Lors de l'utilisation de broyeurs à boulets, les praticiens sans grande expérience rencontrent souvent un problème : comment ajouter des billes d'acier au broyeur à boulets en fonction de la proportion de la taille des billes d'acier ? Cela dépend principalement des différentes propriétés du broyeur à boulets, tels que : le diamètre, la dureté du minerai, la taille des particules de minerai du broyeur à boulets, la dureté des billes d'acier (qualité), la vitesse du broyeur à boulets et d'autres facteurs.
I. Principes clés pour le dimensionnement des billes d'acier
Dureté du matériau:Plus le matériau à broyer est dur, plus les billes d'acier doivent être grosses.
Diamètre du moulin:Pour les broyeurs plus grands, plus la force d'impact est grande, plus il est nécessaire d'utiliser des billes d'acier plus petites.
Type de partition:Lors de l'utilisation de cloisons à double bac, les billes d'acier doivent être plus petites que celles utilisées dans une cloison à bac simple avec la même section de décharge.
Distribution de balle:En général, on utilise une distribution de boules à quatre niveaux. Cela signifie que les boules plus grandes et plus petites sont utilisées en plus petites quantités, tandis que les boules de taille moyenne sont plus répandues. En d'autres termes, il y en a « moins aux deux extrémités et plus au milieu ».
II. Rapport de billes d'acier pour une efficacité de broyage élevée
Pour une efficacité de broyage optimale, le rapport de billes d'acier suivant est considéré comme idéal. Cet équilibre garantit le fonctionnement le plus économique du broyeur à boulets :
| Diamètre de la bille d'acier (mm) | Φ100 | Φ80 | Φ60 | Φ40 | Φ20 |
| Masse/charge totale (%) | 7.50% | 6.90% | 33.50% | 30.10% | 22% |
III. Comment ajouter des billes d'acier en fonction des proportions de taille
Lorsqu'un nouveau broyeur à boulets est installé pour la première fois, il passe par une période de rodage. Pendant cette période, la charge initiale de billes d'acier doit être d'environ 80% de la capacité maximale du broyeur. Les billes d'acier peuvent être ajoutées proportionnellement à leur taille (par exemple, Φ120 mm, Φ100 mm, Φ80 mm, Φ60 mm, Φ40 mm), en fonction des besoins opérationnels du broyeur.
Chargement et calibrage des billes d'acier dans les broyeurs à boulets
Quantité de chargement de billes d'acier:La charge totale de billes varie en fonction du modèle de broyeur à boulets. Par exemple, le broyeur à boulets MQG1500×3000 (avec une capacité de traitement de 100 à 150 tonnes) a une charge de billes maximale de 9,5 à 10 tonnes. Lors de l'ajout de billes d'acier pour la première fois, la répartition est généralement la suivante :
- Grosses billes (Φ120mm et Φ100mm) : 30%-40%
- Billes moyennes (Φ80mm) : 30%-40%
- Petites billes (Φ60mm et Φ40mm) : 30%
Le poids des billes d'acier ajoutées doit être fonction de leur qualité. Il est préférable d'utiliser des billes d'acier de meilleure qualité et résistantes à l'usure. La quantité idéale de billes d'acier est de 0,8 kg par tonne de minerai pour les billes de bonne qualité, tandis que les billes d'acier ordinaires peuvent nécessiter 1 à 1,2 kg par tonne de minerai.
Rapport de taille des billes d'acier:La taille des billes d'acier ajoutées dépend du diamètre du broyeur à boulets :
- Pour les broyeurs d'un diamètre inférieur à 2500 mm, utilisez des billes de Φ100 mm, Φ80 mm et Φ60 mm.
- Pour les broyeurs d'un diamètre supérieur à 2500 mm, utilisez des billes de Φ120 mm, Φ100 mm et Φ80 mm.
IV. Sélection de billes de broyage résistantes à l'usure
En 1994, l'industrie chinoise des matériaux de construction a établi la norme JC/T535-94 « Billes de broyage en alliage de chrome pour l'industrie des matériaux de construction ». Cette norme a ensuite été affinée avec la norme nationale GB/T17445-1998 « Billes de broyage pour la coulée », qui décrit la composition chimique, les propriétés mécaniques, les spécifications et les méthodes d'inspection des billes à haute teneur en chrome, des billes à teneur moyenne en chrome, des billes à faible teneur en chrome et des billes en fonte ductile bainitique.
V. Propriétés des billes de broyage de haute qualité
Les billes de broyage de bonne qualité doivent présenter les propriétés clés suivantes :
Porter Résistance:Les billes de broyage doivent être résistantes à diverses formes d'usure, notamment la coupe, la déformation et le décollement par fatigue. Pour l'usure par coupe, une dureté élevée est essentielle. Pour l'usure par déformation et par fatigue, les billes doivent avoir une résistance élevée à la fatigue par contrainte, à la fatigue par contact et à la fatigue par impact.
Résistance aux impacts:Les billes de broyage doivent avoir une excellente résistance aux chocs, sans rupture en cas d'impact répété.
Trempabilité:Les billes, en particulier les plus grosses (Φ100 mm), doivent avoir une dureté uniforme sur toute la surface pour éviter la perte de rondeur et garantir des performances constantes.
Qualité métallurgique:Les billes de broyage de haute qualité doivent être produites conformément aux normes spécifiées sans défauts de moulage tels que l'inclusion de scories ou de sable.
Pour les chambres de broyage grossier, des billes à haute teneur en chrome sont recommandées, tandis que pour le broyage fin, des billes à faible teneur en chrome peuvent être utilisées. Dans les applications de broyage humide, les billes à faible teneur en chrome ou les billes en acier forgé sont préférées, car la résistance à l'usure des billes à haute teneur en chrome est moins efficace dans des conditions corrosives. Pour une résistance à l'usure améliorée, les billes moulées en métal sont considérées comme le meilleur choix.
VI. Optimisation du système de chargement des balles
Un système de chargement des billes bien conçu est essentiel pour un fonctionnement efficace du broyeur. Il comprend plusieurs facteurs :
- Qualité des billes d'acier:Cela fait référence à la densité, à la dureté et à la résistance à l'usure des billes d'acier.
- Taille de la bille d'acier:Les billes de plus grand diamètre génèrent des forces d’impact plus importantes, tandis que les billes plus petites aident à broyer des particules de minerai plus fines en augmentant le nombre d’impacts par unité de temps.
- Taux de remplissage de la balle:Plus le diamètre des billes est petit (à taux de remplissage constant), plus le nombre de billes est important et donc plus les impacts sont fréquents.
Pour les minerais durs et grossiers, des billes de plus gros diamètre et de haute densité sont nécessaires pour un meilleur broyage. Cependant, pour les particules de minerai fines, des billes plus petites sont nécessaires pour améliorer l'efficacité du broyage. Actuellement, certains concentrateurs en Chine ajoutent des billes d'acier de 100 mm de diamètre quelle que soit la taille du minerai, ce qui est inefficace et conduit à un sur-broyage excessif et à une consommation accrue de billes d'acier. Les billes plus grosses s'usent plus rapidement, ce qui entraîne des coûts plus élevés.
Suggestions pour remplacer les billes à faible teneur en chrome et forgées par des billes à haute teneur en chrome
Alors que les industries poursuivent des avancées technologiques pour augmenter la productivité et réduire les coûts, le remplacement des billes en acier à faible teneur en chrome et forgées par des billes à haute teneur en chrome devient une innovation essentielle.
Bien que les billes à faible teneur en chrome et les billes en acier forgé soient largement utilisées dans des industries telles que la fabrication de ciment, les centrales thermiques et l'extraction de minerai de fer, leur résistance à l'usure est souvent insuffisante. Certains fabricants nationaux ont essayé de remplacer les billes à faible teneur en chrome et les billes forgées par des billes moulées à haute teneur en chrome. Cependant, ces efforts ont été entravés par la mauvaise qualité des produits, le manque de résistance à l'usure et les ruptures occasionnelles, ce qui les rend économiquement irréalisables.
Malgré ces défis, le remplacement des billes à faible teneur en chrome et forgées par des billes à haute teneur en chrome représente un progrès majeur, en particulier dans les industries aux conditions de fraisage exigeantes. Pour les entreprises qui visent la croissance, des améliorations continues de la qualité des produits et une réduction des coûts sont nécessaires pour en tirer pleinement parti.
Sur de nombreux marchés étrangers, les billes moulées en alliage à haute teneur en chrome sont déjà la norme. Nos chercheurs ont développé des billes à haute dureté et à haute teneur en chrome qui offrent une excellente résistance à l'usure, aux chocs et à la corrosion. En optimisant la composition chimique et les processus de traitement thermique, ces billes atteignent :
- Dureté (HRC) supérieure à 56
- Valeur d'impact ≥4J/cm²
- Résistance aux chutes de plus de 10 000 fois
- Résistance à l'usure plus de deux fois supérieure à celle des billes standard à faible teneur en chrome
Cette innovation met en évidence la résistance supérieure à l’usure des billes à haute teneur en chrome, les positionnant comme l’avenir des supports de broyage dans l’industrie.
VII. Paramètres clés de la méthode de distribution de balles en deux étapes
Lors de l'utilisation de la méthode de distribution de billes en deux étapes dans les broyeurs, plusieurs paramètres importants doivent être pris en compte :
Diamètre de la boule de grand diamètre:Comme pour la distribution à billes à plusieurs étages, le choix du diamètre de bille le plus large dépend de la taille des particules du matériau introduit dans le broyeur. Cependant, dans la méthode à deux étages, le diamètre est basé sur la taille des particules représentatives, qui est la taille des particules qui constitue la plus grande proportion du matériau. En pratique, le diamètre de bille secondaire de la distribution à plusieurs étages peut servir de référence. Par exemple, si le diamètre de bille maximal dans une distribution à plusieurs étages est de 100 mm, une bille d'acier de Φ90 mm sera sélectionnée pour la distribution à billes secondaire.
Rapport de balle:Le rapport entre les grosses et les petites billes doit être équilibré pour garantir que l'ajout de petites billes ne compromette pas le taux de remplissage des plus grosses. En règle générale, les petites billes doivent représenter 3% à 5% du poids des grosses billes. Dans les applications pratiques, il est recommandé de commencer par la limite inférieure (3%) et d'ajuster en fonction des conditions de production spécifiques.
Petit diamètre de boule:La taille des petites billes dépend de l'écart entre les billes plus grosses, ce qui signifie qu'elle est liée au diamètre des grosses billes. Selon les directives de l'industrie, le diamètre des petites billes doit être compris entre 13% et 33% du diamètre des grosses billes.
