Футеровка барабанных мельниц мокрого полусамоизмельчения
LINING OF DRUM MILLS OF WET SAG GRINDING

Изобретение относится к технике измельчения материалов, в частности к футеровкам мельниц самоизмельчения, работающих с добавлением шаров с диаметром свыше 100 мм в режиме мокрого полусамоизмельчения, а также первой стадии шарового измельчения, и может быть использовано в горнодобывающей, химической и строительной промышленности.
Из предшествующего уровня техники известна футеровка барабана для шаровых мельниц (SU 679240, опубликовано в 1979 г.), профиль которой выполнен чередованием плит с продольными прямоугольными пазами, ширина которых равномерно возрастает от периферии к центру плит, а глубина каждого паза составляет 0,6-0,8 его поперечного размера. Разного диаметра шары, образованные в процессе износа, заклинивают в продольных пазах различного размера в поперечном сечении, образуя волнистый профиль плит. Такая схема оправдана только для шаровых мельниц и при наличии куска руды, например, как в мельницах мокрого самоизмельчения, эффективность измельчения снижается. Также недостатком конструкции является заклинивание шаров в таких пазах, что небезопасно при производстве плановых осмотров состояния футеровки и ремонтов из-за вероятности падения шаров и травмирования персонала.
Известна также футеровка для барабана шаровых мельниц (SU 459253, опубликовано в 1975 г.), составленная из набора плит с трехступенчатой, в виде зубьев пилы, продольной рабочей поверхностью с подъемом ступеней на угол 12-20° против вращения барабана. Основание каждой впадины ступени выполнено в виде прямого угла 90±10°. При работе мельницы упавшие шары попадают в углы, образованные наклонными ступенями, и захватываются ими. Высокая износостойкость такой футеровки обеспечивается сокращением пути движения шара по поверхности плиты. Отрицательной стороной данной конструкции является скольжение шаров по вершинам ступеней из-за недостаточной глубины треугольного фиксирующего профиля, вершины которого будут подвергаться повышенному износу.
Наиболее близким к заявленному техническому решению, взятым за аналог, является футеровка барабана мельниц самоизмельчения (SU 613545, опубликовано в 1979 г.), выполненная из плит с выступами. Рабочая поверхность каждой плиты изготовлена с продольными углублениями, ширина которых равна диаметру, а глубина 0,4-0,5 диаметра наибольшего шара. Руда и шары, скатывающиеся на поверхность футеровки, задерживаются углублениями и выступами, снижая износ, а высокий выступ обеспечивает захват и максимальный подъем крупных кусков руды. Слабым местом данной конфигурации является достаточно быстрый, в сравнении с плитой, износ незащищенного большого выступа футеровки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение износостойкости футеровки мельниц мокрого самоизмельчения в режиме полусамоизмельчения с добавлением шаров с диаметром от 100 мм и выше. Решение рекомендуется к применению и для шаровых мельниц первой стадии измельчения.
Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение наработки футеровки за счет снижения лобового сопротивления потоку измельчаемого материала и эффекту «самофутеровки» рабочей поверхности рудой или шарами.
Технический результат предложенного изобретения достигается за счет того, что футеровка барабанных мельниц мокрого полусамоизмельчения изготовлена составной из плит с криволинейной рабочей поверхностью, на которой перпендикулярно движению потока материала выполнены продольные углубления для «самофутеровки», в которые свободно входят исходные шары и руда, фиксируются и выгружаются при провороте барабана мельницы, при этом сечение поверхности представляет кривую циклоиды вращения с высотой, увеличивающейся против направления вращения мельницы.
Для защиты от интенсивного износа рабочая поверхность решетки мельницы, может иметь две такие криволинейные просеивающие поверхности.
Изобретение поясняется чертежами в 3D:
Фиг. 1 - Фрагмент футеровки загрузки мельницы.
Фиг. 2 - Фрагмент футеровки разгрузки мельницы.
Фиг. 3 - Поперечное сечение рабочей поверхности футеровки барабана мельницы в виде линии циклоиды вращения.
Фиг. 4 - Эффект «самофутеровки» от износа шарами рудой.
Фиг. 5 - Решетка с двумя просеивающими криволинейными поверхностями.
Для повышения эффективности измельчения высота плит футеровки как по барабану, так и торцевых стенок (Фиг. 1 и Фиг. 2) плавно увеличивается против направления вращения мельницы в соотношении более чем в 2 раза. В результате, измельчаемый материал подхватывается и сбрасывается с более высокой точки траектории полета, более эффективно используя кинетическую энергию падения материала. Кроме того, криволинейность поверхности, представляющей в сечении кривую циклоиды вращения, максимально снижая лобовое сопротивление движению потока измельчаемого материала, тем самым уменьшает износ поверхности футеровки. А благодаря эффекту «самофутеровки» сокращается продолжительность контакта рабочей поверхности футеровки с рудной массой и шарами.
Для максимальной защиты такой криволинейной рабочей поверхности от износа, на каждой плите футеровки барабана изготовлены продольные углубления - ловушки для шаров и руды, которые расположены вдоль либо под углом в зависимости от направления потока измельчаемого материала. Расположение продольных углублений должно обеспечить кратчайший путь движения материала до ловушки, быть перпендикулярным траектории движения материала для быстроты фиксации в углублениях.
Профиль в сечении и радиус всех углублений должны быть чуть больше исходного диаметра шара. Впадина-ловушка должна обеспечивать свободную фиксацию, а затем и выгрузку шаров и руды из нее при провороте барабана в верхнее положение. Для этого углубления в сечении изготовлены с небольшим развалом по краям таким образом, чтобы шары и руда аналогичного диаметра легко входили в углубления через заниженную переднюю часть углубления по ходу вращения барабана (Фиг. 3), фиксировались там задней стенкой углубления от выпадения до момента начала выгрузки материала из углубления и легко выгружались, освобождая место другим шарам и руде. Процесс повторяется циклично и каждый раз новый шар или кусок руды становится в продольные углубления, создавая тем самым постоянный эффект «самофутеровки» плиты шарами и рудой от интенсивного износа.
При таком техническом решении исключено зависание шаров и руды в углублениях, что обеспечивает безопасную эксплуатацию такой футеровки. Вместе с тем надежное сцепление шаров с футеровкой обеспечивает подъем кусков руды и мелющих тел на максимальную высоту, что благоприятно сказывается на эффективности измельчения.
Количество продольных углублений на одной плите должно быть таким, чтобы расстояние между выступающими из углублений рядами шаров было менее 2/3 диаметра исходного, т.е. наибольшего шара. Это позволяет снизить износ плиты футеровки между углублениями от ударов большими шарами (Фиг. 4). При этом путь движения шара до фиксации в углублении минимален, а значит и износ поверхности футеровки меньше.
Разгрузочная решетка мельницы аналогично выполнена с применением продольных углублений. При этом для защиты от интенсивного износа поле решетки может иметь одну или две криволинейных просеивающих поверхности, сечение которых близко к линии кривой циклоиды вращения (Фиг. 5).
Дизайн футеровки загрузочной и разгрузочных стенок (Фиг. 1, Фиг. 2) выполнен практически как зеркальное отображение. Периферийный ряд футеровки имеет радиально направленные углубления, а во втором ряду углубления расположены под углом 60°. Это связано с направлением движения шаров и руды: снизу половина потока движется по ходу вращения, а сверху - против. Углубления-ловушки для шаров и руды должны располагаться перпендикулярно траектории движения материала в каждом сегменте торцовой стенки и барабана мельницы.
Монтаж и демонтаж предложенной футеровки производится аналогично существующей. Крепление производится через штатные отверстия штатными болтовыми соединениями.