Система гумових футерівок кульових барабанних млинів

Дезінтеграція мінеральної сировини в барабанних млинах є, і довгий час буде залишатися, найпоширенішим і енергоємним способом подрібнення. Величезні обсяги переробляються, традиційна технологія переробки призводять до того, що витрати електроенергії в кінцевому підсумку визначають можливість розвитку виробництва. Зниження енергоємності процесу подрібнення, підвищення продуктивності барабанних кульових млинів є постійною вимогою виробництва. Конструкції барабанних млинів досягли певної межі вдосконалення. Велика кількість використовуваних млинів унеможливлює швидкі принципові зміни технології подрібнення. Тому, вдосконалення конструкцій і матеріалів футерівок барабанних млинів було і залишається актуальним завданням. [1]

З другої половини минулого століття для виготовлення футерівок замість металу стала використовуватися гума. Гума має здатність до великих оборотних деформацій, високою стійкістю до гідроабразивного і втомлюючого зносу, до корозії. Гумові футерівки кульових барабанних млинів в даний час широко використовуються в гірничо-збагачувальної промисловості. Їх переваги - збільшення виходу продукту заданої крупності, зниження витрат, тіл що мелють і витрат енергії на процес подрібнення, збільшення міжремонтного циклу експлуатації комплекту футерівки, зниження шуму. Однак, до теперішнього часу область використання гумових футерівок барабанних млинів обмежується 2-3-й стадіями подрібнення з кулями 60 - 40 мм і стадією до подрібнення з ципбельсами. У млинах з кулями 100мм гумова футерівка не використовується.

Для подальшого вдосконалення процесу подрібнення мінеральної сировини в барабанних млинах підприємством ТОВ «НВП ВАЛСА ГТВ» (м. Біла Церква) розроблена енергозберігаюча ES-технологія подрібнення (ES-Technology – Energy Saving Technology). Метою проведеної роботи є підвищення ефективності роботи не окремого млина, а всієї технологічної лінії складається з кульових барабанних млинів існуючих конструкцій. Головна відмінність запропонованої технології - зміна механізму взаємодії маси, що мелеться з футерівкою барабану кульового млина, зміна траєкторії переміщення тіл, що мелються в обсязі завантаження шляхом використання на кожній стадії подрібнення гумової футерівки відповідної конструкції [2]. Конструкції елементів футерівки барабана млина: завантажувального і розвантажувального кришок, розділових ґрат і елеваторів, склад і властивості використовуваних для їх виготовлення гум підбираються для кожної стадії подрібнення з урахуванням крупності і міцності матеріалу, що поступає, його абразивності. При виборі форми робочої поверхні елементів футерівки, їх розмірів враховуються діаметр використовуваних куль, що мелють, розмір млина і спосіб його розвантаження, характер і інтенсивність зносу футерівки по довжині барабана. Таке рішення дозволяє підвищити продуктивність млина, знизити енергоспоживання і витрати тіл, що мелють, прогнозувати гарантійний термін експлуатації комплекту футерування. Пропоновані конструкції комплектів футерівок не вимагають зупинки млина для заміни окремих елементів футерівки протягом усього гарантійного терміну експлуатації.

Унікальною розробкою підприємства ТОВ «НВП ВАЛСА ГТВ» є футерівка барабана гумовими плитами Н-хвиля млина МШР з кулями ≤ 100мм. Робоча поверхня плит утворена двома площинами, одна з яких горизонтальна, а друга нахилена до неї під кутом в межах 100 - 1750 (Мал.1) [3]. Гума плити має високу міцність і стійкістю до проколу, надрізу великими шматками руди. Плити футерування мають змінну висоту по довжині барабана млина з урахуванням інтенсивності їх зносу (Мал.2) [4]. Вибір пропонованої конструкції підтверджується результатами її промислових випробувань різних ГЗК з кулями 100 мм і розміром завантажуються шматків залізної руди 25 - 0 мм.

Виробничі випробування комплектів гумових футерівок показали, що для гумових футерівок млинів з кулями 100 мм необхідно забезпечити надійність роботи не тільки футерівки барабана, але і гумовими роздільними ґратами і, особливо, футерівка завантажувальної кришки млина. Футерівка завантажувальної кришки млина піддається найбільш інтенсивному зносу.

Розвантажувальна решітка млина виконана з гуми і має металевий каркас. Металевий каркас розвантажувальної решітки тільки частково втоплений в масив гуми, що полегшує переміщення шматків руди через отвори в решітці (Рис.3) [5]. У зоні максимального зносу гумової решітки, ближче до поверхні барабана, на решітці є підвищення, яке вирівнює знос поверхні гумової решітки по діаметру млина [6]. Футерівка завантажувальної кришки виконана із спеціальних матеріалів, що мають виняткову стійкість до порізів і механічних пошкоджень великими шматками матеріалу, що завантажується.

Для барабанних млинів з кулями Ø 40 - 60 мм пропонується футерівка «хвиля» (уточнити назву). Плити футерівки виконані з гуми з високою стійкістю до абразивного і гідроабразивного зносу. Робоча поверхня плит має форму тригранної трапеції. Геометрія робочої поверхні плит виконана з урахуванням діаметра використовуваних куль, що мелють і забезпечує ковзання шару куль, що примикають до футерівки, по її поверхні. (Мал.4) [7]. Це забезпечує участь в процесі подрібнення матеріалу стиранням всієї поверхні футерівки, що контактує з тілом завантаження і всіх куль, що примикають до футерівки. При ковзанні додатково активуються вертикальні переміщення в шарах куль, найближчих до поверхні футерівки. Результатом ковзання куль по поверхні футерівки, активізації їх вертикальних переміщень, є збільшення продуктивності млина по виходу продукту заданої крупності. В процесі експлуатації футерування, по діаметру млини на поверхні плит утворюються кільцеві струмки, відповідні діаметру використовуваних куль (Мал.5). Вони збільшують загальну площу поверхні подрібнення продукту стиранням. При цьому, в пульпі, що знаходиться біля поверхні футерівки, концентруються більш дрібні частинки. В результаті стирання їх між поверхнею футерування і кулями в готовому продукті збільшується частка дрібної фракції.

Ковзання завантаження по поверхні футерівки знижує точку відриву зовнішнього шару куль від поверхні футерівки. Потік маси падаючих куль стає більш щільним, що сприяє підвищенню інтенсивності подрібнення матеріалу між кулями в області, де проходить основний обсяг подрібнення [8].

Зазначені конструктивні особливості пропонованих гумових футерівок і матеріалів для їх виготовлення збільшують продуктивність млинів, зменшують питоме споживання енергії на кожній стадії подрібнення. Зниження точки відриву від барабана зовнішнього шару куль знижує ймовірність падіння куль на поверхню футерівки, ймовірність її механічних пошкоджень. Зміна форми потоку маси, яка мелеться, використання гум з високою стійкістю до абразивного і гідроабразивного зношування дозволяє збільшити термін експлуатації гумової футерівки, знизити витрату куль.

Ефективність використання конструкцій гумових футерівок виконаних за енергозберігаючою ES-технологія подрібнення підтверджені результатами експлуатаційних випробувань протягом кількох років комплектів гумових футерівок на Полтавському, Північному, Південному, Інгулецькому ГОКах (Україна), ССГПО (Казахстан), «СГОК» Старий Оскол, «РУСАЛ» Ачинськ (Росія), «Асарел-Медет» АТ (Болгарія). Всього виготовлено та перевірено в експлуатації більше ______ комплектів футерівок.

Досвід експлуатації показав, що запропоновані конструкції футерівок можуть використовуватися як при переробці залізних руд, так і при збагаченні руди кольорових металів, алюмінію і в інших галузях промисловості.

Повністю використовувати переваги пропонованої енергозберігаючої ES-технології подрібнення можливо тільки в тому випадку, коли для кожного млина в технологічній лінії обрана оптимальна конструкція і матеріал футерівки.