Шаровая мельница

Барабанные мельницы различаются между собой следующими признаками:

1. измельчающей средой (родом применяемых измельчающих тел: шары, стержни, ролики, галька, крупные куски руды);
2. геометрической формой барабана (короткий цилиндр, длинный цилиндр, конус);
3. способом разгрузки материала из барабана (разгрузка периодическая или непрерывная; причем последняя может быть: через диафрагму, а затем через цапфу или непосредственно через цапфу или только через диафрагму);
4. способом измельчения (сухой, мокрый).

Шаровые мельницы с решеткой (рис.1) обеспечивают наименьшее переизмельчение материала при его измельчении. Внутри такой мельницы, вблизи разгрузочного ее конца, помещается поперечная колосниковая решетка (диафрагма), предназначенная для удержания в рабочем пространстве шаров и недостаточно размолотых кусков руды. Разность уровней (напор) h₂ здесь значительно больше, чем h₁. Измельченный продукт проходит через отверстия диафрагмы, а затем поднимается пульпоподъемником к центральной зоне мельницы, откуда разгружается через пустотелую цапфу.

 

 

 

 

Рис.1. Вид барабанной мельницы с решеткой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 .  ОБЩИЙ  ВИД И ОПИСАНИЕ МЕЛЬНИЦЫ

Общий вид и продольный разрез мельницы с решеткой изображен  на рис.2.

 

Рис.2. Шаровая мельница с решеткой

 

Мельница состоит из горизонтального вращающегося цилиндрического  корпуса, механического привода  к нему, питателя и разгрузочного  устройства.

Цилиндрический корпус состоит из барабана 1 (сваренного из стального листа) и двух торцевых крышек 2 и 3 , заодно с которыми отлиты пустотелые цапфы 4 и 5. Цапфы вращаются в коренных подшипниках 6 и 7.

Корпус мельницы приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу. Для этого на барабане 1 укрепляется зубчатый венец 8, а на приводном валу мельницы – ведущая шестерня 10.

Шаровые мельницы с решеткой предназначаются для работы в  замкнутом цикле с классифицирующим устройством (механический классификатор, гидроциклон, грохот и т.д.). Поэтому для загрузки мельницы обычно применяется улитковый питатель 11 так называемого комбинированного типа. Помимо центрального отверстия 12 для приёма исходного материала и догрузки шаров, в нем имеется также черпак 13, предназначенный для подачи в мельницу оборотного продукта, т.е. песков классификатора.

При мокром измельчении  в питатель вместе с рудой подаётся в необходимом количестве вода. Весь поступающий в питатель материал и вода подаются им внутрь пустотелой загрузочной цапфы 4. Пройдя через горловину цапфы, пульпа попадает в рабочее пространство, представляющее собой внутреннюю полость барабана 1, который облицован (футерован) изнутри плитами 14 из марганцовистой стали, закрепляемыми болтами 15.

Куски и зерна материала измельчаются загруженными в барабан стальными шарами. По мере измельчения материала пульпа непрерывно перемещается в осевом направлении и, пройдя через отверстия в решетке (диафрагме) 16, попадает в полость пульпоподъемника. В этой полости расположены радиальные ребра 17 ("лифтёры") спиральной формы, которыми разделено пространство между решеткой 16 и торцовой крышкой 3 на несколько секторных камер, имеющих выводные отверстия вблизи центральной оси мельницы. Камеры пульпоподъемника сообщаются через эти отверстия с внутренней полостью разгрузочной цапфы 5. При вращении мельницы радиальные ребра 17 действуют как лопасти элеваторного колеса, поднимая пульпу до уровня горловины разгрузочной цапфы, через которую пульпа удаляется из мельницы.

Пульпоподъемное устройство позволяет поддерживать низкий уровень пульпы перед диафрагмой, что создаёт сравнительно большую разность уровней h₂ и обеспечивает необходимую скорость осевого перемещения измельчаемой руды (рис.1). Чем быстрее материал продвигается вдоль мельницы, тем короче период его контакта с шарами (или время измельчения), следовательно, тем крупнее оказывается готовый продукт. Скорость осевого перемещения регулируется количеством подаваемого в единицу времени исходного материала и воды, а при работе мельницы в замкнутом цикле с классификатором – также величиной циркулирующей нагрузки.

Для разгрузки изношенных шаров и для осмотра мельницы служат люки 9 и 18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 .  ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ

С РЕШЁТКОЙ ДЛЯ  МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

1. Типоразмер – МШР-36-40;
2. Основные размеры барабана, мм:

      а) внутренний диаметр (без футеровки) D_H – 3600,

      б) длина L – 4000;

3. Номинальный рабочий объём, м³ – 36;
4. Расчётный рабочий объём (при новой футеровке) V, м³ – 35,5;
5. Скорость вращения барабана n, об/мин, не менее – 19,8;
6. Мощность электродвигателя N_дв, кВт –   1100-1350;
7. Вес мельницы без шаров, т –  150;
8. Вес шаров, G_ш, т – 45.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 .  ТЕХНИЧЕСКАЯ  ХАРАКТЕРИСТИКА

МЕЛЬНИЦЫ С  РЕШЕТКОЙ

Показатели	Типоразмер МШР-36-40
Номинальный рабочий объём мельницы, м3………	36
Радиус питателя, мм……………………………….…	2000
Скорость  вращения мельницы, об/мин……………..	19,8
Тип привода……………………………………….…	Через муфту
Электродвигатель  привода: тип……………………………………………….…....	ДС3-260/49-32р
мощность, кВт……………………………………….	1250
скорость  вращения, об/мин…………………………	187,6
напряжение, В……………………………………….	6000
вес, кг………………………………………………...	20450
Вес, т: футеровки…………………….……………………...	42,23
венца…………………………………………………	19,16
питателя………………………………………………	6,1
шаров………………………………………………….	45
Общий вес  мельницы с футеровкой, но без электрооборудования и шаров, т...............................	150
Завод-изготовитель	Уралмашзавод

 

Таблица 1.Техническая  характеристика мельницы с решеткой

 

 

 

 

2.  МЕХАНИКА  БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЫ

На мельницах малых и средних размеров передача вращения от двигателя к приводному валу осуществляется с помощью редуктора или клиноременной передачи. Кинематическая схема шаровой мельницы приведена на рис.3.

 

 

Рис.3. Кинематическая схема  шаровой мельницы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 .  ПАРАМЕТРЫ  МЕХАНИЧЕСКОГО РЕЖИМА

Механический режим  шаровой барабанной мельницы характеризует  два основных параметра:

1) коэффициент относительной скорости вращения (ψ), представляющий отношение действительной скорости вращения (n, об/мин) к так называемой условной критической (n_кр):

,                                              (1)

где    n – действительная скорость вращения, об/мин;

n_кр– критическая скорость, об/мин,

;                                        (2)

2) коэффициент заполнения мельницы измельчающими телами (φ), представляющий отношение объема V_ш, занятого (до начала движения) шарами, к общему рабочему объему барабана:

                                              (3)

  где   V_ш - объем всей массы шаров, м³:

                                            (4)

где    G_ш - вес шаров, т;

γ_ш - объемный вес в насыпке, т/м³.

V - рабочий объем барабана, м³:

,                                     (5)

где    D – внутренний диаметр барабана, м;

 L – длина барабана, м.

 

 

3.  ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  ПРОЦЕСС

Шаровые мельницы, предназначенные  для тонкого измельчения, могут  работать в открытом или в замкнутом  цикле.

Измельчение в открытом цикле, т.е. без сопряжения мельницы с классифицирующим устройством, применяется в тех случаях, когда вся разгрузка мельницы может считаться готовым продуктом, который без классификации является пригодным непосредственно для выдачи в последующую обработку. Таковы, например, многие установки для сухого помола, применяемые на цементных заводах. Открытоцикловое измельчение ведётся здесь до определённых кондиций, которыми ограничивается допустимый верхний предел для содержания какого-либо крупного класса в готовом продукте, или, наоборот, устанавливается нижний предел для содержания мелкого класса. Например, техническими условиями принимается, что готовый продукт должен содержать не свыше 1% остатка на сите 0,1мм или устанавливается, что содержание мелкого класса минус 88мк и должно быть не менее 90% и т.д.

Открытый цикл применяется  преимущественно для стержневых мельниц (при сухом и при мокром измельчении), а для шаровых –только при сухом размоле.

Для мокрого измельчения  в шаровых мельницах в подавляющем большинстве случаев используется замкнутый цикл. При этом способе мельница соединяется с механическим классификатором в один агрегат (рис.3). Обычно свежее питание подается непосредственно в мельницу, реже в классификатор. Выданный мельницей продукт, так называемая разгрузка мельницы, направляется в классификатор и разделяется в нем на две фракции различной крупности: более тонкую – слив и более грубую – пески. Последние возвращаются в мельницу на доизмельчение; таким образом, пески представляют собой циркулирующий или оборотный продукт агрегата.

 

Рис.4. Схема мокрого  измельчения в замкнутом цикле:

а) – аппаратурная схема  при варианте подачи питания в  мельницу

б) – технологическая  схема

 

На технологической  схеме (рис.4, б) струю того или иного  продукта принято изображать тонкой линией со стрелкой, указывающей направление движения материала. Рядом со стрелкой часто проставляют "тоннаж", т.е. часовое количество твердой части струи. Так, на рис.4,б буква Q характеризует количество свежего исходного питания, т/ч, Q_p - количество разгружаемого из мельницы продукта, П – количество оборотных песков и Q_c - количество твердого, уносимого сливом классификатора (все эти показатели также даются в т/ч).

Мельница и сопряженный  с ней классификатор образуют единый технологический агрегат. При установившемся режиме его работы, когда часовые количества всех продуктов становятся более или менее постоянными, производительность агрегата по свежему питанию (Q) становится равной часовому количеству твердого, уносимого в слив:

            Q = Q_C .                                        (6)

Что касается песков и  разгрузки мельницы, то количества их связанны следующим уравнением материального  баланса:

(Q + П) = Q_p,                                (7)

так как сумма двух продуктов (Q + П), поступающих в мельницу в течение часа, должна равняться часовому количеству всей разгрузки ее (Q_Р).

Если составить такой  же баланс для классификатора, то здесь, как это видно из схемы, будет  действительно следующее уравнение:

      Q_P = П + Q_c,                                (8)

т.е. "приход" классификатора (Q_p) равен его "расходу" (П + Q_c).

На схеме рис.4, а  и б классификатор разделяет  общую разгрузку мельницы (Q_p) на два продукта: слив (Q_c) и пески (П), причем, кроме разгрузки (Q_p), в классификатор никаких других продуктов не поступает, так как свежее питание (Q) подается непосредственно в мельницу. Классификация имеет здесь характер окончательной или контрольной операции. Оборотным продуктом агрегата являются пески классификатора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 .  АГРЕГАТ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

И ПАРАМЕТРЫ  ЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА

Типичная схема замкнутоцикловой установки мокрого измельчения  изображена на рис.5.

Из бункера 1 руда выдаётся питателем 2 на конвейер 3. Количество проходящей руды регистрируется конвейерными весами 4. С конвейера поток руды 5 направляется в центральное приемное отверстие 6 комбинированного питателя. В улитку 7 питателя одновременно попадают пески 16 из механического классификатора 15.