Вопросы и ответы
Помол в шаровых мельницах
Вопрос: Просим рассказать о правильном выборе футеровки и схемах ее крепления для шаровых цементных мельниц.Вопрос был опубликован: Выпуск №1, 2014
Ответы (2)
Василий Степанович Богданов, д-р техн. наук, проф., директор института технологического оборудования и машиностроения, заведующий кафедрой механического оборудования, БГТУ им. В.Г. Шухова, Россия
Ответ: Футеровка шаровых барабанных мельниц выполняет две функции: во-первых, она предотвращает от износа внутреннюю поверхность барабана мельницы; во-вторых, обеспечивает требуемый энергетический и технологический режим движения мелющих тел — каскадный, водопадный, смешанный.
Барабан мельницы вращается с определенной частотой. Эта частота равна критической скорости вращения барабана, при которой шары (мелющие тела) переходят на круговые траектории движения, умноженной на коэффициент 0,76. В связи с этим требуемый режим движения мелющих тел на каждом участке барабана мельницы задается профилем и схемой укладки футеровки.
Поскольку в мельницу подаются исходные материалы (клинкер, шлак, гипс), размер кусков которых колеблется в широких пределах (от 100 до 1 мм), а в отдельных случаях куски крупнее и этих размеров, на первых участках камеры грубого помола необходимо обеспечить ударное измельчение. Оно обеспечивается «водопадным» режимом работы мелющих тел. По ходу измельчения на последующих участках барабана мельницы размер частиц уменьшается, вследствие чего требуется меньшая энергия воздействия на частицы материала, и мелющие тела должны перемещаться в смешанном режиме движения, при котором только до 7 % мелющих тел перемещаются по параболическом траекториям свободного падения.
Когда размер частиц становится меньше 1 мм, их целесообразно измельчать в каскадном режиме, при котором мелющие тела измельчают частицы материала путем истирания. Такой режим характерен для второй камеры барабана шаровой мельницы.
Если частицы размером больше 1 мм попадают во вторую камеру, то они там не измельчаются и выходят из мельницы в виде крупки.
Частицы размером менее 1 мм в ударном режиме не измельчаются. Поскольку энергия шаров в водопадном режиме избыточна для такого размера частиц, в этом случае повышается температура измельчаемого материала, мелющих тел, футеровки и аспирационного воздуха, что в целом может привести к «запариванию» мельницы. В такой ситуации необходимо изменить ассортимент мелющих тел, их количество (коэффициент загрузки), либо профиль и схему укладки футеровки.
Кроме указанных функций футеровка способствует внутримельничной классификации мелющих тел по их размерам: крупные шары должны располагаться в загрузочной части барабана мельницы, а более мелкие — у межкамерной перегородки.
Таким образом, футеровка барабана шаровых мельниц — это главный энергообменый элемент, которым определяется эффективность измельчения. Правильный выбор профиля футеровки и схемы ее укладки по длине барабана мельницы влияют не только на производительность и тонкость помола, зерновой состав продукта, но и на удельный расход энергии. Особенно это относится к цементным мельницам, работающим в открытом цикле измельчения, которые преобладают в отечественной цементной промышленности.
Что касается способов крепления футеровки к барабану мельницы, то как в России и других странах СНГ, так и за рубежом преобладает потайное крепление болтами с коническими головками. Число болтов различное — например, у футеровки из прокатных элементов оно минимальное и болты могут располагаться только в один ряд по периметру. Одно из главных требований к креплению заключается в том, что футеровка должна плотно прилегать к поверхности барабана. Если допускать зазоры между плитами и поверхностью барабана мельницы, возможно преждевременное разрушение плит, так как литые плиты, изготовленные из марганцовистой и хромистой стали, не работают на изгиб.
Недопустимо крепление плит болтами, если их головки и отверстия в плитах имеют остроугольный профиль, так как в этом случае напряжения, обусловленные ударными нагрузками, концентрируются в углах отверстий. В результате плиты «трескаются», и срок их службы сокращается в три раза. Такие крепления сейчас практически не применяются.
Барабан мельницы вращается с определенной частотой. Эта частота равна критической скорости вращения барабана, при которой шары (мелющие тела) переходят на круговые траектории движения, умноженной на коэффициент 0,76. В связи с этим требуемый режим движения мелющих тел на каждом участке барабана мельницы задается профилем и схемой укладки футеровки.
Поскольку в мельницу подаются исходные материалы (клинкер, шлак, гипс), размер кусков которых колеблется в широких пределах (от 100 до 1 мм), а в отдельных случаях куски крупнее и этих размеров, на первых участках камеры грубого помола необходимо обеспечить ударное измельчение. Оно обеспечивается «водопадным» режимом работы мелющих тел. По ходу измельчения на последующих участках барабана мельницы размер частиц уменьшается, вследствие чего требуется меньшая энергия воздействия на частицы материала, и мелющие тела должны перемещаться в смешанном режиме движения, при котором только до 7 % мелющих тел перемещаются по параболическом траекториям свободного падения.
Когда размер частиц становится меньше 1 мм, их целесообразно измельчать в каскадном режиме, при котором мелющие тела измельчают частицы материала путем истирания. Такой режим характерен для второй камеры барабана шаровой мельницы.
Если частицы размером больше 1 мм попадают во вторую камеру, то они там не измельчаются и выходят из мельницы в виде крупки.
Частицы размером менее 1 мм в ударном режиме не измельчаются. Поскольку энергия шаров в водопадном режиме избыточна для такого размера частиц, в этом случае повышается температура измельчаемого материала, мелющих тел, футеровки и аспирационного воздуха, что в целом может привести к «запариванию» мельницы. В такой ситуации необходимо изменить ассортимент мелющих тел, их количество (коэффициент загрузки), либо профиль и схему укладки футеровки.
Кроме указанных функций футеровка способствует внутримельничной классификации мелющих тел по их размерам: крупные шары должны располагаться в загрузочной части барабана мельницы, а более мелкие — у межкамерной перегородки.
Таким образом, футеровка барабана шаровых мельниц — это главный энергообменый элемент, которым определяется эффективность измельчения. Правильный выбор профиля футеровки и схемы ее укладки по длине барабана мельницы влияют не только на производительность и тонкость помола, зерновой состав продукта, но и на удельный расход энергии. Особенно это относится к цементным мельницам, работающим в открытом цикле измельчения, которые преобладают в отечественной цементной промышленности.
Что касается способов крепления футеровки к барабану мельницы, то как в России и других странах СНГ, так и за рубежом преобладает потайное крепление болтами с коническими головками. Число болтов различное — например, у футеровки из прокатных элементов оно минимальное и болты могут располагаться только в один ряд по периметру. Одно из главных требований к креплению заключается в том, что футеровка должна плотно прилегать к поверхности барабана. Если допускать зазоры между плитами и поверхностью барабана мельницы, возможно преждевременное разрушение плит, так как литые плиты, изготовленные из марганцовистой и хромистой стали, не работают на изгиб.
Недопустимо крепление плит болтами, если их головки и отверстия в плитах имеют остроугольный профиль, так как в этом случае напряжения, обусловленные ударными нагрузками, концентрируются в углах отверстий. В результате плиты «трескаются», и срок их службы сокращается в три раза. Такие крепления сейчас практически не применяются.
Мирослав Властник, региональный менежер по Восточной Европе, Fundiciones del Estanda, S.A., Испания
Ответ: В случае перехода на безболтовое крепление (см. рисунок) необходимо тщательно проверить состояние корпуса и убедиться в отсутствии трещин. Безболтовые брони следует крепить под давлением, так как они расклиниваются между двумя рядами болтов. Это давление передается на корпус, и даже микротрещины на корпусе могут вызвать серьезную проблему. Монтаж оснастки при безболтовом креплении отличается большей трудоемкостью по сравнению с классическим болтовым. Стоимость оснастки при классическом и безболтовом вариантах крепления одинакова.
Поделиться:
