Примеры оптимизации футеровки мельниц

Пример 1 — Рудник по добыче железной руды
В ходе производственного процесса на одном из рудников по добыче железной руды источник поставок руды был переведен с открытой добычи на подземную. В результате изменились свойства руды: степень выветривания снизилась, твердость возросла, а коэффициент дробления уменьшился. Это привело к снижению эффективности мельницы AG. Для поддержания требуемой тонкости продукта и повышения производительности мельницы AG в неё были добавлены стальные шары, что позволило перевести её в режим работы SAG. Это увеличило производительность мокрой мельницы AG, обеспечило качество концентрата и принесло значительную экономическую выгоду. Однако внедрение стальных шаров изменило условия измельчения, существовавшие в исходной мельнице AG. На средней и поздней стадиях износа футеровки она деформировалась и разрушалась под воздействием шаров. Особенно сильному износу подвергалась центральная область футеровки. Изначально срок службы футеровки составлял более 3 000 часов, но после добавления стальных шаров он сократился на треть. Это привело к увеличению объема ремонтных работ и росту частоты отказов. Для устранения этой проблемы были оптимизированы конструкция и эксплуатационные характеристики износостойких элементов футеровки. Меры по оптимизации включали: (1) усовершенствование материала футеровки с целью повышения его износостойкости, что позволило продлить срок службы; и (2) увеличение толщины футеровки и изменение конфигурации поперечного сечения для дальнейшего увеличения срока службы.

Пример 2 — Шахта «TISCO Lan» (мельницы SAG компании Metso)
На руднике TISCO Lan Mine эксплуатируются три мельницы SAG производства Metso, и здесь уже тестировались футеровочные вкладыши от различных поставщиков. Из-за высокой твердости руды вкладыши часто ломались и имели короткий срок службы, что приводило к частым остановкам мельниц, серьезно сказывавшимся на объемах добычи. Кроме того, срок службы футеровок у некоторых поставщиков значительно варьировался от партии к партии, что значительно затрудняло плановое техническое обслуживание. Компания Metso оптимизировала конструкцию футеровок для этих мельниц с целью улучшения условий эксплуатации. В июле 2016 года оптимизированные многоугловые вкладыши корпуса с волнообразным профилем компании Metso были установлены и введены в эксплуатацию в дробильно-мельничном контуре на руднике TISCO Lan. Инженеры Metso провели на месте многократный сбор данных и анализ эксплуатационных характеристик вкладышей корпуса, а также использовали программное обеспечение для моделирования при разработке новой конструкции вкладышей. Изменив угол подъема и высоту футеровок, они оптимизировали траекторию движения материала внутри мельницы SAG, уменьшили количество прямых ударов между стальными шариками и футеровками, что позволило снизить интенсивность износа футеровок и повысить эффективность измельчения. Одновременно инженеры Metso изменили материал футеровки, чтобы достичь оптимального соотношения твёрдости и вязкости с учётом условий эксплуатации мельницы, что позволило значительно повысить сопротивляемость футеровки разрушению и продлить срок её службы.

Кроме того, компания Metso поставила для TISCO оптимизированные решетчатые пластины. Новые решетчатые пластины отличаются измененным поперечным сечением разгрузочной щели, что снижает вероятность забивания, предотвращает появление трещин и продлевает срок службы. Оптимизация футеровки на шахте TISCO Lan позволила повысить производительность предприятия и сократить эксплуатационные расходы.

Пример 3 — Крупный медный рудник (мельница SAG диаметром 10,37 м × длиной 5,19 м)
На крупном отечественном медном руднике эксплуатируется мельница SAG размерами 10,37 м в диаметре и 5,19 м в длину. Размер подаваемого сырья составляет –300 мм; измельчение осуществляется по замкнутому циклу с использованием вибрационных грохотов для классификации. Размер продукта измельчения P80 = 194 мкм, производительность составляет 938 т/ч, а установленная мощность — 2 × 5 МВт. До оптимизации футеровка корпуса состояла из 66 рядов, причем отверстия для болтов были расположены исключительно на подъемных стержнях. Подъемные стержни были расположены по схеме «высокий-низкий»: высокие подъемники имели высоту 305 мм (включая толщину основания), а низкие — 205 мм (включая основание). После 3,5 месяцев эксплуатации футеровки корпуса начали разрушаться. Были выявлены два основных типа разрушений: продольные трещины по всей длине и поперечные разрушения; в нескольких случаях наблюдалось сколы в углах. Чрезмерно высокие подъемные стержни и слишком малый угол наклона поверхности футеровок приводили к тому, что стальные шары поднимались слишком высоко, в результате чего они непосредственно ударялись о футеровки, что приводило к их разрушению и растрескиванию. Для моделирования траекторий движения загрузки и стальных шаров внутри мельницы было проведено моделирование методом дискретных элементов (DEM) с использованием программного обеспечения EDEM, которое подтвердило, что удары шаров о футеровые вкладыши действительно имели место. Угол наклона поверхности футеровки был увеличен на 10°, и результаты моделирования с использованием программного обеспечения для моделирования футеровки показали, что при этом новом угле наклона шары больше не ударялись о футеровку. Оптимизированная футеровка продемонстрировала хорошие эксплуатационные характеристики в реальных условиях.