ФУТЕРОВКА БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Полезная модель относится к измельчительному оборудованию, в частности, к барабанным мельницам и может использоваться в горно-обогатительной, строительной, химической и других отраслях промышленности.
Используемые для дробления и измельчения минерального сырья, например, руды, барабанные мельницы содержат вращающийся от привода цилиндрический или цилиндро-конический корпус (барабан), покрытый изнутри футеровкой. Футеровка защищает барабан от интенсивного абразивного и ударного взаимодействия с измельчаемой средой, увеличивая срок его службы, а также способствует процессу измельчения сырья за счет своей формы (профиля). Так, для интенсификации соударений кусков сырья между собой и с мелющими телами при вращении барабана футеровка может иметь продольные ребра - лифтеры, выступающие в радиальном направлении для захвата и подъема кусков сырья. [1].
Изначально в барабанных мельницах использовалась и получила распространение металлическая футеровка. Так известна футеровка, содержащая закрепленную на внутренней поверхности барабана пластичную основу из углеродистой стали, в которой закреплены вдоль образующей барабана износостойкие вставки из высокохромистого чугуна, армированного стержнями из пластичного металла (стали) [2]. Наличие износостойких вставок позволяет замедлить износ футеровки, тем не менее и вставки, и пластичная основа изнашиваются и вся футеровка подлежит замене, что представляет собой сложную и трудоемкую операцию.
Следует также отметить, что металлическая футеровка, включающая высоколегированные металлы, имеет большую массу, и следовательно повышает нагрузку на подшипники барабана, и большую стоимость.
В мельницах второй и третьей стадий измельчения, а также в мельницах доизмельчения с 60-х годов прошлого века стала использоваться резиновая футеровка, имеющая более длительный срок службы, особенно в мельницах мокрого измельчения.
Известна футеровка барабанной мельницы, содержащая закрепленные на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты из резины, рабочая поверхность которых имеет волнообразный профиль с периодическими выступами, ориентированными вдоль образующей барабана [3].
По сравнению с металлической, резиновая футеровка имеет меньшую массу, дешевле и более технологична, однако срок ее службы также ограничен. Стремление его увеличить привело к появлению комбинированной футеровки [4].
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является футеровка барабанной мельницы, содержащая закрепленные на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты, между которыми расположены лифтеры из эластомерного материала, армированного композитными элементами в виде пластин [5]. Наличие в лифтерах пластин из твердых полимерных материалов обеспечивает снижение в лифтерах внутренних напряжений, возникающих от ударных нагрузок. Однако для обеспечения необходимой прочности использование армирующих элементов в виде жестких и достаточно тонких пластин не целесообразно, поскольку воспринимаемые футеровкой большие ударные нагрузки от обрабатываемого материала и мелющих тел не являются строго однонаправленными, а кроме того, это приводит к повышению жесткости и снижению амортизационной способности футеровки, что отрицательно влияет на ее износостойкость и эффективность измельчения материала.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении срока службы футеровки, а технический результат, который может быть достигнут при ее реализации, заключается в повышении прочности футеровки без существенного снижения ее упругих свойств.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в футеровке барабанной мельницы, содержащей закрепленные на внутренней поверхности барабана упругие футеровочные плиты с ориентированными вдоль образующей барабана лифтерами из эластомерного материала, армированного композитными элементами, предлагается армирующие композитные элементы выполнить в виде расположенных в теле каждого лифтера гибких прутков, изготовленных на основе полимерного связующего, армированного неорганическими волокнистыми материалами.
Каждый композитный пруток может быть выполнен на основе полиуретанового связующего, армированного базальтовыми и/или стекловолокнами. При этом каждый пруток может быть выполнен многослойным с различной ориентацией волокон армирующего материала в слоях и с рифленой наружной поверхностью, например, в виде спиральной намотки на нее жгута из армирующих волокон.
Расположенные в теле каждого лифтера прутки могут быть ориентированы вдоль и/или поперек его продольной оси.
Наружная, ориентированная внутрь барабана поверхность футеровочных плит и лифтеров может быть армировна жестко связанной с ней базальтовой тканью или сетчатым полотном из базальтовых волокон.
Футеровочные плиты и лифтеры могут быть выполнены из резины, а армирующие их элементы введены и закреплены в ней в процессе вулканизации.
Использование армирующих композитных элементов в виде прутков, выполненных на основе полимерного, преимущественно полиуретанового, связующего и армирующих его высокопрочных базальтовых и/или стекловолокон, характеризующихся высокой химической стойкостью и износостойкостью, обеспечивает повышение прочности футеровки без существенной утраты ей своих упругих свойств. В результате в процессе эксплуатации мельницы дольше сохраняется целостность футеровки благодаря ее упрочнению, а сохранение ее упругих свойств способствует «отскоку» от нее мелющих тел и кусков обрабатываемого материала, снижая степень износа футеровки и повышая эффективность измельчения.
На прилагаемых чертежах представлены некоторые из возможных вариантов конструктивного выполнения полезной модели.
На фиг. 1 представлен фрагмент поперечного сечения футеровки барабанной мельницы с продольным расположением армирующих прутков.
На фиг. 2 показан фрагмент поперечного сечения футеровки с продольным и поперечным расположением армирующих лифтеры прутков.
На фиг. 3 показано продольное сечение A-A на фиг. 2
На фиг. 4 приведен вариант с поперечным расположением армирующих лифтеры прутков.
На фиг. 5 представлен фрагмент армирующего композитного прутка в увеличенном масштабе.
Футеровка барабанной мельницы содержит закрепленные на внутренней поверхности корпуса барабана 1 упругие футеровочные плиты 2, между которыми расположены ориентированные в продольном направлении - вдоль образующей корпуса барабана 1 лифтеры 3 из эластомерного материала, например резины, армированного композитными элементами, выполненными в виде расположенных в теле каждого лифтера 3 гибких прутков 4. Прутки 4 выполнены, например, методом пултрузии на основе полимерного связующего 5, преимущественно полиуретана, армированного неорганическими волокнистыми материалами 6, 7, такими как базальтовое или стекловолокно.
Каждый пруток 4 может быть выполнен многослойным с различной ориентацией волокон в слоях. На фигуре 5 показан двухслойный пруток 4, внутренний слой которого выполнен в виде сердечника, образованного продольными волокнами 6, внешний слой - поперечной намоткой волокон 7.. Наружная поверхность прутка 4 выполнена рифленой, например, в виде спиральной намотки на нее жгута 8 из армирующих волокон 6 или 7.
Наружная, ориентированная внутрь корпуса барабана 1 поверхность футеровочных плит 2 и лифтеров 3 может быть покрыта жестко связанным с ней сетчатым полотном или базальтовой тканью 9.
Композитные армирующие прутки 4 размещаются в теле лифтеров 3 в продольном направлении - вдоль образующей корпуса барабана 1 (см. фиг. 1), или в поперечном (фиг. 4), или в том и другом (фиг. 2, 3).
Ориентация прутков 4, как и их геометрические параметры выбираются в зависимости от вида и характеристик измельчаемого материала (сырья), от вида процесса измельчения и размеров мельницы, Диаметр прутков 4 может быть от 2,5 мм и более.
Футеровочные плиты 2 и лифтеры 3 могут быть выполнены из резины на основе натурального или синтетических каучуков, а прутки 4 и базальтовая ткань 9 вводятся и закрепляются в процессе ее вулканизации.
Крепление футеровочных плит 2 и лифтеров 3 на корпусе барабана 1 (на чертежах не показано) может осуществляться любым из числа известных в уровне техники способов, например посредством резьбовых [4] или профильных элементов [7].
Заявляемая полезная модель может быть изготовлена по известным технологиям, с применением известного оборудования и из известных материалов.
Источники информации:
[1]. Научно-технический журнал «Горная промышленность» №1, 2003 г., статья «Развитие систе мельничных футеровок», http://www.mining-media.ru/arhiv/
[2]. RU, 2040341, B02C 17/22, 1992.
[3]. US, 20050116077, B02C 19/00, 2004.
[4]. US 6036127, B02C 17/22, 2000.
[5]. RU, 95557, B02C 17/22, 2010, (прототип)
[6]. WO 93/25310, B02C 17/22, 1993.
[7]. GB, 2218653, B02C 17/18, 1989.