Влияние соотношения материалов к мячу на эффективность работы мельницы

Влияние соотношения материалов к мячу на эффективность работы мельницы

1. Введение

В промышленных процессах шлифования шаровые мельницы играют решающую роль в сокращении материалов до тонкой порошка или меньших размеров частиц, пригодных для различных применений. Эффективность мясорубки в значительной степени зависит от соотношения материала к мячу, которое представляет собой соотношение массы материала, находящегося в грунте, и шлифовальных сред (шаров) внутри мельницы. Это соотношение влияет не только на эффективность шлифования мельницы, но и на ее эксплуатационную стабильность, энергопотребление и затраты на техническое обслуживание. В настоящем докладе рассматривается значение поддержания оптимального соотношения материалов и шаров, его связь с эффективностью трубчатых мельничных установок, методы определения этого соотношения на практике и распространенные ошибки, которые следует избегать.

1. Значение соотношения материала и шара

Соотношение материалов к мячу является ключевым фактором обеспечения эффективной работы мельницы. Это соотношение напрямую влияет на толщину слоя материала внутри каждой камеры, влияя на расход материала через мельницу, степень шлифования и потребляемую энергию на тонну обрабатываемого материала. Хорошо сбалансированное соотношение материала к мячу позволяет шлифовальным срезам эффективно применять силы воздействия и истощения на материал, оптимизируя эффективность шлифования.

Важность корректировок, основанных на соотношении материалов и шаров

В зависимости от соотношения материалов к мячу различные корректировки могут повысить эффективность:

• Корректировки на низкий коэффициент: когда соотношение является низким, это означает, что в шлифовальной камере недостаточно материала по сравнению со средствами массовой информации. Корректировки в целях повышения эффективности включают:

• Уменьшение открытой площади диафрагменных пластинЭто позволяет сохранять материал в мельнице в течение более длительного периода времени, повышая вероятность получения более мелких частиц.

• Уменьшающийся размер сита скринингового устройства: с помощью меньших рукавов более эффективно отделяются тонкие частицы, что способствует более тонкому шлифованию.

• Добавление обратных отверстий в разгрузочный конусЭто может увеличить циркуляцию материала внутри мельницы, способствуя лучшей измельчению.

• Корректировки на высокие коэффициентыКогда соотношение материала к мячу является высоким, существует избыток материала по сравнению с имеющимися шлифовальными средами, что часто приводит к неэффективному шлифованию. Эффективные корректировки включают:

• Увеличение открытой области диафрагмы: это может повысить пропускную способность материала, не допуская его переполнения и обеспечивая эффективное использование средств массовой информации.

• Использование больших шариков: более крупные шлифовальные среды могут оказывать большее ударное воздействие, пригодное для больших объемов материала.

• Расширение подъемников или снятие слепых пластин: эти структурные изменения помогают распределять и регулировать материальные потоки.

Оптимальное соотношение материала к шару обеспечивает использование наименьшей энергии на тонну обрабатываемого материала и максимальную производительность мельницы.

2. Соотношение материала к шару и эффективности трубчатой мельницы

Связь между соотношением материала к шару и эффективностью трубчатой мельницы имеет основополагающее значение при проектировании и эксплуатации мельницы. Трубные мельницы, как правило, состоят из нескольких камер, каждая из которых предназначена для определенной стадии шлифования. Поддержание оптимального соотношения материалов к мячу между камерами имеет важнейшее значение для обеспечения эффективности:

Рекомендации по соотношению материалов к шарам для каждой камеры

• Первая камера заседанийДля мукомольных предприятий, оснащенных роликовым пресс, соотношение материалов к мячу в первой камере должно составлять около 18%, что позволяет производить "полупрозрачное воздействие". Эта конфигурация позволяет оптимально сбалансировать нагрузку на материал, уменьшая износ мяча при сохранении адекватного шлифования.

• Вторая камераЭта камера, которая, как правило, занимается более тонким шлифованием, должна иметь отношение материал к мячу, которое поддерживает равномерное распределение материального слоя по носителю. Соотношение, которое является слишком низким или высоким, нарушит эффективность шлифования.

• Тонкая шлифовальная камера: тонкая шлифовальная камера, как правило, требует более тонкого слоя материала, приблизительно 10-20 мм, с отношением материала к шару около 8%. Если соотношение является слишком низким, шлифовальные средства работают в "пустом состоянии шлифования", Приводит к чрезмерному износу и потреблению энергии без эффективного измельчения.

Тематическое исследование: влияние низкого соотношения материалов к мячу на производительность трубчатой мельницы

В одном из промышленных тематических исследований показано, как низкое соотношение материалов к мячу приводит к высоким температурам мельничного оборудования, высокому потреблению мяча и увеличению потребления энергии. Когда шлифовальные средства в тонкой шлифовальной камере недостаточно покрыты материалом, до 1/8 шлифовальных средств работает в неэффективном состоянии, увеличивая операционные расходы. С другой стороны, чрезмерно высокие соотношения приводят к трудностям в контроле точности и снижению общей эффективности шлифования из-за переполненной мельничной камеры.

Влияние на потребление энергии

Как уже отмечалось, энергоэффективность напрямую связана с отношением материалов к мячу. Исследования показывают, что при каждом постепенном увеличении соотношения материалоемкости к шару выше оптимальной точки энергопотребление возрастает непропорционально. Такая неэффективность объясняется тем, что для перемещения избыточного материала через мельницу требуется энергия, а сама мельница не является достаточно грунтовой.

3. Влияние соотношения материала к мячу (Ra) на эффективность шлифования

Экспериментальные данные показывают влияние различных соотношений материала к мячу на время шлифования и результируемую точность. В одном исследовании, когда соотношение материала к мячу увеличилось с 10% до 15%, время шлифования удвоилось с 20 до 40 минут. Однако, несмотря на увеличение времени, желаемая точность (34% кумулятивного остатка при 0,045 мм) не была достигнута, что указывает на снижение доходности от увеличения соотношения без других корректировок.

Факторы, способствующие неэффективному измельчению при более высоких соотношениях материала к мячу

Для материалов с высокой твердостью и размерами частиц менее 0,08мм особенно важное значение имеет сбалансированное соотношение. Для таких материалов, как правило, используются небольшие шлифовальные шары, требующие тщательного контроля соотношения материала к шару. Когда соотношение является слишком высоким:

• Недостаточная сила воздействия: небольшие шары оказывают ограниченную ударную силу, которая становится неэффективной, когда толстый слой материала поглощает энергию.

• Повышение сопротивления материалов: высокая пропорция часто означает, что шлифовальные средства должны работать усерднее, чтобы перемещать материал через мельницу, снижая скорость и эффективность шлифования.

Эти выводы подчеркивают важность сохранения контролируемого соотношения во избежание потери энергии и плохих характеристик фрезерования.

4. Методы определения соотношения материала и шара на практике

Хотя теоретически можно рассчитать соотношение материала к мячу, на практике оно обычно рассчитывается на основе опыта оператора и наблюдений. Это особенно верно в случае мельниц с открытым контурами, где поток материала является односторонним, и корректировки должны производиться в режиме реального времени.

Практические шаги по оценке соотношения материалов к мячу

1. Внезапно остановив мельницуМельница должна быть внезапно остановлена, чтобы оператор мог осмотреть материальный слой. Это требует остановки мельницы в точном положении, что требует координации с центральным управлением и навыки на операторе 's часть.

2. Расположение ворот мельницыДверь мельницы должна быть остановлена под определенным углом (как правило, в видимом положении, например в 12 ° c#39; часы. Если эта позиция не была выбрана при первой попытке, оператор может отрегулировать ее, изменив угол остановки.

3. Визуальная оценка материального слояПосле остановки мельницы операторы оценивают толщину слоя материала на шлифовальных средах. Это дает приблизительный, но надежный показатель соотношения материала к мячу.

5. Компоненты и факторы, влияющие на соотношение материалов к мячу на шаровых мельницах

Несколько компонентов в шаровой мельнице способствуют соотношению материала к шару и влияют на эффективность работы. Понимание этих компонентов позволяет операторам при необходимости вносить более эффективные коррективы.

Ключевые компоненты, влияющие на соотношение материалов и шара

1. Конструкция диафрагмы: открытая зона диафрагмы и размер отверстий для скрининга напрямую влияют на количество материала, проходящего между камерами. Более крупные отверстия сокращают время удержания материала, потенциально снижая соотношение материала и шара.

2. Подъемные пластины: подъемные пластины помогают при подъёме материала усилить взаимодействие с шлифовальными средами. Более длинные пластины могут увеличить материал, влияя на эффективную толщину слоя материала.

3. Конструкция конуса разгрузкиУгол и форма конуса влияют на скорость выхода материала из каждой камеры. Более крутой конус позволяет ускорить поток материала, влияя на соотношение материала к шару.

Влияние диаметра шара

Диаметр шара также играет решающую роль. Более крупные шары обеспечивают более высокую ударную силу, подходящую для крупнодисперсных материалов, но не идеальную для более мелких материалов, где более мелкие шары могут создавать больше контакта с поверхностью. Выбор правильного диаметра в зависимости от типа материала и желаемой тонкости необходим для поддержания оптимального соотношения материала к мячу.

6. Неправильные методы контроля соотношения материала к мячу

Для поддержания эффективного процесса фрезерования следует избегать применения определенных методов. Ошибки в контроле соотношения материалов к мячу часто приводят к снижению эффективности работы, чрезмерному износу и отходам энергии.

Обычные ошибки в управлении потоком материала

• Ограничение вентиляции: воздушный поток на шаровой мельнице имеет решающее значение для удаления мелких частиц и предотвращения чрезмерного измельчения. Снижение вентиляции снижает эффективность мельницы и может привести к накоплению лишних штрафов.

• Повышение устойчивости воздушного потока путем изменения диафрагмовСварочные стальные плиты для снижения расхода воздуха могут создавать сопротивление, но нарушать естественный поток материала, что приводит к неравномерному шлифованию и высокой энергоемкости.

Наилучшая практика в области регулирования потоков

Для эффективного контроля потока материалов без ущерба для вентиляции основное внимание следует уделять:

• Использование надлежащих средств проверки: регулировка отборочных устройств и контроль диафрагменных открытых участков обеспечивают оптимальную скорость движения материала.

• Избежание физических затруднений: в первой камере использовать только необходимые настройки и избегать создания блокировок вокруг центрального кольца.

7. Дополнительные соображения по оптимизации соотношения материала и шара

Хотя соотношение материалов к мячу является ключевым фактором эффективности работы шарового стана, передовые методы оптимизации выходят за рамки простой корректировки соотношения на основе оперативных наблюдений. При создании оптимальной среды фрезирования необходимо учитывать несколько факторов, включая тип мельницы, характеристики материала и условия эксплуатации. Для более точного определения и поддержания этого соотношения могут использоваться усовершенствованные системы моделирования и контроля.

Моделирование подходов для оптимизации соотношения материала к мячу

1. Метод дискретных элементов (DEM) моделированияМоделирование модема позволяет анализировать динамику потока материала внутри шаровой мельницы. Моделируя движение и воздействие отдельных шлифовальных сред, DEM может предсказывать влияние различных соотношений материала к мячу на производительность мельницы. Эти имитационные модели помогают понять, как изменения соотношения материала к мячу влияют на распределение шлифовальных сил, время удержания материала и уменьшение размера частиц.

2. Динамика вычислительной жидкости (CFD): в дополнение к DEM, CFD может быть использован для моделирования воздушного потока и транспортировки материалов внутри мельницы. Это особенно важно для управления потоком воздуха и понимания взаимодействия материала и среды внутри мельницы, особенно при оптимизации потока материала и удалении тонкосперсных частиц.

3. Алгоритмы оптимизации: многие заводы используют алгоритмы оптимизации, основанные на сборе данных в режиме реального времени. Эти системы регулируют такие эксплуатационные параметры, как скорость подачи материала, скорость мельницы и потребление энергии, чтобы поддерживать оптимальное соотношение материала к мячу на протяжении всего процесса шлифования. Благодаря постоянному мониторингу производительности мельницы, такие алгоритмы могут минимизировать потребление энергии при максимизации производительности и эффективности шлифования.

4. Искусственный интеллект (ии) и машинное обучение (мл): ии и инструменты машинного обучения становятся все более распространенными при фрезировании. Эти системы могут анализировать огромное количество исторических данных и вносить коррективы в режиме реального времени для поддержания идеального соотношения материалов и мячей, принимая во внимание колебания характеристик материала, износ мячей и изменения условий фрезерования.

Эти передовые технологии позволяют применять более точный и динамичный подход к оптимизации соотношения материалов и шаров, что ведет к повышению эффективности мельницы, сокращению потребления энергии и минимизации эксплуатационных затрат.

8. Наилучшая практика поддержания оптимального соотношения материалов и мячей

Поддержание оптимального соотношения материалов и шаров требует постоянного мониторинга и адаптивных оперативных стратегий. Ниже приведены некоторые примеры передовой практики, которые могут помочь операторам поддерживать эффективность процессов шлифования шаровых мельниц:

Регулярный мониторинг параметров мельницы

• Потребляемая мощность мельницы: потребление энергии напрямую связано с отношением массы к шару. Контролируя потребление энергии, операторы могут оценить эффективность шлифования и определить, является ли соотношение материала к мячу слишком высоким или слишком низким. Увеличение потребления энергии без соответствующего увеличения качества продукции часто указывает на чрезмерную нагрузку на материал.

• Распределение частиц по размеруМониторинг распределения частиц по размеру (PSD) продукции мельницы помогает оценить эффективность процесса шлифования. Устойчивый PSD с равномерным распределением частиц указывает на оптимизацию соотношения материала и шара. Значительные различия в осчс могут свидетельствовать о несбалансированности соотношения материалов и мячей.

• Износ шлифовальных средств: высокая степень износа шлифовальных сред может свидетельствовать о неправильном соотношении материала к мячу, особенно в тех случаях, когда сред является слишком большим для количества обрабатываемого материала. Регулярный мониторинг скорости износа позволяет регулировать размер шара и нагрузку на материал для предотвращения чрезмерного износа.

Корректировки на основе характеристик материала

Соотношение материала к шару не должно быть статическим, а должно корректироваться с учетом изменений характеристик материала. Эти характеристики включают:

• Для этого нужна твердость: более твердые материалы, как правило, требуют более высокого соотношения материала к мячу для обеспечения достаточного измельчения. В случае более твердых руд могут также потребоваться более крупные шары для обеспечения силы воздействия, необходимой для уменьшения размера.

• Содержание влагиСодержание влаги в материале может влиять на его расход через мельницу. Мокрые материалы могут требовать иного соотношения материалов и шаров для обеспечения того, чтобы материал был надлежащим образом заземлялся, не вызывая засорения или чрезмерного накопления навозной жижи.

• - абразивность.Материалы с высокой абразивностью могут привести к ускоренному износу шлифовальных сред. Для таких материалов размер шара и соотношение материала к мячу должны быть скорректированы таким образом, чтобы уменьшить износ среды при сохранении эффективности шлифования.

Динамические системы управления

• Автоматизированные системы управления: многие современные шаровые заводы оснащены современными системами управления, которые регулируют соотношение материала к шару в режиме реального времени. Эти системы опираются на датчики и данные, полученные с помощью таких параметров производительности мельницы, как размер частиц, потребление энергии и изношенность шлифовальных сред, для внесения необходимых корректировок. Автоматизированные системы обеспечивают, чтобы это соотношение оставалось в оптимальном диапазоне, уменьшая необходимость в ручном вмешательстве.

• Оптимизация процессов на основе аи: как упоминалось выше, алгоритмы ии могут использоваться для анализа исторических данных и оптимизации соотношения материала к шару в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Эти системы учитывают изменения в питающем материале, износу шаров и потреблении энергии, чтобы постоянно корректировать соотношение для максимальной эффективности.

Регулярное техническое обслуживание и инспекции мельниц

Регулярное техническое обслуживание необходимо для обеспечения надлежащего функционирования всех мельничных компонентов, таких, как диафрагмы, подъемники и сливные конусы. В ходе регулярных проверок могут выявляться такие проблемы, как заблокированные диафрагмы или изношенные подъемники, которые могут нарушать поток материалов и влиять на соотношение материалов и шаров. Поддержание этих компонентов в оптимальном состоянии обеспечивает бесперебойную работу и стабильную производительность шлифования.

9. Iii. Выводы и рекомендации

Соотношение материалов и мячей является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность мясных мельниц. Поддержание оптимального соотношения обеспечивает эффективное шлифование, минимальное потребление энергии и снижение износа шлифовальных сред. Однако это соотношение не является фиксированным параметром и должно корректироваться на основе ряда факторов, включая характеристики материала, конструкцию мельничного оборудования и условия эксплуатации.

Передовые методы, такие, как моделирование на основе модема и CFD, оптимизация на основе аи и системы мониторинга в режиме реального времени, значительно расширили возможности операторов в плане корректировки соотношения материалов и шаров для повышения производительности мельничных установок. Кроме того, регулярное техническое обслуживание, динамические системы управления и корректировки, основанные на свойствах материала, способствуют повышению общей эффективности процесса шлифования.

Таким образом, понимание взаимосвязи между соотношением материалов и шаров, наряду с использованием передовых методов оптимизации, может привести к значительному повышению эффективности мельницы, снижению эксплуатационных затрат и повышению качества продукции. Благодаря постоянному развитию технологии управления мельницами, потенциал для достижения оптимальной производительности шлифования как никогда велик.