Эксплуатация мельницы

 

Оглавление:

1. Введение……………………………………………………….…………..2
2. Основные сведения………………………………………….…………….3
3. Эксплуатация мельницы………………………………………………….5
4. Применение мельницы………………………………………….………..11
5. Особенности шаровой мельницы………………………………………..12
6. Патент на шаровую мельницу………………………………….……….13
7. Список литературы……………………………………………………….21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение:

Шаровая мельница предназначена для сухого и мокрого помола различных рудных и полезных нерудных ископаемых, строительных материалов средней твердости. Мельница относится к типу шаровых, барабанных трубчатых мельниц непрерывного действия с центральной выгрузкой продукта помола. Мельница используется в горнорудной, горно-химической и других отраслях промышленности.  
Производительность мельницы зависит от свойств измельчаемых материалов (прочность, способность размола), крупности материалов на входе (до 40мм), влажности материалов (до 0,5%), тонкости помола, равномерности питания, заполнения мелющими телами и материалом [1]. 

Основные сведения

Шаровая мельница (англ. ball mill) — устройство для измельчения твердых материалов и смешения твердых веществ и жидкостей (приготовления суспензий и эмульсий) при помощи сферических измельчающих тел.

Термин «шаровая мельница» объединяет большую группу устройств различной конструкции и принципа действия, в которых процессы измельчения и смешения производятся с использованием шаров различного размера и плотности, материал которых может варьироваться от высокопрочных сплавов и плотной керамики до пластмасс.

Наиболее широко применяемая в промышленности барабанно-шаровая мельница представляет собой контейнер цилиндрической формы (барабан), ось вращения которого располагается горизонтально. В шаровую мельницу помещаются стальные размольные (мелющие) тела и размалываемый материал (пульпа). Размольные тела имеют, как правило, округлую форму (шары), но могут использоваться и другие формы, например, цилиндры, призмы (цильбепсы).

 

Отношение объема размольных тел к объему барабана определяет коэффициент заполнения шаровой мельницы. При этом в зависимости от скорости вращения барабана шаровой мельницы реализуются различные режимы помола. При малых скоростях помол осуществляется за счет перетирания размалываемого материала размольными телами, скользящими и перекатывающимися по поверхности барабана.

При средних скоростях размольные тела, поднимаясь на некоторую высоту и падая, дополнительно оказывают ударное воздействие. При высоких скоростях вращения помол производится за счет центробежных сил. Производительность мельницы зависит от коэффициента заполнения и скорости вращения, и при их определенных значениях достигает максимума. Различают шаровые мельницы для сухого и мокрого помола. При мокром помоле в барабан дополнительно вводится жидкость; он применяется для предотвращения агломерации частиц вещества, уменьшения дефектообразования, а также при измельчении взрывоопасных и сильнопылящих веществ. Для предотвращения взрыва при размоле взрывоопасных веществ могут использоваться инертные газы [2].

Эксплуатация мельницы

Пятый аспект, принимаемый во внимание при эксплуатации мельницы — ассортимент мелющей загрузки, который зависит от размера размалываемого материала. Для дробления больших частиц необходимы мелющие шары большего диаметра и массы. Для измельчения маленьких частиц требуются шары меньшего диаметра и меньшей массы.

Цементная мельница разделена на две камеры стальной межкамерной перегородкой с щелями, позволяющими домолотому до определенной тонины материалу попадать из первой во вторую камеру.

В первой камере функцией мелющих тел является дробление клинкера. В этой камере используются шары диаметром 60-90 мм. Если, в редких случаях размер клинкера более 15 мм, тогда в первую камеру загружаются 40% по весу шары диаметром 90 мм. Если размер клинкера значительно меньше 15 мм, тогда пропорция 90 мм шаров по весу может быть сокращена до 15%. При средних размерах клинкера в первую камеру загружается около 25% по весу 90 мм мелющих шаров. Оставшееся пространство шаровой загрузки первой камеры должно быть распределено между равным количеством шаров диаметром 60, 70 и 80 мм. При расчете равного количества шаров следует принимать во внимание, что фактический вес шара снижается со снижением его размера. К пример, 60 мм шар весит меньше 70 и 80 мм шаров. Однако, на практике не все цементники четко придерживаются такого распределения шаровой загрузки.

Типичное распределение шаров по диаметру в первой камере в зависимости от размера клинкера представлено ниже:

Размер клинкера, мм:

	Крупный	Средний	Малый
90 мм (%)	40	25	15
80 мм (%)	29	36	41
70 мм (%)	19	24	27
60 мм (%)	12	15	17

Для того, чтобы пересчитать фактический вес шаров каждого диаметра, необходимо знать длину первой камеры мельницы, обычно она составляет 27-35% длины мельницы. Длина первой камеры разрабатывается таким образом, чтобы 10 кВт*час/т передавалось на мелющие шары первой камеры.

Для ускорения прохождения материала через мельницу коэффициент загрузки первой камеры больше коэффициента загрузки второй камеры. Коэффициенты загрузки первой и второй камер составляют30-33% и 27-30% соответственно.

Если межкамерная перегородка работает эффективно, то следующие результаты должны быть достигнуты при отборе c нее образцов:

➡ 99% частиц размером 2,4 мм должно пройти во вторую камеру;

➡ 95% частиц размером 1,2 мм должно пройти во вторую камеру;

➡ 80% частиц размером 0,3 мм должно пройти во вторую камеру.

Во второй камере функцией мелющих тел является конечное истирание материала в цемент. Поэтому во второй камере должны быть загружены более мелкие шары. При этом, размер шара должен уменьшаться по мере движения вдоль второй камеры в сторону выходной решетки: шары более крупного диаметра должны концентрироваться в начале камеры, а более мелкие — в конце. Этот эффект достигается при помощи установки классифицирующих броней во второй камере.

Если работа первой камеры и межкамерной перегородки обеспечивает прохождение во вторую камеру 99% частиц размером 2,4 мм и 95% частиц размером 1,2 мм, тогда нет необходимости в загрузке больших мелющих тел во вторую камеру цементной мельницы. Для помола частиц размером 1 мм требуются мелющие шары с максимальным размером, равным 25 мм, а для помола 0,5 мм частиц — мелющие шары, максимального размера, равного 18 мм.

Помимо упомянутых выше аспектов не следует забывать, что правильно разработанная оснастка в значительной степени влияет на эффективность функционирования мельницы и определяет основные причины по которым одни мельницу функционирует эффективней других.

Внутреннее устройство цементной мельницы представлено ниже.

Рис 1. Внутреннее устройство шаровой мельницы.

В первой камере мельницы дробление осуществляется за счет фонтанного удара мелющих тел. Мелющие тела должны быть подняты на определенную высоту в зависимости от скорости вращения мельницы, откуда затем они падают на слой материала и разламывают его на грубые куски. Обеспечение движения загрузки мелющих тел на 100% имеет предельно важное значение. Любое неподвижное состояние внутри мелющей загрузки должно быть устранено, так как оно не вносит вклад в процесс разрушения, а поглощает определенный процент энергии.

На рисунке ниже изображены бронеплиты/лифтеры первой камеры цементной мельницы.

Рис. 2. Бронеплиты первой камеры

 

Для обеспечения подъема мелющих шаров, бронеплиты первой камеры сконструированы определенной конической формы. Высота лифтера определяет траекторию падения шара. Диаметр и скорость вращения должны быть учтены при разработке высоты лифтера. Много бронеплит, доступных на рынке имеют простую коническую форму. Во время работы мельница приводит в движение мелющие тела, изнашивая поверхность бронеплит. В случае, если бронеплита имеет обычную коническую форму, то ее гребень будет в основном подвержен износу и его высота сократится довольно быстро. В результате, высота подъема мелющих шаров сократится и приведет к сокращению эффективности помола. Когда высота гребня лифтера сократится на 40%, бронеплита должна быть заменена и значительная часть отлитого материала будет потеряно. В случае же применения бронеплит с прогрессивным подъемным активатором, обеспечивающим рисунок износа, схожий с первоначальным профилем бронеплиты за счет того, что движение шаров по плите четко следует ее профилю, подъемная высота шаров остается стабильной более длительный период времени, сохраняя утилизацию энергии на высоком уровне.

В большинстве случаев во второй камере цементной мельницы устанавливаются классифицирующие бронеплиты. Отличная классификация шаровой загрузки очень важна. Шары, которые крупнее, должны измельчать посредством трения, незначительно ударяя грубые куски, приходящие из первой камеры, в то время, как шары меньшего диаметра, расположенные в конце камеры осуществляют тонкий помол. При неэффективной или ровно противоположной классификации ухудшается производительность и энергоэффективность мельницы. На рисунке ниже приведен пример классифицирующих бронеплит второй камеры.

Рис. 3. Бронеплиты второй камеры

 

Основными функциями межкамерной дифрагмы являются физическое разделение шаровой загрузки первой и второй камер и сепарирование домолотого материала от недомолотого.

Эффективная диафрагма жестко разделяет поток материала и воздуха во вторую камеру через центральное отверстие. В некоторых диафрагмах материал, подаваемый во вторую камеру, рассеивается через центральное отверстие c продуваемым мельницу высокоскоростным воздухом. Продуваемый воздух несет мелко размолотые куски материала далеко в заднюю часть второй камеры и значительная часть длины пути процесса измельчения теряется.

Контроль подачи материала необходим для наиболее эффективного использования энергии в первой камере. Поэтому, следующие два аспекта должны быть учтены: уровень материала и прогресс измельчения. Контроль подачи материала должен быть приспособлен таким образом, чтобы в случае аварийной остановки мельницы, внутри нее наблюдался равномерный слой материала по всей ее длине и только 1/3 сфер мелющих тел должна быть видна. Поток должен быть приспособлен таким образом, чтобы определенная тонкость помола продукта достигалась перед его подачей во вторую камеру [3].

Шаровая мельница применение:

Шаровая мельница широко используется для измельчания материалов на 1/4 дюйма или более тонких размеров от 20 до 75 микрон. Чтобы достичь умеренного эффекта, шаровая мельница должна работать в закрытой системе, и негабаритные материалы продолжительно обрабатываются в мельнице. Различные классификаторы, как экраны, спиральные классификаторы, циклоны и воздушные классификаторы, используются для классифицирования изделий из шаровой мельницы. Шаровая мельница является эффективным оборудованием для измельчания многих материалов в тонкоизмельчённый порошок . Шаровая мельница может измельчать различные руды и другие материалы, или отборке руды. Она широко используется в строительном материале, химической промышленности и т.д. Существует два измельчающих способа: сухой процесс и мокрый   процесс. Может делить ся на пластинчатый тип и тип по различным формам  выгрузки материалов [4]

Шаровая мельница – особенности:

 
1). Шаровая мельница является  эффективным оборудованием для  измельчания многих материалов  в тонкоизмельчённый порошок . 
2). Шаровая мельница может измельчать различные руды и другие материалы, или отобрать руды. 
3). Шаровая мельница  широко используется в строительном материале, химической промышленности и т.д. 
4). Существует два измельчающих способа: сухой процесс и мокрый  процесс.  
5).  Она может делиться на пластинчатый тип и текучий тип по различным формам  выгрузки материалов.  
6). При работе шаровой мельницы измельчающий материал нагружается в неопреновую бочку , которая содержит дробящую среду. 
7). При вращении бочки, материал дробится между отдельными кусками дробящей среды, которая смешивает и дробит продукты в тонкоизмельчённый порошок в течение нескольких часов.  
8) Шаровая мельница работает дольше, порошок становится более тонкоизмельчённым. 
9) Конечный размер частиц зависит от жесткости измельчающего материала, и времени  работы шаровой мельницы. 
10) Наша шаровая мельница используется в измельчании стекла, порошкообразной продукции, создании специального лака , изготовлении керамической глазури, измельчании различных химических продуктов в порошок [4].

Патент на шаровую мельницу

Шаровая мельница имеет горизонтальную ось вращения и содержит барабан, поддерживаемый двумя цапфами, имеющими ту же самую ось вращения и расположенными на соответствующих концах барабана. Цилиндр соосно размещен внутри каждой цапфы таким образом, что он открыт в барабан, причем пространство, лежащее между каждой цапфой и ее цилиндром, соединено с выпускным через сепаратор. Направляющий элемент расположен под рабочим трубопроводом. Цилиндр имеет на своей внутренней поверхности жесткий Архимедов винт, при этом на рабочем трубопроводе предусмотрено устройство подачи основного воздуха, расположенное выше по потоку от сепаратора, а весь воздух направляется внутрь цилиндра. Изобретение позволяет повысить эффективность работы шаровой мельницы. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.