專家對于球磨機的模擬研究工作

球磨機具有破碎比大、穩定性好、適應性強等工作優點，因此在礦山、冶金、建筑、化工等行業得到了廣泛的應用。該設備的大型化發展一直都是實際生產的需要和技術研究的重要分支。但是，球磨機的大型化發展，也增加了對其磨礦過程分析研究的難度。通常球磨機的滿載起動是一個“暫態”過程，較難在實踐中獲得經驗，一直缺乏成熟的結論可供參考。過去人們一直認為球磨機起動過程中的力矩和功率很高，在磨機設計時傾向選擇功率較大的電動機，雖然滿足了工作要求，但是不具有經濟優勢。調查顯示，要發揮大型球磨機的磨礦效率，必須重視磨機設計、操作等參數的影響。如果磨礦參數選擇不當會造成大型球磨機效率的降低，甚至使其無法正常工作。目前對磨礦參數的研究主要以磨機功率為評價指標，不能完全反映球磨機的綜合工作性能。

紅星球磨機專家采用離散元軟件EDEM建立了球磨機磨礦的離散元模型，模型中全面考慮了工作中礦石的影響，呈現球磨機真實的運轉過程。分析了球磨機起動過程中物料運動狀態和力矩的動態變化規律，并以磨機穩定運行時的力矩和功率為基準確定了起動過程中力矩和功率的條件。綜合考慮球磨機的比功率、襯板磨損速率和顆粒破碎概率對磨礦參數進行了優化分析。主要內容如下:

1.通過離散元方法的計算思想和軟件分析球磨機的接觸模型，掌握球磨機的接觸參數、時間步長的確定方法。

2.對球磨機內的物料運動規律尤其是拋落運動規律進行了深入的研究，并計算得出更佳轉速范圍。

3.紅星專家對起動過程磨礦動力學進行了研究;建立了含有礦石的大型球磨機的離散元模型，分析了起動過程中物料運動狀態和力矩的動態變化之間的規律;結合正交試驗方法，基于穩定運轉時的力矩和功率，分析了球磨機順利起動需要的力矩和功率的更佳條件。與理論計算結果對比表明當物料偏轉角度小于休止角時，仿真結果和理論計算結果是比較吻合的，離散元方法能夠準確的預測起動過程中力矩的動態變化過程。

4.以球磨機的比功率、顆粒的破碎概率、襯板一物料碰撞消耗的能量所占的比例等參數作為磨機工作性能的評價指標，采用均勻設計方法建立了仿真方案進行仿真，結合回歸分析技術對影響磨機工作性能的主要工作參數(轉速率、填充率、襯板設計參數)進行了多目標優化。有效增加了球磨機的比功率和顆粒的破碎概率，而襯板的磨損速率則顯著下降;研究結果還表明，填充率對比功率和襯板磨損都有顯著影響，是影響磨機工作性能的主要因素。

5.紅星專家結合Hertz理論和介質運動分析，考慮了球磨機中的沖擊磨礦和磨剝磨礦作用，建立了磨礦性能的評價函數，對填充率和轉速率進行了優化設計。