Строительство перелива Шаровая мельница

На рисунке 9-5 показана переливная шаровая мельница размером φ2700 мм×3600 мм. Корпус (1) опирается на коренные подшипники (7) с помощью торцевых крышек (3). Внутренняя часть корпуса и торцевых крышек футерована вкладышами из высокомарганцевой стали (4). Стальные или чугунные шарики различных размеров (φ25-150 мм) загружаются в вкладыш в установленной пропорции. Двигатель (8) приводит в движение шестерню, установленную на трансмиссионном валу, которая, в свою очередь, приводит в движение большую шестерню (11) на кожухе, заставляя мельницу вращаться.

Рисунок 9-5 φ2700мм×3600мм переливная шаровая мельница
1 - корпус; 2 - фланец; 3 - торцевая крышка; 4 - вкладыш; 5 - подающая труба; 6 - питатель; 7 - главный подшипник; 8 - электродвигатель; 9 - разгрузочная труба; 10 - стопорное кольцо; 11 - большая шестерня

How to inspect and maintain a ball mill during working ?

How to use a ball mill ?

How to install a ball mill ?

Материал поступает в мельницу через питатель (6) и загрузочную трубу (5). Когда уровень суспензии внутри корпуса поднимается выше нижней генераторной отметки внутреннего диаметра разгрузочной трубы (9), измельченный материал может быть выгружен из мельницы вместе с водой через разгрузочную трубу. Основные компоненты описаны следующим образом:

(1) Корпус мельницы. Корпус мельницы изготавливается путем сварки стальных листов. Фланцы (2) для крепления торцевых крышек приварены к обоим концам корпуса. На корпусе предусмотрены один или два люка для установки футеровки корпуса, проведения технического обслуживания и удаления мелющих тел.

(2) Торцевые крышки фрезерного станка. Обе торцевые крышки оснащены полыми цапфами. Для крупных мельниц торцевые крышки изготавливаются из литой стали, для небольших мельниц может использоваться чугун.

При сборке торцевых крышек с корпусом на сопрягаемых поверхностях допускается только белый свинец - никакие прокладки не допускаются. Болты по окружности затягиваются равномерно. Это обеспечивает плотное соединение и одновременно облегчает демонтаж.

Для предотвращения износа торцевых крышек, помимо установки на внутренние поверхности вкладышей торцевых крышек из высокомарганцовистой стали, внутри полых цапф устанавливаются чугунные подающие и нагнетательные трубы (5 и 9). Посадка между полыми цапфами и трубами подачи/выпуска должна быть плотной, и должны быть предусмотрены необходимые уплотнения.

Конец разгрузочной трубы (9) внутри полой цапфы со стороны разгрузки выполнен в форме раструба (воронки). Кроме того, в корневой части полой цапфы обычно устанавливается кольцевое стопорное кольцо (10) для предотвращения попадания в подшипник шлама, просачивающегося через отверстия для болтов торцевой крышки. В разгрузочную трубу (9) вставляются спиральные ребра, направление спирали которых противоположно вращению мельницы, что предотвращает выгрузку стальных шаров и крупного материала вместе со шламом.

(3) Главный подшипник. Структура главного подшипника для мокрого помола показана на рисунке 9-6. Главный подшипник мельницы в основном состоит из опорной плиты (1) внутри нижнего корпуса подшипника, основания со сферическим седлом (2), самоустанавливающейся втулки сферического подшипника (4) (с литыми вкладышами внутри) и крышки подшипника (5). Все детали вышеуказанного коренного подшипника изготовлены из чугуна, за исключением вкладыша, который отлит из металла баббита.

Рисунок 9-6 Главный подшипник мельницы мокрого помола
1 - опорная плита подшипника; 2 - основание со сферическим седлом; 3 - фиксирующий штифт; 4 - втулка сферического подшипника; 5 - крышка подшипника; 6 - винт

Из-за большого расстояния между двумя подшипниками мельницы и неизбежных ошибок при изготовлении и сборке трудно обеспечить идеальную концентричность. При большой нагрузке может возникнуть прогиб (провисание). Чтобы избежать проблем, вызванных вышеуказанными факторами, в конструкции подшипника используется самоустанавливающаяся сферическая подшипниковая втулка с хорошей возможностью регулировки, благодаря чему нагрузка, действующая на прижимные поверхности, распределяется равномерно.

Чтобы предотвратить чрезмерное перемещение втулки сферического подшипника во время работы мельницы, между основанием сферического седла (2) и втулкой сферического подшипника (4) установлен цилиндрический фиксирующий штифт (3). Чтобы облегчить выравнивание при установке подшипника, положение основания сферического седла (2) можно регулировать с помощью винта (6). В прошлом также использовались клиновые регулировки.

Необходимо обеспечить своевременную смазку между цапфой и вкладышем подшипника. Существует множество методов смазки, включая централизованную циркуляционную смазку, капельную смазку с использованием масляных стаканов или фитильную смазку.

В последнее время в некоторых мельницах вместо подшипников скольжения используются двухрядные роликовые подшипники. Они обеспечивают более высокую эффективность передачи, упрощают вспомогательное смазочное оборудование и обслуживание, но их стоимость изготовления очень высока.

(4) Устройство для передачи мельницы. Он состоит из большого зубчатого венца, шестерни, передаточного вала и эластичной муфты. Корпус мельницы вращается электродвигателем через муфту и зубчатую передачу. Зубчатая передача состоит из зубчатого венца, установленного на разгрузочном конце корпуса, и передаточного механизма. Зубчатая передача установлена на валу, который опирается на два двухрядных концентрических подшипника качения в корпусах подшипников. Шестерни полностью закрыты пылезащитным кожухом.

Для мельниц с диаметром корпуса менее 2100 мм или мощностью двигателя менее 400 кВт используется асинхронный двигатель серии Y или JR с высоким пусковым моментом, приводящийся в движение через первичный редуктор и муфты. Для больших шаровых мельниц или мельниц с мощностью двигателя более 400 кВт используется специальный низкоскоростной синхронный двигатель TDMK, соединенный с шестерней через воздушную муфту, обеспечивающий одноступенчатую редукцию для привода обечайки.

Крупные фрезы оснащаются тихоходным вспомогательным приводом для вращения обечайки со скоростью 0,1 об/мин с целью зачистки.

(5) Футеровка мельниц. Футеровка мельницы защищает основные компоненты мельницы от износа. Футеровка внутри корпуса также служит для подъема мелющих тел (шаров, стержней). Для повышения работоспособности и производительности мельницы постоянно совершенствуются материалы футеровки, методы крепления, структура и размеры.

Одним из основных требований к футеровке мельниц является износостойкость. Материалами для футеровки могут служить твердая сталь, высокомарганцовистая сталь, хромистая сталь, легированный чугун, резина и магнитные футеровки. Высокомарганцовистая сталь обладает достаточной ударной вязкостью и при ударе подвергается поверхностному упрочнению, становясь твердой и износостойкой. Поэтому она широко используется для изготовления футеровок. Однако высокомарганцевая сталь требует высокой технологии обработки и является относительно дорогой. Для тонкого помола, где измельчение происходит в основном за счет истирания, а ударная прочность не столь важна, можно использовать другие более дешевые износостойкие чугуны. Футеровки из высокомарганцевой стали с добавлением хрома и хромомарганцево-кремниевой стали, которые начали применяться в 1980-х годах, работают даже лучше, чем обычные футеровки из высокомарганцевой стали. Недостатки металлических футеровок заключаются в том, что им сложно придать форму, они тяжелые, их неудобно устанавливать и снимать.

С 1990 года резиновые футеровки получили широкое распространение в Китае. Они отличаются хорошей износостойкостью, малым весом, низким уровнем шума, малым расходом шаров, простотой формовки, удобством установки и демонтажа, а также длительным сроком службы.

Геометрия и расположение футеровки напрямую влияют на эффективность мельницы. Поэтому, как показано на рис. 9-7, существует несколько форм футеровки, подходящих для различных условий. В целом, их можно разделить на гладкие и негладкие (профилированные) футеровки. Гладкие футеровки обеспечивают большее скольжение шаров и более сильное истирание, что делает их пригодными для тонкого измельчения. Негладкие футеровки поднимают шары на более высокую точку падения, обеспечивая большую силу удара и более сильное перемешивание шаров и руды, что делает их пригодными для грубого измельчения. Длиннополосная футеровка, разработанная в Китае, имеет такие преимущества, как простота изготовления, малое количество винтов для крепления или их отсутствие (они зажимаются торцевыми футеровками или клиновыми планками), простота установки, уменьшение утечки шлама через отверстия для болтов и повышенная прочность корпуса. Кроме того, в Китае были разработаны и приняты на вооружение угловые спиральные футеровки.

Рисунок 9-7 Формы различных вкладышей
a - клиновидная форма; b - волнообразная форма; c - плоско-выпуклая форма; d - плоская форма; e - ступенчатая форма; f - форма длинной полосы; g - форма руля корабля; h - K-образный резиновый вкладыш; i - B-образный резиновый вкладыш

Резиновые вкладыши, производимые в Китае, обычно имеют приблизительно прямоугольную, плоско-выпуклую форму. При сборке со стержнями для подъема снарядов (т.е. подъемными футеровками) они обычно приобретают К-образную или В-образную форму. С 1980-х годов эти резиновые футеровки широко применяются на многих шахтах и заводах и дают очень хорошие результаты.

Толщина металлических вкладышей обычно составляет 50-150 мм, а резиновых - 40-80 мм. Срок службы металлических футеровок обычно составляет от шести месяцев до одного года, в то время как резиновые футеровки могут служить до трех лет.

В последние годы магнитные футеровки быстро развиваются, постоянно улучшая свои характеристики, и постоянно продвигаются и применяются. Магнитные вкладыши для шаровых мельниц изготавливаются путем обмотки постоянных магнитных материалов резиной или сталью, и поэтому делятся на два типа: металлические магнитные вкладыши и резиновые магнитные вкладыши. В настоящее время более широко используются первые (металлические магнитные футеровки). Магнитные футеровки могут использовать магнитную силу для адсорбции слоя ферромагнитного материала на своей поверхности, так что материал и мелющая среда не контактируют непосредственно с поверхностью футеровки во время работы, тем самым уменьшая износ футеровки. В то же время они могут быть прикреплены к стенке корпуса мельницы без использования болтов. Поскольку магнитные футеровки легче и тоньше, чем футеровки из марганцевой стали, они также обеспечивают экономию энергии и увеличение производственной мощности.

Общие характеристики магнитных вкладышей таковы:

1. Длительный срок службы - в 4-6 раз больше, чем у футеровок из высокомарганцевой стали;
2. Низкие эксплуатационные расходы - от 25% до 40% по сравнению с футеровками из высокомарганцевой стали;
3. Небольшой размер отдельных деталей, простота установки, отсутствие необходимости в обслуживании, повышение эксплуатационной готовности мельницы на 3%-4%;
4. Малый вес - снижает нагрузку на мельницу и уменьшает потребление электроэнергии на 4%-7%;
5. Тонкая толщина - увеличивает объем мельницы и повышает ее производительность;
6. Поверхность футеровки адсорбирует частицы разрушенной среды, улучшая условия измельчения и снижая расход среды на 5%-7%;
7. Отсутствие болтов на корпусе - предотвращает утечку шлама и продлевает срок службы компонентов корпуса, шестерен и т.д.

Поскольку сырье для первичных шаровых мельниц грубое, ударная сила высокая, а износ сильный, магнитные футеровки обычно подходят только для вторичных шаровых мельниц. Технические параметры металлических магнитных футеровок приведены в таблице 9-2.

Таблица 9-2 Технические параметры металлических магнитных вкладышей

(6) Мельничный питатель. Материал, находящийся в корпусе мельницы (включая новое сырье и возвращенный песок из классификации), подается в мельницу полностью с помощью питателя. Типы питателей включают барабанные, червячные (спиральные) и комбинированные питатели.

1) Барабанный питатель. Этот тип питателя можно использовать только в том случае, если положение подачи выше уровня оси мельницы. Обычно он используется на мельницах с открытым контуром (или сухих). Его конструкция показана на рис. 9-8. Он состоит из конического барабана (1), открытого с обоих концов, крышки (2) и разделительной плиты (3). Эти три части соединены болтами.

Рисунок 9-8 Устройство подачи барабана
1 - барабан; 2 - крышка; 3 - разделительная пластина

На рис. 9-8 барабан (1) может быть отлит из чугуна или сварен из стальных листов. Внутри барабана имеется спиральная перегородка. Крышка (2) представляет собой усеченную коническую короткую втулку с круглым отверстием для подачи на меньшем конце. Перегородка (3), изготовленная из стального листа, расположена между барабаном и крышкой. Перегородка имеет секторное отверстие, которое позволяет материалу попадать в спираль барабана. Питатель крепится болтами к загрузочной цапфе корпуса мельницы.

Когда материал подается через круглое отверстие крышки (2), он проходит через секторное отверстие в разделительной пластине (3) в барабан (1), а затем подается в мельницу по внутренней спиральной разделительной пластине барабана. Исходный материал может иметь размер частиц до 70 мм. В мельницах сухого помола может также использоваться дозатор.

2) Червячный питатель (Рисунок 9-9). Это спиралевидный совок. Для подачи зачерпнутого материала в мельницу на боковой стенке вдоль направления оси вращения предусмотрено круглое отверстие. Питатель крепится болтами к цапфе корпуса мельницы таким образом, чтобы цапфа совпадала с отверстием питателя. Внешний корпус питателя сварен из стальных листов. На конце черпака питателя находится сменный черпак (2), отлитый из марганцевой стали или легированного чугуна. Внутренняя поверхность питателя облицована стальными пластинами.

Особенностью червячного питателя является его способность забирать суспензию с уровня ниже оси мельницы и подавать ее в мельницу. Поэтому этот тип питателя подходит для замкнутых вторых стадий измельчения, где мельница совмещена с классификатором.

Рисунок 9-9 Червячный питатель
1 - совок; 2 - совок

3) Комбинированный фидер (Рисунок 9-10). Этот тип питателя может одновременно подавать в мельницу как новый материал, так и возврат из классификатора (песок). Наибольшее преимущество комбинированного питателя заключается в том, что крупный материал можно подавать непосредственно в мельницу, не проходя через загрузочный желоб червячного совка. Если диаметр шаровой мельницы превышает 3200 мм, используется комбинированный питатель с двумя черпаками.

Рисунок 9-10 Комбинированный фидер
1 - барабан; 2 - совок; 3 - совок; 4 - крышка

В прошлом производство и изготовление шаров мельницы были организованы по сериям продукции. В настоящее время производство основано на требованиях пользователей: какой тип и характеристики нужны пользователю, то и производится. Поэтому модели и технические характеристики у разных производителей не одинаковы. Технические характеристики шаровых мельниц мокрого перелива, выпускаемых в настоящее время в Китае, приведены в таблице 9-3. Пример, поясняющий значение модели и технических характеристик, приведен ниже:

Таблица 9-3 Технические характеристики шаровых мельниц с мокрым переливом