Измельчение материалов

Схему измельчения материалов электродных покрытий с дове­дением их до необходимого гранулометрического состава опреде­ляют конкретные условия данного электродного производства. Однако для всех электродных производств, измельчающих куско­вые материалы, основными и необходимыми операциями являются крупное дробление, среднее дробление, тонкое измельчение с по­следующей классификацией для отделения материала требуемой грануляции.

Крупное и среднее дробление загрязненных кусков материалов (мрамора, полевого шпата и др.) целесообразно проводить не­посредственно после промывки, так как увлажненный материал существенно меньше пылит. В этом случае сушку материалов осу­ществляют перед тонким измельчением.

На некоторых производствах в процессе крупного дробления проводят грохочение материала, во время которого отбирают мел­кую фракцию, пригодную для тонкого измельчения. В этом случае на среднее дробление поступают только сравнительно крупные ку­ски, что обеспечивает более эффективное сокращение их размеров.

При вертикальной схеме размещения оборудования материал непосредственно после крупного дробления проходит среднее. По­сле этого целесообразно провести грохочение с целью задержки крупных кусков, нуждающихся в дополнительном дроблении. Это обеспечивает не только повышенную производительность оборудо­вания для тонкого измельчения, но и большую возможность полу­чения порошков требуемой грануляции, без переизмельчения.

Крупное дробление. Для крупного дробления традиционно применяют тцековые дробилки, обеспечивающие наряду с высокой производительностью и высокую степень сокращения в пределах 5-6 (степень сокращения — это отношение размеров куска матери­ала до и после дробления). Процесс дробления сводится к раздав­ливанию кусков материала между щеками (ребристыми плитами), из которых одна совершает качательные движения, обеспечивая периодическое сближение и расхождение щек, а вторая неподвиж­на (рис. 29). Основные технические данные ряда щековых дроби­лок приведены в табл. 33 [23].

Размер кусков материала, загружаемого в дробилку, зависит от ее мощности, размеров приемного отверстия и твердости материала. Например, при дроблении мрамора дробилку можно питать куска-

Рис. 29. Схема щековой дробилки для крупного дробления: 1 — стани­на; 2 — бронеплита на неподвижной щеке; 3 — ось; 4 — маховик; 5 — эксцентриковый вал: 6 — шатун; 7 — пружина; 8 — тяга; 9 — регу­лировочное устройство; 10 — распорные плиты; 11 — вкладыш; 12 — бронеплиты; 13 — подвижная щека

ми максимально допустимого размера, принимаемого равным 0,85 ширины приемного отверстия, при дроблении ферросплавов высо­кой твердости размер кусков не должен превышать 140-160 мм.

Ферросплавы с высокой вязкостью, такие как малоуглероди­стый феррохром или ферровольфрам, следует дробить после за­калки (нагрев до 850-900 °С, выдержка 30 мин, охлаждение в холодной воде).

Материалы следует дробить только после тщательной очистки дробилки, а также приемного устройства для дробленого материала (контейнера, транспортера и т. д.).

Дробилку необходимо включать после включения вентиляции. Дробление материала следует начинать после набора дробилкой полного числа оборотов. Выключение дробилки следует произво­дить в обратном порядке: после полного дробления всего загружен­ного материала выключают дробилку, а затем вентиляцию.

Таблица 33. Техническая характеристика щековых дробилок

ЩДС-

180x250

200

250

о

00

ч-Ч

О

г-

ч-Н

5-30

ю

7,5

1800х930х

1340

т—1

VI

ЩД-130

250

Размер приемного отверстия, мм:

250

О

<х>

Т-Н

О

СО

Т-Н

13-45

3,3

7,5

2400x1200

ХІ335

to

ч-Н

ДЛЩ-

80Х.150А

250

О

Ю

Т“Н

О

00

70

1-20

0,3-1,0

950х430х

540

00

©

СМД-109А

О

О

со

006

400

340

40-90

23-53

45

О

О

to О CN О X CN О CN О X CN CN

00

О

тн

СЫ­

НЕ

009

400

340

75-100

8,5-22

I

1

4,

5^

006

400

340

О

О

Т“Н

1

О

00

1

о

CN

80

і

1

40

СМ - 182 А

400

250

О

Т“Н

CN

О

00

1

о

CN

1

і

3,5

009

400

340

О

о

ч-Н

1

О

1

ю

1

Параметр

Предел прочности материала при сжатии, МПа, макс.

длина

ширина

Наибольший размер куска, мм

Ширина выходного отверстия, мм

Производительность, т/ч:

по мрамору

по ферросилицию

по металлическому хрому

Мощность электродвигателя, кВт

Габаритные размеры, мм

Масса, т

Щековые дробилки в большинстве своем комплектуют дробя­щими плитами с треугольными или трапециидальными рифления­ми, причем выступы рифлений одной плнты располагают против впадин рифлений другой. Однако можно встретить и другие реко­мендации: по установке зубьев противоположных плит друг против друга; но применению дробящих плнт с гладкой поверхностью, осо­бенно для мелкого дробления крупных пород, для феррохрома [24].

Более совершенными по сравнению с щековыми являются виб- рационно-щековые дробилки (ВЩД), принципиальная схема кото­рых показана на рис. 30, а техническая характеристика приведена в табл. 34.

Дробилки ВЩД эффективны прн дроблении наиболее прочных материалов благодаря ударному характеру воздействия щек. От стандартных щековых дробилок их отличают следующие основные преимущества: высокая степень сокращения (более 10, т. е. в 1,5-2 раза выше); отсутствие поломок при попадании недробимых тел с их автоматическим пропуском; отсутствие динамических на­грузок на опорную площадку (отсутствие массивного фундамента); возможность работы как при дозированном питании, так и «под за­валом» с целиком заполненной камерой дробления; малая степень пыления [25].

Схема установки дробления ферросплавов, оснащенной ВЩД, показана на рис. 31, а гранулометрические кривые для ферротитана и ферросилиция, полученные при работе такой установки, — на рис. 32. Из графика видно, что максимальная крупность получаемо-

Таблица 34. Техническая характеристика дробилок ВЩД

Параметр

Размер приемного отверстия, мм

80x300

130x300

440x800

Максимальная производительность на материале средней прочности, т/ч

1

1,5

35

Наибольшая крупность исходного питания, мм

65

110

350

Крупность готового продукта, мм

15

20

45

Частота колебаний щек, мин 1

1500

1500

1000-1500

Мощность привода, кВт

2x7,5

2x11

2x30

Габаритные размеры дробилки с приводом и загрузочной воронкой, мм:

длина

1500

1760

2600

ширина

1240

1370

2100

высота

1400

1200

2000

Масса, т

1,4

1,5

15

Рис. 31. Установка дробления ферро­сплавов: 1 — бункер исходного питания; 2 — рассеивающая решетка; 3 — шибер; 4 — наклонный желоб; 5 — приемная воронка; 6 - ВЩД 440x800; 7 — разгрузочная камера; 8 — контейнер готового продукта; 9 — тележка с приводом; 10 — отгрузочный контейнер; 11 — рама; 12 — вибропитатель;

13 — вибро­побудитель; 14 — грейферный кран

Рис. 32.

Гранулометри­ческие кривые дробленных на ВШЛ 440x800 ферротитана (1) и ферро­силиция (2)

Крупность сеток, мм

го продукта составляет около 40 мм. Около 50% имеют крупность примерно 20 мм, что позволяет отправлять эту часть сразу на из­мельчение, минуя среднее дробление.

Особо отметим, что при использовании дробилок ВЩД 130x300 и ВЩД 80x300 необходимость в последующем среднем дроблении отпадает (табл. 35).

Среднее дробление. Типовым оборудованием для среднего дробления кусковых материалов является валковая дробилка с гладкими валками (рис. 33). Реже для среднего дробления приме­няют щековые дробилки со сложным качанием щеки, конусные или молотковые дробилки. Валковые дробилки просты по конст­рукции, надежны в эксплуатации и обладают высокой производи­тельностью, обеспечивая степень сокращения в пределах 3 5. Про­цесс дробления сводится к раздавливанию кусков материала между гладкими валками, вращающимися навстречу друг другу.

Валковые дробилки наиболее приспособлены для переработки материалов, склонных к налипанию. Существенным недостатком

Таблица 35. Крупность ферромарганца, дробленного в ВЩД 80x300

Исходный материал

Величина куска, мм

>100

<100-75

<75-50

<50-32

<32

Содержание фракции, масс. %

3,2

13,3

46,5

23,5

13,5

Готовый продукт

Величина куска, мм

>32

<32-20

<20-10

<10

Содержание фракции, масс. %

6,5

58,1

21,6

13,8

Примечание. Подача материала до 1000 кг/ч.

валковых дробилок является интенсивное и неравномерное изнаши­вание рабочих поверхностей валков при обработке прочных и абра­зивных материалов. Основной износ приходится на среднюю часть валков. Валки можно многократно восстанавливать наплавкой.

Для предохранения механизма дробилки от поломок один из валков подпружинивают сильными пружинами, которые в случае захвата валками чрезмерно твердых кусков принимают усилие на себя, сжимаются, и зазор между валками увеличивается. Основная характеристика валковых дробилок приведена в табл. 36.

Подготовку валковой дробилки к работе, ее пуск и остановку выполняют в той же последовательности, как щековой дробилки.

вая дробилка) приведена в табл

V777777777777777777777777777777777777P77777,

Рис. 33. Валковая дробилка с гладкими валками: 1 иЗ — глад­кие валки; 2 — загрузочный бун­кер; 4 — дробленый материал; 5— транспортер для дробле­ного материала

Типичная крупность ряда материалов высокой и низкой твердо­сти после двухстадийного дробления (щековая дробилка — валко­

37.

Рационально применение в электродном производстве для совмещенного крупного и сред­него дробления комбинирован­ных щекововалковых дробилок типа СМД-115 с вертикальным расположением агрегатов. При этом исключаются промежуточ­ные перегрузки и перемещения материалов, минимизируются потребные производственные площади.

На ряде электродных произ­водств для измельчения фер­росплавов используют конус­ные инерционные дробилки (КИД) — вибрационные из­мельчители с рабочей камерой, образованной внутренним и охватывающими его внешними мелющими телами (рис. 34). Измельчитель состоит из уста­новленной на амортизирующем фундаменте станины 1, на кото­рой смонтирован наружный дробящий конус 4 и сферичес-

Таблица 36. Основные характеристики валковых дробилок

Параметр

ДГ 40x25

ДВГ-ЗМ

СМ-12

ДГ

600x400

Предел регулировки щели, мм

2-12

2-10

10-30

2-14

Наибольший размер куска материала, мм

20

40

85

40

Максимальная производительность, ь?/ч

12

50

40

25

Размер валков, мм:

диаметр

400

600

600

600

длина

250

400

400

400

Скорость вращения валков, мин-1

200

180

75

Мощность электродвигателя, кВт

4

7

20

20

Габаритные размеры, мм:

длина

2200

2630

2235

3300

ширина

1260

1520

1720

1800

высота

820

955

810

1320

Масса, кг

1780

3442

3375

5300

кая опора 3 внутреннего подвижного дробящего конуса 2. Обра­щенные друг к другу поверхности конусов образуют мелющую ка­меру. Усилие, прижимающее подвижный конус к внутренней по­верхности наружного конуса в результате действия центробежной силы, регулируют дебалаисным устройством 5, закрепленным в нижней части внутреннего конуса [26].

Таблица 37. Типичная крупность кускового материала для питания шаровой или стержневой мельницы

Материал

Размер ячейки сита, мм

20

10

5

5

проходит сквозь сито, % мин.

остаток на сите, % макс.

Феррованадий

2

10

40

50

Металлический хром

6

30

40

20

Ферросилиций ФС45

2

15

35

45

Мрамор из блока

1

10

45

40

*

Регулируемыми параметрами, влияющими на степень измель­чения материала и производительность КИДов, являются статиче­ский момент дебаланса вибратора, число его оборотов, размер раз­грузочной щели.

Измельчители КИД обеспечивают динамическое взаимодейст­вие дробящих тел без кинематического ограничения их взаимного перемещения. Создаются условия для внутрислойного разрушения, исходный материал испытывает объемное напряженное состояние. С момента входа в мелющую камеру и до выхода из нее (10-20 с) исходный материал находится в объемном напряженном состоянии, с многократным повторением циклов сжатия, изгиба и снятия на­грузки. При этом материал разрушается преимущественно по меж - кристаллическим поверхностям, поэтому удельные затраты энергии на измельчение малы, материал мало разогревается. Измельчаемый материал быстро проходит через мелющую камеру, что уменьшает взрывоопасность процесса при переработке ферросплавов.

Материал может поступать в мелющую камеру из бункера под давлением собственной массы — самотеком без применения дози -

руюших и питающих устройств. При этом дробилка работает «под завалом». Размеры кусков подаваемого материала при работе на наиболее распространенной модели КПД-300 не должны превы­шать 20 мм, в противном случае возможно заклинивание установки.

Измельчение неактивных ферросплавов проводят в воздушной среде. ДЛЯ активных необходима их предварительная обработка плен­кообразующей жидкостью и применение воздушной газовой среды.

Для локализации пылевыделений может быть применено аспи - рационное укрытие узла загрузки измельчителя с аспирационным отсосом (рис. 35). При этом предусмотрен обводной канал, соеди-

няющий полость приемного бункера измельченного материала с укрытием узла загрузки измельчителя. Если по конструктивным условиям устройство обводного канала нецелесообразно или не­возможно, для аспирации узла разгрузки следует предусмотреть эжекционный отсос от бункера (на рис. 35 он показан пунктиром). Такая система аспирации снижает унос порошкового материала с аспирируемым воздухом.

К техническим недостаткам конусных инерционных дробилок следует отнести невысокий выход готового порошка за один про­ход через дробилку, особенно для очень прочных и вязких материа­лов (например, металлического хрома), уже упоминавшиеся жест­кие ограничения по размерам загружаемого куска, трудоемкость ремонта, неуниверсальность. Для сравнительно мягких минералов такие дробилки мало пригодны. В то же время есть положитель­ный опыт использования КИД-300 для измельчения отходов об­мазочной массы.

Для среднего дробления и последующей классификации рудо­минеральных материалов средней твердости может быть примене­на дробильно-просеивающая установка УДП-750, состоящая из молотковой дробилки 3 и привода 2, установленных на раме 1, и вибросита 4, расположенного под дробилкой (рис. 36). Производи­тельность установки зависит от конкретного материала, подлежа­щего дроблению.

Техническая характеристика установки УДП-750:

Производительность по исходному продукту, кг/ч.............................. 750

Максимальный размер исходного продукта, мм................................... 40

Влажность исходного продукта, %, не более......................................... 10

Максимальный размер дробленого продукта, мм..................................... 2

Количество получаемых на сите СВ 2-0,6 фракций....................... 3

Тип дробилки.............................................................. Молотковая

Мощность двигателя, кВт:

дробилки................................................................................................ 22

вибросита....................................................................................... 0,75

Габаритные размеры, мм:

длина................................................................................................ 1560

ширина.......................................................................................... 1270

высота.......................................................................................... 1890

Масса, кг................................................................................................. 750

Достоинства такой установки: высокая ремонтопригодность, обусловленная креплением бронезащиты на болтах и возможностью переворачивания молотков; малые потребные производственные площади; возможность одновременного получения фракций, при­годных для питания в последующем вибромельниц. Необходимым условием устойчивой работы ус­тановки является равномерность подачи исходного материала.

Сушка материалов. Для обеспечения требуемой влажно­сти компонентов в реальных ус­ловиях достаточно часто необ­ходима их просушка. При из­мельчении влажного материала возможно его комкование, на­липание на мелющие тела, фу­теровку мельниц, накапливание в транспортных системах, повы­шенная склонность к сводооб - разованию в системах дозирова­ния. Увлажненные материалы будут забивать сита при просеве и классификации (рис. 37).

Опрессовываемость электродов с применением увлажненных

Таблица 38. Характеристика сушильных линий

Параметр

С прямым обогревом

С косвенным обогревом

Диаметр и длина барабана, мм

1200x6000

1200x6000

1200x6000

Крупность материала, мм

3-5

15

Зернистый и порошковый

Наибольшая влажность материала, %:

начальная

4

15

1,5 2

конечная

0,1

0,1

0,1

Тип горелки в топке

ГИП-5

ГИП-4

ГИП-3

Вид загрузочного устройства

Ковшовый

ленточный

элеватор

Вращающаяся транспортирующая труба

Оборудование для просева

-

-

ЕЗибрационное сито СМ 402

Выгрузка барабана

В контейнер

Пневмотранспортом и в контейнер

Производительность, т/ч

5

0,8

0,8

материалов значительно ухудшается. Самым простым и экономич­ным способом является сушка компонентов на о ткрытых песчаных банях, применяемая в мелких и средних электродных производствах.

Сушку кусковых компонентов производят в печах с выдвиж­ным подом, более мелких — в сушильных механизированных лини­ях (табл. 38). Последние состоят из бункера, на который устанав­ливают контейнер с материалом, вибропитателя, загрузочного уст­ройства, наклонного обогреваемого барабана, топки, дымососа, ви­брационного сита и разгрузочного устройства. Иногда используют различные печи другого назначения. Б любом случае сушку необ­ходимо производить при температурах, не изменяющих состав или свойства материала. Например, при температуре 650 °С происхо­дит диссоциация мрамора но реакции С, аС03 —» Са0+С02. В боль­шинстве случаев достаточна температура, несколько превышающая 100 °С, что рационально и по экономическим соображениям. Уменьшения времени сушки достигают оптимизацией высоты слоя материала и интенсификацией воздухообмена в зоне сушки.

Простым и достаточно надежным способом сушки кусковых рудоминеральных материалов является их продувка после помеще­ния в специальную дырчатую тару потоком горячего воздуха от сушильного агрегата «Марико» [27].

Вибрационная сушилка с трубчатыми электронагревателями (ТЭН) модели СВТ-05 предназначена для нагрева и сушки в не­прерывном режиме сыпучих материалов крупностью до 25 мм при температуре до 500°С. Она состоит из вертикальной трубы (колон­ны) с навитым снаружи транспортирующим желобом, инерцион­ных дебалансных вибровозбудителей и упругой подвески (рис. 38). Снаружи желоб заключен в теплоизоляционный кожух, снабжен­ный открывающимися дверями, и установлен на раме. На внутрен­ней поверхности каждой двери смонтированы ТЭНы. Нагрев и сушка материалов, транспортируемых снизу вверх за счет винтооб­разных колебаний, сообщаемых колонне от привода, от патрубка загрузки — к патрубку выгрузки, осуществляется за счет радиаци­онной, контактной и конвективной передачи теплоты, выделяемой

Рис. 38.

Схема

вибросушилки СВТ 05

Вариант использования загрузочного патрубка

ТЭНами. Воздух, проходящий через сушилку, удаляется вместе с испаренной влагой через патрубок отсоса. Время сушки регулиру­ют изменением вынуждающей силы внбровозбудителя с помощью разворота дебалансов и изменением угла вибрации [28].

Для подачи материала в сушилку используют шнековый пита­тель ПШ-0,56, производительность которого соответствует произ­водительности сушилки. Исполнение шнека, как и рабочего прост­ранства сушилки, из коррозионностойкой стали снижает вероят­ность налипания материала.

Техническая характеристика сушилки СВТ-05: Производительность по исходному продукту, мЛ/ч .. 0,05-0,5 Максимальная мощность электронагревателей, кВт 120

Время сушки, мин................................................................................... 3-8

Объем удаляемых газов

при разрежении в 150-200 Па, мЛ/ч........................................ до 1500

Параметры вибрации:

амплитуда, мм................................................................................. 2-5

частота колебаний, Гц (кол/мин)............................. 16,6. (1000)

Мощность двигателя, кВт........................................................... 2x1,1

Габаритные размеры, мм........................................ 3550x1705х 1100

Масса, кг............................................................................................... 1650

Тонкое измельчение. Тонкое измельчение является одной из ведущих технологических операций, определяющих технологич­ность электродов как в процессе изготовления, так и при сварке. Задачей тонкого измельчения является получение требуемых по­рошков. В общем виде порошок представляет собой совокупность находящихся в соприкосновении индивидуальных твердых тел (или их агрегатов) размером от 0,001 до 1000 мкм [29]. Существен­ное отличие порошкообразного материала от компактных тел со­стоит в наличии избыточной поверхностной энергии из-за боль­шой поверхности порошков. При размерах частиц до 0,01 мкм на­чинают проявляться аномалии в физических свойствах материа­лов. Ансамбль порошинок представляет собой своеобразное мало­связанное тело, занимающее промежуточное положение между жидкими и твердыми телами и имеющее свои особенности по срав­нению с компактными материалами.

В зависимости от вида мелющих тел, используемых в оборудо­вании для тонкого измельчения, различают шаровые и стержневые мельницы. В первых мелющими телами служат стальные шары, во вторых — металлические стержни. Наиболее распространены ша - роные механические мельницы. При измельчении материалов в стержневых мельницах готовый продукт содержит меньше мелких фракций, чем при измельчении в шаровых мельницах.

Реже применяют вибрационные шаровые или стержневые мель­ницы, совсем редко — истиратели, дезинтеграторы, кольцевые мельницы.

Обычная шаровая мельница представляет собой цилиндричес­кую обечайку, с внутренней стороны которой болтами через рези­новую прокладку крепят броневые плиты (футеровку), изготовлен­ные из марганцовистой или хромистой стали. Иногда обечайки со­бирают и сваривают из отдельных плит, рабочая поверхность кото­рых наплавлена износостойким сплавом. Для повышения эффек­тивности работы мельниц футеровочные плиты отливают с утол­щенными ребрами. При сборке футеровки эти утолщения образуют пороги, задерживающие соскальзывание шаров и стержней при вращении мельниц. В настоящее время в качестве футеровки часто применяют бруски из специальной резины, что уменьшает расход шаров и значительно улучшает условия труда вследствие сниже­ния шума.

Для шаровых мельниц длина барабана может быть больше, меньше или равной его диаметру; для стержневых мельниц длина барабана должна быть больше диаметра, что гарантирует правиль­ное положение стержней в рабочем объеме мельницы при ее вра­щении.

По принципу работы шаровые или стержневые мельницы раз­личают с периодической загрузкой (мельницы периодического действия); с непрерывной загрузкой: работающие на проход, с пе­риферической разгрузкой (с непрерывным просевом).

Мельницы с периодической загрузкой. В эти мельницы загруз­ку кускового и выгрузку измельченного материала производят периодически, через люк (рис. 39). Для разгрузки останавливают мельницу и заменяют крышку люка решеткой с необходимым раз­мером ячеек. После этого закрывают кожух мельницы и включают ее. При вращении мельницы измельченный материал высыпается через решетку, а шары и крупные куски измельчаемого материала остаются в мельнице.

Мельницы периодического действия не отличаются высокой производительностью. Однако они незаменимы при измельчении ряда компонентов, вводимых в небольших количествах в покрытия электродов специального назначения: феррониобия, мсталлическо-

Рис. 39- Схема мельницы периодического действия:

1 — обе чайка мельницы; 2 — люк мельницы с крышкой;

3 — стальные шары; 4 — измельчаемый материал;

5 — подшипники; 6 — ось вращения мельницы; 7 — тележка с контейнером для измельченного материала;

8 — кожух мельницы

го хрома, ферромолибдена и др. В таких мельницах проще получе­ние требуемого гранулометрического состава измельчаемых ком­понентов, что часто имеет определяющее значение при производст­ве электродов. Данные мельницы обеспечивают взрывопожаробе - зопасность процесса измельчения.

Мельницы, работающие на проход (рис. 40), имеют полые цапфы. Через одну цапфу материал непрерывно подастся в мель­ницу, а через другую материал различной степени измельчения не-

0:

'//////////////, I/////////////////////////////У//////,//////////

Рис. 40. Схема мельницы, работающей на проход: 1 — лотковый питатель; 2 — полые цапфы с внутренним шнеком; 3 — подшипники; 4 — обечайка мельницы; 5 — стальные шары; 6 — люк мельницы с крышкой; 7 — измельченный материал; 8 — емкость для измельченного материала

прерывно вытекает и поступает на сито или в воздушный сепара­тор. Такие мельницы могут работать в открытом и замкнутом цик­лах. При работе в открытом цикле измельченный материал, непре­рывно вытекающий из цапфы мельницы, поступает на классифика­цию. При этом крупная фракция накапливается и периодически подается на доизмельчение. При работе в замкнутом цикле круп­ная фракция, выделенная при классификации, поступает на доиз­мельчение непрерывно. В схемах, работающих в замкнутом цикле, подача возврата может производиться механизмами (например, ковшевым элеватором), воздухом по специальному трубопроводу или с пульпой, если измельчение производится в мокром процессе (в практике электродного производства мокрый процесс иногда применяют при измельчении ферромарганца, однако он нежелате­лен из-за высоких потерь материала).

Для оптимизации работы шаровой мельницы непрерывного действия, работающей в замкнутом цикле, важным является равно­мерность подачи материала в мельницу с учетом ее производитель­ности и скорости удаления измельченного материала. При умень­шенной загрузке материал будет переизмельчаться, при завышен­ной мелышца будет работать с перебоями.

Система контроля должна обеспечивать своевременное обнару­жение разрыва сетки. При непрерывной подаче материала на доиз­мельчение с большей полнотой обеспечивается постоянство зерно­вого состава конечного продукта.

Мельницы с периферической разгрузкой (рис. 41). В этих мельницах кусковой материал непрерывно подается питателем через отверстия диаметром 57 мм в плитах, образующих боковые

Рис. 41. Схема мельницы с периферической разгрузкой: 1 — бункер с дробленым материалом; 2 — лотковый питатель; 3 — щели с металли­ческой сеткой; 4 — просеянный мате­риал в тележке

/y/V/W //■.' } '///// ,V - /А ' /Л//'У//////

стенки барабана, и поступает на сита, расположенные по всей пери­ферии мельницы. Материал, оставшийся на сите, через щели меж­ду плитами возвращается в мельницу на доизмельчение. Таким об­разом, мельница с периферической разгрузкой выполняет две функции: измельчение и просеивание материала. При измельчении в присутствии защитного газа его давление контролируют в разных точках системы, мельница автоматически останавливается при по­нижении давления газа до критического уровня.

Вибрационные мельницы. Вибрационные шаровые и стержне­вые мельницы (рис. 42) позволяют измельчать твердые и ковкие, а также чешуйчатые материалы.

В обычной механической шаровой или стержневой мельнице из­мельчение материала происходит за счет удара и истирания мелю­щими телами. В вибрационной мельнице измельчение происходит только за счет истирания. Поэтому, если шаровую или стержневую мельницу можно загружать материалом с размером кусков до 20-30 мм, то вибрационную только материалом не крупнее 3-5 мм.

МБ-0,37 1

Вибрационная

Объем 0,37 M3

Частота колебаний 1440 кол/мин

Не более 5

т

2120

1750

1615

1460

О

о

о

ё

S

о

&

? 8 § *

Ifc -& §■

640

700

NT

15-20

7,5

2800

1500

2000

2000

| 200

о

Ї0

«

о

СЧ.

ё.1

С

О

700

550

і 37,5

*

7,5 I

1550

00Z I

Q

JS

с

<J >3

$ о S *<

S СО

089

8 80

1 42

20

2,8 і

1950

1040

1530

320

О

О {5

» S4

К

О

680

680

і 42

1 2,8

1750

950

1450

240

CN

1

8

0 5 8 1 &3>8

§!i

S Ї5> ^

® І І

1 11

006

О

о

00

42

20-25

20

5130

1400

1430

О

00

4J*

I 1600

4ШМ-0

900

900

40

'чГ

2655

2290

1740

6920

680

СМ6008А

'І 1 §

§ о 8

Ж Si О

^ 5

Vc * О t>

006

1800

37

18,5

5320

1035

1190

3950

| 1700 макс.

Параметры мельниц

Диаметр барабана, мм

Длина барабана, мм

Число оборотов, мин 1

Наибольший размер куска загрузки, мм

Мощность электро­двигателя, кВт

Габаритные размеры, мм:

длина

ширина

высота

Масса без шаров, кг

1

Масса шаров, кг I

Таблица 39. Техническая характеристика мельниц

По конструкции вибрационные установки могут быть одно - или двухкамерные. В двухкамерных установках камеры расположены одна над другой. Это дает возможность вести процесс одновремен­но в обеих камерах или измельчать материал в одной и другой ка­мерах последовательно. Такая конструкция установки позволяет регулировать зерновой состав готового продукта.

Основные технические данные мельниц с различным принци­пом работы приведены в табл. 39.

Мелющие тела. В качестве мелющих тел обычно применяют шары или стержни. Шары могут быть коваными, штампованными или катаными из марганцовистой, хромистой или углеродистой стали; стержни — стальными. Стальные мелющие шары для шаро­вых мельниц поставляют но ГОСТ 7524-89. Твердость поверхнос­ти шаров в термически обработанном состоянии должна состав­лять для шаров обычной твердости 400-450 НВ, для шаров повы­шенной твердости 451-550 НВ. Следует учесть, что стальные шары изготавливают прокаткой с последующей закалкой. При этом тол­щина закаленного слоя не превышает 12-15 мм, в связи с чем твер­дость шара значительно снижается к центру, а скорость изнашива­ния резко возрастает. Диаметр шаров от 50 до 110 мм, диаметр стержней 50-120 мм. Для вибромельниц используют шары диа­метром 16-20 мм.

При заполнении достаточно большого объема шарами одного диаметра степень заполнения составит около 62%, остальное — до­ля пустот между шарами. При различных диаметрах шаров степень заполнения будет несколько изменяться. Шары большого диаметра в основном работают на удар, мелкие шары — на истирание. Опти­мальный набор диаметров шаров зависит от крупности исходного материала, его твердости и требуемой степени измельчения.

В табл. 40 приведен примерный набор шаров в зависимости от крупности и твердости измельченного материала, а в табл. 41 — характеристика шаров разного диаметра.

Масса шаровой загрузки должна составлять примерно от 1,0 до 1,2 т на 1 м3 объема мельницы в свету.

Практически придерживаются степени заполнения мельниц тарами на 40 45% объема в свету. Правильный подбор мелющих тел оказывает решающее влияние на производительность мельниц.

Оптимальная скорость вращения барабана мельницы зависит от его диаметра. Чем меньше диаметр барабана мельницы, тем боль­шей должна быть скорость его вращения.

Таблиц

а 40. Примерный набор шаров для шаровых мельниц доля шаров каждого диаметра в загрузке, %)

Диаметр шарм, мм

Твердые материалы (типа феррованадия)

Мягкие материалы (пита доломита)

Крупность исходного материа. т, мм

10

20

40

20

40

110

0

30

32

0

0

100

0

26

26

0

31

90

32

23

23

0

27

75

27

21

19

40

23

65

23

0

0

33

19

50

18

0

0

27

0

Таблица М. Общие характеристики шаров

Диаметр шаров, мм

Масса одного шара, кг

Количество шаров в 1 т, шт.

50

0,56

1786

55

0,73

1370

60

0,88

1137

65

1,11

901

70

1,33

753

75

1,63

614

100

4.05

217

Измельчение материала в шаровой или стержневой мельнице протекает следующим образом. В первый момент вращения мелю­щие тела и материал, подлежащий измельчению, иод действием центробежной силы отбрасываются и прижимаются к стенкам мельницы. Поднявшись на некоторую высоту, они отрываются от стенки мельницы и падают по параболической кривой. В момент падения часть мелющих тел разбивает куски материала, а часть, скатываясь по стенкам мельницы, производит истирание. В зависи­мости от скорости вращения мельницы изменяется характер рабо­ты мелющих тел. При малой скорости мелющие тела и материал поднимаются по стенке мельницы на высоту, определяемую углом естественного откоса, после чего начинают скатываться — мелю­щие тела производят только истирание. Если скорость вращения мельницы слишком большая, мелющие тела и материал за счет центробежной силы прижимаются к стенке мельницы — измельче­ние происходить не будет.

Для получения тонкодисперсных порошков, а также для из­мельчения ковких материалов (например, металлического хрома), как уже отмечалось, целесообразно использовать вибрационные мельницы, которые работают на принципе истирания.

Производительность шаровой мельницы и стабильность грану­лометрического состава конечного продукта зависят от многих факторов, в том числе от правильного набора мелющих тел, уровня заполнения объема мельницы шарами и материалом, от крупности и влажности материала, поступающего на измельчение, времени нахождения материала в мельнице, скорости вращения мельницы и др. Наилучшим решением является наличие достаточного коли­чества мельниц с их специализацией по видам размалываемых материалов. При нормальном заполнении мельницы уровень за­грузки (шары + материал) не должен доходить до цапфы на 15-20 мм, а шары при вращении мельницы должны издавать глу­хой звук. Звонкие удары указывают на недогрузку материала. Особенно отрицательно на производительность влияет наличие в мельнице уже измельченного материала, который, располагаясь при вращении мельницы по ее стенкам, создает прослойку, гася­щую силу удара шаров.

Желательной формой кусков материала, подготовленного к из­мельчению, является остроугольная. Окатанные гладкие куски из­мельчаются трудно. Содержание влаги в материале, подготовлен­ном к тонкому измельчению, не должно превышать 0,1%.

Одним из практически возможных вариантов подготовки мате­риалов электродных покрытий является так называемый «совмест­ный размол». При этом способе все компоненты покрытия после сушки, крупного и среднего дробления взвешивают, загружают в шаровую мельницу периодического действия и подвергают размо­лу. Считают, что при одновременном размоле происходит совме­щение четырех технологических операций: размола, нейтрализа­ции взрывоопасных материалов, пассивирования ферросплавов, сухого смешивания порошков. Режим совместного размола выби­рают экспериментально. Например, для покрытия электродов мар­ки УОНИ-13/55 в мельницах на 100 кг шихты шаровая загрузка составляет 150 кг (шары диаметром 40-60 мм — 90 кг, диаметром 90-110 мм — 60 кг), время размола 80-120 мин.

Возможно применение шаровых мельниц как с ручной, так и с механизированной загрузкой материалов. Материалы, поступаю­щие в электродное производство в готовом виде, загружают в ша­ровую мельницу за определенное время до окончания процесса, что обеспечивает их нормальное смешивание с остальными компонен­тами [30, 31].

Недостатком такой технологии является, в первую очередь, не­возможность определения (а следовательно, и соблюдения) требуе­мого гранулометрического состава отдельных компонентов шихты, возможность переизмельчения материалов, поступающих в виде готовых порошков, а также необходимость отдельного размола трудноразмалываемых материалов (например, металлического хрома), использование только мельниц периодического действия.

Ряд электродных предприятий достаточно успешно использо­вали совместный размол в течение многих лет: «Красный котель­щик» (Таганрог); «Дальзавод» (Владивосток); Невский завод (С.-Петербург) и др.

Оставить комментарий