球磨機結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可靠性高，是冶金、化工、水泥、陶瓷、建筑、電力等領(lǐng)域的重要粉磨設(shè)備。

但是，球磨機的缺點也很明顯，那就是高能耗和高鐵損。近年來，隨著能源增長和能源品質(zhì)下降，節(jié)能降耗成為球磨機研究的熱點。目前，球磨機節(jié)能降耗的措施主要集中在結(jié)構(gòu)改進、工藝參數(shù)優(yōu)化、自動控制等方面。

1、球磨機結(jié)構(gòu)改進

相對于中小型磨機，大型磨機的優(yōu)勢在于能夠節(jié)省建筑費用及操作維修費，簡化設(shè)備的配置和自動化要求。但是，大型磨機的單位能耗比中小磨機高，因此其規(guī)格發(fā)展受到了限制。

目前研究的熱點是對原有設(shè)備進行改進，研制高效節(jié)能球磨機，比如陶瓷工業(yè)連續(xù)式球磨機、陶瓷原料連續(xù)錐形球磨機、靜動壓軸承球磨機、滾動軸承式球磨機、中心傳動節(jié)能球磨機、行星式球磨機、擺動式球磨機等，這些新型機器設(shè)備在節(jié)能降耗方面取得了明顯的效果。

2、球磨機襯板改進

球磨機中的襯板可以保護筒體，延長設(shè)備使用壽命，同時其形狀能夠直接控制鋼球在筒體內(nèi)的運動軌跡。同時，襯板是球磨機中極易磨損、更換量和消耗量最大的備件，占易損件耗費的60%以上。

改變襯板的材質(zhì)及其形式對提高球磨機作業(yè)率有重要影響。在材質(zhì)方面一般采用金屬襯板、橡膠襯板、磁性襯板、復(fù)合襯板等;襯板的改造形式有錐面分級襯板、角螺旋襯板等。

3、球磨機介質(zhì)的材料及形狀

磨礦介質(zhì)的作用是在筒體內(nèi)產(chǎn)生沖、擠、磨、研作用，使物料達到成品細度和級配要求。磨礦介質(zhì)性能差會導(dǎo)致耐磨性差、單耗高、用量多，嚴(yán)重影響磨礦效率，占易損件耗費約30%。

磨機介質(zhì)主要通過改善其材質(zhì)、形狀等提高磨礦效率。在材質(zhì)方面，低鉻白口鑄鐵磨球、以天然特種合金生鐵或廢渣合金生鐵為主要原料的合金鑄鐵球，因其價格低廉、磨耗適中，發(fā)展比較快。在形狀方面，短柱形、棒型球及圓柱棒型介質(zhì)相比傳統(tǒng)的鋼球磨機生產(chǎn)率高，單位功耗低。

4、球磨機工藝參數(shù)優(yōu)化

球磨機工作狀態(tài)受到轉(zhuǎn)速率、填充率、球料比、長徑比、襯板及磨礦介質(zhì)尺寸等因素的影響，各因素間相互藕合，比較復(fù)雜。要充分發(fā)揮球磨機的磨礦效率，必須重視磨機設(shè)計操作參數(shù)的影響。磨礦參數(shù)選擇不當(dāng)會造成球磨機效率大大降低，甚至無法正常工作。

在球磨機的工作參數(shù)中，轉(zhuǎn)速率和填充率對球磨機工作狀態(tài)影響最顯著。磨礦過程是物料由大顆粒逐漸變小的過程，在不同的磨礦階段，轉(zhuǎn)速率和填充率對產(chǎn)品粒度的影響也不盡相同。深入研究轉(zhuǎn)速率和填充率對產(chǎn)品粒度的影響機理，能夠為球磨機提出更為合理的磨礦工藝提供借鑒，從而大幅度地提高球磨機效率。

對球磨機參數(shù)優(yōu)化的研究主要采用數(shù)值模擬仿真和實驗等方法。球磨機粉磨機理復(fù)雜，難以用解析模型描述，離散元方法為球磨機粉磨機理的研究提供了手段。離散元法是一種適用于研究不連續(xù)體力學(xué)行為的數(shù)值方法。

5、球磨機自動控制

球磨機系統(tǒng)是一個多輸入、多輸出、非線性、時變、大滯后和多變量藕合的復(fù)雜系統(tǒng)。諸多因素的影響使得數(shù)學(xué)模型隨環(huán)境條件變化，難以準(zhǔn)確建立。對球磨機進行有效完善的自動控制能夠使系統(tǒng)調(diào)整在最佳工作點位置運行，降低制粉單耗減少耗能，因為球磨機的自動控制越來越為國內(nèi)外礦界所重視。

對于一臺特定的球磨機，假定其結(jié)構(gòu)參數(shù)(如磨機規(guī)格、襯板形狀材質(zhì)等)和運動參數(shù)確定(如磨機轉(zhuǎn)速率)不變，磨球和被磨物料等運行參數(shù)也會隨時間變化，從而影響其磨礦出力及能耗。因此對球磨機負荷(包括介質(zhì)充填率、料球比、磨礦濃度)的準(zhǔn)確檢測在自動控制中非常重要。

目前對球磨機負荷的檢測方法有進出口壓差法、噪聲法、功率法、振動法、超聲法等。鑒于每種方法只能測量球磨機某一類信息，都有各自的優(yōu)缺點，因此多因素檢測下的信息融合技術(shù)也不斷被研究。

總之，球磨機作為一種高能耗機器，提高其作業(yè)效率是必然趨勢。影響球磨機效率的因素復(fù)雜，并且因素間相互關(guān)聯(lián)，因此需要進行更加深入的研究。在今后一段時間內(nèi)，我國球磨機在節(jié)能降耗方面的研究將主要集中在以下幾個方面：

(1)球磨機新式結(jié)構(gòu)的開發(fā);

(2)提高襯板及磨礦介質(zhì)材質(zhì)的耐磨性，改進襯板及磨礦介質(zhì)結(jié)構(gòu)，使得磨礦介質(zhì)得到更為合理的運動;

(3)深入研究球磨機系統(tǒng)理論模型，精確優(yōu)化球磨機工作參數(shù);

(4)開發(fā)球磨機負荷精確的檢測方法，組合多種控制方法并注重實際運用時的實時問題，提高自動化水平;

(5)實際生產(chǎn)中工藝路線的改進調(diào)整。