专利名称：一种研磨体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种研磨体,具体是涉及一种用于在研磨设备中研磨物料的研磨体。
背景技术：
水泥熟料的粉磨对水泥生产企业的效益影响极大，关系水泥生产能耗和水泥性能两大重要指标。长期以来，世界各国学者一直致力于研究降低水泥粉磨过程中的能耗以及保护生态平衡，认为这是一项重要而长期的任务。目前，在中国水泥工业的生产中，球磨机仍占主导地位，球磨机中研磨体的选择对于研磨效果、能耗和磨耗等方面的影响，一直是国内外厂家关注和争议的焦点问题。20世纪30年代，范尔哈特用立方体和球体介质在工业磨机中进行平行对比试验，结果表明在给料和产品粒度分布相同的条件下，立方体介质的单位球耗和单位能耗比球介质好。加拿大的约卡斯1980年试验结果认为圆台形介质优于球形介质。国内的粉磨工作者对研磨体的形状和尺寸也进行了一些试验和研究，得出与国外学者相似的结论。例如广东省广州水泥厂Φ2.4mX 12m湿法生料磨，在20世纪50年代由于I1、111仓之间的隔仓板损坏，造成了球、段混合的粉磨状态，磨机仍能正常生产，直到磨机检修才发现这一现象。这为异型研磨体一“柱球”的诞生提供了实践依据。广东省东山水泥厂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。这进一步证实了 “柱球”能够强化粉磨效果。合肥水泥研究设计院在20世纪90年代曾对异型研磨体进行课题研究，同样取得了提高粉磨效率的结果。传统研磨体中，球体表面形状处处平滑，且集中程度高、各向同性，运动时受到摩擦力最小。然而在所有等体积的几何体中，球体的比表面积最小。研究表明，适当增大比表面积而降低集中程度，有利于粉磨效率的提高。对锻(圆柱形)而言，与相同体积的球体相t匕，锻的比表面积要比球大(锻的长径比大于I)。但常规的锻集中程度总要比球差，同时锻在两个端面处存在棱 线，所以锻的表面形状不是处处平滑的。实践表明，在锻的两端棱线处磨损最快。因此，锻也不是最佳形状的研磨体。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备球、锻研磨特性、比表面积大、粉磨效率高的新型研磨体，以进一步降低水泥粉磨能耗、提高水泥粉磨效率。本发明提供的研磨体形状为正四面体，所述正四面体的棱边和顶角均经弧面过渡处理，使平面与平面之间弧面过渡连接。在粉磨过程中，研磨体对物料的研磨作用是依靠研磨体与筒体间、研磨体与研磨体间的相对滑动而产生对物料的剪力，物料则在此剪力作用下得以研磨粉碎。显然，此剪力的产生与研磨体的表面积有关，研磨体的表面积越大，所产生的剪力越多，对物料的研磨作用就越强。另外，研磨体对物料的冲击作用受提升高度的影响。在筒体转速、衬板形式和材质以及研磨体材质一定的情况下，研磨体的提升高度与其比表面积有关。如已获得成功的环沟槽衬板，就是利用增加衬板与研磨体间的接触机会，而达到提升高度的目的。所以在一定条件下，增大研磨体比表面积是提高粉磨效率的有效途径。由数学定理可知，任何凸多面积都比同体积的球表面积大，因此研磨体的形状应在凸多面体中进行优选。为使研磨体形状比较规则，又便于加工制造，研磨体形状选择应在正多面体范围内进行。所谓正多面体就是各面都由完全相同的正多边形构成的凸多面体。由关于凸多面体顶点数、棱数和面数的欧拉定理以及正多面体的特性可知，正多面体只有正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体等。与球相当的正多面体的表面积均大于球的表面积，且随着面数的增加而减少。事实上，球体可以看成是一个面数为无穷的凸多面体，它比任何一个凸多面体的比表面积小，因而必然比任何一种正多面体的比表面积小。在正凸面体中，正四面体的表面积最大。以质量50g、密度7.8g/cm3的球墨铸铁铸造的球形、圆柱体(长径比为1:1)和正四面体的表面积分别为16.68、19.10,24.87cm2，即球形:圆柱体:正四面体=1:1.145:1.491。同时正四面体的棱边最少，便于加工。由于正四面体的的棱边和顶角处易磨损，因此需要对正四面体的棱边和顶角进行“弧形”处理，以实现其表面平滑。综合球形、圆柱形(锻)、正四面体研磨体的形貌特征，通过对水泥粉磨动力学进行深入研究，探讨研磨体形状对研磨体在球磨机中运动规律的影响，总结出以正四面体研磨体取代球、锻研磨体，在工作时可以带来以下有益效果。I)正四面体由于表面没有圆弧面构造，与球磨机筒体的相对滑动较小，在筒体运转过程中提升高度较高，抛落区域大，冲击作用强，粉磨效果得到加强。球介质由于提升高度小，冲击区域窄，单纯的点接触冲击时，“飞溅能”损失极大，而飞出的碎片有45%的能量没有被利用。而正四面体在筒体运转中对物料产生点、线、面的多种接触冲击作用，冲击方式多样化，冲击物料时的“飞溅能”损失较少，提高了磨机的能量利用率。2)正四面体的比表面积较大，使研磨体与物料之间有较大的摩擦力，所产生的剪力较多，对物料的研磨作用较强。3)正四面体与正四面体、正四面体与物料、正四面体与衬板之间是面、线、点接触，这几种接触综合作用的结果，导致其与物料间的研磨剪切应力一直在瞬时变化，这对物料的研磨极为有利。4)传统的球形、圆柱形研磨体在运动过程之后易分散脱离，而正四面体由于形状不平滑，堆积、镶嵌在一起会产生“机械锁结”效应，物料被锁在正四面体之间，研磨效果好。5)传统研磨体之间由于是点、线碰撞，被夹在点、线之间的物料颗粒容易飞溅出去，得不到有效的研磨。而正四面体之间面面接触几率最大，物料颗粒若要逃离面面接触，需要滑动一定距离，因此物料可以得到充分的研磨。6)由于正四面体研磨体的松散容重比较大，因此在相同重量条件下，回转部分的重心偏低，且回转力矩也 小，因此耗电量比球介质低，节能效果好。
图1是本发明研磨体的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供的研磨体形状如图1所示，为正四面体结构，且所述正四面体I的棱边和顶角均经弧面过渡处理，使平面与平面之间均为弧面过渡连接。使用小磨对本发明实施例的研磨体与传统球、锻状研磨体进行对比试验，结论显示正四面体研磨体的堆积密度较球状和锻状大，孔隙率相对较小，研磨效果好，可以提高生产效率。下表为具体采用加水法测得的各种对比数据。
权利要求
1.一种研磨体，其 特征在于所述研磨体的形状为正四面体，所述正四面体的棱边和顶角均经弧面过渡处理，使平面与平面之间弧面过渡连接。
全文摘要
本发明涉及一种研磨体，形状为正四面体，所述正四面体的棱边和顶角均经弧面过渡处理，使平面与平面之间弧面过渡连接。本发明的研磨体与球磨机筒体相对滑动较小，提升高度较高，抛落区域大，冲击作用强，粉磨效果得到加强；研磨体可以产生点、线、面多种接触冲击作用，提高了磨机能量利用率；研磨体比表面积较大，与物料之间有较大的摩擦力，对物料的研磨作用较强，研磨效果好。
文档编号B02C17/20GK103240151SQ201310185438
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月20日 优先权日2013年5月20日
发明者赵昌洪 申请人:潞城市卓越水泥有限公司