Новая решетка для барабанных мельниц

В.Г.Кочнев, к.т.н., генеральный директор ООО «Техника и Технология Дезинтеграции»,
С.А.Симанкин, заместитель генерального директора

В номерах журнала «Горная промышленность» №4 за 2000 г. и №3 за 2001 г. были опубликованы статьи о барабанной мельнице новой конструкции, а также о каблучковой футеровке и решетке для мельниц самоизмельчения.

В настоящей статье рассматривается проблема разгрузки шаровых мельниц и показывается, как она решается на фирме «Техника и Технология Дезинтеграции» (ТТД), каковы ее технико-экономические преимущества.

В работе [1] освещен целый комплекс мероприятий по повышению производительности измельчительных отделений обогатительных фабрик, в том числе и по разгрузочным решеткам. Отмечается также, что «применение разгрузочных решеток с достаточной площадью отверстий в них, улучшение условий прохода пульпы через решетки за счет изготовленных специально секторов решетки с радиальными выступами, отклоняющими шары и рудный скрап от решетки позволяют поддерживать пропускную способность мельниц на достаточном уровне. В этом случае их производительность на 14–15% выше производительности мельниц с центральной разгрузкой».

Однако, как показано в работе [2], с ростом размеров мельниц происходит забивка отверстий решеток, увеличивается износ, повышаются трудозатраты на ее замену. Эти факторы послужили основной причиной реконструкции на некоторых фабриках системы разгрузки через решетку в систему с центральной разгрузкой. Авторы утверждают, что это не решает проблему кардинально и считают, что необходим новый подход к конструированию разгрузочных устройств крупных мельниц. Исследованиями авторов установлено, что лучшие результаты работы шаровых мельниц достигаются при разгрузочных решетках, у которых площадь «живого» сечения является максимальной при минимальной толщине секторов. Кроме того, секторы должны быть оснащены радиальными ребрами и специальными отверстиями для вывода шаров «неэффективного» размера.

На рис. 1 приведен эскиз унифицированной разгрузочной решетки МШР-3.2(3.1 Алмалыкского комбината [3]. Как указано в работе [2], удельная пропускная способность мельниц с решетками, выполненными, как показано на рис. 1, составляет 10–12 т/м3·ч, а срок их службы в 2–3 раза превышает срок службы цилиндрической футеровки.

С учетом вышеприведенного краткого обзора и собственного опыта нам представляется, что отказ от разгрузки через решетку в пользу разгрузки сливного типа не только снижает пропускную способность мельницы, но и способствует выходу более крупного слива, и, что не менее важно, переизмельчению полезного компонента. Последние утверждения базируются на наших исследованиях разгрузочных устройств как барабанных мельниц традиционного типа, так и мельниц планетарного типа, где, как известно, основные закономерности мало отличаются от традиционных шаровых мельниц, но влияние каких-либо параметров на конечные показатели проявляются более ярко.

На рис. 2 приведен фрагмент разгрузочной решетки, которая испытывалась на стенде однобарабанной лабораторной мельницы. Было проверено влияние конфигурации ячеек и их расположения относительно лифтера (радиального ребра), а также толщины полотна решетки в районе ячейки на пропускную способность. Выяснилось, что:

•    наименьшей пропускной способностью обладают круглые отверстия;

•    пропускная способность коротких отверстий (рис. 2, а, с) в 5–8 раз выше, чем традиционных конических (рис. 2, в, d);

•    пропускная способность радиально расположенных щелей имеет максимальное значение;

•    пропускная способность отверстий, находящихся за лифтером (радиального ребра) по ходу движения (в «теневой зоне»), в 5–6 раз ниже тех, которые находятся до лифтеров;

•    средняя крупность слива, разгружаемая через решетку у периферии барабана (пояса 10, 11, 12), в 1.5–2 раза ниже, чем у центра барабана (пояса 1, 2, 3);

•    в целом пропускная способность решетки при «правильных» ячейках практически не зависит от площади «живого» сечения. Например, при изменении площади «живого» сечения в 10 раз пропуская способность практически не изменилась, однако значительно изменился грансостав продукта измельчения – выход мелкого класса (–0.07) снизился в 2.5 раза (с 67 до 27%). Следовательно, подбором ячеек можно, не снижая пропускной способности решетки, воздействовать на гранулометрию готового продукта.

На рис. 3 приведен эскиз рекомендуемой решетки шаровой мельницы. В отличие от унифицированной, или традиционной (рис. 1), площадь живого сечения снижена в 3 раза, значительно (в 2 раза) увеличена конусность отверстия, при этом на глубину 10–15 мм стенки ячейки идут параллельно, что дает возможность длительное время иметь калиброванное заданное значение ширины ячейки. Рабочая поверхность новой решетки, в отличие от традиционной, защищена от воздействия шаров каблучками, расположенными таким образом, чтобы происходило постоянное относительное перемещение пульпы вдоль решетки. Этому активно способствует отсутствие каких-либо радиальных ребер. Прочностные характеристики новой решетки обеспечены замкнутой системой ребер жесткости, расположенных с противоположной рабочей стороны (вид А). В целом, новая решетка, по сравнению с традиционной имеет массу на 20% меньше, следовательно, на столько же она и дешевле, но самое главное ее достоинство – увеличенная в несколько раз пропускная способность.

С целью постоянного вывода шаров «неэффективного» размера можно выбрать место для отверстия на решетке, где этот размер будет концентрироваться и преимущественно разгружаться.

Из тех же соображений, что изложены выше, нами предлагается решетка для мельниц само- или полусамоизмельчения. На рис. 4 представлен ее эскиз. Основное преимущество такой решетки – высокая пропускная способность при высокой прочности конструкции и износостойкости рабочей поверхности.

Нами предлагаются услуги по обеспечению фабрик указанными решетками. При изготовлении первой партии решеток за счет затрат времени на конструкторскую работу и изготовление моделей срок поставки составит не менее 5 месяцев с момента предоплаты. В последующем этот срок может снизиться до 3.5 месяцев за партию. Предполагается, что заказ на первую партию будет проходить через нашу фирму, а последующие – непосредственно через литейный цех завода ТРАНСМАШ (г.Тихвин Ленинградской области). Наше участие в дальнейшем будем заключаться в оценке эффективности решетки, возможно в ее модификации. Хотелось бы особо подчеркнуть высокое качество литья, выполняемого на заводе ТРАНСМАШ, определяемое, прежде всего, безукоризненным соблюдением технологии и, как следствие, отсутствием раковин, выдержанными геометрическими размерами, повышенной износостойкостью.  

Журнал "Горная Промышленность" №1 2002