磨矿设备及应用(二)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:983

    传动方式按传动装置所在位置可分为:(1)边缘传动(图6a,b,c,d,i,j);(2)中心传动(图6c,d,h);(3)托辊传动(图6,e,f)。
    传动方式按传动力矩可分为:(1)齿轮传动(图6a,b,c,d,i,j);(2)摩擦传动(图6e),f,g);(3)环形马达(无齿轮)传动,对于小规格磨机,通常采用鼠笼型异步电机(或滑环式异步电机),经减速机和开式齿轮带动磨机旋转。其优点是电机便宜,安全可靠;缺点是需用减速机。对于中大型磨机,例如我国的D×L≥2.7×3.6米磨机,采用低速同步电机传动。其优点是不用减速机,占地面积小,同步电动机起动转矩大,且可改善电网路功率因数;缺点是这种电机需额外励磁装置,价格昂贵。利用摩擦传动的托辊装置,不用齿轮,较简单,过去仅限于小规格磨机,但现在也用于较大型磨机的传动(图7)。70年代磨机开始采用环形马达传动,优点是:(1)取消了减速机和齿轮。磨机筒体本身即为电动机转子,可实现无极调速,且噪音大大降低;(2)电机效率提高;(3)结构紧凑,占地面积小。西德西门子公司生产的环形马达传动磨机的应用实例。

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    中心传动(图6h)是传动电动机经过减速机和联轴节带动中空轴颈的传动接管,直接传动磨机筒体。该传动接管的周围开设若干个孔口,供磨机排矿用。减速器可用对称式和行星式齿轮减速箱。这种传动装置的传动效率比边缘传动高,一般为0.92~0.95,最高可达0.99(边缘传动方式的效率一般低于0.90以下),结构紧凑,工作可靠,一般使用寿命可达30年之久。这种传动方式多用于水泥厂的多仓管磨机和棒一球磨机(粗磨仓采甩磨捧,细磨仓用磨球)。磨机分“左旋”与“右旋”两种,从磨机排料口向给料口看,磨机旋转方向为顺时针时称为“右旋”,否则称为“左旋”。
    当磨机安装功率很大时,例如大于1500千瓦则宜采用双电机传动。双电动机传动可用双同步电机(图6b),或双异步电机。(图6c),双同步电动机传动时,采用对称配置的两台同步电动机,直接通过两个小齿轮,同时带动安装在筒体排矿端的大齿轮圈(有的大齿圈也装在中空轴颈的延长部位上)使磨机转动。这种方式传动需要一种特殊的联轴节,或要求其中一台电动机应有可旋转的定子,以便对转子的角度作比较精确的调整,使两台电动机之间的负荷达到平衡。利用动态负载平衡控制系统( 常用负载分配调节器)来校正平衡两电动机之间的负载摆动。采用两台鼠笼式电动机分别经离合器传动同一台磨机,其设备成本比两台绕线式电动机更低。这种鼠笼式电动机和双同步电动机传动磨机一样,每次起动一台电动机,磨机在离合器的负载平衡控制下达到运转速度。
    图7示出了目前正在运行的世界上最大的球磨机D×L=6.5×9.65米的传动装置;其特点是采用环形马达和托辊结合的传动方式,该磨机目前安装在挪威希德瓦朗格(Sydvarangers)选矿厂。这个磨机的优点是:(1)采用环形马达传动,转子与定子间隙为13毫米,误差±1.5毫米;噪声低,电机效率高达95%;(2)采用托辊传动(筒体压垫轴承),使筒体应力分布合理(见图7b);进料口和排料口尺寸、型式可根据需要设计而不受简体载荷的限制。采用托辊承重的传动方式可调节转子与定子间隙,便于润滑;(3)采用计算机自动控制,以增大磨机处理量和优化生产。该磨机自1981年投产运行至1987年,处理铁矿石达2000万吨,与小规格磨机比,按原矿处理量计,钢耗降低14%,衬板单耗低33%,电耗降低22.7%。[next]
    主轴承和润滑系统。磨机的主轴承主要是承担整个磨机及筒体内的介质和物料的重量,由于磨机转速较低,所以通常采用滑动轴承。这种滑动轴承不同于一般的滑动轴承,在轴承的下半部有半圆形的轴瓦,上半部为空心的轴承盖,而且轴承直径很大,长度较短。由于磨机筒体的长度和载荷很大,筒体将产生一定挠度;故大型磨机的滑动轴承制成自位调心的。主轴承一般是由轴瓦、轴承座、轴承盖及润滑系统组成。轴瓦一般多用巴氏合浇铸,有的也用青等材料制作。主轴承是磨机的关键部件之一,故润滑是    一个重要问题。润滑方法最简单的是采用油杯滴油润滑,用于小型磨机。较为完善的方法是用稀油循环系统的动压油膜润滑,以及静压油膜润滑。后一种方法是使用高压油泵,压力约为700千帕(70个大气压),将油注入轴瓦入口,使轴瓦与轴颈间形成厚度约为0.2毫米的油膜层。即使轴颈停止转动时,这种油膜仍然存在,从而避免金属摩擦,以减少摩擦损失。例如,美国哈丁公司的球磨机,主轴承直径小于1.2米时,采用动压油膜润滑方法;轴承直径大于1.2米,则用静压油膜润滑。磨机主轴承有时设有水冷却装置,冷却水能将轴颈与轴瓦在运转中产生的热量带走,使得润滑油得到冷却,保持轴瓦不发热,保证磨机安全运转生产。
    (三)棒磨机
    棒磨机的结构与球磨机基本相同,主要区别在于:棒磨机不用格子板进行排矿,而采用开口型、溢流型或周边型的排矿装置。
    棒磨机采用的介质为较筒体长度短10~15%的圆形钢棒。为了防止钢棒在磨机运转中产生倾斜,其筒体两端的端盖衬板通常制成与磨机轴线垂直的平直端面,且磨机筒体的长径比应保持1.5~2.0。棒磨机多采用波形或阶梯形等非平滑衬板。排矿端中空轴颈的直径较同规格溢流型球磨机大得多,目的是为了加快矿浆通过磨机的速度。棒磨机运转时,筒体内钢棒之间是线接触,首先粉碎粒度较大的物料。当钢棒被带动上升时,粗大颗粒常被夹持在棒与棒之间,而细小颗粒易随矿浆从棒的缝隙中漏下,故棒与棒之间还有一种“筛分分级”作用,使棒磨机具有较强盼“选择性磨碎”特性。
    开口型棒磨机的给矿端的端盖和中空轴颈的结构特点是,磨机排矿端没有中空轴颈,只是在排矿端的中央开有一个孔径很大的喇叭形的溢流口,为避免矿浆飞溅和钢棒从磨机筒体内滑出,排矿口用固定的锥形盖挡住,矿浆经喇叭形溢流口与盖子之间的环状空间溢出。[next]
    周边排矿型棒磨机分为筒体端部(排矿端)周边型和筒体中部周边型两种。除排矿方式不同外,其他结构与溢流型球磨机基本相同。鉴于这种棒磨机具有磨矿效率高、节省能耗和提高产品质量等优点。目前已在我国某些工业生产中得到应用。可用作干、湿磨及润湿磨矿作业。润湿磨矿过程中磨矿浓度可达87~92%,球团作业常用。
    (四)管磨机
    管磨机的显著特点是,筒体长度远远大于简体直径,通常长径比L/D=2.5~6。由于筒体很长,故物料在筒体内受磨碎的时间也长,可以获得很细的磨矿产品。当用隔仓板将磨机筒体分为二、三或四个不同长度的仓室时,称为多仓(室)管磨机。多仓管磨机多用于水泥厂。
    图8为三仓管磨机的结构图。这种类型磨机的筒体、排矿方式、传动装置、主轴承和润滑系统等构造与球磨机基本相同,但筒体衬板、隔仓板和磨机的给矿装置却有明显区别。

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    衬板材料一般应根据其在筒体各仓内的受力状况和作用的不同而进行选择。管磨机的一、二仓(粗磨仓)通常装入钢棒或大直径的磨球,衬板受冲击作用力时,应选用耐磨性好的高钢或橡胶衬板。三、四仓(细磨仓)的研磨介质多用小球或磨段、衬板受冲击力小、主要为研磨作用,常用合金白口铸铁。对于湿式管磨机的细磨仓,采用橡胶衬板,使用寿命和经济效果优于合金衬板。简体衬板应根据物料性质、给料粒度、磨机转速和各仓的粉碎作用等条件确定。多仓管磨机筒体衬板的工作表面形状常用的主要有下述的几种:波纹衬板用于棒球磨机的棒仓(一仓);凸棱衬板,由于凸棱表面提升磨球能力较强,多用于多仓管磨机的球仓:梯形衬板,管磨机的棒仓和球仓都能使用。平行衬板的工作表面平滑,提升磨球(段)能力差,常用于管磨机的细磨仓;方形压条橡胶衬板,对研磨介质提升能力较强,介质产生的冲击作用较大,多用于粗磨仓;非对称型的“K”型压条橡胶衬板,由于提升面为直线和圆弧的组合曲线,提升磨球的能力较弱,磨球的冲击作用较小,一般适用于细磨仓。
    由于各仓作用之差异,在管磨机中筒体衬板的设计和选用是非常重要的。
    隔仓板的作用是将筒体分隔成若干个仓室。第一仓室用于物料的粗磨,最后两个仓室用作物料的细磨。隔仓板分为单层和双层两种。单层隔仓板是由一些扇形篦板组成,用中心圆板把这些扇形篦板联成一个整体。它与短筒形球磨机的排矿格子板的构造相似,用作磨机的第二、三仓的隔子板。双层隔仓板又有过渡仓式和提升式等型式。过渡仓式双层隔仓板由环形固定圈、盲板、篦板和中心圆板等零件构成。当管磨机第一仓内的料浆面高于环形固定圈时,料浆就流入双仓隔板中间,故应定时停机清理。这种双层隔仓板只用于湿式生料棒球磨机。隔仓板的篦孔尺寸和篦孔排列方式应视具体情况确定。隔仓板的篦孔宽度,一般来说,一仓为8~15毫米,二仓为6~10毫米,三仓为6~8毫米。隔仓板一般由6~12块扇形篦板组成,篦孔在扇形板上的排列方式与球磨机排矿格子板的篦孔排列相似,即同心圆形、倾斜形和辐射形等排列方式。
    干式管磨机的给料装置主要有圆盘给料机、带式给料机和电磁振动给料机三种。圆盘给料机是按容积法进行给料,给料量一般约为5%的误差;但它的结构简单,制造容易,可很方便的控制给料量,故适用于较大粒度的各种干物料;对于潮湿和粘性物料,由于容易在排料溜槽口处产生堵塞不宜使用。电磁振动给料机是一种新的定量给料设备。目前,在选矿、冶金、化工、建材、炭等工业中,已经获得比较广泛的应用。电磁振动给料机既可以输送松散的粒状物料,又可以输送400~500毫米的块状物料,还可以输送各种粉状物料。带式给料机是按重量法控制给料量的一种设备。它用于细粒物料时,给料量的误差一般不超过1%;这种给料机适用于小块粗粒或各种粉状干物料的给料。[next]
    管磨机用于开流(路)系统时,选取较大的长径比,一般L=(3.5~6.0)D;用作闭流(路)系统时,选用较小的长径比,一般L=(2.5~3.5)D。多仓管磨机各仓(室)的长度按实际情况确定。但在许多情况下,磨机最后的一个仓室( 细磨仓)的长度最长,各仓(室)占筒体有效长度的百分数。
    水泥厂管磨机普遍使用的研磨介质是磨球、钢棒和磨段。管磨机常用的磨球直径为30~100毫米。钢棒只用在湿式棒球磨机的第一仓。钢棒直径通常为50~80毫米,其长度比所在的仓长度约短30~100毫米。钢段多用短圆锥形状,常用的有:ф15×20、ф18×22和ф25×30毫米(直径×长度)等。各仓研磨介质的规格应根据给料粒度的大小、物料易磨性和产品的细度要求等具体情况确定。当给料粒度较小,易磨性较好,多仓管磨机的一仓一般可用直径为60~100毫米的磨球,二仓采用30~60毫米,棒磨机的棒仓(一仓)可用50~70毫米的钢棒,二仓可用30~50毫米的磨球;三或四仓,管磨机装入磨段,棒球磨机装入小于30毫米磨球。当给料粒度较大(最大粒度大于30毫米)易磨性较差(如,大块熟料及矿渣的混合物)时,管磨机一仓的最大球径可采用110毫米,该仓平均球径约为90毫米。磨球材料多用碳素钢、合金钢、合金铸铁或锰钢制造。钢棒常用45中碳钢或70高碳钢轧制而成。
    (五)自磨机
    自磨机也称无介质磨机,其特点是利用被处理矿石(物料)本身作为研磨介质。通常给入自磨机的最大块矿石为300~350毫米;在磨机中大干100毫米的矿块起研磨介质的作用,小于80大于20毫米的矿粒磨碎能力差,其本身也不易为大块矿石磨碎,故这部分物料通常称为“难磨颗粒”;为了磨碎这部分物料有时往自磨机中加入占磨机容积4~8%左右的大钢球,此称半自磨。自磨机又分为干式和湿式两种。
    国外目前生产的最大规格的干式自磨机为D×L=10.5×2.05米,驱动电机4500千瓦;它们分别安装于加拿大的魁北克(Quebec)和毛里塔尼亚(Mauritania),用于处理铁矿石;最大湿式自磨机为D×L=10.97×4.6米,传动功率为2×4480千瓦;它们分别安装于美国的希宾(Hiben)及哥伦比亚(B.Col-umbia)等地,处理铁燧岩及铜矿石等。[next]
    A 干式自磨机
    干式自磨机构造与球磨机基本相同,但与球磨机相比,又有其显著的特点,即干式自磨机的简体直径很大,长度很短(图9其长径比(L/D))一般为0.3~0.35左右,这是由于矿石本身自磨碎的特性所决定的。由于矿石密度远远小于研磨介质,欲使矿石获得相当于金属介质的冲击和研磨作用力,需将自磨机简体直径设计得大些。筒体所以较短,主要是为了防止自磨过程中产生矿石的“偏析”(大块矿石集中在一端,小块矿石集中在另一端)现象。此外,筒体较短,可以降低风流流过筒体时的阻力损失,并增加风携量(每立方米风量每小时携带出的干料物量)。自磨机生产中产生“偏析”时,在筒体内的中块矿石(如小于80大于20毫米)愈积愈多,不仅明显地降低磨矿效率,而且严重时将导致磨机“胀肚”。自磨机筒体两端中空轴颈的直径大、长度短,通常中空轴颈内径约为最大给矿粒度的2倍。直径大是为了适应自磨机给矿块度大,同时便于风流运输物料。自磨机筒体安装有“B”型提升衬板,其主要作用是为了提升矿石,严防大块矿石向下滑动,同时与下降矿石碰撞时起尖劈作用。图10示出了其工作原理。
    干式自磨机的两端端盖与筒体断面呈垂直配置。端盖衬板的结构形状是比较特殊的(参看图9)。端盖衬板有一部分是平滑衬板,而在靠近两端的中空轴颈处分别设置两圈断面形状类似三角形的衬板,即波峰衬板。它的作用是使筒体两端附近的矿石抛向中央,这有助于磨机中的矿石均匀混合,以减少矿石的“偏析”;此外,给矿端盖和排矿端盖波峰衬板的两个波峰,对筒体底部的矿石具有楔住和“压紧”作用,有利于矿石的碎裂。

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    自磨机采用电动机通过小齿轮和大齿圈的周边传动装置,而大齿圈安装在靠近磨矿端的筒体上。
    自磨机由于规格很大,载荷较重,主轴承润滑以采用静压油膜式较好。干式自磨靠风力输送物料,根据风路系统特点又分为开流系统(图11)和闭流系统(图12)两种;前者风路系统较简单,适用于小规格自磨机,例如直径小于4.0米的自磨机。实践证明,正确设计、选择、安装和操作风路系统及设备是保证干式自磨机高产、稳产、减少粉尘、降低磨耗的关键。[next]

标签: 设备
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