Способ управления измельчением твердых материалов

(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ПНТ СССР(71) Казахский политехнический институт им, В.И.Ленина(56) Авторское свидетельство СССРВ 902829, кл . В 02 С 25/00, 1980.Авторское свидетельство СССРУ 1315021, кл . В 02 С 19/00, 1985.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕМТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к способам управления измельчением твердыхматериалов для барабанных мельниц,преимущественно безредукционных, может найти применение в промьппленносИзобретение относится к способамуправления измельчением твердых материалов дпя барабанных мельниц, преимущественно безредукционных, и можетбыть применено в проьишпенности строительных материапов, горно-обогатительной, химической промппленности,черной и цветной металлургии и другихотраслях народного хозяйства для управления процессами измельчения.Цель изобретения - повышение точности управления,Сущность способа заключается в едующем.Элементарный объем поперечного сения внутримельничной загрузки предааБОии 1 4480 А 1 ти строительных материалов, горнообогатительной и химической промышленности, черной и цветной металлургии для управления процессом измельчения и позволяет повысить точностьуправления. Для достижения поставленной цели измеряют величину прогибабарабана мельницы в зоне его максимальных механических повреждений иизменяют скорость вращения барабанноймельницы с максимальной частотой изменения угловой скорости, вычисляемой из соотношеният 0 35Г,1Гц9Р О где ы - максимальная частота измене- Ж ния угловой скорости вращения барабан- уу ной мельницы; И - 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 свободном 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 динамическо 1 б 04480го воздействия, происходит прогиб барабана мельницы. Его величина пропорциональна уровню загрузки мельницы и частоте ее вращения. В барабане мельницы возникают механические нанряже" 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 не мельницы можно определить, напри - мер, с помощью локальных тензометрических датчиков, наклеенных на корпус барабана мельницы, учитывающих воздействующие на них статические и динаьи- щ 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. 25Наибольшая опасность механического разрушения барабана мелыжцы возникает в моменты изменения динамики вращения при управлении скоростью вращения барабанной мельницы с переменной 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 40 ее колебания уменьшаются. Это приводит к необходимости повышать частоту изменения угловой скорости при увеличении внутримельничной загруь и для активизации измельчающей работы ее д внутренних слоев, интенсификации перемешивания мелющих тел с измельчаемым материалом и расширения зоны активного измельчения на пяте загрузки.При этом частота изменения угловой 5 р скорости вращения барабана мельницы определяющая частоту биений эксцентричной нагрузки и создаваемая вынужденными колебаниями под действием привода мельницы, не должна находиться55 в резонансной области частот, приводящих к нарушению динаькческой устойчивости системы, определяемой отношением частоты вынужденных колебаний вращающегося барабана Я (как валасистемы) и частоты свободных попереч.ных колебаний барабана мельницы Я,т,е, должно выполняться условиеИО, 7 - - 1,3.оТак как частота собственных поперечных колебаний барабана мельницыс ост авл я ет 7.ВИрЯИ щи,( ц)И 2Фгде я - ускорение свободного падения,м/с;И - прогиб барабана от внутримельничной загрузки, м,тогдаО 35 Об 5--. И, -- - (Гц),Д" -1 ю,максимальная частота йзменения угловой скорости вращения барабана мельницы должна бытьО 35Я--- (Гц).Р 065Значения частот Я- - техничесЫрки реализовать трудно из-за большихмоментов инерции мельницы,По величине прогиба барабана мельницы в зоне его максимальных механических напряжений можно осуществлятьне только известное управление загрузочной мельницы, но и ограничение максимальной частоты изменения угловойскорости барабана при управлении скоростью вращения барабанной мельницы спеременной частотой ее изменения,Зная величину прогиба барабанамельницы в зоне его максимапьных механических напряжений, зависящую отуровня внутримелькчной загрузки иугловой скорости вращения барабанамельницы, можно определить граничную собластью резонансныхчастот максимально возможнуючастоту изменения угловойскорости вращения барабана мельницы,приводящую к наибольшей интенсификации процесса измельчения в мельницеза счет наилучшего перемешивания мелющих тел с измельчаемым материалом,повышения истирающих свойств внутренних слоев загрузки, расширениязоны активного измельчеыя на пятезагрузки.Способ измельчения твердых материалов реализован следующим образом.1604480 При меньшем уровне загрузки мельницы можно безопасно, с точки зрениямеханического разрушения барабанамельницы, повысить частоту изменения 5угловой скорости барабана с 3,62 до4,95 Гц, Это позволит существеннымобразом повысить перемешивание внуримельничной загрузки, будет способствовать разрушению явления ее сегрегации, активизации измельчительныхсвойств внутренних слоев загрузки,расширению зоны активного измельченияна пяте загрузки и, следовательно,повышению эффективности измельченияпри обеспечении требуемой надежностиработы мельницы. Изменение максимальной частоты иэ 20менения угловои скорости вращения барабана мельницы от величины его прогиба в зоне максимальных механическихнапряжений, хар акт ери зующе го внутримельничную загрузку, позволит повысить содержание класса - 0,074 мм вготовом продукте измельчения на 4% ипроизводительность мельницы по переработке руды на 0,022 т/ч (6,28%),,снизить удельный расход энергии на305,06%, что соответствует ее снижениюпо сравнению с обычным процессом измельчения (без изменения скорости)в 1,25-1,55 раза,35 Формула изобр ет ения 50 О 35Я, .-4 ыр Исходная руда крупностью - 10 мм,крепостью Я=12 (по 11 ротодъякоцову),с содержанием класса - 0,074 мм 10%подавалась на измельчение в полупромчдненную установку, включающую бункер исходного питания с управляемымпитателем барабанную шаровую мельницу мокрого измельчения, работающуюв замкнутом цикле с односпиральнымклассификатором, Регулируемый злектропривод мельницы выполнен на основе двигателя постоянного тока и тиристориых преобразователей, включающих силовые и управляющие блоки, осуществляющие регулирование скоростивр аще ни я б ар аб а на мельницы в ди апаз оне 1:1 О,условная критическая частота вращения барабанной мельницы составляла и: 48,2 мин, Изменение угловойскорости вращения барабана мелыицыосуществлялось в пределах (0,3-0,9)и , что составляло 14,46-43,38 мин ,аполнение мельницы шарами состави ло 45% (Г,=0,45), При содержании готового класса - 0,074 мм в готовомпродукте измельчения крупностью -0,1+О мм 85% и изменении производительности мельницы по исходному питанию Яи=0,33-025 т/ч величина прогиба барабана мельницы в зоне максимальных механических напряжений меняласьсоответственно в пределах И =9-5 мм.рЗона максимальных механических напряжений определялась с помощью локапьных тензометрических датчиков инаходилась в нижней средней части барабана мельницы между точками отклонения радиуса вращения барабана отвертикали в направлекчи его вращениина 5-25 град,Максимальная частота изменения скорости должна быть определена из соотношени я0 35 4-Я рПри уровне загрузки мелььицы, соответствующей величине прогиба барабана мельницы И =9 мм в зоне максиммальных механических напряжений, максимальная частота изменения угловойскорости должна соответствоватьОЗа 0,55/ц 0,009 =3,69 Гц. Способ управления измельчением твердых материалов, включающий изменение угловой скорости вращения барабанной мельницы с переменной частотой ее изменения, о т л и ч а ю щ и й 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 нияПри уровне загрузки, соответствующей И 5=5 ммОЗ ( 0,35/50005 =,95 Гц. 55 где 15/ - величина прогиба барабанамельницы в зоне его максимальных механических напряжении 9