Способ управления измельчением твердых материалов

 

Изобретение относится к способам управления измельчением твердых материалов для барабанных мельниц, преимущественно безредукционных, может найти применение в промышленности строительных материалов, горнообогатительной и химической промышленности, черной и цветной металлургии для управления процессом измельчения и позволяет повысить точность управления. Для достижения поставленной цели измеряют величину прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических повреждений и изменяют скорость вращения барабанной мельницы с максимальной частотой изменения угловой скорости, вычисляемой из соотношения Ω≤0,35/√W<SB POS="POST">P</SB>, Гц, где ω - максимальная частота изменения угловой скорости вращения барабанной мельницы

W<SB POS="POST">P</SB> - величина прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических повреждений, м.

i I) . I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 02 C 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.!НТ СССР (21) 4612884/31-33 (22) 05. 12.88 (46) 07 ° 11. 90. Бюл. У 41 (71) Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) M.È.Þùåíêo, Ж.У.Досумов, А.В.Зарубин, А.Н.Величко, Ю.Г.Сажин, В,П.Владимиров, В.А.Кныш и О.Н.Тихонов (53) 621.926 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 902829, кл. В 02 С 25/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

К 1315021, кл . В 02 С 19/00, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕМ

ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам управления измельчением твердых материалов для барабанных мельниц, преимущественно безредукционных, может найти применение в промьппленносИзобретение относится к способам управления измельчением твердых материалов дпя барабанных мельниц, преимущественно безредукционных, и может быть применено в промышленности строительных материапов, горно-обогатительной, химической промппленности, черной и цветной металлургии и других отраслях народного хозяйства для управления процессами измельчения.

Цель изобретения — повышение точности управления, Сущность способа заключается в следующем.

Элементарный объем поперечного сечения внутримельничной загрузки пред„„SU„„1 4480 А1

2 ти строительных материалов, горнообогатительной и химической промышленности, черной и цветной металлургии для управления процессом измельчения и позволяет повысить точность управления. Для достижения поставленной цели измеряют величину прогиба барабана мельницы в зоне его максимапьных механических повреждений и изменяют скорость вращения барабанной мельницы с максимальной частотой из менения угловой скорости, вычисляе мой из соотношения

0 35

Г1(= Гц

Э 9

АР

C где co — максимальная частота измене- 9 ния угловой скорости вращения барабан- ур ной мельницы; M - величина прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических повреждений, и. ставляет собой эксцентрично расположенную относительно центра вращения массу, включающую в свой состав движущиеся по круговым траекториям слои загрузки, тела, находящиеся в св ободном полете по параболе, и малоподвижное ядро.

В приближении вращающуюся мельницу можно рассматривать как упругую систему с одной степенью свободы на колебания, состоящую из вращающего вала (барабана мельницы) с эксцентрично насаженным диском (внутримельничной загрузки), Под действием сил тяжести внутри- .; мельничной загрузки и ее динамическо1604480 го воздействия, происходит прогиб барабана мельницы. Его величина пропорциональна уровню загрузки мельницы и частоте ее вращения. В барабане мельницы возникают механические а" ния. Их величина в зоне максимальных механических напряжений, соответствующей месту максимального прогиба барабана мельницы, не должна приводить к нарушению динамической устойчивости системы и механическому разрушению барабана.

Место расположения зоны максимальных механических напряженый в бараба- 15 не мельницы можно определить, напри— мер, с помощью локальных тензометрических датчиков, наклеенных на корпус барабана мельницы, учитывающих воздействующие на них статические и динами- 20 ческие нагрузки. Обычно эта зона расположена в нижней средней части барабана мельницы и отклонена от вертикали в направлении вращения барабана в зависимости от частоты его вращения. 25

Наибольшая опасность механического разрушения барабана мелыжцы возникает в моменты изменения динамики вращения при управлении скоростью вращения барабанной мельницы с пере- 30 менной частотой ее изменения и связана с колебаниями внутримельничной массы.

При вращении барабана мельницы ша— ровая и рудная загрузки под действием 35 сил трения, тангенциальной составляющей силы веса и инерции совершают колебания вокруг среднего положения.

Причем с увеличением уровня шаровой загрузки и загрузки мельницы рудой 10 ее колебания уменьшаются. Это приводит к необходимости повышать частоту изменения угловой скорости при увеличении внутримельничной загруь и для активизации измельчающей работы ее внутренних слоев, интенсификации перемешивания мелющих тел с измельчаемым материалом и расширения зоны активного измельчения на пяте загрузки.

При этом частота изменения угловой 5о скорости вращения барабана мельницы,, определяющая частоту биений эксцентричной нагрузки и создаваемая вынужденными колебаниями под действием привода мельницы, не должна находиться

55 в резонансной области частот, приводящих к нарушению динаьжческой устойчивости системы, определяемой отношением частоты вынужденных колебаний вращающегося барабана Я (как вала системы) и частоты свободных поперечных колебаний барабана мельницы Я„, т, е, должно выполняться условие

И

0,7 -- — 1,3. о

Т ак к ак частот а с об стве нных поперечных колебаний барабана мельницы с ост авл я ет — 7

В

Ир

Я= -Б- =- "— -- (Гц)

M 2

Ф где g — ускорение свободного падения, м/с ;

M - прогиб барабана от внутримельничной загрузки, м, тогда

35 0 65 (Гц), (й; максимальная частота йзменения угловой скорости вращения барабана мельницы должна быть

0 35

И =- --+-— -— - (Гц) .

0 65

Значения частот Я -- — - техничес Ыр ки реализовать трудно из-за больших моментов инерции мельницы.

По величине прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических напряжений можно осуществлять не только известное управление загрузочной мельницы, но и ограничение максимальной частоты изменения угловой скорости барабана при управлении скоростью вращения барабанной мельницы с переменной частотой ее изменения.

Зная величину прогиба барабана мельницы в зоне его максимапьных механических напряжений, зависящую от уровня внутримельи чной загрузки и угловой скорости вращения барабана мельницы, можно определить граничную с областью резонанснь|х частот максимально возможную частоту изменения угловой скорости вращения барабана мельницы, приводящую к наибольшей интенсификации процесса измельчения в мельнице за счет наилучшего перемешивания мелющих тел с измельчаемым материалом, повышения истирающих свойств внутренних слоев загрузки, расширения зоны активного измельчеьыя на пяте з агру з ки.

Способ измельчения твердых материалов реализован следующим образом.! 604480

При меньшем уровне загрузки мельницы можно безопасно, с точки зрения механического разрушения барабана мельницы, повысить частоту изменения

5 угловсй скорости барабана с 3,62 до

4,95 Гц. Это позволит существенным образом повысить перемешивание вну римельничной загрузки, будет способствовать разрушению явления ее сегрегации, активизации иэмельчительных свойств внутренних слоев загрузки, расширению зоны активного измельчения на пяте загрузки и, следовательно, повышению эффективности измельчения при обеспечении требуемой надежности работы мельницы.

Изменение максимальной частоты иэ20 менения угловои скорости вращения барабана мельницы от величины eiо прогиба в зоне максимальных механических напряжений, хар акт ери зующе го внутриI мельничную загрузку, позволит повысить содержание класса — 0,074 мм в готовом продукте измельчения на 4% и производительность мельницы по переработке руды на 0,022 т/ч (6,28%),,снизить удельный расход энергии на

30 5,06%, что соответствует ее снижению по сравнению с обычным процессом измельчения (без изменения скорости) в 1,25-1 а55 раза, 35 Формул а изобретения

0 35

u(.й Wp

Исходная руда крупностью — 10 мм, крепостью f=12 (no 11ротодъяконову), с содержанием класса — 0,074 мм 10% подавалась на измельчение в полупром шне иную у ст ало вку, включающую бункер исходного питания с управляемым питателем барабанную шаровую мельни у мо <рого измельчения, работающую

B замкнутом цикле с односпиральным классификатором. Регулируемый электропривод мельницы выполнен на основе двигателя постоянного тока и тиристориых преобразователей, включающих силовые и управляющие блоки, осуществляющие регулирование скорости вр аще ни я б ар аб а на мельницы в ди апаз оне 1:1О, условная критическая частота вращения б араб анной мельницы сост авляла и„= 48,2 мин . Изменение угловой скорости вращения барабана мелыицы осуществлялось в пределах (0, 3-0,9)

sn „, что составляло 14,46-43,38 мин, аполнение мельницы шарами состави-3 ло 45% (Я =0,45), При содержании готового класса — 0,074 мм в готовом продукте измельчения крупностью—

0,1+0 мм 85% и изменении производительности мельницы по исходному питанию Q „=0,33-0„25 т/ ч величина прогиба барабана мелыыцы в зоне максимальных механических напряжений менялась соответственно в пределах W =9-5 мм.

Зона максимальных механических напряжений определялась с помощью локапьных тензометрических датчиков и находилась в нижней средней части барабана мельницы между точками отклонения радиуса Вращения барабана от вертикали в направлении его вращении на 5-25 град.

Максимальная частота изменения скорости должна быть определена из соотношени я

0 35 4 (д а -- --- (ц), WP

При уровне загрузки мелыпцы, соответствующей величине прогиба барабана мельницы M =9 мм в зоне максиP мальных механических напряжений, максимальная частота изменения угловой скорости должна соответствовать

< 0,3s/ц0,009 =3,69 Гц.

Способ управления измельчением твердых материалов, включающий изменение угловой скорости вращения барабанной мельницы с переменной частотой ееизменения, отли ч ающий с я тем, что, с целью повышения точности управления, измеряют величину прогиба барабана мельниц в зоне его максимальных механических напряжений, причем изменение скорости вращения барабанной мельницы осуществляют с максимальной частотой изменения угловой скорости Я, Гц, вычисляемой из соотноше ния

При уровне загрузки, соответствующей Wp=5 мм ц (О, 35/ 10,005 =4, 9\ Гц.

55 где W — величина прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических напряжении э м