球磨机

球磨机(Ball Grinding Mill)是利用回转筒体将研磨介质和物料带到一定高度下落，使其相互之间产生挤压、冲击和磨剥等作用而粉磨物料的设备。球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机，小传动齿轮，电机，电控）等主要部分组成。

1891年，法国人Konow和Davidson向德国专利局注册申请了第一台连续生产的管式球磨机专利，距今已经有130多年的历史了，直到今天，全球仍有将近90%的水泥厂还在使用球磨机。球磨机是一种传统物料研磨装置，至今已有一百多年的发展历史。19世纪初期出现了用途广泛的球磨机，1870年在球磨机的基础上发展出排料粒度均匀的棒磨机，1908年又创制出不用研磨介质的自磨机。20世纪30～50年代，美国和德国相继研制出辊[gǔn]碗磨煤机、辊盘磨煤机等立轴式中速磨煤机。20世纪80年代国际上曾有预测，认为球磨机合理的最大规格是直径5米，原因是磨球工作时存在低效率的蠕动区，但实际上球磨机向大型化发展的步伐一直都未停止。目前，世界上生产大型球磨机的主要生产厂家有丹麦福勒史密斯矿业公司(FFE Minerals)、芬兰奥托昆普公司(Outokumpu)、芬兰美卓矿业公司(MetsoMinerals)、德国克虏伯公司(Krupp)和日本的川崎重工等。20世纪90年代初，南非出现了一种原矿球磨机。这种磨机一般是较大直径(4.2米以上)的长筒型磨机。一方面以大块原矿为给料，具有半自磨机的特点，另一方面加球量多达容积的25％ -40％ ，具有球磨机的特点。南非的一些长筒型半自磨机转变成了原矿球磨机。这种磨机的优点是，当给料中大颗粒明显减少时，磨矿过程受到的影响较小。这种磨机主要用于物料较脆或原矿中缺少大块矿石的情况。1998年，芬兰奥托昆普公司为澳大利亚的Cadia Hill铜金矿选矿厂制造了两台直径6.71米×11.13米、装机容量2×4500千瓦／台的球磨机投入运行，它们与一台直径12.2米×6.71米、装机容量为20000千瓦的当时世界上最大的半自磨机配套，处理能力为2065吨／时，碎磨矿物粒度可达0.1毫米。2007年投入使用的是当时世界上最大规格的湿式球磨机是南非Anglo Platinum铂矿订购的两台直径7.92米×12.2米球磨机，装机容量为17500千瓦／台。由丹麦福勒史密斯矿业公司制造。世界最大规格的干式球磨机是克虏伯公司直径6.2米×25.5米的球磨机，安装功率为11200千瓦，1994年用于美国的一家金矿，处理难选金矿石。

新中国成立初期，中国的工业体系并不发达，所磨矿设备制造工业也非常落后。中国还处于仿制国外产品的阶段。1958年，开始自行设计制造球磨机设备，1966年实现了球磨机系列化设计。随着1978年改革开放的到来，中国球磨机行业逐渐发展到了至高点，很多选矿设备生产厂家逐渐涌现，工业设计人才也越来越多。20世纪70年代以来，中国的磨矿设备开始逐步采用国外业已出现的新技术，如气动离合器、动静压轴承、先进润滑方式、顶起装置、加铬耐磨钢衬板和橡胶衬板、自动控制装置等，同时增加了品种和扩大了规格尺寸，使我国的矿用球磨机制造工业提高到新的水平，从而缩小了与国外先进水平的差距。鞍钢调军台选矿厂引进了6台原瑞典Svedala集团美国制造的直径5.49米x 8.83米溢流型球磨机，其功率为4410千瓦，转速为13.72转／分。该设备于1998年4月投产运行。1992年，中信重工机械股份有限公司(原洛阳矿山机器厂)与美国福勒公司合作制造完成直径5.5米×8.5米溢流型球磨机，2004年与美卓公司合作制造了直径8.53米×3.96米最大的半自磨机，2005年8月为金川集团承制直径5.5米×8.5米溢流型球磨机，2006年5月为鞍钢集团承制直径5.49米×8.8米溢流型球磨机。2009年，中国自主研制、完全拥有自主知识产权的最大、最先进溢流型球磨机，在中信重工机械股份有限公司生产现场试车成功。标志着中国大型磨机技术在短短几年内，打破了全球高端磨矿装备技术和市场被少数几家国际公司长期垄断的局面。2023年8月15日，中国中信重工突破“卡脖子” 技术和矿山重型装备极限制造，自主研制的直径8.20m、长12.7m溢流型球磨机，完成工厂试车交付客户。标志着中国在大型碎磨装备自主研发和制造领域再创新高。这是目前“中国造”最大的球磨机， 也是中国出口海外规格最大球磨机。

球磨机的主体是一个水平装在两个大型轴承上的低速回转筒体，筒体内装有许多研磨体，研磨体的形状和材料有各种不同的形式，一般为钢球，也有用钢柱(钢段)、钢棒、鹅卵石、砾石、瓷球等。为了防止筒体被磨损坏，在简体内壁装有衬板。当球磨机回转时，研磨体由于惯性离心力的作用贴附在磨机筒体内壁的衬板面上，与筒体一起回转，并被带到一定的高度。在这样的高度下，借重力作用自由落下，下落时研磨体象抛射体一样，将筒体内盛装的物料击碎，研磨体上升、下落的循环运动是周而复始的。除此以外，在球磨机简体回转过程中，研磨体还产生滑动和滚动，因而研磨体、衬板与物料之间发生研磨作用使物料磨细。物料在受到冲击击碎和研磨磨碎的同时，由于在进料端不断地强制进料，而物料又随着筒体一起回转运动，再借进料端和出料端之间物料本身的料面高度差，因此磨机筒体虽然是水平放置，但物料却由进料端缓慢地流向出料端，完成粉磨作业。在球磨机简体，研磨体装填的数量愈少，筒体转速愈大(在极限范围之内)，则研磨体的滚动和滑动也愈小，由此引起对物料的研磨作用也较小，当研磨体装填的数量很多时，分布在靠近球磨机筒体横断面中心部分的研磨体，不足以形成抛射运动，而产生较多的滚动和滑动，致使物料受到研磨作用而磨细。所以，在细磨粒径较大或较硬的物料时，研磨体的平均尺寸要大些，装填数量可少些，这样就能够保证研磨体抛射后具有足够的降落高度，冲击击碎物料的作用将会增加。反之，在细磨粒径较小或较易磨的物料时，研磨体的平均尺寸可以小些，但装填数量应多些，这样研磨磨碎的作用将会加大，对于小粒径物料的细磨是有益的。由此可见，研磨体的装填量、尺寸大小的配合都直接影响着球磨机操作的好坏。

球磨机筒体回转速度对于粉磨物料的作用影响很大，当筒体具有不同的转速时，研磨体的运动就出现三种基本情况筒体转速对研磨体运动的影响：1.当筒体转速过低时，研磨体被提升的高度不高，研磨体呈现倾泻状态，只有滚动和滑动，而没有足够的冲击力去击碎物料，磨机的生产能力降低。2.当筒体转速过高时，由于惯性离心力作用的影响，研磨体贴附在筒体内壁面上，与筒体共同回转不降落下来，也就不能发挥冲击击碎物料的作用，磨机的工作效率很低。3.当筒体转速适宜时，由于惯性离心力作用的影响，研磨体贴附在简体内壁面上，与简体一起回转作圆弧上升运动，并被带到适宜的高度，然后象抛射体一样下降，研磨体呈瀑布状态，以最大的冲击力将物料击碎；同时，在简体回转过程中，研磨体的滚动和滑动，也给予物料以研磨磨碎作用。

球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机，小传动齿轮，电机，电控）等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。球磨机主机包括筒体，筒体内镶有用耐磨材料制成的衬，有承载筒体并维系其旋转的轴承，还要有驱动部分，如电动机，和传动齿轮，皮带轮，三角带等。

球磨机的筒体一般是有钢板焊接而成。其两端用端盖关闭，端盖是铸铁锻造，端盖外侧一般带有加强筋。在筒体中部开口可方便钢球的加入筛选球磨机的筒体内壁一般都镶有衬板。衬板有多种形式，一般多采用波形和长条形。衬板直接与研磨体接触为易损件，主要为耐磨的高锰钢铸成主轴承是球磨机的最主要部件，也是易损件。它承受磨机工作部件的悉数载荷。出产过程中需要尤其注意轴心的精确对正、轴承的润滑和轴承密封。球磨机的传动方式一般采用低速同步电机通过联轴节使小齿轮滚动，并合固定在筒壳上的大齿轮而使筒体滚动。为防止灰尘落人齿轮中，用防尘罩密封。叶片一般不是主要部件，在进料端的部件进料口内有内螺旋可称其内螺旋叶片，在出料端的部件出料口内有内螺旋也可称其内螺旋叶片。但在出料端的辅助设备中如果用螺旋运输机，设备内有叫螺旋叶片的零件。严格讲，它不算球磨机的零件。

球磨机类型

（以上信息参考资料）

水泥球磨机是用来把水泥生料或熟料磨成细粉的主要设备。它是一个倾斜卧置的长形大圆筒。圆筒支撑在轴承或托轮上，低速旋转。筒内装有很多散置的钢球或钢棒，附着圆筒壁上升到一定高度时，即自由抛落到底面上。当物料从磨筒的一端进入，从另一端排出时，筒内钢球等把物料击磨为细粉。

管氏球磨机（简称管磨机），管磨机实际上是筒身加长、放大后的滚筒式球磨机。因此其结构和工作原理均与滚筒式球磨机相似。管磨机的最大特点是筒身的长度是直径的3～4倍，筒身的直径为常见滚筒球磨机的2～4倍。管磨机的加料口布置在筒身的一端，出料口布置在另一端。这样的布置方式与管磨机的连续式工作方式相适应。

圆锥球磨机是选矿生产中常见的一种球磨机，球磨机是由一个短圆筒和两个圆锥体（大断头圆锥体、小断头圆锥体）以及中室轴控料器等几个部份所构成。它借中空轴安置在轴承上，在筒体体与锥体內壁装有质衬板。在机体内装有各种不同直径的钢球机铁球（球最大直径不超过磨直径的4%）。圆锥球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。

陶瓷球磨机可进行干式、湿式粉磨，可处理各种硬度的物料，可进行粗、细、粉磨或应用于物料的混合；带自动卸料的机型，料、球能自动分离，出料极为方便；陶瓷球磨机采用保护外套，物料纯度高、污染低；可选用合金钢、不锈钢、高耐磨聚氨脂、刚玉陶瓷、氧化锆等内衬，根据磨矿量可以选择25～2000L的不同型号。

磨机主体是由钢板铆接或焊接成的圆筒。内部镶衬板，筒的两端有钢的或铸铁的顶盖，在顶盖中央固定有轴颈，轴颈支承在轴瓦上。在非传动一侧顶盖上，开有一个人孔，作为更换与维修磨衬之用圆筒上有一人料孔，作为装填物料及球石用。磨好后的物料也从该孔卸出，为了避免卸料时有球石漏出，人料孔上应装放浆嘴。

实验室圆筒磨矿机属于全封闭式干湿两用间断磨矿设备，供选冶、建材、煤炭等半工业实验室或其他小型工业磨细物料进行矿石可选性研究工作之用，是介于连续磨矿和间断磨矿之间较好的一种过渡性磨矿设备。其操作流程与圆锥球磨机大致相同。

溢流型球磨机是一种依靠矿浆本身高过中空轴的下缘而自流溢出的球磨机。溢流型球磨机排料端中空轴径稍大于给料端中空轴径，磨矿机内矿浆面向排料端有一定倾斜度，当矿浆液面高于排料口内径最低母线时，矿浆便溢流排出球磨机。

格子型球磨机是通过磨机排料端的格子板强制排出物料的一类球磨机。除排矿端安装有排矿格子板外，其他都与溢流形球磨机相似。

被磨物经风力输送由给料口进入球磨机，经过磨矿介质的冲击与研磨后，从磨机的进口逐渐向出口移动，出口端与风管连接，有时在系统中还串联着分离器、选粉机、除尘器及风机的进口，当风力排料开始运作时，球磨机机体内相对的处于低负压，破碎后被磨细的物料随着风力从出料口进人管道系统，由选粉机将较粗的颗粒分离后重新送人球磨机进口，已经破碎的物料则由分离器分离回收。

双仓式球磨机物料通过空心轴颈后并不直接进入圆筒内装磨球介质内，而是当圆筒绕水平轴线以一定转速进行转动时才开始进一步的分选作用，使得大块物质落入破碎仓而小块物质通过输送装置进入研磨仓。这样，当它们自身的重力大于离心力时，便脱离筒体内壁溅射或者滚落下来，从而产生在衬板上的冲击力会根据不同仓室的不同需要进行针对性的破碎工作。

振动球磨机可用干、湿两种方法球磨或混合粒度不同、材料各异的各类固体、悬浮液和糊膏。振动球磨机的偏心摆轴，在马达高速运转时，罐体产生偏心摆动，带动整个支架上下振动，使得研磨过程在高速摆动和振动的三维空间中完成，可提高研磨的速度和效率。

节能球磨机机体，底架一体化，安装时可一次并放在基础平面上，主轴承采用双列调心碳子轴承，可降低能耗30%，提高细粒粒度、处理能量增加15%～20%。

通过筒体筒壁周边上的圆孔将矿浆排出筒体的磨机，由于周边排料球磨机是采用筒体周边进行排矿，大密度矿物虽然同样易于沉积于磨机底层，但亦能沿着筒壁顺利排出，所以可以在较粗粒度情况下从磨机内排出，减少大密度矿物的过磨及过粉碎；同样，小密度矿物也要进入磨机底层经过强烈的磨碎作用方能排出磨机，故产品粒度比较细。因此，周边排料磨机磨矿时软硬两种矿物的粒度差小，产品粒度均匀，大密度的金属矿物受到选择它们的回收。

利用磨机筒体周边大齿圈的转动而带动筒体转动的球磨机。边缘传动球磨机有左旋和右旋两种传动方式，在两台并联使用的球磨机中，采用一左旋一右旋球磨机可节省空间，方便维护保养。

（1）适应性强。无论是干法粉磨还是湿法粉磨，无论是开流系统还是闭路系统，或者将烘干、粉磨两个功能集于一体进行烘干粉磨，都能满足大多数物料的生产作业。（2）运转率高。球磨机的运转率一般高达85%以上。这对于生产连续性要求很高的水泥行业尤为重要。（3）粉碎比大。粉磨水泥熟料的粉碎比通常可达300以上，而且产品细度易于调节。（4）密封性好。采用负压操作可以减轻粉尘污染，有利于改善生产环境。

（1）能量利用率低。水泥粉磨中球磨机用于新生成颗粒表面的能量只占0.6%左右，90%以上的能量是通过热能、声能和机械磨蚀等形式而被无谓地消耗。（2）钢耗大。粉磨过程中研磨介质在相互冲击、研磨的同时，磨体如衬板、研磨体等也被磨蚀，粉磨每吨水泥的钢耗总量可用kg计。（3）形大体重。特别是大型球磨机质量可达数百吨，1台伺.5mX13m水泥磨配用的研磨体质量也达300t以上。加之其工作时转速较低，一般需配备减速装置，从而增大了设备造价等。

球磨机是物料粉碎的关键设备，广泛应用于水泥、硅酸盐制晶、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其他可磨性物料进行干式或湿式粉磨。

中国磨矿设备的发展方向，主要集中在磨机大型化的同时，提高磨矿设备的能源利用率，使磨机更加高效节能化。中信重工为中铁资源伊春鹿鸣钼矿项目研制的、用于目前国内最大钼[mù]矿的首台47.32m×11.28m特大型球磨机，标志着大型磨机技术在短短几年内使中国大型矿山装备制造真正掌握高端技术，进人世界矿业高端市场。然而球磨机的大型化在带来经济效益的同时，也带来了一些困扰。其中最主要的问题是由于球磨机运动质量的增大，球磨机在运行过程中的不平衡扰力也变得复杂起来，因而对基础设计的要求也更高了。传统方法为主，基础设计时只进行静力计算，这样设计出的基础在大型磨机的运行过程中，就有可能产生较大的振动，无法满足目前大型磨机对基础的要求。如何设计出合理的动力机器基础及传动系统，解决机器振动较大的问题，成为未来球磨机设计与发展的方向。随着球磨机产业的发展，球磨机节能方面的改进的重点基本集中在滚动轴承取代滑动轴承、中心传动取代边缘传动及采用自动控制等几个方面。选矿过程自动控制可使设备能力提高10%~15%，生产成本降低3%~5%。同时显著提高选矿回收率。国外早已普遍采用。国内早期是凤凰山铜矿、凡口铅锌矿、德兴铜矿进口芬兰、美国等的控制系统，进行系统改造，取得显著经济效益。白银公司、西林铅锌公司、山东河东金矿采用国产控制系统，也取得满意结果。此外，还从衬板方面进行研究，从最初的锰钢衬板、铬钢衬板和橡胶衬板，发展到现在的磁性衬板。目前对衬板波形的研究较多。衬板波形的研究主要是通过改变衬板的波形来改变球磨机简体内钢球的运动状态，改变运动学和力学特性，以提高磨矿效率。波形衬板、衬板微阶段化等新结构衬板的研究和新型衬板材料的研究方兴未艾，其方向是高耐磨性的高分子、复合型新材料的工业应用，必将产生巨大的经济效益和社会效益。