Ao usar moinhos de bolas, os profissionais sem muita experiência geralmente encontram um problema: como adicionar bolas de aço ao moinho de bolas de acordo com a proporção do tamanho da esfera de aço? Isso depende principalmente das várias propriedades do moinho de bolas, como: tamanho do diâmetro, dureza do minério, tamanho das partículas de minério do moinho de bolas, dureza da bola de aço (qualidade), velocidade do moinho de bolas e outros fatores.
I. Princípios-chave para dimensionamento de esferas de aço
Dureza do material:Quanto mais duro for o material a ser moído, maiores devem ser as esferas de aço.
Diâmetro do moinho:Para moinhos maiores, quanto maior a força de impacto, maior a necessidade de usar esferas de aço menores.
Tipo de partição: Ao utilizar divisórias de compartimento duplo, as esferas de aço devem ser menores do que aquelas utilizadas em uma divisória de compartimento único com a mesma seção de descarga.
Distribuição de Bolas: Normalmente, uma distribuição de bolas de quatro níveis é usada. Isso significa que bolas maiores e menores são usadas em quantidades menores, enquanto as bolas de tamanho médio são mais prevalentes. Em outras palavras, há “menos nas duas extremidades e mais no meio”.
II. Proporção de esferas de aço para alta eficiência de moagem
Para eficiência de moagem ótima, a seguinte proporção de esferas de aço é considerada ideal. Este equilíbrio garante a operação mais econômica do moinho de bolas:
| Diâmetro da esfera de aço (mm) | Φ100 | Φ80 | Φ60 | Φ40 | Φ20 |
| Carga de massa/total (%) | 7.50% | 6.90% | 33.50% | 30.10% | 22% |
III. Como adicionar esferas de aço com base nas proporções de tamanho
Quando um novo moinho de bolas é instalado pela primeira vez, ele passa por um período de amaciamento. Durante esse tempo, a carga inicial de bolas de aço deve ser de cerca de 80% da capacidade máxima do moinho. As bolas de aço podem ser adicionadas em proporção ao seu tamanho (por exemplo, Φ120mm, Φ100mm, Φ80mm, Φ60mm, Φ40mm), ajustando com base nas necessidades operacionais do moinho.
Carregamento e dimensionamento de esferas de aço em moinhos de bolas
Quantidade de carga de esfera de aço: A carga total de esferas varia dependendo do modelo do moinho de esferas. Por exemplo, o moinho de esferas MQG1500×3000 (com capacidade de processamento de 100-150 toneladas) tem uma carga máxima de esferas de 9,5-10 toneladas. Ao adicionar esferas de aço pela primeira vez, a distribuição é normalmente a seguinte:
- Bolas grandes (Φ120mm e Φ100mm): 30%-40%
- Bolas médias (Φ80mm): 30%-40%
- Bolas pequenas (Φ60mm e Φ40mm): 30%
O peso das esferas de aço adicionadas deve ser baseado em sua qualidade. Esferas de aço de alta qualidade e resistentes ao desgaste são preferíveis. A quantidade ideal de esferas de aço é de 0,8 kg por tonelada de minério para esferas de boa qualidade, enquanto esferas de aço em geral podem exigir 1-1,2 kg por tonelada de minério.
Proporção do tamanho da esfera de aço:O tamanho das esferas de aço adicionadas depende do diâmetro do moinho de bolas:
- Para moinhos com diâmetro menor que 2500 mm, use esferas de Φ100 mm, Φ80 mm e Φ60 mm.
- Para moinhos com diâmetro maior que 2500 mm, use esferas de Φ120 mm, Φ100 mm e Φ80 mm.
IV. Seleção de meios de moagem resistentes ao desgaste (esferas de moagem)
Em 1994, a indústria de materiais de construção da China estabeleceu o padrão JC/T535-94 “Chromium Alloy Cast Grinding Balls for Building Materials Industry”. Isso foi posteriormente refinado com o padrão nacional GB/T17445-1998 “Casting Grinding Balls”, que descreve a composição química, propriedades mecânicas, especificações e métodos de inspeção para bolas de alto cromo, bolas de médio cromo, bolas de baixo cromo e bolas de ferro dúctil bainítico.
V. Propriedades de bolas de moagem de alta qualidade
Bolas de moagem de boa qualidade devem apresentar as seguintes propriedades principais:
Vestir Resistência: As esferas de moagem devem ser resistentes a várias formas de desgaste, incluindo corte, deformação e descascamento por fadiga. Para desgaste por corte, alta dureza é essencial. Para desgaste por deformação e fadiga, as esferas devem ter alta resistência à fadiga por deformação, fadiga por contato e fadiga por impacto.
Resistência ao Impacto: As esferas de moagem devem ter excelente resistência ao impacto, sem que ocorram quebras sob condições de impacto repetido.
Temperabilidade:As esferas, principalmente as grandes (Φ100mm), devem ter dureza uniforme em toda a superfície para evitar perda de circularidade e garantir desempenho consistente.
Qualidade Metalúrgica: Esferas de moagem de alta qualidade devem ser produzidas de acordo com padrões especificados, sem defeitos de fundição, como inclusão de escória ou inclusão de areia.
Para câmaras de moagem grossa, bolas de alto teor de cromo são recomendadas, enquanto para moagem fina, bolas de baixo teor de cromo podem ser usadas. Em aplicações de moagem úmida, bolas de baixo teor de cromo ou bolas de aço forjado são preferidas, pois a resistência ao desgaste de bolas de alto teor de cromo é menos eficaz sob condições corrosivas. Para maior resistência ao desgaste, bolas fundidas moldadas em metal são consideradas a melhor escolha.
VI. Otimizando o Sistema de Carregamento de Bolas
Um sistema de carregamento de esferas bem projetado é crítico para a operação eficiente do moinho. Ele inclui vários fatores:
- Qualidade da esfera de aço: Isso se refere à densidade, dureza e resistência ao desgaste das esferas de aço.
- Tamanho da esfera de aço: Esferas de diâmetro maior geram maiores forças de impacto, enquanto esferas menores ajudam a moer partículas de minério mais finas, aumentando o número de impactos por unidade de tempo.
- Taxa de enchimento de bolas:Quanto menor o diâmetro da esfera (quando a taxa de enchimento é constante), maior o número de esferas e, portanto, mais frequentes os impactos.
Para minérios duros e grossos, bolas de diâmetro maior e alta densidade são necessárias para melhor moagem. No entanto, para partículas finas de minério, bolas menores são necessárias para melhorar a eficiência da moagem. Atualmente, alguns concentradores na China adicionam bolas de aço de 100 mm de diâmetro, independentemente do tamanho do minério, o que é ineficiente e leva a uma britagem excessiva e ao aumento do consumo de bolas de aço. Bolas maiores se desgastam mais rápido, resultando em custos mais altos.
Sugestões para substituir bolas forjadas e com baixo teor de cromo por bolas com alto teor de cromo
À medida que as indústrias buscam avanços tecnológicos para aumentar a produtividade e reduzir custos, a substituição de esferas de aço forjado e com baixo teor de cromo por esferas com alto teor de cromo está se tornando uma inovação essencial.
Embora esferas de baixo teor de cromo e esferas de aço forjadas tenham sido amplamente utilizadas em indústrias como fabricação de cimento, usinas termelétricas e mineração de minério de ferro, sua resistência ao desgaste é frequentemente insuficiente. Alguns fabricantes nacionais tentaram substituir esferas de baixo teor de cromo e forjadas por esferas fundidas de alto teor de cromo. No entanto, esses esforços foram prejudicados pela baixa qualidade do produto, falta de resistência ao desgaste e quebra ocasional, tornando-os economicamente inviáveis.
Apesar desses desafios, a substituição de esferas forjadas e de baixo teor de cromo por esferas de alto teor de cromo representa um grande salto à frente, especialmente em indústrias com condições de moagem exigentes. Para empresas que visam o crescimento, melhorias contínuas na qualidade do produto e redução de custos são necessárias para colher todos os benefícios.
Em muitos mercados estrangeiros, esferas fundidas de liga de alto cromo já são o padrão. Nossos pesquisadores desenvolveram esferas de alta dureza e alto cromo que oferecem excelente resistência ao desgaste, resistência ao impacto e resistência à corrosão. Ao otimizar a composição química e os processos de tratamento térmico, essas esferas alcançam:
- Dureza (HRC) maior que 56
- Valor de impacto ≥4J/cm²
- Durabilidade de queda de mais de 10.000 vezes
- Resistência ao desgaste que é mais que o dobro da das esferas padrão com baixo teor de cromo
Esta inovação destaca a resistência superior ao desgaste das esferas com alto teor de cromo, posicionando-as como o futuro dos meios de moagem na indústria.
VII. Parâmetros-chave no método de distribuição de bolas em dois estágios
Ao utilizar o método de distribuição de esferas em dois estágios em moinhos, vários parâmetros importantes devem ser considerados:
Diâmetro de bola grande: Semelhante à distribuição de esferas multiestágio, a escolha do diâmetro de esfera grande depende do tamanho de partícula do material que está sendo alimentado no moinho. No entanto, no método de dois estágios, o diâmetro é baseado no tamanho de partícula representativo, que é o tamanho de partícula que constitui a maior proporção do material. Na prática, o diâmetro da esfera secundária da distribuição multiestágio pode servir como referência. Por exemplo, se o diâmetro máximo da esfera em uma distribuição multiestágio for 100 mm, uma esfera de aço de Φ90 mm seria selecionada para a distribuição de esferas secundária.
Proporção de bola: A proporção entre bolas grandes e pequenas deve ser equilibrada para garantir que a adição de bolas menores não comprometa a taxa de enchimento das maiores. Normalmente, bolas pequenas devem compor 3% a 5% do peso das bolas grandes. Em aplicações práticas, é recomendado começar com o limite inferior (3%) e ajustar de acordo com as condições específicas de produção.
Diâmetro de bola pequeno: O tamanho das bolas pequenas depende do vão entre as bolas maiores, o que significa que está relacionado ao diâmetro das bolas grandes. De acordo com as diretrizes da indústria, o diâmetro das bolas pequenas deve estar entre 13% e 33% do diâmetro das bolas grandes.
