(yīng)力一直在瞬時(shí)變化，這對(duì)物料的研磨極為有利。4)傳統(tǒng)的球形、圓柱形研磨體在運(yùn)動(dòng)過程之后易分散脫離，而正四面體由于形狀不平滑，堆積、鑲嵌在一起會(huì)產(chǎn)生“機(jī)械鎖結(jié)”效應(yīng)，物料被鎖在正四面體之間，研磨效果好。5)傳統(tǒng)研磨體之間由于是點(diǎn)、線碰撞，被夾在點(diǎn)、線之間的物料顆粒容易飛濺出去，得不到有效的研磨。而正四面體之間面面接觸幾率最大，物料顆粒若要逃離面面接觸，需要滑動(dòng)一定距離，因此物料可以得到充分的研磨。6)由于正四面體研磨體的松散容重比較大，因此在相同重量條件下，回轉(zhuǎn)部分的重心偏低，且回轉(zhuǎn)力矩也 小，因此耗電量比球介質(zhì)低，節(jié)能效果好。


圖1是本發(fā)明研磨體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的研磨體形狀如圖1所示，為正四面體結(jié)構(gòu)，且所述正四面體I的棱邊和頂角均經(jīng)弧面過渡處理，使平面與平面之間均為弧面過渡連接。使用小磨對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的研磨體與傳統(tǒng)球、鍛狀研磨體進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)論顯示正四面體研磨體的堆積密度較球狀和鍛狀大，孔隙率相對(duì)較小，研磨效果好，可以提高生產(chǎn)效率。下表為具體采用加水法測(cè)得的各種對(duì)比數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種研磨體，其 特征在于所述研磨體的形狀為正四面體，所述正四面體的棱邊和頂角均經(jīng)弧面過渡處理，使平面與平面之間弧面過渡連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種研磨體，形狀為正四面體，所述正四面體的棱邊和頂角均經(jīng)弧面過渡處理，使平面與平面之間弧面過渡連接。本發(fā)明的研磨體與球磨機(jī)筒體相對(duì)滑動(dòng)較小，提升高度較高，拋落區(qū)域大，沖擊作用強(qiáng)，粉磨效果得到加強(qiáng)；研磨體可以產(chǎn)生點(diǎn)、線、面多種接觸沖擊作用，提高了磨機(jī)能量利用率；研磨體比表面積較大，與物料之間有較大的摩擦力，對(duì)物料的研磨作用較強(qiáng)，研磨效果好。
文檔編號(hào)B02C17/20GK103240151SQ201310185438
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者趙昌洪 申請(qǐng)人:潞城市卓越水泥有限公司