ФУТЕРОВКА БАРАБАННЫХ РУДОРАЗМОЛЬНЫХ МЕЛЬНИЦ (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая полезная модель относится к горно-обогатительной, химической, металлургической и строительной отраслям промышленности, предназначена для измельчения твердых веществ и может быть использована в устройствах, преимущественно, в футеровках шаровых мельниц или мельниц самоизмельчения и/или полусамоизмельчения первой стадии обогащения с применением мелющих тел.
Особенностью первичного рудного обогащения является то, что исходным питанием мельницы служит вся рядовая неклассифицированная руда крупностью до 1500 мм, в необходимых случаях в мельницу добавляют некоторое количество шаров. Мельницы первичного рудного измельчения, обеспечивая совмещение процессов дробления и измельчения, позволяют получать готовый продукт необходимой крупности из сырой руды, не прошедшей или прошедшей только первую стадию дробления.
Внутренняя поверхность барабана мельниц, соприкасающаяся с измельчаемым материалом, облицовывается сменными футеровочными деталями - броневыми плитами, изготовленными из износостойких материалов. От профиля футеровки существенно зависит ее износ, а также производительность мельницы, удельные расходы электроэнергии и измельчающих тел. На износ футеровки влияют следующие факторы:
- сила удара измельчающих тел, обусловленная их весом и высотой падения;
- скольжение загрузки по футеровке, зависящее от профиля футеровки, диаметра шаров, скорости вращения и степени заполнения мельницы;
- абразивность руды и ее крепость;
- крупность куска руды и плотность пульпы.
Материал футеровки для мельниц первой стадии должен обладать достаточный толщиной и ударной вязкостью для восприятия сильных ударов мелющих тел. Для барабанов мельниц самоизмельчения обычно применяется футеровка типа «высокие лифтеры и плиты» (см., например. Справочник по обогащению руд, т.1, под ред. Н.Т.Бащенко, Издательство «Недра», Москва, 1972 г.).
Схема «лифтер-плита» обычно применяется в футеровках из резины, что обусловлено особенностями крепления резинотехнических изделий к барабану мельницы. Использование особенностей резины, как футеровочного материала, позволяет получить существенные преимущества перед металлическими бронями, в том числе:
- более длительный срок службы на второй и третьей стадиях обогащения, так как в отличие от резиновых, металлические футеровки при мокром измельчении подвергаются коррозии;
- уменьшение веса мельницы на 30-50% и, как следствие, снижение нагрузки на коренные подшипники барабана, что позволяет облегчить работу привода и силового агрегата, а также снизить затраты на транспортные расходы;
- упрощение монтажа/демонтажа (временные затраты уменьшаются примерно в 3-4 раза), при этом, соответственно, снижаются трудовые затраты и опасность травматизма. Замена металлической футеровки на резиновую позволяет увеличить межремонтные периоды и сократить время простоя оборудования;
- улучшение экологической обстановки, в том числе поглощение шума и вибрации;
- снижение затрат на электроэнергию;
- повышение долговечности оборудования, т.к. устраняется утечка пульпы через болтовые соединения и, следовательно, не разбиваются отверстия для крепления футеровки.
Из уровня техники известна футеровка барабанной мельницы, содержащая закрепленные на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты, между которыми расположены ориентированные вдоль образующей барабана лифтеры из эластомерного материала, армированного пластинами из композиционных материалов, при этом упругие футеровочные плиты также армированы ориентированными вдоль образующей барабана пластинами, армирующие футеровочные плиты и лифтеры пластины выполнены из базальтопластика, при этом наружный ориентированный внутрь барабана слой каждой футеровочной плиты и каждого лифтера включает в качестве наполнителя корундовую крошку (см. патент РФ на полезную модель №95557 «Футеровка барабанной мельницы», дата подачи 23.03.2010 г., опубликовано 10.07.2010 г.).
Кроме того, известна футеровка, содержащая чередующиеся наборы лифтеров в виде брусьев из эластомерного материала разной высоты с многогранными рабочими поверхностями, образующими волновую рабочую поверхность футеровки, нижние части которых армированы установленными в пазах закладными элементами, соединенными с помощью крепежных элементов с барабаном мельницы, при этом каждый набор брусьев состоит из двух крайних брусьев одинаковой высоты и выступающих над ними двух средних брусьев одинаковой высоты, рабочие поверхности всех брусьев выполнены двугранными, расположены зеркально относительно плоскости симметрии набора брусьев и образуют ступенчатые восходящую и нисходящую ветви волны рабочей поверхности набора брусьев, каждый брус каждого набора выполнен с несколькими сквозными продольными каналами в средней части, а армирующие закладные элементы соединены с контактирующей поверхностью пазов посредством вулканизации (см. патент РФ на изобретение №2176553 «Футеровка барабанной мельницы самоизмельчения», дата подачи 15.01.2001 г., опубликовано 10.12.2001 г.).
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является футеровка барабанной мельницы полусамоизмельчения, содержащая футеровку, включающую лифтеры, каждый из которых изготовлен методом прессования с последующей вулканизацией в виде бруса из эластомерного материала, при этом нижняя часть бруса армирована установленным в пазе закладным металлическим элементом, а рабочая поверхность снабжена закрепленным на ней с помощью клеевого соединения износостойким элементом, выполненным в виде плиты (см. http://www.metcominerals.ru, размещено 2008 г.).
Недостатки известного устройства обусловлены, прежде всего, способом изготовления лифтера, а именно, способом прямого прессования, при котором не исключается наличие в эластомерном материале воздушных пор и следов межслойных стыков, снижающих прочность изделия и, следовательно, его надежность и долговечность.
Помимо этого, выполнение износостойкого элемента в виде плиты, как правило, прямоугольного или трапециевидного сечения, не является оптимальным с точки зрения износа, так как путь износа ограничен толщиной плиты и практически совпадает с ней.
Техническим результатом, на который направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности и срока службы резинометаллической футеровки.
Указанный результат по первому варианту достигается тем, что футеровка барабанных рудоразмольных мельниц, включающая расположенные рядами вдоль оси барабана лифтеры, выполненные из эластомерного материала в виде брусьев, нижняя часть которых армирована установленным в пазе закладным металлическим элементом, а рабочая поверхность снабжена закрепленным с помощью клеевого соединения износостойким элементом в виде плиты прямоугольного или трапециевидного сечения, согласно полезной модели лифтеры изготовлены способом заливки, а износостойкий элемент состоит из зафиксированных относительно друг друга, по меньшей мере, двух секций, закрепленных на рабочей поверхности лифтера с помощью зацепов, расположенных перпендикулярно соответствующей секции износостойкого элемента и жестко связанных с ней.
Указанный результат по второму варианту достигается тем, что футеровка барабанных рудоразмольных мельниц, включающая расположенные рядами вдоль оси барабана лифтеры, выполненные из эластомерного материала в виде брусьев, нижняя часть которых армирована установленным в пазе закладным металлическим элементом, а рабочая поверхность снабжена закрепленным с помощью клеевого соединения износостойким элементом, согласно полезной модели лифтеры изготовлены способом заливки, а износостойкий элемент состоит из зафиксированных относительно друг друга, по меньшей мере, двух цилиндрических секций, закрепленных на рабочей поверхности лифтера с помощью зацепов, расположенных перпендикулярно соответствующей секции износостойкой плиты и жестко связанных с ней.
Износостойкий элемент по второму варианту может быть выполнен в виде одного сплошного цилиндра.
Секции износостойкого элемента по обоим вариантам зафиксированы относительно друг друга с помощью штифтов.
Зацеп по обоим вариантам выполнен в виде скобы из стали, в том числе конструкционной.
В качестве клеевого соединения используют клей горячего отверждения.
Указанный результат по третьему варианту достигается тем, что футеровка барабанных рудоразмольных мельниц, включающая расположенные рядами вдоль оси барабана мельницы лифтеры, выполненные в виде брусьев из эластомерного материала, нижняя часть которых армирована установленным в пазе закладным металлическим элементом, а рабочая поверхность снабжена закрепленным с помощью клеевого соединения износостойким элементом, согласно полезной модели лифтеры изготовлены способом заливки, а износостойкий элемент выполнен в виде усеченной трапециевидной пирамиды.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели такому условию патентоспособности, как «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного осуществления заявляемого устройства.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где
Фиг.1 - поперечный разрез лифтера по первому варианту;
Фиг.2 - 3Д модель износостойкого элемента по первому варианту;
Фиг.3 - поперечный разрез лифтера по второму варианту;
Фиг.4 - 3Д модель износостойкого элемента по второму варианту;
Фиг.5 - поперечный разрез лифтера по третьему варианту;
Фиг.6 - 3Д модель износостойкого элемента по третьему варианту.
Лифтер, входящий в состав футеровки барабана рудоразмольной мельницы, состоит из бруса 1, изготовленного из эластомерного материала, например, вулканизированной износостойкой резины, способом заливки, благодаря которому получают более однородную, плотноупакованную структуру, обладающую повышенными механическими свойствами. На рабочих плоскостях бруса выполнены фаски для создания многогранной внешней поверхности, способствующей измельчению породы. Нижняя часть бруса 1 армирована установленным в продольном пазе бруса закладным металлическим элементом 2 в виде П-образного профиля (фиг.1).
В качестве материала для арматуры используют сталь, в том числе, конструкционную, или алюминиевый сплав, например, марок АД31 или Д16Т.
На рабочей поверхности бруса 1 с помощью клеевого соединения закреплен износостойкий элемент 3 (фиг.1), выполненный по первому варианту в виде плиты прямоугольного или трапециевидного сечения, состоящей, по меньшей мере, из двух секций 3.1, 3.2 (фиг.2), зафиксированных относительно друг друга с помощью штифтового соединения, причем, как правило, используют по два штифта 4.1 и 4.2. Для изготовления износостойкой плиты используют стальной прокат толщиной от 30 до 70 мм. Для предотвращения смещения или выпадения секций износостойкого элемента при эксплуатации их дополнительно закрепляют на рабочей поверхности посредством зацепов 5.1 и 5.2, которые расположены перпендикулярно соответствующей секции и жестко связаны с ней, например, посредством, сварки или резьбового соединения.
Согласно второму варианту износостойкий элемент 3 состоит, по меньшей мере, из двух цилиндрических секций (фиг.3, 4) или одного сплошного цилиндра (на чертеже не показан). Выполнение износостойкого элемента в виде сплошного цилиндра позволяет повысить сопротивление износу за счет увеличения поверхности по мере износа и, в результате, приводит к снижению напряжения в рабочей зоне.
В соответствии с третьим вариантом износостойкий элемент 3 выполнен в виде усеченной трапециевидной пирамиды или набора пирамид, закрепленных на массиве из эластомерного материала (фиг.5, 6).
Для повышения прочностных свойств износостойкого элемента 3 проводят в зависимости от габаритов мельницы и величины ударных нагрузок его поверхностную или объемную закалку.
Заявляемая полезная модель обладает преимуществами перед известными устройствами, в том числе повышенным сроком службы, улучшенными условиями ремонтопригодности, монтажа/демонтажа и т.д.