Барабанные шаровые и стержневые мельницы

Определение "барабанная" здесь означает, что основной конструктивный элемент мельницы - ее корпус исполнен в виде цилиндрического барабана, приводимого во вращение в процессе измельчения материала.

Определение "шаровая" или "стержневая" в свою очередь означает, что измельчение материала в рассматриваемой мельнице происходит при помощи специальных мелющих тел в виде шаров или стержней.

В зависимости от своих масштабов барабанные шаровые мельницы могут быть промышленными и лабораторными. Нас интересуют конечно же первые, о них и будем говорить. Так же по особенностям технологического процесса барабанные шаровые мельницы могут быть сухими и мокрыми (измельчение в присутствии воды), иметь периодическую или непрерывную загрузку. Важной особенностью барабанной шаровой (стержневой) мельницы является способ разгрузки.

Маркировка барабанных шаровых (стержневых) мельниц.

Таким образом барабанные мельницы в зависимости от применяемых мелющих тел и способа разгрузки изготавливаются следующих типов:

• Тип МСЦ ― мельницы стержневые с центральной разгрузкой;
• Тип МСП ― мельницы стержневые с периферической разгрузкой;
• Тип МШР ― мельницы шаровые с разгрузкой через решетку;
• Тип МШЦ― мельницы шаровые с центральной разгрузкой.

Так же возможны модификации (вариации исполнения) мельниц, учитывающие требования заказчика, такие как мельница с низким уровнем слива (маркируется "Н") и мельница с удлиненным валом (маркируется "В").

У барабанных мельниц с центральной разгрузкой удаление результатов измельчения происходит свободным сливом через пустотелую разгрузочную цапфу. У барабанных мельниц с разгрузкой через решетку предусмотрено специальное устройство для подъема барабана, обеспечивающее разгрузку, поэтому их так же называют мельницами с принудительной разгрузкой.

Полная структура условного обозначения мельниц может иметь следующий вид:

МСЦ (МСП, МШР, МШЦ) ― ДхL ―X ―X, где

• М - означает мельница
• С ― стержневая, Ш - шаровая (характеризует применяемые в мельнице мелющие тела ― стержни или шары)
• Ц ― с центральной разгрузкой, Р― с разгрузкой через решетку, П ― с периферической разгрузкой (характеризует способ разгрузки продукта из мельницы)
• Д ― Внутренний диаметр барабана (без футеровок), мм
• L ― Длина барабана, мм
• Н ―с низким уровнем слива, В ― с удлиненным валом (исполнение мельницы)

Дополнительно указывается климатическое исполнение и категория размещения

Пример записи при заказах и в документации условных обозначений мельниц:

• Мельница шаровая с разгрузкой через решетку, диаметр барабана 2100 мм и длина 3000 мм, исполнения УХЛ, категории размещения 4 с указанием технических условий:
  • Мельница МШР-2100хЗ000 ― УХЛ4 ТУ
• Мельница стержневая с центральной разгрузкой, диаметром барабана 3200 мм, длиной 4500 мм, с удлиненным валом, в исполнении О, для категории размещения 4, с указанием технических условий:
  • Мельница МСЦ - 3200х4500 ―В ―04 ТУ

Конструктивные особенности барабанных шаровых (стержневых) мельниц.

Основной принцип измельчения материала в барабанных мельницах - перемешивание и соприкосновение с мелющими телами (шарами, стержнями) внутри полого вращающегося барабана. При вращении мелющие тела (шары, стержни) и измельчаемый материал, так же называемый «загрузкой» сначала получают импульс к движению по круговой траектории вместе с барабаном, а затем, отделившись от стенок барабана падают по параболе. Материал измельчается в результате истирания при взаимном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также в результате удара.

Основная деталь конструкции мельниц этого вида — вращающийся барабан, частично заполненный шариками рассчитываемого диаметра из стали, чугуна и разных сплавов. 

В конструкции барабанных мельниц предусматривается обязательно:

• загрузочное устройство (питатель), исключающее выплескивание пульпы;
• специальные разгрузочные устройства способные разделять на выходе пульпу, мелющие тела и остатки не размолотого материала;
• установку футеровочных деталей и решеток из износостойких материалов без пересверловки отверстий на барабане;
• взаимозаменяемость основных сборочных единиц и деталей привода, подшипников, барабана в сборе с торцевыми крышками, сменных деталей для мельниц одного типоразмера.

В конструкции барабанных мельниц рекомендуется предусматривать:

• возможность их встраивания в автоматические линии, действующие на предприятии;
• исключение циркуляции пульпы в местах соединения частей и других креплениях;
• футеровки в корпусе барабана;
• возможность применения устройств механизации для проведения ремонтных работ;
• возможность выгрузки мелющих тел и подачу всех футеровочных деталей и элементов решетки через люки;
• возможность замены решетки без снятия разгрузочной крышки (для мельниц типа МШР диаметром 3,6 м и более).

Варианты исполнения приводов барабанных мельниц:

• один привод со стороны загрузочной или разгрузочной части;
• один привод на разгрузочной цапфе или барабане;
• два привода с загрузочной или разгрузочной стороны.

Барабанные шаровые (стержневые) мельницы с периодической загрузкой и разгрузкой наиболее просты по конструкции, но так же и менее производительны и их сложнее встроить в непрерывный технологический процесс.

Для обеспечения автоматизации процессов измельчения предпочтительнее барабанные шаровые (стержневые) мельницы с непрерывной загрузкой. В конструкции барабанов таких мельниц предусмотрены встроенные полые цапфы, через входную непрерывно загружается исходный материал, а через выходную удаляется измельченный материал. Это может происходить самотеком или принудительно, при помощи устройств всасывания установленных в приемных трубопроводах.

Механизмы приводящие в движение барабан шаровой (стержневой) мельницы могут быть боковыми или центральными. Боковой привод вращения барабана осуществляется от электродвигателя через редуктор или непосредственно на зубчатую шестерню передающую вращение на венец, закрепленный на барабане. Центральный или осевой привод вращения барабана производится от электродвигателя, через редуктор на цапфу установленную по оси барабана.

Особенности использования мелющих тел барабанных шаровых (стержневых) мельниц.

При измельчении материала в барабанных мельницах, использующих стальные мелющие тела расходы на износ шаров, стержней и футеровки поверхности барабана одна из главных статей затрат. В связи с этим производились множество исследований по выбору оптимальной формы мелющих тел и в конечном итоге шары оказались лучшим вариантом как по эффективности измельчения, так и по износу. Так же неплохо показали себя и стержни - короткие цилиндрические куски металла.

Изнашивание мелющих тел (шаров, стержней) сложный процесс, зависящий от свойств используемого металла, их размеров, абразивных свойств измельчаемого материала и его размеров, а так же скорости вращения барабана мельницы. В случае мокрого измельчения к абразивному износу добавляются процессы коррозии.

Чтобы компенсировать износ мелющих тел, в процессе работы барабанной мельницы, необходимо обеспечить их подачу внутрь барабана. Износ мелющего тела сопровождается изменением его размеров и таким образом в процессе измельчения в мельнице одновременно находятся шары или стержни различных размеров, что отражается на результатах работы. Так что расчеты оптимального количества подаваемых мелющих тел для обеспечения эффективной работы мельницы это целая наука, в которой есть свои теории и гипотезы.

Барабанные шаровые (стержневые) мельницы мокрого измельчения с непрерывной загрузкой нашли широкое применяется на предприятиях горнорудной промышленности. Процесс измельчения на подобных агрегатах отличается большой энергоёмкостью и стоимостью, но дает необходимый результат. Производительность барабанных шаровых (стержневых) мельниц зависит в первую очередь от свойств измельчаемых материалов, крупности кусков на входе и заданной тонкости измельчения, а так же равномерности подачи исходного сырья и заполнения мелющими телами.

Об особенностях перефутеровки поверхностей барабанов шаровых (стержневых) мельниц будем писать в дальнейшем. А на страницах нашего сайта можно ознакомится с описанием:

ПЕРЕФУТЕРОВОЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ МЕЛЬНИЦ

МАШИНА ДЛЯ ЗАМЕНЫ ФУТЕРОВКИ МЕЛЬНИЦЫ ММС