Вопрос: Обслуживание шаровой мельницы.

Ответ: Барабанные шаровые мельницы, которые являются основным измельчительным оборудованием на фабриках, перерабатывающих руды цветных и редких металлов, различаются между собой способом разгрузки измельченного продукта: мельницы с центральной разгрузкой и мельницы с разгрузкой через решетку или диафрагму.

1)

Рис. 33. Шаровая мельница с центральной разгрузкой

Шаровая мельница с центральной разгрузкой (рис. 33) состоит из цилиндрического барабана 1, изготовленного из сварных или клепаных стальных листов большой толщины. На обоих концах барабана крепятся торцевые крышки 2 и 3 с пустотелыми цапфами из литой стали. Посредством цапф корпус мельницы опирается на коренные подшипники 4. Барабан мельницы и торцевые крышки с внутренней стороны футеруются износоустойчивыми футеровочными плитами 5. Исходный материал в мельницу загружается питателем через пустотелую загрузочную цапфу 9, а измельченный материал в виде пульпы разгружается с противоположной стороны мельницы через полую разгрузочную цапфу 10 диаметр которой несколько больше диаметра загрузочной для создания самотека пульпы. Горловина разгрузочной цапфы имеет спираль с вращением, обратным вращению мельницы для удаления изношенных шаров. В корпусе барабана имеется один или два люка 11 для осмотра, ремонта мельницы и подачи футеровочных плит. Для закрепления этих плит в корпусе барабана мельницы имеются отверстия для болтов.

Привод мельницы осуществляется от асинхронных или синхронных двигателей через редуктор или непосредственно от электродвигателя через малую венцовую шестерню 7 и большую венцовую шестерню 6, укрепленную на барабане мельницы.

Исходный материал в мельницу поступает через питатель, который укрепляется на загрузочной цапфе мельницы. Применяется три типа питателей : барабанный, улитковый и комбинированный ( рис.34). Шаровые мельницы с центральной разгрузкой большого объема имеют безредукторный привод с помощью кольцевого тихоходного синхронного электродвигателя, расположенного непосредственно на барабане мельницы, что позволяет регулировать частоту вращения мельницы в соответствии с характером измельчаемого материала, повысить производительность по готовому классу, снизить удельные расходы электроэрегии и износ футеровки.

2) Принцип работы шаровых, стержневых, рудногалечных и мельниц самоизмельчения одинаков, поэтому достаточно рассмотреть теоретические основы измельчения в мельницах одного типа – шаровых.

В шаровых мельницах дробящей средой являются кованые или штампованные шары, которые при вращении мельницы благодаря трению увлекаются внутренней поверхностью барабана , поднимаются на определенную высоту и, падая, измельчают куски руды . В зависимости от скорости вращения барабана мельницы могут работать в каскадном, водопадном или смешанном режимах. При очень большой скорости вращения барабана шары под действием центробежной силы прижимаются к внутренней поверхности барабана и вращаются вместе с ним. В этом случае шары первого или наружного слоя не производят измельчение руды. Такая скорость вращения мельницы называется критической. Для того, чтобы шары первого слоя производили измельчение руды, скорость вращение барабана должна быть меньше критической. В этом случае шары будут двигаться вместе с внутренней поверхностью барабана по круговой траектории до определенной точки А, а затем оторвавшись, будут падать по параболической траектории ( рис. 31)

Траектория движения шаров и схема к расчету скорости вращения мельницы

Чем выше точка подъема шара, тем больше скорость падения его и большее ударное действие на руду в точке В в момент падения, т.е в этом случае кинетическая энергия , идущая на измельчение, будет иметь наибольшее значение.

В зависимости от скорости вращения барабана мельницы при заполнении мельницы шарами и рудой до 40% объема мельницы работают в каскадном, водопадном, смешанном режиме. При каскадном режиме( 50-60% критической скорости) шары , поднимаясь на небольшую высоту, скатываются вниз, измельчая руду истиранием и раздавливанием . Применяется этот режим, в основном, при работе стержневых мельниц, для получения равномерного по крупности продукта, например, перед обогащением гравитационными методами. При водопадном режиме, который осуществляется при скорости вращения барабана 75-88% от критической, шары переходят с круговой траекторию на параболическую и осуществляют измельчение руды за счет удара падающих шаров и частично истиранием ( рис. 32).

Применяется этот режим при измельчении крупнодробленой и твердой руды.

3) Следует учитывать, что при загрузке мельницы шарами одного диаметра эффективность измельчения и производительность мельницы снижаются. Поэтому шаровая загрузка должна содержать шары различного диаметра. Шары большого диаметра измельчают крупные куски руды, а шары среднего и малого диаметра истирают мелкие куски руды. Однако мелкие шары диаметром 25-50 мм не рекомендуется применять совместно с крупными, т.к. они будут занимать свободное пространство между крупными шарами и в значительной степени будут принимать удар и истирание на себя, что способствует их быстрому износу и удалению из мельниц.

Поэтому производится рационная догрузка мельниц шарами различного диаметра при определенном соотношении, которое определяет эффективную работу мельницы. В таблице 16 приведено соотношение шаров различного диаметра в загрузке шаровых мельниц.

При длительной работе мельницы шары и стержни истираются, меняют форму и ухудшают измельчение. Изношенные мелкие шары удаляются из мельницы непрерывно, а находящаяся в мельнице шаровая загрузка периодически подвергается пересортировке. Эта операция совмещается с перефутеровкой барабана мельницы, т.е. с заменой износившейся футеровки. Для этого из мельницы выгружаются все шары, которые разделяют по классам крупности на сортировочной установке. Мелкие шары ( 10-15 мм) и шары, потерявшие форму удаляются, а в мельницу догружают новые шары соответствующего диаметра. Такая сортировка проводится один раз в 2-3 месяца, что способствует поддержанию эффективности измельчения.