Шаровые и стержневые мельницы конспект

Обновлено: 06.07.2024

Для измельчения твердых материалов наибольшее распространение получили барабанные мельницы (см. рис. 8.4.1.3). По режиму работы мельницы делят на машины периодического и непрерывного действия [49].

В зависимости от формы барабана различают мельницы цилиндро-конические и цилиндрические. Последние, в свою очередь, бывают трех типов — короткие, длинные и трубные. У коротких мельниц длина барабана меньше диаметра или близка к нему; у длинных она достигает 2–3 диаметров, а у трубных длина барабана больше диаметра не менее чем в 3 раза. Трубные мельницы применяются в цементной промышленности.

В зависимости от вида мелющих тел различают мельницы шаровые, стержневые, галечные, рудногалечные, полусамоизмельчения (с небольшой добавкой шаров) и самоизмельчения [49–51]. Последние типы мельниц стали применять на крупнотоннажных обогатительных фабриках. У шаровых мельниц в качестве мелющих тел используют стальные или чугунные шары, у стержневых — стальные стержни, у галечных — кремневую гальку или руду, у мельниц самоизмельчения — крупные куски измельчаемой руды.

В зависимости от способа разгрузки измельченного продукта различают мельницы с центральной разгрузкой и разгрузкой через решетку. У мельниц с центральной разгрузкой измельченный продукт удаляется свободным сливом через пустотелую разгрузочную цапфу. Для этого необходимо, чтобы уровень пульпы в барабане был выше уровня нижней образующей разгрузочной цапфы. Поэтому мельницы с центральной разгрузкой называют иногда мельницами сливного типа или мельницами с высоким уровнем пульпы. У мельниц с разгрузкой через решетку имеется подъемное устройство, принудительно разгружающее измельченный продукт. Поэтому в мельницах такого типа уровень пульпы может быть ниже уровня разгрузочной цапфы. Мельницы с разгрузкой через решетку иногда называют мельницами с принудительной разгрузкой или мельницами с низким уровнем пульпы.

Цилиндрические шаровые и стержневые мельницы широко применяются на обогатительных фабриках для измельчения руд. Стержневые мельницы могут быть использованы как аппараты мелкого дробления перед шаровыми мельницами и для измельчения мелковкрапленных руд перед гравитационными или электромагнитными процессами обогащения. Галечные мельницы применяются в тех случаях, когда нельзя допустить даже ничтожных примесей железа к измельчаемому материалу. Мельницы самоизмельчения успешно конкурируют с мельницами со стальной шаровой загрузкой и в некоторых случаях не только удешевляют процесс рудоподготовки, но и улучшают технологические показатели переработки руд.

Шаровая мельница с центральной разгрузкой по конструкции аналогична стержневой (см. рис. 8.4.5.3) и состоит из цилиндрического барабана 1 с торцевыми крышками, имеющими пустотелые цапфы, посредством которых барабан опирается на коренные подшипники 4. Барабан и крышки футеруют внутри стальными плитами 5. В барабан загружают стальные или чугунные шары разного диаметра (от 40 до 120 мм). Вращение барабану передается от электродвигателя посредством зубчатого венца на барабане. Исходный материал загружается в мельницу улитковым питателем 2 через полую втулку 3. Измельченный материал разгружается через цапфу с разгрузочной воронкой.

Барабан изготовляется сварным или клепаным из толстой листовой стали. На оба конца барабана приклепываются или привариваются стальные обработанные фланцы для прикрепления торцевых крышек. Иногда барабан изготовляют литым из стали и чугуна или стали с фланцами на концах.

В мельницах малых размеров, где диаметр разгрузочной цапфы недостаточен для введения футеровки внутрь мельницы, на барабане устраивается один или два диаметрально расположенных люка. Торцевые крышки с пустотелыми цапфами отливаются из чугуна или стали в зависимости от размеров мельницы. К фланцам барабана мельницы они крепятся болтами. Для уплотнения соединения болтами и уменьшения нагрузки на них предусмотрен кольцевой выступ. Разгрузочная горловина (воронка) имеет несколько больший диаметр, чем загрузочная, для создания уклона пульпы в мельнице. Край разгрузочной воронки имеет форму раструба. Снаружи на ней установлен кольцевой выступ для предотвращения попадания пульпы в подшипник. Коренные подшипники делаются с большой опорной поверхностью. Часто применяются самоустанавливающиеся подшипники с баббитовыми вкладышами, имеющими шаровую опору в корпусе подшипника.

У мельниц малого размера приводной вал вращается от электродвигателя через ременную или клиноременную передачу. У мельниц большого размера, если применяется электродвигатель с большой частотой вращения (750–1000 мин –1 ), устанавливается редуктор, а при применении тихоходного электродвигателя вал последнего соединяется с приводным валом мельницы через муфту.

Преимущественное распространение имеют низкоскоростные синхронные электродвигатели с диапазоном частоты вращения 150–250 мин –1 . Для крупных шаровых мельниц с двигателем мощностью 2500–3000 кВт экономически целесообразным считается применение двойных приводов, когда на зубчатый венец приходится две ведущих шестерни. Приводной вал с малой шестерней изготовляется из кованой стали. Подшипники приводного вала располагаются на фундаментной плите, являющейся опорой для одного коренного подшипника.

Для предохранения обечайки мельницы от износа используются футеровочные плиты, которые также предназначены для уменьшения скольжения между обечайкой и измельчающей средой. Для замены изношенной футеровки мельница останавливается на ремонт. Футеровки различаются в зависимости от материала, профиля и метода монтажа.

Конструкция футеровочных плит барабана должна допускать легкую их установку и смену. Обычно плиты изготовляют из чугуна или марганцовистой и хромистой сталей, а также резины и (редко) керамики. Литая марганцовистая сталь применяется при больших нагрузках шаров большого диаметра. Толщина футеровочных плит принимается от 50 мм для малых мельниц и до 130–150 мм для больших.

Профили футеровочных плит показаны на рис. 8.4.5.1. Для грубого измельчения применяют ребристые футеровки 5, 6, 8, 9, 12–15, а для тонкого — гладкие 10 или волнистые 1–4, 7, 11. Резиновую футеровку 16 применяют в шаровых мельницах в основном для тонкого измельчения. Для первичных мельниц самоизмельчения толщина футеровки принимается 140–160 мм.

Форма футеровки барабана мельницы оказывает заметное влияние на ее работу. Футеровки барабанов шаровых мельниц, работающих на крупном исходном материале, имеют ребра. Для мельниц, работающих на мелком материале, применяются футеровки с мелкими ребрами или совсем гладкие. Высота, взаимное расположение и форма ребер определяют силу сцепления дробящей среды с барабаном и результаты работы мельницы. Поэтому важно, чтобы при изнашивании футеровки характер ее поверхности резко не изменялся.

В 1990-е гг. освоено производство резиновой футеровки для шаровых мельниц. Установлено, что применение резиновой футеровки рационально в мельницах II и III стадий измельчения, в которых используются шары диаметром менее 80 мм. В этом случае применение резиновой футеровки заметно снижает эксплуатационные расходы. Масса резиновой футеровки на 80–85 % меньше, чем стальной, срок службы в 2–3 раза больше, а время замены футеровки меньше соответствующих показателей для стальной футеровки. Кроме того, существенно снижается уровень шума при работе мельниц. Обычно резиновые футеровки имеют более высокую первоначальную стоимость, но это компенсируется экономией на эксплуатационных расходах.

Рис. 8.4.5.1. Типы футеровок цилиндрической части барабана мельниц:
1–15 — стальные футеровки; 16 — резиновая футеровка с лифтером;
17, 18 — футеровка мельниц самоизмельчения;
4 и 15 — с безболтовым креплением,
остальные — с болтовым креплением к барабану

Футеровка цапф может быть с гладкой внутренней поверхностью или со спиралью. В загрузочной цапфе спираль служит для транспортирования материала, а в разгрузочной обратная спираль предназначена для облегчения возврата крупного материала.

Технические характеристики шаровых мельниц с центральной разгрузкой даны в табл. 8.4.5.1.

Технические характеристики шаровых мельниц мокрого измельчения с центральной разгрузкой

Советы: Если вы хотите узнать больше информации о продукте (цена, технические параметры, характеристики и мощность обработки и т.д.), Пожалуйста, нажмите здесь и свяжитесь с нами.

В настоящее время наиболее широко используемым оборудаванием для извлечения на обогатительной фабрике являются шаровая мельница и стержневая мельница. Что касается принципа работы, то и шаровая, и стержневая мельница одинаковы. Шлифовальная среда (стальной шарик или стальной стержень), установленная в барабане, поднимается на определенную высоту при вращении барабана под действием силы трения и центробежной силы, а затем бросается с определенной линейной скоростью для удара, шлифования и сдавливания. материалы в цилиндре для достижения цели измельчения.

1.Оснащение конструкций шаровых и стержневых мельниц

На первый взгляд многим людям трудно различить шаровую мельницу и стержневую мельницу, но на самом деле эти две мельницы имеют различия в пропорции формы барабана. Обычно отношение длины барабана к диаметру стержневой мельницы поддерживается в пределах 1,5-2,0, а внутренняя поверхность футеровки на торцевой крышке находится в вертикальной плоскости. Отношение длины барабана к диаметру шаровой мельницы относительно мало, обычно равно 1 или немного больше 1. Кроме того, скорость вращения цилиндра стержневой мельницы, как правило, ниже, чем скорость вращения той же шаровой мельницы. спецификации, поэтому мелющие тела в цилиндре стержневой мельницы обычно находятся в наклонном состоянии.

2. Мелющие тела шаровой мельницы и стержневой мельницы

В соответствии с названием оборудования, стержневая мельница обычно использует стальные стержни длиной более 500 мм в качестве мелющей среды, в то время как шаровая мельница использует стальные шарики диаметром менее 100 мм в качестве мелющей среды. Разница в измельчительных средах также является наиболее очевидной разницей между этими двумя типами измельчительного оборудования.

3.Методы выгрузки шаровой мельницы и стержневых мельниц

Различные методы выгрузки адаптированы к различным процессам измельчения. Для шаровой мельницы мы можем выбрать разгрузочную шаровую мельницу переливного типа и решетчатую мельницу разного типа в соответствии с различными требованиями производства. Стержневая мельница не имеет решетчатой пластины, только переливного типа и открытого типа, а диаметр полого вала выпускного конца больше диаметра шаровой мельницы того же размера. Уровень пульпы в шаровой мельнице решетчатого типа ниже, и квалифицированные продукты могут быть выгружены вовремя, но иногда решетчатая плита легко блокируется и ее трудно ремонтировать; и шаровая мельница переливного типа хорошо управляется и проста в обслуживании, но уровень разгрузочной суспензии высокий, и пульпа дольше остается в мельнице, поэтому производительность на единицу объема мала. Выбор разумного способа выгрузки будет иметь определенное улучшение эффективности измельчения мельницы.

4.Коэффициент заполнения мелющих тел шаровой мельницы и стержневой мельницы

Скорость наполнения мелющих тел относится к отношению объема мелющих тел к объему помольного оборудования. Разница в способе измельчения, конструкции измельчительного оборудования, условиях эксплуатации и условиях среды, естественно, приводит к необходимости поддерживать подходящий диапазон скорости наполнения среды. Слишком высокая или слишком низкая скорость наполнения влияет на эффективность измельчения. В соответствии с практикой, степень заполнения шаровой мельницы обычно составляет 40-50%, а стержневой мельницы 35-45%.

Предполагается, что приведенный выше конкретный анализ шаровых и стержневых мельниц поможет вам выбрать измельчительное оборудование, соответствующее вашим производственным потребностям. Выбор правильного измельчительного оборудования – системная работа. Различные факторы связаны друг с другом и ограничивают друг друга. Пока общее рассмотрение сделано и разумный компромисс сделан, лучший эффект размола может быть достигнут.

Как улучшить эффективность сгустители?

Установка комплекта автоматической системы измерения и выгрузки на дне резервуара сгустителя позволяет регулировать выгрузку осадка в соответствии с требованиями. . [more]

Раскрытие минералов осуществляется путём их измельчения в мельницах. На измельчение, как правило, поступает руда после операции мелкого дробления крупностью 0 – 10; 0 – 12; 0 – 25 мм.

Шаровые;
Стержневые;
Мельницы самоизмельчения

1.1 Шаровые мельницы

Мелющими телами шаровой мельницы являются стальные шары диаметром от 10 до 55 мм. Схема мельницы приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема шаровой мельницы

Исходная руда после мелкого дробления поступает в барабан мельницы через загрузочную цапфу вместе с водой в соотношении Т : Ж = 1: 1.

В процессе работы барабан вращается со скоростью 10 - 15 мин –1 , при этом, в результате действия шаров, происходит комбинированное разрушение материала (раздавливание, удар, излом, истирание). Измельчённый материал удаляется из мельницы через разгрузочную цапфу вместе с водой и называется слив мельницы.

Степень заполнения мельницы шарами составляет 40 –50 % от её объёма. Для повышения шаровой загрузки в мельницах типа МШР между барабаном и крышкой устанавливается решётка.

Измельчение очень энергоёмкий процесс. Мельница 4  8 (DL) потребляет электроэнергии 2500 кВт/ч.

Критическая скорость вращения мельниц

Критической называется скорость вращения мельницы, при которой шары внутри барабана начинают центрифугировать, т.е. прижимаются к стенке, при этом измельчение не происходит.

Критическая скорость определяется из условий равенства центробежной силы C, прижимающей шар к стенке, и силы тяжести шара G.

C = mv 2 /R; v = Rn/30;

C = m 2 R 2 n 2 /900R;

C = m 2 R n 2 /900; G = mg;

m 2 R n 2 /900 = mg; R n 2 = 900;

n_кр = 30/ R ; n_p = 0.7 – 0.85 n_кр

1.2 Стержневые мельницы

По конструкции стержневые мельницы аналогичны шаровым. Отличительной особенностью стержневых мельниц являются мелющие тела, представляющие собой стержни различного диаметра.

По сравнению с шаровыми, стержневые мельницы дают более грубый помол. Обычно они устанавливаются на 1-й стадии измельчения.

1.3 Мельницы самоизмельчения

Мельницы этого типа применяются для измельчения твёрдых пород. Дробящей средой являются непосредственно куски дробимого материала. Максимальная крупность кусков – до 500 мм.

Технология самоизмельчения объединяет в себе среднее и мелкое дробление, а так же 1-ю стадию измельчения, что является достоинством этого процесса.

Конструктивно мельницы самоизмельчения выполняются большого диаметра (5.5 – 11 м) и относительно малой длины D:L =3:1. С помощью лифтёров, расположенных на торцовых крышках, куски руды поднимаются в верхнюю точку барабана и при падении разрушают находящийся внизу материал.

Рисунок 3.2 – Схема мельницы самоизмельчения ММС

На разгрузочной цапфе мельницы установлена бутара (конический грохот). Надрешётный продукт бутары (+10 мм) возвращается в мельницу на доизмельчение. Самоизмельчение может производиться в мельницах мокрого и сухого самоизмельчения.

Схемы измельчения

В зависимости от требуемой крупности измельчённого продукта применяются 1,2,3 – стадиальные схемы измельчения. Во всех схемах предусматривается классификация слива мельницы с целью выделения из него тонкой (0 - 0.074 мм) и зернистой фракции (> 0.074 мм). Как правило, мельница работает в замкнутом цикле с классификатором, пески которого (зернистая фракция) возвращаются на доизмельчение в мельницу. Конечный слив классификации поступает на обогащение. На рисунке 3.3 а,б приведены одно и двухстадиальные схемы измельчения. На рисунке 3.3 в – схема самоизмельчения.

Рисунок 3.3 – Схемы измельчения: а – одностадиальная; б- двухстадиальная; в - самоизмельчения

Контрольные вопросы:

2. Шаровые мельницы. Конструктивные особенности.

4.Стержневые мельницы. Отличие от шаровых.

5.Мельницы самоизмельчения. Конструктивные особенности.

6. Критическая скорость вращения мельниц.

7. Схемы измельчения.

Литература 1-4.

Вопросы, выносимые на лекцию: Назначение операции грохочения, виды грохочения, гранулометрический состав, характеристика крупности.

Определение "барабанная" здесь означает, что основной конструктивный элемент мельницы - ее корпус исполнен в виде цилиндрического барабана, приводимого во вращение в процессе измельчения материала.

Определение "шаровая" или "стержневая" в свою очередь означает, что измельчение материала в рассматриваемой мельнице происходит при помощи специальных мелющих тел в виде шаров или стержней.

В зависимости от своих масштабов барабанные шаровые мельницы могут быть промышленными и лабораторными. Нас интересуют конечно же первые, о них и будем говорить. Так же по особенностям технологического процесса барабанные шаровые мельницы могут быть сухими и мокрыми (измельчение в присутствии воды), иметь периодическую или непрерывную загрузку. Важной особенностью барабанной шаровой (стержневой) мельницы является способ разгрузки.

Маркировка барабанных шаровых (стержневых) мельниц.

Таким образом барабанные мельницы в зависимости от применяемых мелющих тел и способа разгрузки изготавливаются следующих типов:

Тип МСЦ ― мельницы стержневые с центральной разгрузкой;
Тип МСП ― мельницы стержневые с периферической разгрузкой;
Тип МШР ― мельницы шаровые с разгрузкой через решетку;
Тип МШЦ― мельницы шаровые с центральной разгрузкой.

Так же возможны модификации (вариации исполнения) мельниц, учитывающие требования заказчика, такие как мельница с низким уровнем слива (маркируется "Н") и мельница с удлиненным валом (маркируется "В").

У барабанных мельниц с центральной разгрузкой удаление результатов измельчения происходит свободным сливом через пустотелую разгрузочную цапфу. У барабанных мельниц с разгрузкой через решетку предусмотрено специальное устройство для подъема барабана, обеспечивающее разгрузку, поэтому их так же называют мельницами с принудительной разгрузкой.

Полная структура условного обозначения мельниц может иметь следующий вид:

МСЦ (МСП, МШР, МШЦ) ― ДхL ―X ―X, где

М - означает мельница
С ― стержневая, Ш - шаровая (характеризует применяемые в мельнице мелющие тела ― стержни или шары)
Ц ― с центральной разгрузкой, Р― с разгрузкой через решетку, П ― с периферической разгрузкой (характеризует способ разгрузки продукта из мельницы)
Д ― Внутренний диаметр барабана (без футеровок), мм
L ― Длина барабана, мм
Н ―с низким уровнем слива, В ― с удлиненным валом (исполнение мельницы)

Дополнительно указывается климатическое исполнение и категория размещения

Пример записи при заказах и в документации условных обозначений мельниц:

Мельница шаровая с разгрузкой через решетку, диаметр барабана 2100 мм и длина 3000 мм, исполнения УХЛ, категории размещения 4 с указанием технических условий:
- Мельница МШР-2100хЗ000 ― УХЛ4 ТУ
- Мельница МСЦ - 3200х4500 ―В ―04 ТУ
Конструктивные особенности барабанных шаровых (стержневых) мельниц.

Основная деталь конструкции мельниц этого вида — вращающийся барабан, частично заполненный шариками рассчитываемого диаметра из стали, чугуна и разных сплавов.

В конструкции барабанных мельниц предусматривается обязательно:
- загрузочное устройство (питатель), исключающее выплескивание пульпы;
- специальные разгрузочные устройства способные разделять на выходе пульпу, мелющие тела и остатки не размолотого материала;
- установку футеровочных деталей и решеток из износостойких материалов без пересверловки отверстий на барабане;
- взаимозаменяемость основных сборочных единиц и деталей привода, подшипников, барабана в сборе с торцевыми крышками, сменных деталей для мельниц одного типоразмера.
В конструкции барабанных мельниц рекомендуется предусматривать:
- возможность их встраивания в автоматические линии, действующие на предприятии;
- исключение циркуляции пульпы в местах соединения частей и других креплениях;
- футеровки в корпусе барабана;
- возможность применения устройств механизации для проведения ремонтных работ;
- возможность выгрузки мелющих тел и подачу всех футеровочных деталей и элементов решетки через люки;
- возможность замены решетки без снятия разгрузочной крышки (для мельниц типа МШР диаметром 3,6 м и более).
Варианты исполнения приводов барабанных мельниц:
- один привод со стороны загрузочной или разгрузочной части;
- один привод на разгрузочной цапфе или барабане;
- два привода с загрузочной или разгрузочной стороны.
Барабанные шаровые (стержневые) мельницы с периодической загрузкой и разгрузкой наиболее просты по конструкции, но так же и менее производительны и их сложнее встроить в непрерывный технологический процесс.

Для обеспечения автоматизации процессов измельчения предпочтительнее барабанные шаровые (стержневые) мельницы с непрерывной загрузкой. В конструкции барабанов таких мельниц предусмотрены встроенные полые цапфы, через входную непрерывно загружается исходный материал, а через выходную удаляется измельченный материал. Это может происходить самотеком или принудительно, при помощи устройств всасывания установленных в приемных трубопроводах.

Механизмы приводящие в движение барабан шаровой (стержневой) мельницы могут быть боковыми или центральными. Боковой привод вращения барабана осуществляется от электродвигателя через редуктор или непосредственно на зубчатую шестерню передающую вращение на венец, закрепленный на барабане. Центральный или осевой привод вращения барабана производится от электродвигателя, через редуктор на цапфу установленную по оси барабана.

Особенности использования мелющих тел барабанных шаровых (стержневых) мельниц.

При измельчении материала в барабанных мельницах, использующих стальные мелющие тела расходы на износ шаров, стержней и футеровки поверхности барабана одна из главных статей затрат. В связи с этим производились множество исследований по выбору оптимальной формы мелющих тел и в конечном итоге шары оказались лучшим вариантом как по эффективности измельчения, так и по износу. Так же неплохо показали себя и стержни - короткие цилиндрические куски металла.

Изнашивание мелющих тел (шаров, стержней) сложный процесс, зависящий от свойств используемого металла, их размеров, абразивных свойств измельчаемого материала и его размеров, а так же скорости вращения барабана мельницы. В случае мокрого измельчения к абразивному износу добавляются процессы коррозии.

Чтобы компенсировать износ мелющих тел, в процессе работы барабанной мельницы, необходимо обеспечить их подачу внутрь барабана. Износ мелющего тела сопровождается изменением его размеров и таким образом в процессе измельчения в мельнице одновременно находятся шары или стержни различных размеров, что отражается на результатах работы. Так что расчеты оптимального количества подаваемых мелющих тел для обеспечения эффективной работы мельницы это целая наука, в которой есть свои теории и гипотезы.

Барабанные шаровые (стержневые) мельницы мокрого измельчения с непрерывной загрузкой нашли широкое применяется на предприятиях горнорудной промышленности. Процесс измельчения на подобных агрегатах отличается большой энергоёмкостью и стоимостью, но дает необходимый результат. Производительность барабанных шаровых (стержневых) мельниц зависит в первую очередь от свойств измельчаемых материалов, крупности кусков на входе и заданной тонкости измельчения, а так же равномерности подачи исходного сырья и заполнения мелющими телами.

Об особенностях перефутеровки поверхностей барабанов шаровых (стержневых) мельниц будем писать в дальнейшем. А на страницах нашего сайта можно ознакомится с описанием:

Читайте также: