РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ФУТЕРОВКА ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Полезная модель относится к обогатительной промышленности и может быть использована в горнообогатительной, химической, металлургической отраслях промышленности, а также в индустрии строительных материалов для защиты цилиндрической части барабанов шаровых мельниц от износа.
Известна футеровочная плита цилиндрической части корпуса шаровой барабанной мельницы (Авторское свидетельство СССР №686672, кл. В02С 17/22, 1977.), содержащая выполненные на поверхности поперечные и продольные ребра, образующие две ступени рабочих ячеек, открытых в направлении вращения мельницы, и примыкающие к ним затылочные ячейки. С целью повышения долговечности плиты и производительности мельницы используются поперечные ребра, которые образуют затылочные ячейки, расположенные по центрам рабочих ячеек. Представленная футеровка эксплуатируется на многих обогатительных предприятиях отрасли в течении более чем 30 лет и обеспечивает надежный захват шаровой загрузки сразу после контакта с футеровкой. Футеровка отличается повышенной износостойкостью за счет заклинивания в ячейках шаров с диаметром близким к наибольшему, а рациональное профилирование поперечного сечения обеспечивает повышение производительности мельниц в среднем до 7 процентов. (Опыт применения ячейковой футеровки барабанных мельниц в условиях ЗФ ГМК «Норильский никель» / П.В.Маляров, В.Ф.Степурин, П.М.Баскаев, В.У.Цаллагов, Р.И.Исмагилов // «Цветные металлы» 2007. №6. С 22-24.)
Недостатком данной конструкции футеровки, является повышенный износ рабочих поверхностей поперечных ребер, непосредственно контактирующих с шаровой загрузкой, так как взаимодействие слоя шаров с футеровкой при первоначальном контакте превышает уровень пластических деформаций. Жесткое крепление футеровочных плит к барабану не позволяет в значительной степени использовать эффект конструкционного демпфирования. Вместе с тем, тыльные поверхности футеровки не подвержены интенсивному износу, при этом занимают полезный объем мельницы.
Известна также эластичная футеровка барабанов шаровых мельниц (Авторское свидетельство СССР №686762, кл. В02С 17/22, 1977.), составленная из плит, представляющих в поперечном сечении барабана ступенчатый профиль с высотой ступени 0.8-0.96 диаметра наибольшего шара, закрепленных к барабану по смежным сторонам и имеющих со стороны крепления к барабану продольный паз. В данной футеровке для повышения срока службы и интенсификации процесса помола рабочая сторона плиты выполнена с ребрами, образующими ячейки, причем расстояние между ребрами составляет 0.8-0.95 диаметра наибольшего шара, а тыльная сторона плиты наклонена к касательной барабана под углом.
Недостатком этой конструкции является то, что на рабочей поверхности футеровки всегда присутствуют участки, на которых имеет место непосредственный контакт шаровой загрузки с эластичным материалом футеровки (резины). В мельницах первой стадии измельчения энергия взаимодействия шаровой загрузки с рабочими поверхностями выше прочности резины на раздир, что приводит к интенсивному изнашиванию и, как следствие, к снижению срока службы футеровки в целом, кроме того монтаж футеровки представляет определенные сложности из-за конструкции узла крепления. В этой связи представленная футеровка может эксплуатироваться только на мельницах второй и последующих стадий измельчения с диаметром шаров не более 80 мм.
Наиболее близким по техническому решению, к изобретению, является конструкция футеровки барабана Свенсона и Брандта, с резинометаллическим лифтером. (Свенсон Ф.А., Брант Б. Износостойкий элемент.// Патент. Швеция. - Заявлено 01.08.66. Опубл. 23.05.73. Бюл. №24) Недостатком представленной конструкции является изначально завышенный вес металлической вставки лифтера, а также отсутствие положительного эффекта самофутерования рабочей поверхности, вследствие чего снижается срок службы лифтера. Кроме этого расстояние между лифтерами обусловлено конструкцией мельницы, а не взаимодействием шаровой загрузки с футеровкой, а вследствие этого в ряде случаев повышенный износ резиновых плит прилегающих к лифтеру со стороны металлического вкладыша.
Технический результат полезной модели - повышение износостойкости футеровок с возможностью их использования в мельницах первой стадии измельчения и повышения производительности мельницы по исходному питанию и по готовому к обогащению классу.
Указанный технический результат достигается тем, что привулканизированный к резиновому лифтеру металлический вкладыш имеет специальную ребристую форму, позволяющею заклинивать на своей поверхности мелющие тела-шары, с диаметром близким к наибольшему, а рабочая поверхность ребер, непосредственно контактирующая с загрузкой, наклонена к траектории ее движения под прямым углом. Кроме этого эффект самофутерования металлической закладной детали позволяет наиболее полно использовать измельчаемость рудных материалов между шаровой загрузкой и футеровкой, по сравнению с резиновым лифтером. Вместе с тем наличие демпфирующей эластичной основы в конструкции лифтера обеспечивает снижение ударных нагрузок и приводит к повышению срока службы футеровки в целом. На фиг.1 изображено относительное положение лифтера и плиты в оксонометрии. Резино-металлическая футеровка шаровой мельницы выполненная из резинометаллических лифтеров (1) и резиновых плит (2), с креплением к барабану мельницы с помощью соединений типа «ласточкин хвост».
На фиг.2 изображена схема расположения элементов футеровки на цилидрической части барабана шаровой мельницы. Закрепленный к резиновому основанию (1) лифтера металлический вкладыш (2) с рабочей стороны имеет ребристую форму. Рабочая сторона лифтера выполнена с ребрами (3), образующими ячейки, причем расстояние между ребрами и высота лифтера составляет 0.82-0.95 диаметра наибольшего используемого шара. А ширина (L) плиты определяется в зависимости от угла атаки (α) и высоты лифтера (Н):
L=H/tgα
При вращении шаровой мельницы происходит контактирование внешнего слоя загрузки с футеровкой, при этом шары, с диаметром близким к наибольшему, заклинивают в ячейках между поперечными ребрами металлической вставки. Затем контакт свободно движущихся шаров осуществляется, с заклиненными на рабочей поверхности, шарами. Наличие резинового основания лифтера обеспечивает эффект демпфирования и как следствие снижение импульса силы при ударе шаров в момент первоначального контакта с футеровкой за счет увеличения времени соударения. Расстояние между лифтерами L, определяется условием, при котором отсутствует первоначальный контакт, свободно движущихся шаров с резиновой плитой футеровки. Вся энергия соударения шаров на траекториях падения воспринимается металлическим вкладышем лифтера, а не с резиновой плитой. Заполнение пространства шарами между лифтерами осуществляется после контакта с металлическим вкладышем без проскальзывания по плите. Использование изобретения позволяет повысить производительность мельницы за счет увеличения полезного объема, а отсутствие контакта свободно движущихся шаров с резиной на рабочей поверхности позволяет использовать футеровки с шарами до 100 мм и более. Кроме того, отсутствие на рабочей поверхности участков, по которым имеет место проскальзывания шаровой загрузки со значительными силовыми взаимодействиями, а также эффект конструкционного демпфирования приводит к уменьшению интенсивности износа и увеличению срока службы по сравнению с прототипом.