CC BY
27
© М. В. Гегелашвили, Т. Г. Медоев, 2003
УЛ К 621.926
М.В. Гегелашвили, Т.Г. Медоев
МЕЛЬНИЦА-КЛАССИФИКАТОР ДЛЯ МОКРОГО РАЗМОЛА РУДНОГО СЫРЬЯ
Машина является продолжением серии мельниц, реализующих способ динамического самоизмельчения минерального сырья [1]. Сущность мельницы динамического самоиз-мельчения заключается в следующем. В неподвижном цилиндрическом корпусе (рис. 1) формируется слой измельчаемого материала над чашеобразным полым ротором, внутреннее пространство которого разделено на секции радиальными ребрами. Ребра предназначены для разгона измельчаемого материала и сообщения ему кинетической энергии, достаточной для преодоления сопротивления вышележащих слоев. Куски материала вытесняются из чаши в зону активного измельчения, расположенную непосредственно над рабочим органом. В зоне активного измельчения происходит разрушение частиц материала за счет скалывания и истирания в стесненных условиях при непрерывной циркуляции материала в вертикальном направлении, что обеспечивает постоянное его обновление в этой зоне. Продукты размола могут разгружаться либо через кольцевой зазор, либо через колосниковые решетки, которые могут быть вмонтированы либо в стенки ротора, либо в стенки корпуса.
Мельницы данного типа прошли всесторонние испытания в лабораторных и промышленных условиях, при сухом и мокром размоле различных материалов [2, 3].
На первом этапе испытаний [4]
была выявлена недостаточная надежность узла сопряжения ротора с корпусом мельницы. Разгрузочная щель в процессе испытаний быстро начала увеличиваться из-за износа кромок ротора и неподвижного кольца в корпусе мельницы. Это привело к загруб-лению помола с одновременным увеличением производительности по питанию.
В базовой конструкции сопряжения (рис. 2,а) неподвижное кольцо корпуса расположено над ротором, т.е. разгрузочная щель находится на периферии зоны активного измельчения материала. Измельчаемая руда в этой зоне постоянно движется под действием центробежных сил и избыточного давления со стороны частиц, разгоняемых чашей. Кусочки руды, поднимающиеся из ротора непосредственно по боковой стенке чаши, заталкиваются действующей на них центробежной силой в кольцевой зазор между подвижным и неподвижным элементами. Величина зазора при вращении чащи колеблется из-за неточности изготовления и монтажа, а также наличия неуравновешенных масс в роторе. Это колебание вызывает дробление кусков руды соразмерных с величиной зазора. Дробление происходит при высоких относительных скоростях перемещения измельчающих поверхностей (около 15 м/с), что вызывает их большой износ.
Полное исключение зазора между подвижной и неподвижной поверхностями невозможно, поэтому нужно превратить центробежную силу, действующую на продукты размола, из фактора, отрицательно влияющего на износостойкость зазора, в фактор положительный. Для этого необходимо переместить сопряжение из зоны активного измельчения так, чтобы подвижный элемент сопряжения находился над неподвижным. При этом частицы, попадающие в зазор, будут выталкиваться центробежной силой обратно. Кроме того, существенно увеличивается путь, проходимый измельченным материалом, что также способствует попаданию меньшего
количества частиц руды в кольцевой зазор (рис. 2,б). Данная схема стала основной для мельниц сухого помола.
В процессе испытаний установлено, что при мокром размоле данная конструкция не может обеспечить полной блокировки щели от попадания частиц руды, так как вода, находящаяся внутри корпуса в процессе работы мельницы, размывает материал на неподвижном кольце, заставляя его двигаться вместе с чашей. Недостаточно работоспособной оказалось упрощенное лабиринтное уплотнение, т.к. оно не обеспечивает полной блокировки щели.
Избежать попадания пульпы в зазор при лабиринтной схеме сопряжения невозможно ввиду отсутствия противодавления со стороны жидкости, находящейся в сопряжении. Противодавление должно компенсировать давление вышележащего столба суспензии внутри корпуса и препятствовать попаданию ее в зазор. Этот принцип был реализован в последней из испытанных конструкций (рис. 2,в). К неподвижному вертикальному кольцу подвели воду под давлением от небольшого водяного насоса. Это полностью заблокировало кольцевой зазор от попадания частиц измельчаемой руды при мокром размоле. После вскрытия мельницы следов износа сопряжения обнаружено не было.
Другой возможный вариант решения поставленной задачи закреплен в авторском свидетельстве № 1516139, а сущность предлагаемых изменений показана на рис. 3. В данной конструкции для создания избыточного давления в сопряжении используется сам вращающийся ротор. К верхней кромке вращающегося ротора 1 прикрепляется горизонтальный фланец -отбортовка 2. На нижней поверхности
Рис. 2. Схемы испытанных сопряжений ротора и корпуса
Рис. 1.
Принципиальная схема мельницы динамического самоизмельчения
Рис. 3. Совершенствование сопряжения в мельнице по АС №1516139
отбортовки закреплены лопатки 3. Таким образом, получается своеобразное рабочее колесо центробежного насоса. Кожухом такого насоса служат съемный фланец 4, кольцевой выступ 5 и стенка кольцевой сборной камеры 6.
Транспортирующий агент, например, вода подается снизу под небольшим избыточным давлением. Лопатки 3 вращающегося ротора увеличивают это давление до необходимой величины. Одновременно за счет действия лопаток создается равномерное избыточное давление в торцевой и верхней частях сопряжения. Другой отличительной особенностью предлагаемой схемы является наличие дополнительных отверстий для выгрузки готового продукта. С этой целью коль-
цевой выступ выполняется полым с отверстиями в конической части, куда попадают продукты размола. Прошедшая через отверстия смесь измельченного материала и транспортирующего агента попадает в кольцевую сборную камеру 6 и выводится из мельницы. За счет создания регулируемого восходящего потока жидкости возможно совмещение в одном агрегате функций измельчения минерального сырья и его классификации.
Получаемая в результате машина - мельница-классификатор обеспечивает повышение выхода кондиционного продукта, снижает капитальные затраты. Увеличивается долговечность сопрягаемых элементов.
Машина проверена в лабораторных условиях Северо-Кавказского Государственного технологического университета.
СПИСОК ЛИТЕРАТ"РЫ
1. А.с. 651845 Способ динамического самоизмельчения./ Ягупов А. В.
2. Хетагуров В.Н. Разработка и проектирование центробежных мельниц вертикального типа. - Владикавказ: Терек ,1999. 225с.
3. Гегелашвили М.В. Теория и практика мельниц динамического самоизмельчения. - Владикавказ: Терек, 2001. - 208с.
4. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В., Хетагуров В.Н., Палванов В.П. Опыт динамического самоизмельчения золотосодержащей руды // Колыма,1986, №5, С. 14-15.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------
Гегелашвили М.В. - доцент, Северо-Кавказский государственный технологический университет. Медоев Т.Г. — аспирант, Северо-Кавказский государственный технологический университет.
© С.А. Богданов, Г. У. Ершов,
Е.И. Моисееко, К. И. Шахова, 2003
YAK
С.А. Богданов, T.Y. Ершов, Е.И. Моисееко, К.И. Шахова
КАЧЕСТВО ЦЕМЕНТОВАННЫХ ДЕТАЛЕЙ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Для деталей бурового оборудования, работающего в переменных нагрузках и интенсивного изнашивания применяются высоконикелевые цементуемые стали типа 12ХН3А ,20ХН3А,
20Х2Н4А. Несмотря на используемые процессы упрочнения, долговечность этих деталей недостаточна.
Поэтому нами проводятся работы по оптимизации марки стали и режи-
мов ее упрочнения для увеличения долговечности деталей за счет повышения как усталостной прочности так и износостойкости.
Для исследования использовались стали 12ХН3А, 20ХН3А и 20Х2Н4А.
Все стали подвергались цементации и последующей термической обработке по различным технологическим режимам. Качество цементации определяется технологическим уровнем процесса и химическим составом стали.
Химический состав стали для наследственно крупнозернистых сталей, какими являются стали исследуемых марок требует нескольких высокотемпературных нагревов в процессе упрочнения т.к. размер зерна в стали влияет не только на прочностные характеристики но на технологические
