CC BY
8ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ ПОДЪЕМНЫХ ЛИФТЕРОВ В ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ ТИПА SAG MILL
Гамидов Ф.М.
AIMCL - Azerbaijan International Mining Company Limited
Аннотация
Горнодобывающая отрасль является одним из динамично развивающихся направлений промышленности Азербайджанской Республики после топливно-энергетического комплекса. Начиная с 2009 года ежегодный производственный потенциал этой отрасли оценивается в 10-15 тонн драгметалла. Две конкурирующие компании - Azerbaijan International Mining Company Limited(AIMCL) и AzeriGold являются определяющими факторами в этой отрасли.
В настоящее время AIMCL занимает лидирующую место среди предприятий ненефтянного профиля. Производственная мощностью AIMCL cоставляет 1 млн т руды в год, где для измельчения используются мелющие мельницы типа SAG MILL и BAAL MILL. Известно, что около 60% от общего финансового расходов горнодобывающем секторе связаны дроблением и помолом руд. Повышения работоспособности и ресурса оборудования, используемых в этих процессах являются актуальной и важной задачами.
В статье рассматриваются задача определение оптимальных параметров конструкции подъемных лифтеров в шаровых мельницах типа SAG MILL
Ключевые слова. Мелющие мельницы, шары, лифтеры, добыча полезных ископаемых.
Введение. Анализ основных причин отказов в шаровых мельницах эксплуатирующийся в AIMСL позволяет их сгруппировать следующим образом: отказы связанные с корпусом мельницы, включая его износ, разрушение футеровки, лифтеров и др. (I); выхода из строя подвижных элементов редуктора и других механических частей (II); разрушения защитной системы а выходе пульпы
(III); отказы выходного желоба мельницы от ударов
(IV); нарушения уплотнения в системе смазок (V) и отказы, связанные электрической части (VI).
На рисунке 1 представлен анализ результатов отказов на мельницах SAGMill (Semi-autogenous grindin), эксплуатируемых AIMC за последние пять лет (2014-2018).
X
си
X
и >
ГО X
ос m
го го
X 2£
X Ь
ф о
« I
си СО
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
■4 2.
II
V
6 VI
III IV
Группа характеров отказа
Рис.1. Характер отказов и время на их устранения в мелющих мелницах за 2014-2018 годы.
Было установлено, что в целом в AIMC на устранение причин отказов тратить около 270 часов в год. Исходя из вышеизложенного в настоящей работе было поставлено следующая цель.
Цель работы. Определение оптимальных параметров конструкции подъемных лифтеров в шаровых мельниц типа SAG MILL, позволяющие увеличить срока их службы.
Оборудования и методология исследования. В настоящее время AIMC использует две мельницы типа SAGMill с размерами (диаметр и ширина) D x
L = 5,0 x 2,5 метра [1, 2]. Эти мельницы обычно используются в процессе первичного измельчения[3]. Суть процесса обработки здесь заключается в том, что в процессе вращения мельницы мелющие шары с помощью подъемных лифтеров поднимается на определенную высоту и оттуда перемещаясь по параболической траектории ударяются на рудную массу, тем самым измельчает ее.
подъёмных лифтеров (б).
Azerbaijan IMC
Date Email
: 21 February 2019 : farnil.hamidov@aimc.az
5.000m 2.500m
24
24%, 22%, 20% 104mm, 100mm, 80mm
Lifter Specification Units mm & rpm, Angle from base Front Rear Width Height Angle Angle O 230 165 70 90
H2A 0
S/H Ratio
Cale Ideal Speed Plate 2.56 3.07 13.1 120
б)
Рис.1.Принципиальная схема работы мельницы (а) и конструктивные параметры
подъёмных лифтеров (б). Верхняя прослойка лайнера; 2 - Нижняя прослойка лайнера; 3 - Подъемный лифтер
На рис.1 показаны принципиальная схема работы мельницы (а) и конструктивные параметры
Для защиты рабочих поверхностей мельницы обычно используются резиновые футеровочный материал с толщиной 90 мм. В процессе экспериментальных исследований был
использован новый футеровочный материал -металлорезиновая композиция с разными толщинами.
Обсуждение результатов исследования. Результатами много-численных испытаний было установлено, что эффективность процесса измельчения в значительной степени зависит от правильного определения угла расположения подъемных лифтеров, а также от соотношение расстоянием между лифтерами (А) и их высотой
(Б).
Первоначально в конструкциях подъёмных лифтеров в качестве защитного материала был использован резина с толщиной 90 мм. При этом угол расположения подъемных лифтеров были равны 900. Срок службы таких лифтеров составлял в среднем 950 часов.
Результатами совместных работ с компанией «Tega» резиновые футеровки были заменены на металлорезиновые с толщиной 90 мм и угол 640.
При этом А/В = 2,67, а срок службы подъёмных лифтеров составил около 1400 часов.
Исследования проводились с учетом положительных результатов экспериментальной работы, и толщина металлорезинового покрытий была увеличена до 100 мм, при этом А/В = 2,44. В этом случае ресурс подъёмных лифтеров увеличилось и составил 1800 часов.
При соотношении А/В = 2,19 толщина футеровки было увеличено до 130 мм и угол размещения лифтеров по предложению завода изготовителя был принят 760 . Конструкция проработала 4000 часов. Однако, в течении 14 дней качество помола ухудшилось. В связи с этим пришлось уменьшить скорость барабана, что резко повлияла на производительность. Нами было предложено изменения угол размещения лифтеров до 700 и качество помола и производительность был восстановлено.
Таким образом, было установлено, параллельно с толщиной футеровочного материала необходимо осуществить правильную подборку угла разрешения подъёмных лифтеров, так как последний приводит к их быстрому изнашиванию. А это в свою очередь приводит уменьшению
количество ударов мелющих шаров и к интенсивному снижению производительности мельницы.
На рис.1 представлены результаты помола руды при следующих параметрами футеровки:
производительность, тонн/часов; 2-критический скорость барабана, %; 3 - выход частиц с размерами меньше 150 мкм; 4 - выход частиц с размерами более 500 мкм.
Из анализа данных, приведенные на рис.1 становится ясно, что при отмеченном дизайне футеровки на 93 день эксплуатации производительность мельницы составляет 80-85 тон/ час. При этом первоначальное значения угла размещения подъёмных лифтеров (640) за счет износа изменяется и достигает - 500, что отрицательно влияет на процесс измелчения руды. Соотношения Л/В увеличивается в пределах 4,04,2, что приводит к уменьшению производительности до 65-70 тон/часов.
В последующем этапе исследований значения высоты подъёмных лифтеров было увеличено до
Л/В=2,67; толщина 90 мм (нижняя прослойка 40 мм и верхняя 50 мм) и угол размещения подъёмных лифтеров 640.
275 мм, а толщина лайнеров до 100 мм, при угле размещения а=640. В этих условиях конструкция проработала 1800 часов.
Учитывая положительные результаты в последующих экспериментальных исследованиях значения высоты подъемных лифтеров и лайнеров, соответственно были увеличены 325 и 130 мм. При этом угла разрешения подъёмных лифтеров был принят 700. В результаты этих мероприятия производительность мельницы было увеличено до 90 тон/часов, а срок службы подъемных лифтеров до 4230 часов. Срок службы лайнеров в первых двух рядов достигла 7500 часов, а в третьем 4230 часов. При этом выход частиц, с размерами меньше 150 мкм составлял 50%, а частиц с размерами более 500 мкм около 20%.
Рис.2. Результаты измельчения руды при новом дизайне футеровки мельницы, при A/B=2,19: 1-производительность, тонн/часов; 2- критический скорость барабана, %; 3 - выход частиц с размерами меньше 150 мкм; 4 - выход частиц с размерами более 500 мкм.
После 190 дней эксплуатации соотношения На рис.3 приведены результаты работы где
наблюдалось увеличение А/В = 4,17 и ухудшения новые подъёмные лифтеры эксплуатировались со качество измельчения руды. лайнерами отработавшие 30 % своего ресурса.
Рис.4. Результаты измельчения руды при новом дизайне подъёмных лифтеров и лайнеров,
с 70 % остаточного ресурса vэ А/В=1.8: ¡-производительность, тонн/часов; 2- критический скорость барабана, %; 3 - выход частиц с размерами меньше 150 мкм; 4 - выход частиц с размерами более 500 мкм.
Было установлено, что при замене подъемных лифтеров новыми и при их сочетании с лайнерами на половину использованными ресурсами значение А/В =1,8. При этом было достигнута высокий производительность - 105 тон/час. Однако, с истечением времени в результате износовых процессов показатель А/В увеличивается и оказывает соответствующие влияния на производительность, срока службы лифтеров и лайнеров, а также качество измельчения руды.
На основании многочисленных
экспериментальных исследований и проработка процесса помола руды на шаровых мельницах с использованием программы МШТга] нами было получено эмпирическое выражения между А/В и конструктивными параметрам
- = (1
в v
-jS n(D-2b)
—) • - • К
in ' n
(3.1)
Здесь: K - коеффициент коррекции и для мельниц типа Ball Mill K= 1,044 , для SAG Mill
K=0,76;
A- расстояние между двумя подъемными лифтерами;
B- высота лифтера; D- диаметр барабана; b- толщина лайнера; в- критический скорость барабана в %. Выводы. Таким образом, на основание проведенных экспериментальных исследований можно сделать следующие основные выводы:
- предложенная металлорезиновая композиция может быть успешно применятся в качестве
футеровочного материала для зашиты барабана как от коррозионных, так и механичеких повреждений.
-предложенный дизайн футеровки для шаровых мельниц типа SAGMill и позволили увеличит срок службы лайнеров 4170-4230 часов, а подъемных лифтеров 7490 часов.
-полученная эмпирическая выражения между А/В и конструктивными параметрам позволяет оперативно и адекватно установить взаимосвязь между эксплуатационными и технологическими показателями процесса помола руды.
Литература
1. Гамидов Ф.М., Габибов И.А. Оптимизация процесса работы шаровых мельниц, применяемых для измельчения горных руд // Сборник статей VI Международной научно-практической конференции «Современные научные исследования. Актуальные вопросы, достижения и инновации», Пенза, 2019, С.48-52
2. Габибов И.А., Гамидов Ф.М., Чакраборти П.П. Результаты усовершенствований мельниц типа SAG, используемых в Азербайджанской международной горнодобывающей компании // Известия уральского государственного горного университета, 2018. №2(50). С. 102-106.
3. Hamidov F.M. Habibov I.A. Establishment of the relationship between productivity and technogical parameters of the process of grinding ore in Bail Mills// International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE), Volume-8 Issue-4, November 2019. Page No.: 11195-11197.
70
