ФУТЕРОВКА БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Полезная модель относится к износоустойчивым элементам, которые используются для облицовки внутренних поверхностей шаровых мельниц, которые работают в первой стадии измельчения с шарами диаметром 80-120 мм и мельниц самоизмельчения и может быть использована в горно-обогатительной, энергетической, химической и других областях промышленности для переработки и подготовки сырья.
Давно и хорошо известны разные устройства для измельчения твердых материалов, которые выпускаются отечественной промышленностью и за рубежом. В шаровых мельницах применяются металлические футеровки из высокомарганцовистой стали.
В начале 60-х годов стали использовать в качестве материала для футеровки мельниц резину. В мире резиновую футеровку широко применяют в мельницах второй и третьей стадиях измельчения с шарами до 80 мм. Обычно в таких футеровках применяют схемы «лифтер-плита», что обусловлено характеристиками изнашивания эластомерных материалов. Резиновые футеровки характеризуются длительным сроком службы, который превышает срок службы металлической футеровки при мокром измельчении.
Преимущества резиновой футеровки:
- больший срок службы;
- меньшее изнашивание;
- увеличение производительности по готовому классу;
- снижение затрат мелющих тел;
- меньшее давление на опорные подшипники; - увеличенная плотность примыкания к опорным поверхностям (отсутствует протекание пульпы под футеровку и через болтовые отверстия);
- поглощение шума и вибраций.
На мельницах первой стадии измельчения применение футеровки полностью из резины нецелесообразно. Через высокие ударные нагрузки происходит интенсивное изнашивание резины в зоне атаки футеровки. Поэтому применяют комбинированную футеровку резина-металл. Такая комбинация позволяет максимально использовать преимущества каждого из материалов - эластичности и абразивной стойкости резины и ударной износоустойчивости стали в зоне атаки футеровки.
По технической сущности наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является футеровка мельницы с износоустойчивым лифтером для облицовки внутренней поверхности барабанных мельниц (патент СССР №1829962, В02С 17/22, опубл. 23.07.93). Она включает установленные на внутренней поверхности и на торцевых стенках барабана плиты из эластичного материала, которые имеют продольные углубления для установки лифтеров, прикрепленных к барабану и торцевым стенкам крепежными элементами
Однако футеровка такой конструкции имеет ряд недостатков:
- твердая износоустойчивая пластина крепится к резиновой конструкции лифтера химическим или механическим способом. В процессе эксплуатации, вследствие ударных нагрузок на пластину, в местах ее соединения к лифтеру образовываются трещины, которые приводят к отрыву металлической пластины и, как следствие, к преждевременному износу футеровки; - металлические пластины имеют определенные размеры по высоте и толщине, но по мере изнашивания лифтера эти размеры уменьшаются и при дальнейшей эксплуатации также происходит отрыв пластины. Резиновая основа теряет защитный износоустойчивый слой, что приводит в дальнейшем также к преждевременному износу футеровки.
В основу полезной модели поставлена задача, за счет оптимизации конструкции футеровочних плит и усовершенствования конструкции лифтера в комбинации резина-металл, повысить надежность и эффективность работы футеровки в барабанных мельницах первой стадии, избежать вышеуказанных недостатков, увеличить срок службы футеровки мельницы, увеличить производительность и уменьшить сроки простоя мельницы при проведении ремонтных работ по замене футеровок.
Поставленная задача решается тем, что в футеровке барабанной мельницы, включающей установленные на внутренней поверхности барабана мельницы плиты из эластичного материала, которые имеют продольные углубления для установки лифтеров, прикрепленных к барабану и торцевым стенкам крепежными элементами согласно полезной модели плиты футеровки выполнены разной высоты, при этом плиты выполнены большей высоты перед лифтером, со стороны влияния нагрузки, а высота плиты выбрана по формуле: Н1=Н2·К,
где: Н1 - высота плиты футеровки с рабочей стороны, то есть со стороны атаки на лифтер, мм;
Н2 - высота плиты футеровки с нерабочей стороны лифтера, мм;
К - коэффициент перепада высот плиты равный 0,6-0,9, причем с нерабочей стороны лифтера плиты выполнены меньшей высоты, которая выбрана из соотношения: Н2=L-В,
где: Н2 - высота плиты футеровки с нерабочей стороны лифтера, мм;;
L - высота лифтера, в сборе с плитой, мм;
В - разность высот между плитой футеровки и лифтером, мм, (разность высот между лифтером и плитой футеровки барабанной мельницы первой стадии «В» принята в пределах 60…85 мм.),
Лифтеры выполнены с металлической броней, установленной по высоте лифтера со стороны влияния нагрузки, при этом в поперечном сечении броня лифтера расширена в сторону его основания, а крепежные элементы установлены непосредственно в металлической броне.
Футеровка барабанной мельницы представлена на чертежах.
На фиг.1 - общий вид барабанной мельницы.
На фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1 - показан фрагмент футеровки мельницы;
На фиг.3 - поз.1 на фиг.2 - поперечное сечение футеровочной плиты;
На фиг.4 - вид Б на фиг.2 - лифтер, вид сверху;
На фиг.5 - сечение по В-В на фиг 4 - поперечное сечение лифтера.
Футеровка барабанной мельницы состоит из плит 1 изготовленных из эластичного материала, например резины, уложенных на внутреннюю поверхность барабана 2 мельницы, лифтеров 3, изготовленных из эластичного материала 4 с броней 5, лифтеры 3 прикреплены к барабану 2 мельницы с помощью крепежных элементов 6, которые установлены в отверстия 7 брони 5.
В плитах 1 футеровки, изготовленных из эластичного материала (резина), которые устанавливаются на внутреннюю поверхность барабана 2 мельницы, (как по цилиндру так и по торцам) по двум сторонам есть углубления, которые выполнены относительно основания плиты 1 под углом, а основание лифтера 3 выполнено с ответной конфигурацией, то есть центр ровный, края имеют скос 3-10°. Эта конструкция образует замковое соединение, что позволяет полностью прижимать лифтером плиту к корпусу с внутренней стороны мельницы
В предложенной полезной модели для футеровки применена конструкция плиты 1 с оптимальными параметрами, которые подобраны экспериментальным путем.
Плиты 1 футеровки барабанной мельницы первой стадии измельчения выполнены в двух уровнях, где меньшая высота Н2 устанавливается с нерабочей стороны лифтера 3, коэффициент перепада высот плиты равен 0,6-0,9 в зависимости от диаметра шаров используемых в барабанных мельницах. Перед лифтером со стороны влияния нагрузки плиты выполнены большей высотой Н1.
За лифтером, по ходу вращения мельницы, высота плиты 1 начинает увеличиваться и переходит в прямой участок к следующему лифтеру 3. Данная конструкция плиты позволяет увеличить ресурс работы плит и защищает зону атаки на лифтер от абразивного изнашивания, то есть высота перепада лифтера над плитой со стороны атаки лифтера сохраняет заданную величину.
Различие высот между лифтером и увеличенной высотой плиты, позволяет захватывать и поднимать руду и мелющие шары на угол 150°-160°, что обеспечивает нормальную технологическую работу мельницы.
В меру истирания плит в высокой части и лифтеров, различие высот лифтер-плита сохраняет способность поднимать измельчаемый материал и шары в мельнице для технологической работы. Увеличение толщины плиты в местах повышенного изнашивания увеличивает срок службы футеровки в целом.
Лифтер 3 изготовлен в комбинации металл-резина. Металлическая часть лифтера изготовлена из высокомарганцовистой стали и устанавливается со стороны лобовой атаки на лифтер, вся другая часть лифтера - резина, то есть металлическая часть выполняет две функции:
- защита лифтера от ударных нагрузок со стороны атаки;
- крепежную функцию и придание твердости всего лифтера.
Крепление лифтера 3 к корпусу барабана 2 мельницы осуществляется установкой специального болта 6 в отверстия 7 через броню 5. Отверстия выполнены в металлоконструкции лифтера 3, где есть усилительные литейные приливы. Само отверстие 7 имеет форму овала и в нижней части уступ для болта.
За счет того, что металлическая часть - броня 5 лифтера 3 имеет высоту сопоставимую с высотой лифтера, а в поперечном сечении сменную ширину, то в процессе эксплуатации лифтеры сохраняют свою работоспособность и равномерное изнашивание к полному своему истиранию.
Низкое расположение крепежного места под болты 6 содействует тому, чтобы максимально эксплуатировать лифтер 3, что увеличивает срок службы футеровок. Данная комбинация металла и резины увеличивает срок эксплуатации лифтера 3 потому, что сохраняется стойкость к ударным и истирающим нагрузкам.
Изнашивание данной конструкции лифтера происходит медленно потому, что резина работает на истирание эффективнее, чем металл, а металл принимает ударные нагрузки шаров и материалов на себя. Отверстия 7 под крепежные элементы в лифтере 3 во время эксплуатации равномерно забиваются шарами.
Лифтеры цилиндра, торца и решетки изготовлены аналогично.
Предложенная футеровка непосредственно принимает участие в технологическом процессе измельчения материала и защищает от ударных нагрузок и изнашивание все рабочие зоны барабана. Она обеспечивает защиту рабочих поверхностей барабанных мельниц от ударных нагрузок, абразивно-усталостного изнашивания и коррозии. Кроме защиты от механического и химического влияния среды, которая измельчается, она выполняет также эргономичные функции - снижает шум, вибрацию оборудования. Все это увеличило надежность работы барабанной мельницы
Использование предложенной конструкции футеровки позволит повысить срок службы футеровки, надежность работы мельницы и ее производительность.