Способ управления измельчением твердых материалов Советский патент 1990 года по МПК B02C25/00 

Изобретение относится к способам управления измельчением твердых материалов дпя барабанных мельниц, преимущественно безредукционных, и может быть применено в про№,11Ш1енности строительных материалов, горно-обогатительной, химической пром шшенности, черной и цветной металлургии и других отраслях народного хозяйства для управления процессами измельчения.

Цель изобретения - повышение точности управления.

Сущность способа заключается в следующем.

Элементарный объем поперечного сечения внутримельничной загрузки представляет собой эксцентрично расположенную относительно центра вращения массу, включающую в свой состав движущиеся по круговым траекториям слои загрузки, тела, находящиеся в свободном полете по параболе, и малоподвижное ядро.

В приближении вращающуюся мельницу можно рассматривать как упругую систему с одной степенью свободы на колебания, состоящую из вращающего вала (барабана мельницы) с эксцентрично насаженным диском (внутримельнич- ной загрузки).

Под действием сил тяжести внутри- .; мельничной загрузки и ее динамическоО5О 4 4 00

го воздействия 5 происходит протб барабана мельницы. Его величина пропор- ид ональна уровню загрузки мельЕИцы и частоте ее вра1цения„ В барабане мель- ницы возникают механические напряжения. Их величина в зоне максимальных механических напряжений, соответствующей месту максимального прогиба барабана мельницЫа не должна приводить к нарушению динамической устойчивости системы и механическому разрушению барабана.

Место расположения зоны максимальных механических напряжений в бараба- не мельницы можно определить„ например, с помощью локальных тензометри- ческих датчиков, наклеенных на корпус барабана мельницы учитывшощих воздействующие на них статические и динами- ческие нагрузки. Обычно эта зона расположена в нижней средней части барабана мельницы и отклонена от вертикали в направлении вращения барабана в зависимости от частоты его вращения,

Наибольшая опасность механического разрушения барабана мельницы возникает в моменты изменения динамики вращения при управлении скоростью вращения барабанной мельницы с пере- менной частотой ее изменения и связана с колебаниями внутримельничной массы.

При вращении барабана мельницы шаровая и рудная загрузки под действием сил трения, тангенциальной составляющей силы веса и инерции совершают колебания вокруг среднего положения. Причем с увеличением уровня шаровой загрузки и загрузки мельницы рудой ее колебания уменьшаются. Это приво- дит к необходимости повышать частоту изменения угловой скорости при увеличении внутримельничной загруз и для активизации измельчаощей работы ее внутренних слоев, интенсификации перемешивания мелющих тел с измельчаемым материалом и расширения зоны активного измельчения на пяте загрузки,

При этом частота изменения угловой скорости вращения барабана мельницы, определяющая частоту биений эксцентричной нагрузки и создаваемая выщ ж- денными колебаниями под действием привода мельницыр не должна находиться в резонансной области частот, приво- дяшдх к нарушению динамической устойчивости системЫэ определяемой отношением частоты вынужденных колебаний

to

|52025

4480вращающегося барабана W (как вала системы) и частоты свободных попереч- Hbix колебаний барабана мельницы СОо т.е. должно выполняться условие

,3.

Так как частота собственных поперечных колебаний барабана мельницы составляет|

-,,А

WP

ы л -г1-

(Гц) ,

WP 2 ;iгде g - ускорение свободного падения,

,

W - протб барабана от внутримельничной загрузки, м.

тогда

-0-35

-Iwp

Г (Гц),

максимальная частота изменения вой скорости вращения барабана должна быть

СО

(Гц).

Р

Значения частот (Л Ь

техничесР

ки реализовать трудно из-за больших моментов инерции мельницы.

По величине прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических напряжений можно осуществлять не только известное управление загрузочной мельницы, но и ограничение мак симапьной частоты изменения угловой скорости барабана при управлении скоростью вращеьр1Я барабанной мельницы с переменной частотой ее изменения.

Зная величину прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических напряжений, зависящую от уровня внутримельничной загрузки и угловой скорости вращения барабана мельницы, можно определить граничную с областью резонансных частот максимально возможную частоту изменения угловой скорости врал(ения барабана мельницы, приводящую к наибольшей интенсификации процесса измельчения в мельнице за счет наилучшего перемешивания мелющих тел с измельчаемым материалом, повьйиения истирающих свойств внутренних слоев загрузки расширения зоны активного измельчения на пяте загрузкио

Способ измельчения твердых материалов реализован следуклцим образом.

51604480

Исходная руда крупностью - 10 мм крепостью (по Протодъяконову), с содержащем класса - 0,074 мм 10% подавалась на измельчение в полупромышленную установку, включающую бункер исходного питания с управляемым питателем, барабанную шаровую мельницу мсхрого измельчения, работающую в зa :кнyтo : цикле с односпирапьным - классификатором. Регулируемьм электропривод мельницы выполнен на основе двигателя постоянного тока и ти- ристорных преобразователей, включающих силовые и управляющие блоки, осуществляющие регулирование скорости вращения барабана мельницы в диапазоне 1 : 1 О .

Условная критическая частота вращения барабанной мельницу составля- 20

10

л а 48,2 мин . Изменение угловой скорости вращения барабана мельницы осуществлялось в пределах (0,3-0,9)« кп , что составляло i4, 46-43,38 мин .

Заполнение мельницы шарами состави- 25 ло 45% (0,45).-При содержании готового класса - 0,074 мм в готовом продукте измельчения крупностью - 0,1+0 мм 85% и изменении производительности мельницы по исходному пита- нию .33-0,25 т/ч величина прогиа барабана мельницы в зоне максимальых механических напряжений менялась оответственно в пределах W 9-5 мм. Зона максимальных механических на30

ряжений определялась с помощью лоальных тензометрических датчиков и аходилась в нижней средней части баабана мельницы между точками отклоения радиуса вращения барабана от ертикали в направлении его вращении а 5-25 град.

Максимальная частота изменения скоости доллсна быть определена из соотошения

СО

При уровне загрузки мельницы, сответствующей величине прогиба бараана мельницы мм в зоне максиальных механических напряжений, макимальная частота изменения угловой корости должна соответствовать

,35/л1о7оО 3,69 Гц.

40

н м м с с н п пр ра

ме ра ги на ме си го пр ра сн 5, по ме в

(Гц).

35 Ф

тв ни ба ее те уп ба ны из ной ной рос ше н

45

50

При уровне загрузки, соответствуWp 5 мм.

а-ёО,35/л1о,005 4,95 Гц.

ющей мм.

При меньшем уровне загрузки мельницы можно безопасно, с точки зрения механического разрушения барабана мельницы, повысить частоту изменения угловой скорости барабана с 3,62 до 4,95 Гц о Это позволит существенным образом повысить перемешивание внух римельничной загрузки, будет способствовать разрушению явления ее сегрегации, активизации измельчительных свойств внутренних слоев загрузки, расш1-1рению зоны активного измельчения на пяте загрузки и, следовательно, повышению эффективности измельчения при обеспечении требуемой надежности работы мельницы.

Изменение максимальной частоты изменения УГЛОВОЙ скорости вращения барабана мельницы от величины его прогиба в зоне максимальных механических напряжений, характеризующего внутри- мельничную загрузку, позволит повысить содержание класса - 0,074 мм в готовом Продукте измельчения на 4% и производительность мельницы по переработке руды на 0,022 т/ч (6,28%) снизить удельный расход энергии на 5,06%, что соответствует ее снижению по сравнегс-тю с обычным процессом измельчения (без изменения скорости) в i,25-,55 раза.

25

35 Формула изобретения

Способ управления измельчением твердых материалов, включшощий изменение угловой скорости вращения барабанной мельницы с переменной частотой ее изменения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности управлен1-1я, измеряют величину прогиба барабана мельниц в зоне его максимальных механических напряжений, причем изменение скорости вращения барабанной мельницы осуществляют с максимальной частотой изменения угловой скорости СО Гц, вычисляемой из соотно- ше ния

о с -°--М,-.

Р

где Wp- величина прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических напряжений, м.

Изобретение относится к способам управления измельчением твердых материалов для барабанных мельниц, преимущественно безредукционных, может найти применение в промышленности строительных материалов, горнообогатительной и химической промышленности, черной и цветной металлургии для управления процессом измельчения и позволяет повысить точность управления. Для достижения поставленной цели измеряют величину прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических повреждений и изменяют скорость вращения барабанной мельницы с максимальной частотой изменения угловой скорости, вычисляемой из соотношения Ω≤0,35/√W_P, Гц, где ω - максимальная частота изменения угловой скорости вращения барабанной мельницы

W_P - величина прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических повреждений, м.