Магнитная футеровка

 

Изобретение относится к футеровкам рудоразмольных мельниц, а именно к футеровкам, в которых в качестве материала для бронеплит используется резина в сочетании с магнитными элементами. Сущность изобретения: магнитная футеровка включает резиновые плиты и средства для крепления этих плит к корпусу, при этом плиты выполнены двухслойными, нижний, прилегающий к корпусу, слой которых выполнен из магнитотвердой резины и намагничен с величиной магнитной энергии (BH)_макс.= 5-10 кДж/м³, а верхний рабочий слой выполнен из сополимера этилена с полярным мономером. Резиновая плита может иметь по углам и в центре завулканизованные керамические магниты. Рабочий сополимерный слой может иметь наполнение ферритовым порошком и намагниченность с величиной магнитной энергии (BH)_макс.= 5-10 кДж/м³. Такое выполнение футеровочных плит обеспечивает повышение прочности крепления футеровки к корпусу с сохранением простоты монтажа-демонтажа, а также увеличение долговечности футеровочных плит. 2 з. п. ф-лы, 5 ил. 1 табл.

Изобретение относится к футеровкам рудоразмольных мельниц, а именно к футеровкам, в которых в качестве материала для бронеплит используется резина в сочетании с магнитными элементами.

Известны различные конструкции футеровок рудоразмольных мельниц. Мельницы внутри футеруются бронеплитами для защиты внутренней поверхности барабана (корпуса) от износа. Бронеплиты обычно изготовляют из отбеленного чугуна или легированной стали. За последние годы износостойкость футеровок мельниц удалось повысить путем применения резины в качестве материала для бронеплит. Резиновые футеровки мельниц состоят из желобчатых резиновых плит, зажатых резиновыми лифтерами. Лифтеры могут крепиться к барабану мельницы болтами.

Одной из ведущих зарубежных фирм в области создания футеровок горного оборудования является шведская фирма "Треллекс" (Trellex AB, ранее Trelleborgs Gummifabries AB).

Известна резиновая футеровка, закрепленная на корпусе с помощью привулканизованной металлической подложки и винтов.

Известна резиновая футеровка, имеющая выступы-лифтеры и армированная внутри металлическими пластинами.

Магнитная футеровка (прототип) типа "рудная постель" (orebed), представленная фирмой ("Mining I", 1982, 299, N 7681, с.327; РК ВИНИТИ. Горное дело, 1983, N 2, реф.2Д43), наиболее близко отвечает параметрам оптимальной мельничной футеровки. Футеровка состоит из керамических постоянных магнитов, завулканизованных в резину или другой подобный полимер. Номинальный размер одного элемента футеровки 165 х 260 мм. Толщина зависит от условий работы, для вторичного измельчения она равна 35 мм. Магниты удерживают футеровку на стальном корпусе мельницы с одной стороны и притягивают магнитный материал внутри мельницы с другой стороны.

Для мельниц галечного измельчения руд, содержащих ферромагнитные материалы, используется магниторезиновая футеровка этой фирмы, выполненная в виде завулканизованных в резиновые пластины магнитных подков, расположенных в порядке чередующихся полюсов, связанных керамическими деталями. ("World Mining Equip, 1987, 12, N 1, с.44-45; РЖ ВИНИТИ. Горное дело, 1987, N 7, реф.7Д49).

Задачей изобретения является дальнейшее улучшение характеристик футеровочных плит по сравнению с прототипом с целью повышения прочности крепления футеровки к корпусу с сохранением имеющейся у прототипа простоты монтажа-демонтажа, а также увеличения долговечности футеровочных плит.

Поставленная задача решается за счет того, что в магнитной футеровке, включающей резиновые плиты и магнитные элементы для крепления этих плит к корпусу, плиты выполнены двухслойными, нижний, прилегающий к корпусу, слой которых выполнен из магнитотвердой резины и намагничен с величиной магнитной энергии (ВН)макс5-10 кДж/м³, а верхний, рабочий слой выполнен из сополимера этилена с полярным мономером при содержании звеньев полярного мономера 5-24% и показателе текучести расплава 1-50 г/10 мин при 190^оС, нагрузке 2,16 кг.

Выполнение нижнего слоя футеровочной плиты из магнитотвердой резины обеспечивает увеличение силы притяжения плиты к металлическому корпусу при сохранении простоты монтажа-демонтажа (бесклеевое крепление), а выполнение верхнего слоя из указанного сополимера обеспечивает повышение износостойкости и тем самым увеличение долговечности футеровочных плит.

Свойства магнитотвердых резин приведены в книгах: Алексеев А.Г. Корнев А.Е. Эластичные магнитные материалы, М. Химия, 1976, гл.6, Алексеев А.Г. Корнев А. Е. Магнитные эластомеры, М. Химия, 1987, гл.7. Свойства вышеназванного сополимера приведены в книге: Сирота А.Г. Модификация структуры и свойства полиолефинов, Л. Химия, 1984, 156 с.

Для узлов и агрегатов горного оборудования, работающего в тяжелых условиях (например, кузова автосамосвалов), где требуется еще большая прочность крепления футеровочных плит, футеровочная плита может иметь по углам и в центре завулканизованные керамические постоянные магниты. Для увеличения износостойкости верхнего слоя футеровочной плиты путем создания на его поверхности при работе "рудной постели" сополимер этилена с полярным мономером может быть наполнен ферритовым порошком и намагничен с величиной магнитной энергии (ВН)_макс 3-5 кДж/м³.

На фиг. 1 изображена схема барабанной мельницы с футеровочными плитами, вид сбоку; на фиг.2 схема барабанной мельницы с футеровочными плитами, вид с борца; на фиг.3 футеровочная плита, установленная на корпусе, вид сбоку; на фиг.4 футеровочная плита, вид сверху; на фиг.5 петля гистерезиса для определения статических магнитных параметров образцов материалов.

В таблице приведены характеристики исследованных образцов предлагаемых футеровочных плит.

На металлическом цилиндрическом корпусе 1 барабанной мельницы установлены футеровочные плиты 2 квадратной формы размером 250х250 или 500х500 мм. Футеровочная плита выполнена двухслойной.

Нижний, прилегающий к корпусу, слой 3 толщиной 5 мм выполнен из магнитотвердой резины. Магнитотвердую резину получают путем наполнения сырой резиновой смеси на основе какого-либо заданного каучука, например бутилкаучука, ферритовым порошком с содержанием последнего в резиновой смеси 70-90 мас. После формования и вулканизации в прессе футеровочные плиты намагничены в мощных импульсных магнитных полях до получения величины магнитной энергии (ВН)_макс 5-10 кДж/м³. В результате намагничивания на нижней, прилегающей к корпусу, поверхности плиты обеспечено получение множества пар полюсов (минимагнитов). В таблице приведены значения магнитной энергии (ВН)макс. магнитотвердой резины нижнего слоя образцов футеровочных плит размером 250х250х5 мм. Максимальное значение магнитной энергии (ВН)макс определяется типом магнитного наполнителя, его удельной поверхностью (т.е. размером частиц) и коэффициентом объемного наполнения. При увеличении объемного наполнения резиновой смеси феppитовым порошком магнитные характеристики возрастают. Верхний слой 4 футеровочной плиты толщиной 5 мм выполнен из сополимера этилена с полярным мономером (винилацетатом) при содержании последнего около 10% показателе текучести расплава 30 г/10 мин при 190^оС, нагрузке 2,16 кг (ГОСТ 11268-63) с пределом прочности при растяжении около 60 кгс/см² и относительном удлинении при разрыве около 700% который обладает высокой износостойкостью. При необходимости на его рабочей поверхности могут быть выполнены продольные ребра лифтеры. Верхний и нижний слои футеровочной плиты скреплены между собой при формовании методом горячей вулканизации под давлением, при этом обеспечена прочность крепления около 15 МПа. Для увеличения силы магнитного притяжения футеровочной плиты к корпусу в ее нижний слой 3 могут быть завулканизованы по углам и в центре керамические постоянные магниты 5, при этом размеры центрального и угловых магнитов могут быть разными. Для получения эффекта "рудной постели" при работе мельницы путем создания магнитного поля на рабочей поверхности футеровки верхний слой 4 футеровочной плиты может быть выполнен ферритовым порошком (в данном примере в объеме около 50%) и намагничен с получением величины магнитной энергии (ВН)_макс 3-5 кДж/м³ (значения энергетического произведения в примере выполнения приведены в таблице).

При установке на корпусе 1 футеровочные плиты 2 плотно прижаты одна к другой без зазоров благодаря тому, что они выполнены из эластичного материала. При установке последней плиты в очередном кольцевом ряду она при необходимости может быть отрезана ножом до нужного размера. Крепление плит к корпусу бесклеевое, плиты удерживаются силой магнитного притяжения. Монтаж и демонтаж предлагаемой футеровки осуществляется легко с помощью простых приспособлений типа лопаток.

При вращении барабана 1 мельницы перемалываемая руда 6 перекатывается и скользит по поверхности футеровочных плит, оказывая на футеровку истирающее действие. В мельницах, перемалывающих руду, содержащую ферромагнитные материалы, могут быть использованы футеровочные плиты с намагниченным верхним слоем 4. В этом случае мелкий порошок из ферромагнитного материала прилипает к поверхности футеровки, создавая защитный слой типа "рудная постель". За счет этого уменьшается износ футеровочных плит и увеличивается их долговечность.

Образцы предлагаемых футеровочных плит размером 250х250 мм общей толщиной 10 мм были изготовлены и испытаны в лабораторных условиях. Измерение статических магнитных параметров плит осуществлялось на гистерезиоографе УИ. ФИ-400/5-003 по методике ЛФ НИИРП N МВИ-Л-51-7-35-86. Максимум энергетического произведения (ВН)макс определялся по формуле при этом предварительно с помощью прибора и графика "петля гистерезиса" (фиг.5) определялись остаточная индукция исследуемого образца Br и его коэрцитивная сила по индукции Нсв. Было испытано 3 образца, результаты определения их магнитных характеристик приведены в таблице.

Сравнительные испытания на отрыв плиты от металлической поверхности показали, что сила магнитного притяжения в случае выполнения плиты из магнитотвердой резины и намагниченной с завулканизованными в нее керамическими постоянными магнитами в 1,5-2 раза выше, чем у плиты, выполненной из немагнитной резины с завулканизованными в нее аналогичными керамическими постоянными магнитами.

Изобретение предназначено в первую очередь для использования в рудоразмольных барабанных шаровых мельницах. Оно может быть использовано также в пересыпных устройствах горно-обогатительного оборудования (бункера, течки, узлы перегрузки в конвейерных линиях) для защиты кузовов автосамосвалов и др.

Формула изобретения

1. МАГНИТНАЯ ФУТЕРОВКА, включающая резиновые плиты и магнитные элементы для крепления этих плит к корпусу, отличающаяся тем, что плиты выполнены двуслойными, нижний прилегающий к корпусу слой которых выполнен из магнитотвердой резины и намагничен с величиной магнитной энергии BH_макс 5 10 кДж/м³, а верхний, рабочий, слой выполнен из сополимера этилена с полярным мономером при содержании звеньев полярного мономера 5 24% и показателе текучести расплава 1 50 г/10 мин при 190^oС, нагрузке 2,16 кг.

2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что футеровочная плита имеет по углам и в центре завулканизованные керамические магниты.

3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что верхний слой из сополимера этилена с полярным мономером имеет наполнение ферритовым порошком и намагниченность с величиной магнитной энергии BH_макс 3 5 кДж/м³.

РИСУНКИ

Рисунок 1