Режими руху подрібнювальних тіл у барабанних млинах

Режими руху подрібнювальних тіл у барабанних млинах

При багатошаровому заповненні барабана млина подрібнювальними тілами у залежності від частоти обертання можливий один з таких швидкісних режимів руху подрібнювальних тіл: каскадний, змішаний, водоспадний, субкритичний і надкритичний (рис.).

Каскадний режим руху подрібнювальних тіл

Каскадний режим руху подрібнювальних тіл (рис. а) реалізується при малій частоті обертання барабана (0,5 — 0,6 критичної), він характеризується перекочуванням подрібнювальних тіл без їх польоту. При сталому каскадному режимі подрібнювальне середовище повертається на певний кут у бік обертання і залишається в такому положенні. Подрібнювальні тіла безупинно циркулюють усередині барабана по замкнених траєкторіях, вони піднімаються по колових траєкторіях на певну висоту і потім скочуються «каскадом» рівнобіжними шарами вниз. У центральній частині подрібнювального середовища є малорухома зона — «ядро» (кулі заштриховані). Подрібнення матеріалу відбувається роздавлюванням і стиранням. Каскадний режим є найбільш сприятливим для стержневих млинів, тому що при водоспадному і змішаному режимі вільний політ стержнів може привести до їх перекосів і аварійної зупинки млина. Для кульових млинів каскадний режим застосовується при мокрому і сухому подрібненні неміцних матеріалів (при виробництві цементу, підготовці пиловугільного палива та ТЕС, висококонцентрованого водовугільного палива (ВВП) тощо.).

Змішаний режим руху подрібнювальних тіл

Змішаний режим руху подрібнювальних тіл (рис. б) характеризується поступовим переходом від суто каскадного до суто водоспадного режиму. При цьому зовнішня частина подрібнювальних тіл бере участь у вільному польоті, внутрішня — перекочується усередині барабана по замкнутих траєкторіях. При змішаному режимі у каскадному русі беруть участь також кулі, що розташовані між зовнішніми шарами і малорухомим «ядром». Подрібнення здійснюється ударом, роздавлюванням і стиранням. Такий режим спостерігається при проміжних значеннях частоти обертання барабана (0,6 — 0,76 критичної). Змішаний режим має місце при подрібненні руд у кульових млинах.

Водоспадний режим руху подрібнювальних тіл

При водоспадному режимі (рис. в) частота обертання барабана складає не менше 0,76 — 0,88 критичної. У цьому випадку основна маса подрібнювальних тіл піднімається по колових траєкторіях на велику висоту, відхиляється від колової траєкторії і падає «водоспадом» по параболічних траєкторіях, потім подрібнювальні тіла знов переходять на колові траєкторії відповідного шару. Подрібнення руди відбувається головним чином у результаті ударів подрібнювальних тіл і частково стиранням і роздавлюванням. Водоспадний режим застосовується у більшості промислових млинів при подрібненні великогрудкових і важкоподрібнюваних матеріалів.

Критичні режими

Субкритичний режим (рис. г) — частковий випадок водоспадного режиму, який здійснюється при частоті обертання барабана близькій до критичної або рівної їй. При цьому більшу частину циклу подрібнювальні тіла рухаються по коловій траєкторії і висота падіння їх незначна.

Надкритичний режим (рис.д) здійснюється при частоті обертання барабана вище критичної, коли у центрифугування поступово вступають усі шари подрібнювального середовища. Тобто, у момент, коли усі шари подрібнювального середовища починають центрифугувати. Надкритичний режим застосовується при подрібненні в барабанно-валкових млинах.

Усі режими роботи млина пов'язані між собою і можуть переходити один в інший у залежності від зміни умов подрібнення (ступені заповнення подрібнювальними тілами φ, відносної частоти обертання ψ, зносу футеровки, фізико-механічних властивостей матеріалу, густини пульпи і т. д.).

Номінальні режими роботи барабанних млинів

У барабанних млинах найкраще подрібнення досягається при частотах обертання, що забезпечує максимальне число ударів подрібнювальних тіл по матеріалу, який подрібнюється. При ударному руйнуванні основним параметром є швидкість подрібнювального тіла в точці падіння (швидкість удару). Подрібнення матеріалу ударом відбувається тільки за рахунок прямого удару, що обумовлений швидкістю v_п , яка діє по лінії удару, тобто нормально по відношенню до поверхні млина або колової траєкторії, зовнішнього (відносно даного) шару подрібнювальних тіл. Швидкість тіла v_t , яка діє у дотичному напрямку, до удару не приводить і сприяє тільки переміщенню подрібнювального тіла вздовж колової траєкторії, при цьому подрібнення може здійснюватись роздавлюванням і стиранням.

Література

• Смирнов В. О., Білецький В. С. Підготовчі процеси збагачення корисних копалин. [навчальний посібник]. — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, 2012. — 284 с.