Металлическая плита для футеровки шаровой барабанной мельницы

Полезная модель относится к внутренней облицовке барабанов шаровых мельниц и может быть использована в энергетической, горнорудной, строительной и других отраслях промышленности для измельчения загружаемого материала с помощью мелющих тел.
Известна броня клиновая по патенту РФ на изобретение №2193924 от 12.01.2001 г. Она состоит из сегментной вставки, торцевая зона которой выполнена с замковым устройством, образованным угловыми площадками, предназначенными для взаимодействия с аналогичными площадками другого сегмента брони. На рабочей поверхности брони выполнены волнообразные площадки с угловым шагом 10°, при этом радиус выпуклой поверхности - 105 мм ± 2 мм, впадины - 100 мм ± 2 мм, а сопряжение радиусных поверхностей выполнено по касательной, расположенной под углом 35° к радиальной оси. Ширина клиновой брони - 400-500 мм ± 4 мм, размер хорды на угловом участке изгиба брони в 30° составляет 771 мм ± 4 мм. С нерабочей стороны броня имеет карманы.
Известна износостойкая футеровка для мельниц по патенту РФ на изобретение №2575114 от 03.06.2013 г. Футеровка содержит основу, выполненную из упругодеформируемого материала на рабочей поверхности, подвергаемой износу, множество углублений, пригодных для вмещения в них тел из твердого материала с образованием износостойкой рабочей поверхности, поскольку они являются подходящими для вступления в контакт с мелющими телами или шарами, выполненными из твердого материала, которые используют в мельнице. По меньшей мере, часть указанных углублений имеет такие размеры и пропорции, что каждое из них способно вмещать, по меньшей мере, одно из мелющих тел или шаров. Углубления имеют такую форму и размеры по отношению к форме и размерам мелющих тел или шаров, что после завершения их внедрения и закрепления мелющие тела или шары неподвижно размещены в соответствующих углублениях. Каждое из углублений выполнено в форме полости, ограниченной участком сферической поверхности сферического сегмента, глубина которого не меньше радиуса соответствующей сферы.
Недостатками вышеуказанных изобретений является низкая производительность и большие затраты на электроэнергию.
Наиболее близкой к заявляемому решению является металлическая плита для футеровки шаровой мельницы и мельницы полусамоизмельчения по патенту РФ на полезную модель №173066 от 30.01.2017 г. Она имеет волновую рабочую поверхность, предназначена для внутренней облицовки барабана мельницы и выполнена с пазами на рабочей поверхности для заклинивания в них металлических технологических шаров в процессе работы мельницы с металлическими мелющими шарами. Пазы плит выполнены глубиной h с возможностью расположения в них технологических шаров в два - нижний и верхний яруса, при этом глубина h пазов плит составляет h=(1,6-1,8)⋅d, а расстояние L между осями смежных пазов составляет L=(l,2-l,3)⋅d, где d - диаметр технологических шаров. Назначением данной футеровочной плиты является повышение износостойкости ее рабочей поверхности и защита барабана мельницы, скорость пылеобразования при этом остается невысокой.
Заявляемая металлическая плита для футеровки шаровой барабанной мельницы, как и известные, имеет волновую рабочую поверхность, предназначена для внутренней облицовки барабана мельницы и выполнена с пазами на рабочей поверхности.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, является совершенствование конструкции футеровочной плиты шаровой барабанной мельницы.
Технический результат заключается в повышении эффективности процесса измельчения загружаемого материала.
Технический результат достигается тем, что пазы выполнены на каждом выпуклом участке рабочей поверхности металлической плиты, при этом ширина каждого паза меньше диаметра мелющего тела. При диаметре мелющего тела (шара) 40 мм ширина каждого паза может составлять 25 мм, длина - 250 мм, глубина - 50 мм.
Выполнение пазов шириной меньшей, чем диаметр мелющих тел, предотвращает их нежелательное попадание в пазы и гарантирует, что заполнение пазов осуществляется только лишь измельчаемым материалом.
Благодаря выполнению пазов на выпуклых участках рабочей поверхности металлической плиты обеспечивается захват недомолотого материала, например, угля, из нижней части барабана мельницы и его подъем в верхнюю часть с центробежной скоростью вращения барабана. Достигнув верхней точки, его крупные частицы выпадают для дальнейшего помола, а мелкие, приобретая суммарную скорость вращения барабана и движения газопылевоздушной смеси за счет работы мельничного вентилятора, выносятся через выходную горловину мельницы в сепаратор и циклон на выгрузку.
Таким образом, увеличение скорости пылеобразования за счет выполнение пазов в футеровочных плитах и заполнение их недомолотым материалом способствует повышению производительности мельницы.
На примере шаровой барабанной мельницы ШБМ 287/470 (Ш16), где внутренний диаметр барабана (без футеровки) D составляет 2870 мм, внутренняя длина барабана (без футеровки) L - 4700 мм, номинальная частота вращения барабана - 19 об/мин, расчет суммарной скорости выглядит следующим образом.
3
3
2
2
2
Расход газопылевоздушной смеси за 1 час составляет 55000 м/ч, за 1 секунду 55000/3600=15,2 м/с. Площадь поперечного сечения барабана S равна (πd)/4=(3,14⋅2,87)/4=6,46 м, где d - внутренний диаметр барабана мельницы ШБМ 287/470 (Ш16), м. Тогда стандартная скорость движения газопылевоздушного потока внутри мельницы за счет работы мельничного вентилятора составляет 15,2/6,46=2,36 м/с.
Длинна окружности барабана составляет πd=3.14⋅2,87=9,01 м, где d - внутренний диаметр барабана мельницы ШБМ 287/470 (Ш16), м. Мельница делает 19 оборотов за одну минуту, один оборот 60/19=3,15 с. Тогда центробежная скорость вращения барабана составляет 9,01/3,15=2,86 м/с.
ЦВБ
ДГВП
общ
Тогда суммарная скорость рассчитывается по формуле: , где V - это центробежная скорость вращения барабана (2,86 м/с), V - это скорость движения газопылевоздушного потока за счет работы мельничного вентилятора (2,36 м/с), Z - общая результирующая скорость газовоздушного пылевого потока на выходе из мельницы.
Увеличение производительности подтверждается соотношением скоростей 3,7/2,36=1,56, что соответствует росту производительности мельницы в 1,5 раза. При этом увеличивается площадь соприкосновения измельчаемого материала с мелющими телами (шарами) и поверхностью барабана, в случае измельчения угля, из него эффективнее удаляется влага, происходит более тщательное перемешивание «загрузки», более качественное и многократное измельчение ее крупных частей, уменьшается общая масса брони (в случае мельницы ШБМ 287/470 (Ш-16) - на 936 кг), снижаются затраты на электроэнергию, увеличивается количество готовой продукции на выходе из мельницы.
Таким образом, совокупность вышеуказанных признаков формулы полезной модели обеспечивает указанный технический результат, а именно, повышение эффективности процесса измельчения загружаемого материала.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1 представлена плита для футеровки, вид сбоку, на фиг. 2 - плита для футеровки, вид сверху.
Стандартная плита для футеровки 1 шаровой барабанной мельницы (см. фиг. 1, 2) выполнена из металла и имеет волновую рабочую поверхностью. Ее ширина составляет 295 мм, длина - 771 мм. На каждом выпуклом участке 2 рабочей поверхности плиты 1 выполнено по одному пазу 3. Ширина каждого паза должна быть меньше диаметра мелющего тела (шара) во избежание его заклинивания. При использовании мелющих шаров с диаметром 40 мм ширина паза может составлять, например, 25 мм, длина при этом, например, 250 мм, глубина - 50 мм.
Полезная модель используется следующим образом.
Плиты 1 закрепляются на внутренней поверхности барабана шаровой мельницы, полностью облицовывая ее и образуя, таким образом, его защитную броню, футеровку. Из нижней части барабана мельницы недомолотый материал, заполнив пазы 3 в плитах 1, при вращении барабана поднимается вверх. Достигнув верхней точки, он выпадает из пазов 3 и разбрасывается по барабану. Крупные частицы недомолотого материала падают вниз и подвергаются дальнейшему измельчению, а мелкие, приобретая суммарную скорость вращения барабана и движения газопылевоздушной смеси от мельничного вентилятора, выносятся через выходную горловину мельницы в сепаратор и циклон, и далее на выгрузку.
Заявляемая металлическая плита для футеровки шаровой барабанной мельницы позволяет повысить эффективность процесса измельчения загружаемого материала.