Шаровая мельница Советский патент 1991 года по МПК B02C17/04 

17

& V.J

00

Ь.

00

Изобретение относится к оборудованию для измельчения материалов, в частности к шаровым мельницам, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, а также в энергетической, горнообогатительной и химической промышленности.

Цель изобретения - интенсификация процесса измельчения.

На фиг. 1 представлен барабан мельницы, поперечное сечение; на фиг 2 иЗ - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1 соответственно, на фиг. 4 - схема установки энергообменных футеровочных элементов (ЭФЭ); на фиг. 5 - кинематическая схема работы мелющих тел.

Шаровая мельница содержит цилиндрический барабан 1 (фиг. 1), внутренняя поверхность которого ;футерована сменными бронеплитами 2 и энергообменными футе- ровочными элементами (ЭФЭ) 3-14, крепящимися к барабану посредством лап 15. Барабан 1 снабжен торцовыми крышками с загрузочной 16 и разгрузочной 17 цапфами, установленными в подшипниках 18 и 19. В барабане 1 расположена перфорированная выходная решетка 20, ЭФЭ 3-6 (фиг, 2) образует первый ряд, ЭФЭ 7-10 (фиг. 3) образуют второй ряд и ЭФЭ 11-14 (фиг. 2) образуют третий ряд и т.д. Нижние концы 21 и 22 каждого из ЭФЭ 3 и 5, расположенных в одном ряду, например первом, находятся на пересечении, например, образующей 23, данного ЭФЭ 3 и образующей 24 ЭФЭ 5, расположенного в том же ряду, на противоположной стороне барабана 1. Нижние концы 25 и 26 ЭФЭ 6 и 4 расположены на пересечении образующих 27 и 28 ЭФЭ 6 и 4, расположенных в одном ряду на противоположных сторонах барабана 1 мельницы. Расстояние между нижним концом каждого ЭФЭ 3-14 и внутренней поверхностью барабана равно h ()d, Например, расстояние между нижним концом 22 ЭФЭ 5 (фиг. 2) и внутренней поверхностью барабана 1 равно h, Образующие, например, 23, 24, 27, 28 каждого из ЭФЭ 3-14 являются частью логарифмической спирали. Каждый из ЭФЭ 3-14 выполнен наклонным в направлении вращения барабана 1 мельницы, указанного стрелкой 29 (фиг.2, 3) ЭФЭ 3-6, расположенные в первом ряду, смещены относительно ЭФЭ 7-10 (фиг. 1), расположенных во втором ряду, а ЭФЭ 11-14, расположенные в третьем ряду, смещены относительно ЭФЭ 7-10, расположенных во втором ряду, ЭФЭ 3-14 располагаются в неподвижном ядре (НЯ) 30 загрузки 31 (фиг. 4). Мелющие тела 32 перемещаются под воздействием ЭФЭ 3-14 по характерным траекториям 33-37,

Шаровая мельница работает следующим образом.

Барабан 1 (фиг, 1) мельницы вращает в направлении, показанном стрелкой 29 (фиг.

2, 3), при этом мелющие тела 32 (фиг. 1) захватывающаяся ЭФЭ 3-14, совершают движение в поперечном сечении барабана мельницы по траекториям 33-37 (фиг. 5), измельчая материал ударом, раздавливани0 ем и истиранием. По мере измельчения частицы материала перемещаются вдоль продольной оси барабана мельницы к выходной решетке 20. Затем через отверстия в выходной решетке 20 готовый продукт по5 ступает в разгрузочную цапфу 17 и выводится из мельницы.

В поперечном сечении загрузки 31 (фиг, 4) шаровых барабанных мельниц имеется НЯ 30. Мелющие тела 32, расположенные в

0 НЯ 30, не только не участвуют в процессе измельчения, но и образуют застойные зоны, препятствующие продольному движению частиц измельчаемого материала. Объем застойных зон в шаровых барабан5 ных мельницах достигает 50% от суммарной массы мелющих тел. Например, масса загружаемых в мельницу 4x13,5 м мелющих тел составляет 240 т - масса мелющих тел, образующих застойную зону (расположен0 ных в НЯ), составляет около 120 т, т.е. 120 мелющих тел неэффективно участвуют в процессе измельчения.

Известно, что НЯ 30 располагается в центральной части загрузки 31 на расстоя5 нии(8-10)с1,гдеd-диаметрсредневзвешенного шара 31 (фиг. 4) от внутренней поверхности барабана мельницы (фиг, 2). В связи с этим нижние концы 21-24 каждого из ЭФЭ 3-6 должны быть расположены в

0 начале НЯ, т.е. на высоте h (8-10)d.

Высота Н каждого ЭФЭ 3-14 (фиг. 2) должна быть такой, чтобы, воздействуя на мелющие тела 32, расположенные в НЯ 30 каждой из ЭФЭ 3-14, меняя траектории 325 37 движения мелющих тел таким образом, чтобы все мелющие тела 32, расположенные в НЯ 30, совершали движение, тем самым измельчали частицы материала. Такая высота Н ЭФЭ обеспечивается тем, что если вер0 хняя точка, например, ЭФЭ 5 располагается на пересечении его образующей 25 с образующей 28 ЭФЭ 6, расположенного перед ЭФЭ 5 в направлении 26 вращения барабана 1 мельницы. Верхняя точка ЭФЭ б распо5 ложена на пересечении его образующей 28 с образующей 23 ЭФЭ 3, расположенного перед ЭФЭ 6. Верхняя точка ЭФЭ 3 расположена на пересечении его образующей 23 с образующими 27 ЭФЭ 4, расположенного перед ЭФЭ 3. Верхняя точка ЭФЭ 4 расположена на пересечении его образующей 27 с образующей 24 ЭФЭ 5, расположенного перед ЭФЭ 4. Такое расположение верхних точек характерно для каждого из последующих ЭФЭ 7-14.

Если высота Н каждого из ЭФЭ 3-14 будет меньше рекомендуемой, то не все мелющее тела 32, расположенные в НЯ 30, начинают перемещаться, вследствие этого не достигается возможная эффективность процесса измельчения. Если высота Н каждого из ЭФЭ 3-14 больше рекомендуемой, то траектория 33-37 движения мелющих тел 32, составляющих загрузку 31, изменяются таким образом, что они ударяют по внутренней поверхности барабана 1 и по ЭФЭ, вызывая преждевременный износ футеровки 2 и ЭФЭ 3-14. При этом также снижается производительность мельницы по готовому продукту, так как мелющие тела 32 ударяют в тех зонах футеровки 2 и ЭФЭ 3-14, в которых отсутствуют частицы измельчаемого материала.

Если нижние концы 21, 22, 25 и 26 каждого из ЭФЭ будут расположены на высоте, большей, чем Н ()d, например на высоте h 17d, то часть мелющих тел 32, расположенных в НЯ 30, останутся неподвижными, вследствие чего эффективность процесса измельчения возрастет недостаточно. Если нижние концы 21, 22, 25 и 26 каждого из ЭФЭ будут расположены на высоте, меньшей, чем h 8d, например 7d, то ЭФЭ будут захватывать собой мелющие тела 32, достаточно эффективно измельчающие материал, тем самым не влияя на повышение эффективности процессов измельчения.

Образующие 23, 24, 27 и 28 каждого из ЭФЭ являются частью логарифмической спирали. Это условие обеспечивает минимальный износ поверхности ЭФЭ. Если поверхность ЭФЭ выполнена, например, плоской - образующие 23, 24, 27 и 28 представляет собой прямые линии, то ЭФЭ особенно быстро изнашиваются в средней части, что приводит к их преждевременному выходу из строя. Если образующие 23,24 27 и 28 поверхностей каждого из ЭФЭ выгнуты в обратную сторону, это также приводит к быстрому износу ЭФЭ и существенно изменяет траектории 33-37 движения мелющих тел 32, вследствие чего эффективность процесса измельчения повышается незначительно.

ЭФЭ 3-14 должны быть наклонены в направлении 29 вращения барабана мельницы. Этим самым обеспечивается минимальное увеличение мощности,

затрачиваемой на дополнительное перемещение мелющих тел 32 и разрушение застойной зоны в НЯ 30. Если ЭФЭ 3-14 наклонить в обратном направлении, например, изменить направление 29 вращения барабана 1 на противоположное, то существенно изменится кинетика (траектории 33- 37) движения мелющих тел 32, эффективность процесса измельчения снизится, в несколько раз возрастает потребляемая мощность.

Установка ЭФЭ по предложенной схеме на лабораторной мельнице 0,5x2,0 м позволила повысить производительность мельницы с 90 до 187 кг/ч, при этом потребляемая мощность привода возросла на 30%, удельный расход электроэнергии снизила (за счет увеличения производительности) с

40 до 25,6 кВт-ч/т.

Измельчению подвергался клинкер вращающихся печей фракции (-2) (,63)мм до 10% остатка на сите 008 (80 мкм).

Применение предлагаемого,технического решения возможно в серийных шаровых барабанных мельницах, обеспечивает повышение производительности и снижение удельного расхода энергии.

Формула изобретения

1. Шаровая мельница, содержащая загруженный мелющими телами барабан с торцовыми крышками, размещенные рядами со смещением по периметру барабана в

.каждом из двух рядом расположенных рядов, энергообменные футеровочные элементы, загрузочную и разгрузочную цапфы, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса измельчения,

энергообменные футеровочные элементы выполнены наклоненными в направлении вращения барабана, нижний конец каждого энергообменного футеровочного элемента расположен на пересечении образующих

поверхностей данного энергообменного футеровочного элемента и энергообменного футеровочного элемента, расположенного в том же ряду на противоположной стороне барабана, а верхний конец каждого энергообменного футеровочного элемента расположен на пересечении образующих поверхностей данного энергообменного элемента и расположенного перед ним энергообменного футеровочного элемента в

направлении вращения барабана мельницы, при этом образующая каждого энергообменного футеровочного элемента имеет форму части логарифмической спирали.

2 . Мельница поп 1.отличающаяся тем, что расстояние между нижним концом

716784488

каждрго энергообменного футеровочного бана мельницы равно h (8-10)d, где d элемента и внутренней поверхностью бара- диаметр средневзвешенного шара.

Изобретение относится к оборудованию для тонкого измельчения, в частности к шаровым мельницам, и может быть использовано при измельчении различных материалов в промышленности строительных материалов, горнорудной, химической и энергетической промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса измельчения. Шаровая мельница выполнена в виде барабана 1, внутренняя поверхность которого футерована сменными бронеплитами 2. Энергообменные футеро- вочные элементы крепятся к барабану посредством лап. Новым в шаровой мельнице является то, что энергообменные футеро- вочные элементы выполнены наклонными в направлении вращения барабана, нижний конец каждого энергообменного футеровоч- ного элемента находится на пересечении образующих поверхностей данного энергообменного футеровочного элемента и энергообменного футеровочного элемента, . расположенного в том же ряду на противоположной стороне барабана. Образующая поверхность каждого энергообменного футеровочного элемента является частью логарифмической спирали 1 з п ф-лы. 5 ил, (Л

31

Фиг. 4.

ю

30

34

37