Анализ и классификация существующих футеровок шаровых барабанных мельниц

Основное назначение футеровочных плит - защита корпуса мельницы от из­носа, а также для сообщения такой траектории движения мелющих тел, которая обеспечит максимальную эффективность процесса измельчения.

Профиль футеровки барабана зависит от нескольких факторов: крупности из­мельчаемого материала и используемых для этого размеров мелющих тел; часто­ты вращения и диаметра барабана мельницы и др. Соответствующий профиль фу­теровки требуется для мельниц, работающих в различных стадиях измельчения.

Футеровочные плиты различаются по размеру, материалу, из которого они из­готовлены, способу крепления к корпусу мельнице и форме рабочей поверхно­сти [14].

По типу профиля футеровки внутренней поверхности барабана мельницы классифицируются на гладкие, ступенчатые, волнистые, комбинированные, риф­леные, ячеистые, каблучковые и т.д.

Износостойкость футеровочной плиты и высота подъема мелющих тел зависят от геометрической формы рабочей поверхности футеровки. При проектировании новых видов футеровок одной из целей является уменьшение скольжения мелю­

щих тел и размалываемого материала по поверхности футеровки при рабочей ча­стоте вращения мельницы, что способствует улучшению качества помола, и, как следствие, увеличению производительности. По сравнению с плитами, обладаю­щими плоскими и волнистыми рабочими поверхностями, более износостойкими являются футеровки каблучкового типа, так как под действием множества ударов мелющих тел их выступы получают упрочнение (холодный наклеп) [41, 42].

На рисунке1.1 приведена классификация основных типов футеровок [53, 66, 97].

Рисунок 1.1 Типы профилей футеровочных плит шаровых мельниц:

а - одноволновой; б - двухволновой; в - каскадный; г - блочный; д - с подъемной планкой; е - унифицированный; ж - плоский; з- цилиндрический полочного типа из стального проката; и - ступенчатый; к - каблучковый обыкновенный; л - конусно-ступенчатый с каблучковой по­верхностью; м - резиновая.

Для рационального распределения (классификации) мелющих тел по размеру в направлении движения измельчаемого материала используют классифицирующие цилиндрические самосортирующие бронефутеровки полочного типа (рису­нок1.1,з).

Классификация мелющих тел также происходит при использовании бронеплит конусно-ступенчатой формы с каблучковой поверхностью и конусно-волнистой формы (рисунок1.1,л). Самосортировка мелющих тел при использовании конус­ных плит состоит в самораспределении по длине мельницы шаров разного диа­метра. Футеровка устанавливается так, чтобы рабочая поверхность плиты образо­вывала набор коротких усеченных конусов, которые обращены своим большим основанием в сторону загрузки. Подобное расположение плит гарантирует рас­пределение мелющих тел с уменьшающимся размером в сторону движения из­мельчаемого материала. В зоне загрузки находятся шары большего диаметра для разрушения кусков крупного размера, а при их удалении от места загрузки распо­лагаются шары меньшей массы, которые необходимы для измельчения мелкокус­кового материала. Количество таких шаров необходимо большее.

Сцепление между материалом, шарами и плитами достигается за счет каблуч- ковой или волнистой поверхности. Размеры каблучков принимают равными диа­метру самых больших шаров. Установлено, что футеровки быстро изнашиваются при меньшем диаметре каблучков из-за малого сцепления с шаровой загруз­кой [75]. Расстояния между каблучками выбирают исходя из следующего усло­вия: самые малые шары не должны заклиниваться между каблучками [65].

Отметим существующие недостатки конусно-ступенчатых футеровочных плит: существенное уменьшение полезного объема мельницы; быстрое изнаши­вание каблучковой поверхности в области работы крупных шаров; забивание про­странства между каблучками шарами малого диаметра, что приводит к снижению

коэффициента сцепления; сложность в изготовлении.

Одними из самых распространенных футеровочных плит цилиндрической ча­сти барабана шаровых мельниц, выпускаемых отечественными заводами, являют­ся ступенчатые футеровки (рисунок1.1,и) [65].

Резиновая футеровка (рисунок 1.1 , м) применяется при следующих условиях эксплуатации мельниц: среда должна быть нейтральной, кислотность pH допуска­ется не более 8-10 единиц; температура среды не выше 80°С; диаметр загружае­мых шаров не более 80 мм; размер частиц загружаемого материала на бо­лее 20 мм [71, 108].

Облицовка резиновыми износостойкими элементами с целью защиты от ин­тенсивного абразивного износа стальные части рудоразмольных мельниц, грохо­тов, агломерационных агрегатов и других машин является важнейшей актуальной задачей современного машиностроения.

Массивные защитные резиновые футеровки позволяют экономить сотни тонн дорогостоящих дефицитных хромоникелесодержащих высоколегированных ста­лей, обеспечивает длительную работу оборудования - в течение заданного меж­ремонтного периода всей линии в целом. Такие футеровки гарантируют снижение шума и создают условия для облегчения труда персонала. В футеровках из рези­ны обычно применяется схема "лифтер - плита", что обусловлено характеристи­ками износа этого материала.

Футеровки обычно изготавливаются в виде отдельных плит соответствующих размеров. Габаритные размеры футеровочных плит определяются исходя из воз­можности их подачи внутрь барабана мельницы через люк или загрузочную цап­фу, а также масса плит при толщине в пределах 40 - 50 мм; ширине как правило 300 - 400 мм; длине 350 - 500 мм равна 25-60 кг.

Различают следующие способы крепления футеровки: болтовой и безболто- вой [14, 65]. Чаще всего плита крепится к корпусу мельницы одним или двумя болтами. Особое значение уделяется надежности крепления плиты к корпусу.

Безболтовая технология крепления плит предполагает стыковку футеровок за

счет краев необходимой высоты отдельных плит друг с другом. Сначала уклады­вается половина футеровок, на крайние плиты устанавливается распорка, затем мельница проворачивается на половину оборота корпуса, и устанавливаются остальные плиты. Последняя футеровка устанавливается с помощью вспомога­тельных клиновых элементов, расположенных в диаметрально противоположных местах по кольцеобразному ряду плит.

Футеровка внутри барабана мельницы укладывается таким образом, чтобы за­зоры между плитами, направленные вдоль оси вращения корпуса, составляли прямую линию, а зазоры, идущие поперек корпуса, образовывали зигзагообраз­ную линию (рисунок1.2,а). При такой схеме расположения плит исключается возможность перекатывания размалываемого материала вдоль поперечных зазо­ров и истирания им корпуса мельницы [11, 94].

Рисунок 1.2 Схемы укладки футеровочных плит по корпусу мельницы:

а) с зигзагообразными поперечными швами; б) с прямыми поперечными швами.

Также в производстве нашли широкое применение футеровочные плиты, ко­торые размещены прямыми рядами вдоль и поперек корпуса мельницы (рису­нок 1.2, б). Таким образом, укладка плит допустима лишь тогда, когда мельница предназначена для измельчения неабразивных материалов (например, угля) [14].

1.1.1