ИСТИРАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ

Полезная модель относится к конструкции истирающих элементов шаровых мельниц обогатительных и цементных фабрик и предназначено для заключительных стадий измельчения, где основным является истирающее воздействие.
Известно мелющее тело шарообразной формы с радиусом кривизны, равным или большим самого мелющего тела. Использование шарообразного мелющего тела со сферическими впадинами повышает эффективность измельчения мелких и тонких зерен за счет увеличения поверхности взаимодействия шаров при контакте выпуклой поверхности одного из шаров со сферической поверхностью впадины другого шара (Авторское свидетельство на изобретение SU №376117, кл. В02с 17/22, 1971 г.).
Недостатком конструкции известного мелющего тела является необходимость совпадения выпуклой поверхности одного шара с впадиной другого шара, что не всегда достигается при размоле, так как ориентация шара в мельнице случайна.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемой полезной модели по технической сущности является мелющее тело шарообразной формы с выполненными в нем углублениями в виде замкнутых кольцевых канавок, опоясывающих мелющее тело (Патент на изобретение РФ №2203138, кл. В02С 17/20, 2001 г.).
Недостатками известного мелющего тела являются:
- большой радиус кривизны проточек, что приводит к сколам на границах сопряженных поверхностей (пересечении проточки и шара) и, как следствие, преждевременному износу мелющего тела;
- сравнительно небольшое количество кольцевых канавок не дает значительного эффекта увеличения площади поверхности мелющего тела и зависящего от нее эффективности размола;
- сложность изготовления кольцевых канавок сферической формы. Предлагаемое техническое решение направлено на повышение эффективности измельчения за счет улучшения условий воздействия на материал.
Задача решается тем, что на поверхности мелющего тела для обеспечения более эффективного процесса измельчения сырья из-за большей контактной поверхности соприкосновения между измельчаемым продуктом и мелющим телом выполнены сопряженные канавки с профилем треугольного сечения, расположенные по образующей на цилиндрической поверхности.
На фиг. 1 изображен внешний вид мелющего тела с выполненными на поверхности сопряженными канавками с профилем треугольного сечения.
На фиг. 2 изображено поперечное сечение мелющего тела по образующей на цилиндрической поверхности с нанесенными на них сопряженными канавками с профилем треугольного сечения.
Предлагаемое мелющее тело фиг. 1 шаровых мельниц выполнено в виде цилиндра 1, на торцах которого симметрично расположены поверхности сферической формы 2, с нанесенными по образующей поверхности треугольными канавками 3.
Мелющее тело на фиг. 1 можно изготовить на штамповочном оборудовании с нанесением на поверхность сопряженных канавок 3 с профилем треугольного сечения, позволяющих увеличить площадь поверхности мелющего тела и, как следствие, повысить истирающее воздействие на породу. При изготовлении мелющих тел на штамповочном оборудовании треугольные канавки могут наносятся по образующей цилиндрической части мелющего тела (фиг. 1).
Угол при вершине α и высота профиля h фиг. 2 каждой из сопряженных канавок с профилем треугольного сечения выполнены исходя из условий штамповки мелющего тела, при которых не происходит выдергивания заготовки или ее «залипания» на поверхности высадочного инструмента.
Предлагаемое мелющее тело работает следующим образом: при вращении барабана мельницы мелющие тела, вращаясь, движутся вдоль внутренней стенки корпуса барабана. При вращении мелющего тела поверхности 1 и 2 оказывают истирающее действие на измельчаемый продукт, которое значительно усиливается при контакте с нанесенными канавками 3, образующими непрерывную рифленую зону на поверхности мелющего тела. Треугольные канавки выполнены с углом α при вершине выступа 40°…120°. Меньшие значения угла способствуют застреванию измельчаемого продукта во впадинах канавок, излому выступов и залипанию заготовки в пуансоне при ее штамповке. Значения угла более 120° дает незначительный эффект приращения площади контакта в сравнении с исходной поверхностью изделия и, как следствие, незначительный истирающий эффект. Высота профиля канавок «h» изготавливается в диапазоне h=(0,008…0,05)D (где D - диаметр мелющего тела) и подбирается совместно с углом α в указанных выше диапазонах из условий штамповки, при которых предотвращается застревание заготовки в штампе. Наличие заостренных вершин в местах сопряжения треугольных канавок увеличивает не только истирающий эффект на измельчаемый продукт, но и ударную нагрузку на куски породы при падении мелющего тела в барабане мельницы, что сказывается на большей эффективности размола снижая время и энергозатраты на 20-40%.
Пример конкретного выполнения: для шаровых мельниц цементного завода изготовлена горячей высадкой в калибровочном цехе ОАО «ММК-МЕТИЗ» на автомате АМР-30 партия мелющих тел весом 60 тонн фиг. 1 диаметром 25 мм и длиной 35 мм с штамповкой по торцам сферических поверхностей с нанесенными по образующей цилиндра сопряженными канавками с профилем треугольного сечения с углом при вершине α=90°, высотой h=0,8-1,1 мм.
Испытания проводились на цементном заводе. После загрузки партии мелющих тел в шаровую мельницу проводились замеры времени размола в сравнении с мелющими телами аналогичной конструкции и размеров без нанесенных концентрических канавок на сферических поверхностях. По результатам испытаний время размола с получением одинаковой фракции на мелющих телах предлагаемой конструкции сокращается на 15-25%, что повышает производительность мельниц и снижает энергозатраты при размоле.