Обгрунтування конструктивних параметрів та режимів роботи млинів примусового подрібнення з обертальним інтенсифікатором

Міністерство освіти України

Національна гірнича академія України

 

КИРИЧЕНКО Віталій Іванович

 

УДК 621. 926/. 927

 

 

Спеціальність 05. 05. 06 – Гірничі машини

 

 

Дніпропетровськ 1999

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національній гірничій академії України Міністерства освіти України.

Науковий консультант: доктор технічних наук, академік НАН України, професор ПІВНЯК Геннадій Григорович, завідувач кафедри систем електропостачання Національної гірничої академії України.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Надутий Володимир Петрович, завідувач відділу механіки машин і процесів переробки мінеральної сировини ІГТМ НАН України доктор технічних наук, професор Учитель Олександр Давидович, завідувач кафедри устаткування Криворізького філіалу Державної металургійної академії України доктор технічних наук, професор Штепа Валерій Петрович, професор кафедри будівельних і шляхових машин Придніпровської державної академії будівництва і архітектури

 

 

Актуальність проблеми. Переробка корисних копалин – одна із найважливіших галузей народного господарства. Біля 5% всієї електроенергії світу витрачається на дроблення та подрібнення. Економічне значення цих операцій визначається тим, що на збагачувальних фабриках на них припадає 50... 70% загальних капітальних та експлуатаційних витрат. Саме тут найбільші витрати енергії та металів. основні споживачі електроенергії у цій галузі – барабанні млини, домінуючий стан яких не викликає сумніву. Але вони мають незадовільні питомі показники, можливості поліпшення яких практично вичерпані. Енергонапруженість кульових млинів залишається меншою 35 кВт/м3, а металомісткість – близькою до 4 т/м3. Для млинів самоподрібнення вони близькі до 25 кВт/м3 та 2 т/м3. Питомі витрати футерівки та куль сягають 0, 25 та 2, 5 кг/т відповідно. Для зменшення собівартості готової продукції гірничо-збагачувальні комбінати часто прагнуть підвищити одиничну продуктивність млинів. однак можливості цього напрямку обмежені, в тому числі труднощами створення простих та надійних приводів. Це тим більш важливо, що вартість та площа млинів і їх приводів близькі. при потужності до 5000 кВт застосовують одно-, а при більшій – багатодвигунні зубчасті приводи, ускладнені проблемами вирівнювання навантажень. або більш коштовні електричні з низькочастотними перетворювачами. Звичайно для приводу млинів використовують спеціальні млинові двигуни з підсиленими пусковими обмотками і підвищеними пусковими струмами та обмеженою кількістю пусків підряд. Останнє для потужних млинів супроводжується значними економічними збитками. Відомо про негативний вплив на мережу живлення значних пускових струмів двигунів з прямим пуском. Є труднощі запуску млинів після тривалої перерви у роботі без попереднього вивантаження сировини із барабана. Забезпечують успішний запуск підвищенням на 10... 30% установленої потужності двигунів, використанням пристрою синхронного запуску, хоча це і підвищує кошторис млинів в цілому. 

Зазначений перелік труднощів та аналіз можливих напрямків їх вирішення зумовив пропозицію Національної гірничої академії України і ряду наукових, виробничих та проектних організацій впровадити в промислові умови метод та млини примусового подрібнення. Сутність методу – у використанні надкритичних частот обертання млинів, перенесенні енергії подрібнення тертям та роздавлюванням у внутрішні прошарки за рахунок поперечної сегрегації внутрішньомлинового завантаження. Це підняло межу потужності однодвигунного зубчастого привода практично пропорційно зростанню обертів млинів і за рахунок вилучення перетворювачів частоти істотно покращило техніко-економічні показники електричних приводів, спростило багатодвигунні зубчасті. зросли енергонапруженість і питома продуктивність. І хоча питомі витрати футерівки зменшилися в 3-4 рази у порівнянні з кульовими млинами, запропоновані млини мали істотну ваду – концентрацію місця зношування з відповідним негативним впливом на міжремонтний термін. Тому до прийняття рішення про промислове впровадження слід підвищити їх працездатність, додатково знизити витрати футерівки, можливо повніше врахувати відомі напрямки покращання ефективності процесу подрібнення. Слід визначитися стосовно доцільності використання млинів на докритичних частотах обертання, удосконалити конструкцію і підвищити продуктивність пристроїв розвантаження, ретельніше відпрацювати питання теоретичного визначення потужності привода, розмірів млинів та навантажень їх робочих поверхонь. Необхідно подбати про можливо кращу форму механічних характеристик млинів та пускових – для приводних двигунів. особливої ваги перелік набуває при прогнозі очікуваних показників потужних млинів. 

З урахуванням зазначеного, а також перспективності промислового використання методу та млинів примусового подрібнення, особливо в Україні, де зосереджена значна кількість комбінатів та підприємств з подрібненням сировинних матеріалів у барабанних млинах, установлення закономірностей механіки взаємодії внутрішньомлинового завантаження з робочими поверхнями млинів, впливу його властивостей на енергетичні та технологічні показники примусового подрібнення різних матеріалів і обгрунтування раціональних параметрів засобів забезпечення працездатності млинів і їх електромеханічних систем є актуальною науковою проблемою і завданням великої практичної ваги. 

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації пов'язана з плановими роботами ВНДПІгірколірмета, НДПІ Механобр, Механобрчормета, ВНДІнеруда та АТ Укррудпром, відповідає постанові ДКНТ при Раді Міністрів СРСР за № 377 від 14. 08. 86 про утворення МНТК «Механобр», згідно плану якого малося на меті ''... використання та створення енергонапружених подрібнювальних апаратів (струминні, планетарні, відцентрові, вібропланетарні та баштові млини, млини динамічного та примусового самоподрібнення), які дозволяють інтенсифікувати процес подрібнення та суттєво підвищити питому продуктивність агрегатів у порівнянні із стандартними барабанними млинами... «. Виконана робота базується на дослідженнях та розробках науково-дослідницьких тем 444, 567, 030325, 030326, 030348, 030349, МП-11,