КОНСОЛЬНЫЕ МЕЛЬНИЦЫ ТЕОРИЯ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Консольные мельницы само- и полусамоизмельчения
Из анализа многочисленных теоретических исследований и экспериментальных данных, обобщенных в работе Андреева С.Е., Зверевича В.В. и Перова В.А. «Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых», известно, что, из-за колоссальной разницы в содержании крупного класса в загрузочной и разгрузочной частях барабанной мельницы, эффективность измельчения меняется от максимума к минимуму. Поэтому, как считают авторы, «было бы идеальным измельчение вести в мельницах настолько коротких, что материал подвергался бы минимально необходимому количеству ударов и весь образовавшийся готовый продукт сразу же удалялся из мельницы». Казалось бы, очевидное утверждение, однако на практике оно практически не используется. Как известно, наиболее характерный показатель — соотношение диаметра мельницы к её длине (D:L) на практике колеблется от 0,3 до 5. Причем соотношение более единицы в основном используется для мельниц само- или полусамоизмельчения в России, Канаде, США, для скандинавских стран характерно — 0,9 — 1,1, для Южной Африки — 0,3 — 0,5.

Более унифицирован этот показатель для шаровых мельниц (0,7 — 0,9), редко встречается 0,3 и 1,1, хотя на наш взгляд, именно для шаровых мельниц он наиболее важен. Попытка решить проблему ускоренного вывода готового продукта с помощью организации замкнутого цикла, несомненно, дает положительный результат, однако достижение оптимальной циркуляционной нагрузки сдерживается недостаточной пропускной способностью разгрузочных устройств и низкой возможностью традиционного классифицирующего оборудования.

Предлагаемая новая разработка в значительной степени устраняет вышеизложенные недостатки барабанных мельниц, а именно обеспечивает короткое время пребывания материала в мельнице и высокую пропускную способность — более чем в 5-8 раз от традиционных.

Ниже показаны эскизы новой мельницы.

Рис. 1. Консольная мельница — вид сбоку

Рис. 2. Консольная мельница — вид сверху

Рис. 3. Разрез по барабану

Из рисунков видно, что мельница состоит из цилиндрического барабана 1 с торцовыми крышками 2 и 3, приводного вала 4, установленного в опорах 5 и 6, привода мельницы, состоящего из электродвигателя 7 и редуктора 8, а также несущей рамы 9. В центре торцовой крышки 2 расположено загрузочное отверстие, выполненное в виде конусной горловины 10. Торцовая крышка 3 является несущей и выполнена объемной из двух дисков 11 и 13. В диске 11 размещается решетка 12. В центре крышки 3 размещен цилиндрический стакан 16, с помощью которого барабан 1 надевается на вал 4.

Пульпоподъемные разгрузочные камеры 14, входящие в разгрузочный желоб 15, жестко соединены с дисками 11, 13 и стаканом 16, образуя прочную конструкцию, похожую на конструкцию фермы, являющейся, как известно, наиболее жесткой. Опоры 5 и 6 закреплены и зацентрированы на несущей раме 9, что исключает какие-либо работы по центровке непосредственно на месте эксплуатации.

Мельница работает следующим образом. Вращение электродвигателя 7 через редуктор 8 и вал 4, вращающийся в подшипниках качения 5 и 6, передается барабану 1, консольно закрепленному крышкой 3 на конце вала 4. Через горловину 10 в торцовой крышке 2 внутрь барабана непрерывно подается материал и вода. Измельченный продукт проходит через решетки 12 в пульпоподъемные камеры 14, откуда он стекает в неподвижный желоб 15.

Основные преимущества конструкции консольной мельницы перед традиционными:

1) Использование подшипников качения вместо подшипников скольжения значительно повышает надежность мельниц, существенно снижает эксплуатационные затраты, так как их обслуживание сводится лишь к периодической замене консистентной смазки (маслостанции у этих мельниц отсутствуют);

2) Опорные подшипники вала барабана и привод смонтированы на единой раме с обеспечением заводской центровки, благодаря чему монтаж и пуск в эксплуатацию занимает не более 5 — 7 дней. Кроме того, благодаря несущей раме консольные мельницы не требуют массивных фундаментов;

3) Консольные мельницы имеют вес на 30-50%, а занимаемую площадь на 40-50% меньше, чем традиционные, они не требуют для обслуживания многотонных кранов, так как наиболее сложный ремонт может заключаться лишь в замене футеровки;

4) Благодаря простой сборке-разборке консольные мельницы легко могут доставляться на месторождения, расположенные в труднодоступных местах и быстро вводиться в эксплуатацию. Поскольку эти мельницы могут заменить все стадии дробления и стадию шарового измельчения (при грубом помоле), то быстрая доставка и быстрый ввод в действие делают их просто незаменимыми при разработке мелких месторождений;

5) Консольные мельницы, например шаровые, благодаря увеличенному диаметру, и, следовательно, увеличенной площади живого сечения решетки имеют пропускную способность в 5 — 8 раз выше, чем традиционные;

6) Благодаря увеличенному диаметру мельницы, и, следовательно, более высокой кинетической энергии шаров их размер может быть значительно меньшим, чем для традиционных мельниц и соответственно более высокого качества;

7) Консольные мельницы за счет меньшего внутрибарабанного объема по сравнению с традиционной одной и той же мощности имеют удельную производительность в 1,4 — 2 раза выше;

8) Абсолютная скорость вращения барабана консольной мельницы на 15-20% ниже традиционной, что является положительным фактором с точки зрения надежности;

9) Консольные мельницы относятся к малообслуживаемому типу оборудования, т.к. основные узлы рассчитаны на длительную безремонтную работу, например опорных подшипников барабана — на 50 лет, вала — на 50 лет, подшипников редуктора — на 12-15 лет.

10) Использование футеровки особой конструкции (каблучковой) с каблучковыми лифтерами увеличивает производительность мельницы, особенно на мягких рудах, на 40-70%, при этом энергозатраты снижаются на 30-40%.

11) Новая решетка имеет массу меньше на 10-15%, а, следовательно, и стоимость ниже, она прочнее, обладает повышенной пропускной способностью, что способствует снижению переизмельчения.

Новая технология рудоподготовки вкупе с новой футеровкой и решетками может дать прирост производительности до 80% и экономию энергоресурсов до 50% в зависимости от структуры руды.

В целом, совершенствуя саму мельницу, ее сменные элементы, технологии (а резерв здесь огромен), можно добиться и больших результатов с точки зрения экономической выгоды. В подтверждение этих тезисов предлагаем краткую информацию о целом комплексе работ, проведенных в фирме «Техника и Технология Дезинтеграции» (ТТД), по совершенствованию конструкции самой мельницы, ее внутренних элементов, а также о технологическом приеме борьбы с критической крупностью.

Таблица 1
Сравнительные характеристики мельниц самоизмельчения консольного и традиционного типа при равных производительностях

1. Сравнительные технико-экономические параметры
2. Традиционная ММС-7,0х2,3
3. Консольная ММСК-8,3х2,2
4. Параметры консольной мельницы: больше (+) или меньше (-) относительно традиционной, %

1

2

3

4

1

Диаметр барабана (без футеровки), м

7,0

8,3

+17,0

2

Рабочая длина барабана (без футеровки), м

2,3

1,5

-22,0

3

Внутренний рабочий объем мельницы (без футеровок), м3

98,2

81,1

-17,4

4

Площадь разгрузочного торца, м2

36,3

51,5

+41,8

5

Занимаемая площадь, м2

156,1

64,7

-58,6

6

Установленная мощность, кВт

1600,0

1200,0

-20,0

7

Скорость вращения (при 75% от критической), об/мин.

13,0

11,2

-13,8

8

Эксплуатационные расходы, доли ед.

1

0,3

-70,0

9

Масса фундамента, доли ед.

1

0,2

-80,0

10

Срок ввода в эксплуатацию, доли ед.

1

0,2

-80,0

12

Габариты, (м) LxB xH

15,3
х10,2
х7,9

7,7
х8,4
х9,0

13

Масса (без эл/оборудования и футеровки), т

422,5

260,0

-38,5

14

Стоимость, доли ед.

1

1

Таблица 2
Сравнительные характеристики шаровых мельниц консольного и традиционного типов при равных производительностях

1. Сравнительные технико-экономические параметры
2. Традиционная МШР-3,6х5,0
3. Консольная МШРК-5,7х2,0
4. Параметры консольной мельницы: больше (+) или меньше (-) относительно традиционной, %

1

2

3

4

1

Диаметр барабана (без футеровки), м

3,6

5,7

+58,3

2

Рабочая длина барабана (без футеровки), м

5,0

1,4

-72,0

3

Внутренний рабочий объем мельницы (без футеровок), м3

45,0

35,7

-20,1

4

Площадь разгрузочного торца, м2

9,1

23,7

+160,0

5

Занимаемая площадь, м2

106,4

46,5

-56,3

6

Установленная мощность, кВт

1250,0

1000,0

-10,0

7

Скорость вращения (при 75% от критической), об/мин.

17,2

13,3

-22,7

8

Эксплуатационные расходы, доли ед.

1

0,3

-70,0

9

Масса фундамента, доли ед.

1

0,2

-80,0

10

Срок ввода в эксплуатацию, доли ед.

1

0,2

-80,0

11

Габариты, LxBxH, м

14,0х7,6х5,7

7,5х6,2х7,0

12

Масса (без эл/оборудования и футеровки), т

167,0

110,0

-34,1

13

Стоимость, доли ед.

1

1

Прокрутить вверх