RU2397813C1

RU2397813C1 - Cement mill classifying lining

Info

Publication number: RU2397813C1
Application number: RU2009102796/03A
Authority: RU
Inventors: Василий Степанович Богданов (RU); Василий Степанович Богданов; Николай Петрович Несмеянов (RU); Николай Петрович Несмеянов; Денис Геннадиевич Круговой (RU); Денис Геннадиевич Круговой
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2010-08-27
Also published as: RU2009102796A

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention is related to ball mill lining. The cement mill classifying lining is composed of conic liner ring sections arranged all along the mill length. On the liners working surfaces ring gutters are arranged having cross-sections shaped as circle segments with the gutter cross-section radiuses r₁, r₂, r₃…r_n decreasing across zones l₁, l₂, l₃…l_n while the liners working surface slope angle α₁, α₂, α₃…α_nproportional to weights m₁, m₂, m_3……m_n of the milling bodies accordingly grouped per zones l₁, l₂, l₃…l_n. The liners slope angle is calculated from the expression:

where K - factor of proportionality; R - inner radius of the mill drum, m; m - milling body weight, g; v - mill drum rotation rate, m/s: additionally, each ring gutter whose depth is 0.4-0.5 of the milling body diametre is equipped with projections whose height is 0.6-0.7 of the milling body diametre. The distance between adjacent gutters is taken so that the milling bodies placed in them come in contact with each other.

EFFECT: improved efficiency of milling bodies classification all along the drum length.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к футеровкам шаровых мельниц и может быть использовано в строительной, горно-обогатительной, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to lining of ball mills and can be used in the construction, mining, chemical and other industries.

Известна футеровка корпуса барабанной мельницы, содержащая набор плит, поверхность которых выполнена с продольными рифлями и наклонена по направлению к входному отверстию (см. АС №860681 Япония, М.кл.³ В02С 17/22. Классифицирующая футеровка корпуса барабана мельницы).Known lining of the drum mill housing, containing a set of plates, the surface of which is made with longitudinal flutes and tilted towards the inlet (see AC No. 860681 Japan, Mcl. ³ B02C 17/22. Classification lining of the mill drum housing).

Недостатком данной футеровки является низкая эффективность классификации мелющих тел вдоль барабана мельницы, а также процесса измельчения.The disadvantage of this lining is the low efficiency of the classification of grinding media along the mill drum, as well as the grinding process.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является конусно-ступенчатая бронефутеровка трубной мельницы, содержащая расположенные по длине мельницы кольцевые сечения секций бронеплит с конической рабочей поверхностью, на которой выполнены выступы с переменной высотой по длине плиты (см. АС СССР №1079286, В02С 17/22).Closest to the proposed design is a cone-step armored lining of a tube mill containing annular sections of armored plates sections with a conical working surface located along the length of the mill, on which protrusions with a variable height along the length of the plate are made (see AS USSR No. 1079286, V02C 17/22) .

Недостатком этой футеровки является относительно невысокая эффективность измельчения, обусловленная неоптимальными величинами канавки и выступов.The disadvantage of this lining is the relatively low grinding efficiency, due to suboptimal values of the grooves and protrusions.

Изобретение направлено на повышение эффективности классификации мелющих тел по всей длине барабана за счет различного угла наклона рабочей поверхности бронеплит, сгруппированных по соответствующим зонам, что приводит к повышению эффективности измельчения.The invention is aimed at improving the classification efficiency of grinding bodies along the entire length of the drum due to the different inclination angles of the working surface of the armored plates grouped into corresponding zones, which leads to an increase in grinding efficiency.

Это достигается тем, что в классифицирующей футеровке цементной мельницы, состоящей из расположенных по всей длине мельницы кольцевых секций конических бронеплит, согласно предлагаемому решению на рабочих поверхностях бронеплит выполнены кольцевые желоба, имеющие поперечные сечения в виде сегментов кругов с убывающими по зонам l₁, l₂, l₃… l_n радиусами r₁, r₂, r₃… r_n поперечного сечения желобов и углом наклона рабочей поверхности α₁, α₂, α₃… α_n бронеплит, пропорциональных массам m₁, m₂, m₃…m_n мелющих тел, сгруппированным соответственно по зонам l₁, l₂, l₃… l_n, при этом угол наклона бронеплит рассчитывается по формуле:

где К - коэффициент пропорциональности; R - радиус барабана мельницы в свету, м; m - масса мелющего тела, г; ν - скорость вращения барабана мельницы, м/с, кроме того, каждый кольцевой желоб глубиной 0,4-0,5 диаметра мелющего тела снабжен выступами высотой 0,6-07 диаметра мелющего тела, а расстояние между желобами принимают таким, чтобы расположенные в соседних желобах мелющие тела соприкасались между собой.This is achieved by the fact that in the classifying lining of a cement mill, consisting of annular sections of conical armor plates located along the entire length of the mill, according to the proposed solution, annular grooves are made on the working surfaces of the armor plates, having cross sections in the form of segments of circles with decreasing zones l ₁ , l ₂ , l ₃ ... l _{n with} radii r ₁ , r ₂ , r ₃ ... r _{n of the} cross section of the gutters and the angle of inclination of the working surface α ₁ , α ₂ , α ₃ ... α _n armor plates proportional to the masses m ₁ , m ₂ , m ₃ ... m _n grinding media grouped accordingly for zones l ₁ , l ₂ , l ₃ ... l _n , while the angle of inclination of armor plates is calculated by the formula:

where K is the coefficient of proportionality; R is the radius of the mill drum in the light, m; m is the mass of the grinding body, g; ν is the rotation speed of the mill drum, m / s, in addition, each annular groove with a depth of 0.4-0.5 of the diameter of the grinding body is provided with protrusions of height 0.6-07 of the diameter of the grinding body, and the distance between the grooves is taken so that adjacent gutters grinding bodies were in contact with each other.

Количество выступов в каждой зоне может быть одинаково.The number of protrusions in each zone may be the same.

Между выступами помещается целое число мелющих тел.Between the protrusions is an integer number of grinding media.

В каждой последующей зоне, начиная с загрузочной части мельницы, количество выступов увеличивается.In each subsequent zone, starting from the loading part of the mill, the number of protrusions increases.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображена схема укладки бронеплит. На фигуре 2 изображены углы наклона рабочей поверхности бронеплит, на фигуре 3 изображено расположение мелющих тел в соседних желобах. На фигуре 4 изображена траектория движения мелющего тела.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a diagram of the installation of armored plates. The figure 2 shows the angles of inclination of the working surface of the armor plates, the figure 3 shows the location of the grinding bodies in adjacent grooves. The figure 4 shows the trajectory of the grinding body.

На внутренней поверхности барабана мельницы 1, например в 3-х зонах l₁, l₂, l₃, размещены бронеплиты 2, 3, 4 (фиг.1). Рабочая поверхность бронеплит 2, 3, 4 наклонена соответственно под углами α₁, α₂, α₃ (фиг.2). Размеры углов, наклона рабочей поверхности бронеплит 2, 3, 4 пропорциональны массам m₁, m₂, m₃ мелющих тел 9, 10, 11, сгруппированных по зонам l₁, l₂, l₃. Угол наклона бронеплит рассчитывается по формуле:

где К - коэффициент пропорциональности; R - радиус барабана мельницы в свету, м; m - масса мелющего тела, г; ν - скорость вращения барабана мельницы, м/с. Так в зоне l₁ масса мелющего тела составляет m₁=72 г, угол наклона рабочей поверхности бронеплиты составляет α₁=21°. В зоне l₂, масса мелющего тела составляет m₂=48 г, угол наклона α₂=33°. В зоне l₃, масса мелющего тела составляет m₃=30 г, угол наклона α₃=42°. С уменьшением диаметра мелющего тела в направлении разгрузки мельницы углы наклона поверхности бронеплит 2, 3, 4 увеличиваются, т.е. α₁<α₂<α₃. На поверхности бронеплит 2, 3, 4 выполнены кольцевые желоба соответственно 5, 6, 7. Желоба 5, 6, 7 имеют разный радиус, в каждой последующей зоне l₁, l₂, l₃, вдоль оси барабана 1 трубной мельницы, кольцевые желоба имеют меньшее значение радиусов r₁<r₂<r₃. В зоне l₁ располагается восемь желобов одного диаметра, глубина желобов составляет 0,45 от диаметра мелющего тела. Диаметр мелющего тела зоны l₁ равен 24 мм. В зоне l₂, располагается 10 желобов одного диаметра, глубина желобов составляет 0,45 от диаметра мелющего тела. Диаметр мелющего тела в зоне l₂ равен 16 мм. В зоне l₃, располагаются двадцать один желоб одного диаметра, глубина желобов составляет 0,45 от диаметра мелющего тела. Диаметр мелющего тела в зоне l₃ равен 10 мм. Расстояние между желобами 5, 6, 7 принимают таким, чтобы расположенные в соседних желобах мелющие тела соприкасались между собой (фиг.3). На поверхности желобов 5, 6, 7 выполнены выступы 8. Высота выступов в каждой зоне l₁, l₂, l₃ составляет 0,65 диаметра мелющего тела соответствующей зоны. Так, например, в первой зоне l₁ каждый кольцевой желоб 5 имеет по пятнадцать выступов, во второй зоне l₂ каждый кольцевой желоб 6 - по двадцать выступов, в третьей зоне l₃ каждый кольцевой желоб 7 - по тридцать выступов. Расстояние между выступами желательно выполнить таким, чтобы в нем помещалось целое число мелющих тел. Это повышает коэффициент сцепления мелющих тел с футеровкой и обеспечивает максимальную высоту их подъема.On the inner surface of the drum of the mill 1, for example in 3 zones l ₁ , l ₂ , l ₃ ,

armored plates

2, 3, 4 are placed (Fig. 1). The working surface of the

armor plates

2, 3, 4 is inclined, respectively, at angles α ₁ , α ₂ , α ₃ (figure 2). The dimensions of the angles, the slope of the working surface of the

armor plates

2, 3, 4 are proportional to the masses m ₁ , m ₂ , m _{3 of the} grinding bodies 9, 10, 11, grouped into zones l ₁ , l ₂ , l ₃ . The angle of inclination of armor plates is calculated by the formula:

where K is the coefficient of proportionality; R is the radius of the mill drum in the light, m; m is the mass of the grinding body, g; ν is the rotational speed of the mill drum, m / s. So in the zone l _{1 the} mass of the grinding body is m ₁ = 72 g, the angle of inclination of the working surface of the armored plate is α ₁ = 21 °. In the zone l ₂ , the mass of the grinding body is m ₂ = 48 g, the angle of inclination α ₂ = 33 °. In the zone l ₃ , the mass of the grinding body is m ₃ = 30 g, the angle of inclination α ₃ = 42 °. With a decrease in the diameter of the grinding body in the direction of discharge of the mill, the angles of inclination of the surface of the

armor plates

2, 3, 4 increase, i.e. α ₁ <α ₂ <α ₃ . On the surface of the

armor plates

2, 3, 4, annular grooves are made 5, 6, 7. The

grooves

5, 6, 7 have a different radius, in each subsequent zone l ₁ , l ₂ , l ₃ , along the axis of the drum 1 of the tube mill, annular grooves have a smaller value of the radii r ₁ <r ₂ <r ₃ . In the zone l ₁ there are eight gutters of the same diameter, the depth of the gutters is 0.45 of the diameter of the grinding body. The diameter of the grinding body of the zone l ₁ is equal to 24 mm. In the zone l ₂ there are 10 gutters of the same diameter, the depth of the gutters is 0.45 of the diameter of the grinding body. The diameter of the grinding body in the zone l ₂ is 16 mm. In zone l ₃ , there are twenty-one gutters of the same diameter, the depth of the gutters is 0.45 of the diameter of the grinding body. The diameter of the grinding body in the zone l ₃ equal to 10 mm The distance between the

grooves

5, 6, 7 is taken so that the grinding bodies located in adjacent grooves are in contact (Fig. 3). On the surface of the

grooves

5, 6, 7 protrusions are made 8. The height of the protrusions in each zone l ₁ , l ₂ , l ₃ is 0.65 of the diameter of the grinding body of the corresponding zone. So, for example, in the first zone l ₁ each annular groove 5 has fifteen protrusions, in the second zone l ₂ each annular groove 6 has twenty protrusions, in the third zone l ₃ each annular groove 7 has thirty protrusions. It is desirable to make the distance between the protrusions such that an integer number of grinding media is placed in it. This increases the adhesion coefficient of grinding media with the lining and ensures maximum height of their rise.

Испытания проводились на лабораторной установке: диаметр барабана мельницы - 0,3 м, длина барабана - 1,5 м, частота вращения барабана мельницы - 0,46 от критической, коэффициент загрузки - 0,25 - 0,35, диаметр мелющих тел - 24, 16 и 10 мм. В качестве измельчаемого материала использован клинкер вращающихся печей Белгородского цементного завода, его фракция +0,63-2,5 мм.The tests were carried out in a laboratory setup: mill drum diameter - 0.3 m, drum length - 1.5 m, mill drum rotation frequency - 0.46 from critical, load factor - 0.25 - 0.35, grinding media diameter - 24 , 16 and 10 mm. The clinker of rotary kilns of the Belgorod cement plant, its fraction + 0.63-2.5 mm, was used as a crushed material.

Мельница работает следующим образом. При вращении барабана 1 мелющие тела 9, 10, 11 разных размеров и масс под действием центробежной силы поднимаются до точки отрыва Г (фиг.4), затем по параболической траектории поднимаются до точки Е и опускаются на бронеплиты 2, 3, 4, где находятся желоба 5, 6, 7 различного радиуса. Мелющие тела с большим диаметром располагаются в кольцевых желобах с большим радиусом поперечных сечений. Например, мелющие тела 9 с наибольшим диаметром попадают в желоба 5 бронеплит 2, мелющие тела 10 с меньшим диаметром - в желоба 6 бронеплит 3, а мелющие тела 11 с наименьшим диаметром - в желоба 7 бронеплит 4 и т.д. Это обусловлено тем, что мелющие тело 11, имеющее меньший диаметр по сравнению с диаметром мелющего тела 9, не может находиться в желобе бронеплиты с большим радиусом r₁ поперечного сечения, так как мелющие тела 11 всегда вытесняются из желоба бронеплиты 2 имеющими большую массу мелющими телами 9. И наоборот, имеющее больший диаметр мелющее тело 9 не поместится в желобах бронеплит 3 и 4, радиусы r₂, r₃ поперечного сечения которых меньше радиуса мелющего тела 9. Поэтому в желобах 6 бронеплит 3 разместятся только мелющие тела 10.The mill operates as follows. When the drum 1 rotates, grinding bodies 9, 10, 11 of different sizes and masses under the action of centrifugal force rise to the separation point G (Fig. 4), then along a parabolic path they rise to point E and fall on armored plates 2, 3, 4, where they are gutters 5, 6, 7 of various radii. Grinding bodies with a large diameter are located in annular grooves with a large radius of cross sections. For example, grinding bodies 9 with the largest diameter fall into gutters 5 of armor plate 2, grinding bodies 10 with a smaller diameter - into gutters 6 of armor plate 3, and grinding bodies 11 with the smallest diameter - into gutters 7 of armor plate 4, etc. This is due to the fact that the grinding body 11, which has a smaller diameter compared to the diameter of the grinding body 9, cannot be in the armored plate trench with a large cross-section radius r ₁ , since the grinding body 11 is always forced out of the armored plate trench 2 with large mass grinding bodies 9. And vice versa, the grinding body 9 having a larger diameter does not fit in the gutters of armor plates 3 and 4, the radii r ₂ , r _{3 of} whose cross section are smaller than the radius of the grinding body 9. Therefore, only grinding media 10 will be located in the gutters 6 of armored plates 3.

Большее количество выступов 8 в желобах 5, 6, 7 с большими радиусами поперечных сечений обеспечивает подъем мелющих тел на большую высоту, что в свою очередь приводит к повышению эффективности процесса измельчения ударом и истиранием материала, находящимися в загрузке крупными мелющими телами, осуществляющими грубое измельчение. Так, например, в первой зоне l₁ каждый кольцевой желоб 5 имеет по пятнадцать выступов, во второй зоне l₂ каждый кольцевой желоб 6 - по двадцать выступов, в третьей зоне l₃ каждый кольцевой желоб 7 - по тридцать выступов. Расстояние между выступами выполняют таким, чтобы в нем помещалось целое число мелющих тел, что повышает коэффициент сцепления мелющих тел с футеровкой и обеспечивает максимальную высоту их подъема. А высота выступов, составляющая 0,6-0,7 диаметра мелющего тела, позволяет удержать его на нужной траектории и поднять его на большую высоту. Если высота выступов будет выполнена больше 0,7, то мелющее тело будет задерживаться на траектории, что приведет к уменьшению интенсивности измельчения материала. Если высота будет меньше 0,6, то мелющее тело будет подниматься на меньшую высоту, что приведет к недостаточной интенсивности измельчения. При этом находящиеся в соседних желобах мелющие тела, которые находятся в контакте между собой, также повышают коэффициент сцепления мелющих тел с футеровкой, что приводит к повышению интенсивности измельчения между слоями.A larger number of protrusions 8 in the grooves 5, 6, 7 with large radii of cross-sections provides a rise in the grinding media to a greater height, which in turn leads to an increase in the efficiency of the grinding process by impact and abrasion of the material, which are loaded with large grinding media that perform coarse grinding. So, for example, in the first zone l ₁ each annular groove 5 has fifteen protrusions, in the second zone l ₂ each annular groove 6 has twenty protrusions, in the third zone l ₃ each annular groove 7 has thirty protrusions. The distance between the protrusions is performed so that an integer number of grinding media is placed in it, which increases the adhesion coefficient of the grinding media to the lining and ensures the maximum height of their lifting. And the height of the protrusions, which is 0.6-0.7 of the diameter of the grinding body, allows you to keep it on the desired path and raise it to a great height. If the height of the protrusions is greater than 0.7, then the grinding body will linger on the path, which will lead to a decrease in the intensity of grinding of the material. If the height is less than 0.6, then the grinding body will rise to a lower height, which will lead to insufficient grinding intensity. At the same time, grinding bodies located in adjacent grooves that are in contact with each other also increase the adhesion coefficient of grinding bodies with the lining, which leads to an increase in grinding intensity between the layers.

Ввиду того, что количество выступов в кольцевых желобах различно по длине барабана мельницы, каждый слой соседних мелющих тел поднимается на различную высоту, при этом происходит не только ударное разрушение, но и дополнительное интенсивное измельчение материала истиранием между соседними слоями мелющих тел.Due to the fact that the number of protrusions in the annular grooves is different along the length of the mill drum, each layer of adjacent grinding media rises to a different height, not only impact destruction, but also additional intensive grinding of the material by abrasion between adjacent layers of grinding media.

Если радиусы поперечных сечений кольцевых желобов одинаковы по всей длине мельницы, то различные зерна измельчаемого материала измельчаются мелющими телами, имеющими одинаковый размер и массу, что нерационально, так как эффективность такого измельчения относительно невысока. Причем глубина желобов составляет 0,4-0,5 диаметра мелющего тела. При выполнении желобов большего диаметра, чем 0,5, мелющие тела, будут занимать желоба, предназначенные для мелющих тел другого диаметра, что приведет к снижению эффективности помола из-за недостаточной сортирующей способности. В свою очередь, если желоба будут выполнены меньшего диаметра, чем 0,4 диаметра мелющего тела, это приведет не только к недостаточной сортирующей способности, но и уменьшит срок службы бронеплиты.If the radii of the cross sections of the annular grooves are the same along the entire length of the mill, then different grains of the crushed material are crushed by grinding bodies having the same size and mass, which is irrational, since the efficiency of such grinding is relatively low. Moreover, the depth of the gutters is 0.4-0.5 diameter of the grinding body. When performing gutters of a larger diameter than 0.5, the grinding media will occupy the gutters intended for grinding media of a different diameter, which will lead to a decrease in the grinding efficiency due to insufficient sorting ability. In turn, if the gutters are made of a smaller diameter than 0.4 of the diameter of the grinding body, this will lead not only to insufficient sorting ability, but also reduce the service life of the armor plate.

Угол наклона бронеплиты рассчитывается по формуле:The angle of inclination of the armor plate is calculated by the formula:

где К - коэффициент пропорциональности; R - радиус барабана мельницы в свету, м; m - масса шара, г; ν - скорость вращения барабана мельницы, м/с.where K is the coefficient of proportionality; R is the radius of the mill drum in the light, m; m is the mass of the ball, g; ν is the rotational speed of the mill drum, m / s.

При равном угле наклона рабочей поверхности бронеплиты для всех участков мельницы распределение мелющих тел неравномерное, что препятствует продвижению материала, снижая эффективность классификации мелющих тел.With an equal angle of inclination of the working surface of the armor plate for all sections of the mill, the distribution of grinding media is uneven, which impedes the advancement of the material, reducing the classification efficiency of grinding media.

Следовательно, классифицирующая футеровка цементной мельницы с убывающими по зонам l₁, l₂, l₃… l_n радиусами r₁, r₂, r₃… r_n поперечного сечения желобов и углом наклона рабочей поверхности α₁, α₂, α₃… α_n бронеплит обеспечивает классификацию мелющих тел вдоль оси мельницы по их размерам, что повышает эффективность процесса измельчения в трубной мельнице.Therefore, classifying lining cement mill with decreasing the zones l _1, l _2, l _3, ... l _n radii r _1, r _2, r ₃ ... r _n of the cross-section of the grooves and the angle of the working surface of inclination α _1, α _2, α _3, ... α _n armor plate provides a classification of grinding bodies along the axis of the mill according to their size, which increases the efficiency of the grinding process in a tube mill.

Как показал опыт при использовании предлагаемого решения, на участках мельницы с мелющими телами меньшего диаметра находится не более 0,01-0,04% мелющих тел большего диаметра, а на участках, где расположены мелющие тела большего диаметра, мелющие тела меньшего диаметра практически отсутствуют, при этом тонкость помола материала (клинкера вращающихся печей) возрастает на 20%.As experience has shown when using the proposed solution, in the areas of the mill with grinding bodies of smaller diameter there are no more than 0.01-0.04% of grinding bodies of larger diameter, and in the areas where grinding bodies of larger diameter are located, grinding bodies of smaller diameter are practically absent, while the fineness of grinding of material (clinker of rotary kilns) increases by 20%.

Таким образом, предлагаемая классифицирующая футеровка цементных мельниц обеспечивает эффективную классификацию мелющих тел по всей длине барабана мельницы.Thus, the proposed classification lining of cement mills provides an effective classification of grinding media along the entire length of the mill drum.

Claims

1. Classifying lining of a cement mill, consisting of annular sections of conical armor plates located along the entire length of the mill, characterized in that annular grooves are made on the working surfaces of the armored plates, having cross sections in the form of segments of circles, with decreasing zones l ₁ , l ₂ , l ₃ ... l _{n with} radii r ₁ , r ₂ , r ₃ ... r _{n of the} cross section of the gutters, and the angle of inclination of the working surface α ₁ , α ₂ , α ₃ ... α _n armor plates proportional to the masses m ₁ , m ₂ , m ₃ ... m _n grinding bodies, respectively grouped in zones l _1, l _2, l _3, ... l _n, wherein y ol tilt armor plates is calculated as follows:

where K is the coefficient of proportionality; R is the radius of the mill drum in the light, m; m is the mass of the grinding body, kg; ν is the rotation speed of the mill drum, m / s, in addition, each annular groove with a depth of 0.4-0.5 of the diameter of the grinding body is provided with protrusions of a height of 0.6-0.7 of the diameter of the grinding body, and the distance between adjacent grooves is thus so that the grinding bodies located in adjacent gutters are in contact with each other.

2. Lining according to claim 1, characterized in that the number of protrusions in each zone is the same.

3. The lining according to claim 1, characterized in that between the protrusions is a whole number of grinding media.

4. Lining according to claim 1, characterized in that in each subsequent zone, starting from the loading part of the mill, the number of protrusions increases.