1. 광산 선광용 주강 볼 선택의 핵심 요소
광석 특성: 경도, 입도 및 파쇄 난이도
1. 광석 경도:
경암 (예: 철광석, 석영, Mohs 경도 6-7): 고경도 주강 볼 (HRC 60-65)이 필요하며, 권장 재료는 고크롬 합금 주강 (크롬 함량 10%-18%)으로, 내마모성이 강하지만 과도한 파쇄 및 손실을 방지하기 위해 인성을 고려해야 합니다.충격 인성 ≥10J/cm² (Charpy 충격 시험으로 테스트)로 고부하 조건에서 파쇄를 방지합니다.2. 광석 초기 입도:
조립 광석 (공급 입도 > 50mm): 대구경 강구 (φ80-150mm)를 선호하며, 충격력으로 파쇄합니다.
세립 광석 (공급 입도 < 20mm): 소구경 강구 (φ30-80mm)를 사용하여 분쇄를 통해 미세도를 향상시킵니다.
밀 유형 및 작동 조건충격 인성 ≥10J/cm² (Charpy 충격 시험으로 테스트)로 고부하 조건에서 파쇄를 방지합니다.대형 밀 (직경 > 3m): 대구경 강구 (φ100-150mm)에 적합하며, 충전율은 30%-40%로 제어하고, 충격 파쇄 효율을 향상시킵니다.
소형 밀 (직경 < 2m): φ30-80mm 강구를 사용하며, 충전율을 45%-50%까지 높일 수 있으며, 분쇄 효과를 향상시킵니다.3. 분쇄 단계:
1단계 분쇄 (조분쇄): 대형 볼 (φ80-120mm)이 필요하여 큰 광석 덩어리를 빠르게 파쇄합니다.
2단계 분쇄 (미분쇄): 소형 볼 (φ30-60mm)을 사용하여 광물 단량체의 분리도를 향상시킵니다.
재료 및 성능 매개변수
경도와 인성의 균형:경도는 내마모성을 결정하지만, 너무 높으면 (예: HRC>65) 취성 파괴가 쉽고, HRC 58-63 범위가 권장됩니다 (광석 경도에 따라 조정);충격 인성 ≥10J/cm² (Charpy 충격 시험으로 테스트)로 고부하 조건에서 파쇄를 방지합니다.밀도 및 미세 구조:
밀도>7.8g/cm³ (강철의 이론적 밀도에 근접), 우수한 재료 밀도 및 균일한 마모;
미세 구조는 주로 마르텐사이트이며, 소량의 잔류 오스테나이트가 보충되어 연마 박리를 줄입니다.
2. 직경이 광물 처리 효율에 미치는 구체적인 영향
직경 범위
장점
단점
적용 시나리오
φ30-60mm
넓은 분쇄 면적, 높은 미분쇄 효율, 낮은 에너지 소비
충격력 부족, 약한 조파쇄 능력
2차 분쇄, 세립 광석, 고품위 정광 필요
| φ80-120mm | 강력한 충격력, 큰 광석 파쇄 효율 높음 | 낮은 분쇄 미세도, 높은 에너지 소비 (더 큰 볼은 더 큰 자중을 가짐) | 1단계 분쇄, 조립 광석, 처리량 우선 시나리오 |
| φ130-150mm | 초대형 광석 파쇄 (예: 원광을 직접 밀에 투입), 높은 단일 볼 파쇄 비율 | 분쇄 실린더 마모 증가, 강구 자체의 파쇄율 증가 | 초대형 밀, 극경도 광석 조파쇄 |
| 3. 선택을 위한 실용적인 제안: 직경과 효율을 어떻게 일치시킬 것인가? | 광석 파쇄 단계에 따라 볼을 정확하게 일치시킵니다. | 사례: 철광석의 1단계 분쇄에서 (원광 입자 크기는 80mm, 경도는 6.5), φ100mm 60% + φ80mm 40%의 조합을 선택합니다. 단일 φ120mm 볼과 비교하여 분쇄 효율이 15% 증가하고 강구 손실이 8% 감소합니다. | 논리: 대형 볼은 주로 파쇄에 사용되고, 소형 볼은 틈을 채워 "충격 + 분쇄" 복합 효과를 형성합니다. |
| 직경 비율을 동적으로 조정합니다. | 분쇄 제품의 입도 분포를 정기적으로 확인합니다: | + 200 메쉬 입자의 비율이 15%보다 크면, 대형 볼이 충분하지 않다는 의미이므로 대구경 볼을 추가해야 합니다. | - 325 메쉬 입자의 비율이 60%보다 크면, 소형 볼이 너무 많다는 의미이므로 소구경 볼의 비율을 줄일 수 있습니다. |
에너지 소비 및 비용 최적화 결합
대형 볼의 직경이 20mm 증가할 때마다 밀의 전력 소비가 약 10%-15% 증가하지만, 처리량은 5%-8% 증가할 수 있습니다. "톤당 광석의 강구 비용 + 에너지 소비 비용"의 균형점을 계산해야 합니다. 예를 들어: 저가 광석을 처리할 때는 에너지 소비를 줄이기 위해 소구경 볼을 선호합니다. 고가 광석의 경우 효율을 향상시키기 위해 대형 볼을 적절하게 사용할 수 있습니다.
4. 흔한 오해 방지오해 1: 직경이 클수록 파쇄 효율이 높다수정: 대형 볼은 조립 광석을 처리할 때만 유리합니다. 미분쇄 단계에서는 대형 볼이 "빈 파쇄"로 인해 에너지 낭비를 유발하고, 광석의 과도한 파쇄율이 증가합니다 (무효 미세 슬러지 생성).
오해 2: 경도가 높을수록 좋다
수정: HRC＞63의 강구는 낮은 충격 조건에서 표면 박리가 발생하기 쉽습니다. 밀 속도 (선형 속도가 ＞2.5m/s일 때 고경도 선택 가능) 및 광석 분쇄 시간을 기준으로 종합적인 판단을 내리는 것이 좋습니다.
5. 권장 선택 도구
SAG/볼 밀 강구 비율 계산기: 광석 경도, 밀 사양, 목표 입자 크기를 입력하고 자동으로 직경 비율 계획을 생성합니다 (예: 특정 제조업체에서 제공하는 온라인 도구).
현장 시험 분쇄 방법: 먼저 3-5개의 직경 조합을 사용하여 소량의 시험 분쇄를 수행하고, 톤당 광석의 강구 소비량, 분쇄 사이클 부하율 (이상 값 80%-120%)을 비교하여 최적의 솔루션을 결정합니다.
주강 볼 직경을 광석 특성 및 밀 작동 조건과 정확하게 일치시켜 광석 처리 효율을 향상시키면서 강구의 단위 소비량을 0.8-1.5kg/톤의 합리적인 범위 내에서 제어할 수 있습니다 (구체적인 데이터는 광석 유형에 따라 다름).
1. 광산 선광용 주강 볼 선택의 핵심 요소
광석 특성: 경도, 입도 및 파쇄 난이도
1. 광석 경도:
경암 (예: 철광석, 석영, Mohs 경도 6-7): 고경도 주강 볼 (HRC 60-65)이 필요하며, 권장 재료는 고크롬 합금 주강 (크롬 함량 10%-18%)으로, 내마모성이 강하지만 과도한 파쇄 및 손실을 방지하기 위해 인성을 고려해야 합니다.충격 인성 ≥10J/cm² (Charpy 충격 시험으로 테스트)로 고부하 조건에서 파쇄를 방지합니다.2. 광석 초기 입도:
조립 광석 (공급 입도 > 50mm): 대구경 강구 (φ80-150mm)를 선호하며, 충격력으로 파쇄합니다.
세립 광석 (공급 입도 < 20mm): 소구경 강구 (φ30-80mm)를 사용하여 분쇄를 통해 미세도를 향상시킵니다.
밀 유형 및 작동 조건충격 인성 ≥10J/cm² (Charpy 충격 시험으로 테스트)로 고부하 조건에서 파쇄를 방지합니다.대형 밀 (직경 > 3m): 대구경 강구 (φ100-150mm)에 적합하며, 충전율은 30%-40%로 제어하고, 충격 파쇄 효율을 향상시킵니다.
소형 밀 (직경 < 2m): φ30-80mm 강구를 사용하며, 충전율을 45%-50%까지 높일 수 있으며, 분쇄 효과를 향상시킵니다.3. 분쇄 단계:
1단계 분쇄 (조분쇄): 대형 볼 (φ80-120mm)이 필요하여 큰 광석 덩어리를 빠르게 파쇄합니다.
2단계 분쇄 (미분쇄): 소형 볼 (φ30-60mm)을 사용하여 광물 단량체의 분리도를 향상시킵니다.
재료 및 성능 매개변수
경도와 인성의 균형:경도는 내마모성을 결정하지만, 너무 높으면 (예: HRC>65) 취성 파괴가 쉽고, HRC 58-63 범위가 권장됩니다 (광석 경도에 따라 조정);충격 인성 ≥10J/cm² (Charpy 충격 시험으로 테스트)로 고부하 조건에서 파쇄를 방지합니다.밀도 및 미세 구조:
밀도>7.8g/cm³ (강철의 이론적 밀도에 근접), 우수한 재료 밀도 및 균일한 마모;
미세 구조는 주로 마르텐사이트이며, 소량의 잔류 오스테나이트가 보충되어 연마 박리를 줄입니다.
2. 직경이 광물 처리 효율에 미치는 구체적인 영향
직경 범위
장점
단점
적용 시나리오
φ30-60mm
넓은 분쇄 면적, 높은 미분쇄 효율, 낮은 에너지 소비
충격력 부족, 약한 조파쇄 능력
2차 분쇄, 세립 광석, 고품위 정광 필요
| φ80-120mm | 강력한 충격력, 큰 광석 파쇄 효율 높음 | 낮은 분쇄 미세도, 높은 에너지 소비 (더 큰 볼은 더 큰 자중을 가짐) | 1단계 분쇄, 조립 광석, 처리량 우선 시나리오 |
| φ130-150mm | 초대형 광석 파쇄 (예: 원광을 직접 밀에 투입), 높은 단일 볼 파쇄 비율 | 분쇄 실린더 마모 증가, 강구 자체의 파쇄율 증가 | 초대형 밀, 극경도 광석 조파쇄 |
| 3. 선택을 위한 실용적인 제안: 직경과 효율을 어떻게 일치시킬 것인가? | 광석 파쇄 단계에 따라 볼을 정확하게 일치시킵니다. | 사례: 철광석의 1단계 분쇄에서 (원광 입자 크기는 80mm, 경도는 6.5), φ100mm 60% + φ80mm 40%의 조합을 선택합니다. 단일 φ120mm 볼과 비교하여 분쇄 효율이 15% 증가하고 강구 손실이 8% 감소합니다. | 논리: 대형 볼은 주로 파쇄에 사용되고, 소형 볼은 틈을 채워 "충격 + 분쇄" 복합 효과를 형성합니다. |
| 직경 비율을 동적으로 조정합니다. | 분쇄 제품의 입도 분포를 정기적으로 확인합니다: | + 200 메쉬 입자의 비율이 15%보다 크면, 대형 볼이 충분하지 않다는 의미이므로 대구경 볼을 추가해야 합니다. | - 325 메쉬 입자의 비율이 60%보다 크면, 소형 볼이 너무 많다는 의미이므로 소구경 볼의 비율을 줄일 수 있습니다. |
에너지 소비 및 비용 최적화 결합
대형 볼의 직경이 20mm 증가할 때마다 밀의 전력 소비가 약 10%-15% 증가하지만, 처리량은 5%-8% 증가할 수 있습니다. "톤당 광석의 강구 비용 + 에너지 소비 비용"의 균형점을 계산해야 합니다. 예를 들어: 저가 광석을 처리할 때는 에너지 소비를 줄이기 위해 소구경 볼을 선호합니다. 고가 광석의 경우 효율을 향상시키기 위해 대형 볼을 적절하게 사용할 수 있습니다.
4. 흔한 오해 방지오해 1: 직경이 클수록 파쇄 효율이 높다수정: 대형 볼은 조립 광석을 처리할 때만 유리합니다. 미분쇄 단계에서는 대형 볼이 "빈 파쇄"로 인해 에너지 낭비를 유발하고, 광석의 과도한 파쇄율이 증가합니다 (무효 미세 슬러지 생성).
오해 2: 경도가 높을수록 좋다
수정: HRC＞63의 강구는 낮은 충격 조건에서 표면 박리가 발생하기 쉽습니다. 밀 속도 (선형 속도가 ＞2.5m/s일 때 고경도 선택 가능) 및 광석 분쇄 시간을 기준으로 종합적인 판단을 내리는 것이 좋습니다.
5. 권장 선택 도구
SAG/볼 밀 강구 비율 계산기: 광석 경도, 밀 사양, 목표 입자 크기를 입력하고 자동으로 직경 비율 계획을 생성합니다 (예: 특정 제조업체에서 제공하는 온라인 도구).
현장 시험 분쇄 방법: 먼저 3-5개의 직경 조합을 사용하여 소량의 시험 분쇄를 수행하고, 톤당 광석의 강구 소비량, 분쇄 사이클 부하율 (이상 값 80%-120%)을 비교하여 최적의 솔루션을 결정합니다.
주강 볼 직경을 광석 특성 및 밀 작동 조건과 정확하게 일치시켜 광석 처리 효율을 향상시키면서 강구의 단위 소비량을 0.8-1.5kg/톤의 합리적인 범위 내에서 제어할 수 있습니다 (구체적인 데이터는 광석 유형에 따라 다름).
