Влияние количества рабочих камер в полости ротора центробежной мельницы вертикального типа на ее производительность по расчетному классу крупности Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© В.Н. Хстагуров, Е.С. Каменецкий, С.Е. Соболев, С.В. Хстагуров, В.Д. Плисв, 2013

УДК 622.73

B.Н. Хетагуров, Е.С. Каменецкий, С.Е. Соболев,

C.B. Хетагуров, В.А. Плиев

ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА РАБОЧИХ КАМЕР В ПОЛОСТИ РОТОРА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ МЕЛЬНИЦЫ ВЕРТИКАЛЬНОГО ТИПА НА ЕЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПО РАСЧЕТНОМУ КЛАССУ КРУПНОСТИ

Приведены результаты испытаний центробежной мельницы вертикального типа при блокировке кольцевого горизонтального зазора между подвижными и неподвижными элементами, а также при размещении в периферийной нижней части рабочего пространства, дополнительных кольцевых просеивающих поверхностей и установке в полости ротора шести или трех радиальных ребер. Установлено, что производительность центробежной мельнице по готовому продукту, при измельчении минерального сырья, в основном, выше при установке в полости ротора трех ребер. Исключение составляет снижение производительности мельницы по готовому продукту при частоте вращения ротора с тремя ребрами, равной 310 мин-1. Для повышения выхода кондиционного продукта (- 0,08 мм) из центробежной мельницы вертикального типа необходимо в полости ее ротора устанавливать три радиальных ребра при более низком значении высоты столба материала над ротором.

Ключевые слова: центробежная мельница вертикального типа, измельчение, доломит, режимы испытаний.

Блокировка кольцевого горизонтального зазора между подвижными и неподвижными элементами центробежной мельницы вертикального типа [1—3], размещение в периферийной нижней части рабочего пространства, дополнительных просеивающих поверхностей, а также установка в полости ротора шести или трех радиальных ребер [4, 5] изменили основные показатели процесса измельчения: гранулометрический состав продуктов размола, производительность мельницы по исходному и конечному продукту, удельный расход электроэнергии и т.п.

Цель исследований — сравнение режимов измельчения материалов в центробежной мельнице при установ-

ке в полости ротора шести или трех радиальных ребер в новых условиях организации процесса самоизмельчения материалов.

Был проведен сравнительный анализ работы центробежной мельнице вертикального типа МВ-0,3 с диаметром ротора 300 мм на разных режимах испытаний при установке в полости ротора трех или шести ребер.

Испытания проводились по следующей методике. Частота вращения ротора составляла 310 и 360 мин-1; высота столба материала над ротором поддерживалась на уровнях 180 и 270 мм, что в относительных значениях составляет 0,6 и 0,9 от диаметра ротора соответственно; зазор в решетках ротора и решетках

Время испытаний

Рис. 1. Зависимость производительности мельницы по готовому продукту от времени испытаний

при Н = 180 мм: 1 - n = 360 мин-1, количество ребер - 6; 2 - n = 360 мин-1, количество ребер - 3; 3 - n = 310 мин-1, количество ребер - 6; 4 - n = 310 мин-1, количество ребер - 3

корпуса составлял 2 мм; количество ребер, установленных в полости ротора мельницы, принималось равным 3 или 6 шт. Время испытаний - 6 час. Измельчаемый материал был представлен доломитом Боснинского месторождения (РСО-Алания) узкой фракции -12 + 9 мм, пределом прочности при сжатии в воздушно-сухом состоянии — 392 кг/см2 и коэффициентом крепости по шкале Про-тодьяконова - 8.

Влажность исходного продукта определялась путем взвешивания исходной пробы до и после ее сушки. Замеры частоты вращения ротора, напряжения и тока производились постоянно. Отбор проб и взвешивание измельченного продукта осуществлялся троекратно через каждые 15 мин. Производительность мельницы по конечному продукту замерялась путем заполнения мерной емкости за каждый час работы мельницы и последующего ее взвешивания на весах. После каждого эксперимента корпус

мельницы полностью освобождался от материала, который затем подвергался расситовке по стандартной методике. Цикл измельчения — открытый. Эксперименты повторялись от 3 до 6 раз.

Результаты испытаний приведены на рис. 1 и рис. 2.

Из рис. 1 видно, что при высоте столба материала над ротором, равным 180 мм и установке в полости ротора шести ребер производительность мельницы по готовому продукту увеличивается с повышением частоты вращения ротора, а установка в полости ротора трех ребер, дает противоположные результаты: при частоте вращения ротора, равной 360 мин-1 производительность центробежной мельницы по готовому продукту больше, чем при частоте 310 мин-1.

Как видно из рис. 2 при высоте столба материала над ротором равным 270 мм производительность центробежной мельницы по исходному продукту при установке в полости ротора трех ребер выше, чем при установке шести ребер при принятых частотах вращения ротора. Одновременно установлено, что увеличение частоты вращения ротора повышает производительность мельницы по готовому продукту.

С целью получения уравнения регрессии для производительности центробежной мельницы по расчетному классу - 0,08 мм использовался метод планирования экспериментов, а именно полный факторный эксперимент типа 2, где к — число факторов.

у= 1,11 - 0,26 • х1 --0,73 • х3 - 0,33 • х1 • х3, (1)

1

гдех1 и х3 — кодирован-значения давления

Бремя

Рис. 2. Зависимость производительности мельницы по готовому продукту от времени испытаний при Н

= 270 мм: 1 - п = 360 мин-1, количество ребер - 6; 2 - п 360 мин-1, количество ребер - 3; 3 - п = 310 мин-1, ко-

личество ребер - 3

6; 4 - п = 310 мин- , количество ребер

Ранее было установлено, что наибольшее влияние на параметр оптимизации (производительность по расчетному классу - 0,08 мм) оказывают: давление столба материала — (Р);

частота вращения ротора — (ш) и

объем камер, сформированных в полости ротора в пространстве между соседними радиальными ребрами — (V) . Опыты были рандомизированы,

и порядок их выполнения определялся по таблице случайных чисел. Интервалы варьирования в натуральном выражении и кодировка факторов принимались исходя из возможных реальных пределов режимов центробежной мельницы по табл. 1. В табл. 2 приводятся матрица планирования и результаты экспериментов.

Обработку результатов исследований выполняли согласно [6].

Было получено уравнение регрессии для производительности центробежной мельницы по расчетному классу - 0,08 мм:

ные

столба материала и объем камер, сформированных в полости ротора в пространстве между соседними радиальными ребрами соответственно.

Полученное уравнение адекватно при 5 % — ом уровне значимости.

Анализ уравнения регрессии (1) показывает, что на параметр оптимизации (производительность по расчетному классу - 0,08 мм) при измельчении частиц крупностью - 12 + 9 мм наибольшее влияние оказывает высота столба материала и количество камер, сформированных в полости ротора между радиальными ребрами (то есть количество ребер ротора, установленных в его полости). Причем, с увеличением этих параметров производительность мельницы по расчетному классу снижается. Наряду с линейным эффектом значимым оказался также и эффект взаимодействия х1 • х3, усиливающих влияние этих эффектов.

Выводы

При блокировке кольцевого горизонтального зазора между подвижными и неподвижными элементами центробежной мельницы МВ-0,3, а также при размещении в периферийной нижней части рабочего пространства, в зоне над ротором, дополнительных кольцевых просеивающих поверхностей и установке в полости ротора шести или трех радиальных ребер установлено следующее:

Таблица 1

Интервалы варьирования и кодировка факторов

Уровень варьируемых факторов Обозначение кодовое Р, Па ю , с-1 V, см3

х1 х Х3

Основной уровень 0 4855 35,06 2475

Интервал варьирования А х 975 2,62 825

Верхний уровень + 1 5830 37,68 3300

Нижний уровень - 1 3880 32,44 1650

Таблица 2

Матрица планирования и результаты эксперимента для расчета по расчетному кл. - 0,08 мм, кг/ч

№ Матрица плана Результаты опытов

опыта (производительность в кг/ч)

Х0 х1 Х2 Х3 У1 У,2 У,3 У,4

+ - - - 1,228 1,813 1,393 1,649

+ + - - 1,247 0,537 0,595 1,983

+ - + - 2,755 2,307 1,621 1,781

+ + + - 0,137 0,699 1,310 0,972

- - + 0,202 0,145 0,194 0,222

+ - + 0,280 0,112 0,255 0,413

- + + 0,295 0,137 0,225 0,475

+ + + 0,370 0,339 0,389 0,553

1. Производительность по готовому продукту, при измельчении минерального сырья в центробежной мельнице, в основном, выше при установке в полости ротора трех ребер. Исключение составляет снижение производительности мельницы по готовому продукту при частоте вращения ротора с тремя ребрами, равной 310 мин-1.

2. Для повышения выхода кондиционного продукта (- 0,08 мм) из центробежной мельницы вертикального типа необходимо в полости ее ротора устанавливать три радиальных ребра при более низком значении высоты столба материала над ротором.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Патент РФ № 2078613 Способ из- 2. Патент РФ № 2084787 Мельница // мельчения материалов // Хетагуров В.Н. Хетагуров В.Н., Ильяшик В.П., Чужинов Опубл. в Б.И. № 13, 1997. А.И. Опубл. в Б.И. № 20, 1997.

3. Хетагуров В.Н. Разработка и проектирование центробежных мельниц вертикального типа — Владикавказ: Изд-во «Терек», 1999. - 225 с.

4. Хетагуров В.Н, Каменецкий Е.С., Лапинагов A.M., Наниева Б.М. Промышленные испыгтания модернизированной мельницы МАЯ-К10 на Новочеркасском электродном заводе // М.: «Цветная металлургия», №4, 2001. - С. 38-41.

5. Хетагуров В.Н., Маслов E.H., Грицу-нов П.В., Гусалова З.Б. К вопросу своевременной эвакуации готового продукта из рабочего пространства центробежной мельницы вертикального типа // Владикавказ: Изд-во «Терек». Труды СКГТУ №8 (юбилейный), 2001. - С. 246-249.

6. Евдокимов ¡O.A., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. — М.: Наука, 1980. - 228 с. 1Ш

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Хетагуров Валерий Николаевич- доктор технических наук, профессор, [email protected], Соболев Сергей Евгеньевич - кандидат технических наук, ассистент, [email protected], Хетагуров Сослан Валерьевич - аспирант, [email protected], Плиев Владимир Айварович- аспирант, [email protected],

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет),

Каменецкий Евгений Самойлович - доктор физико-математических наук, доцент, заведующий отделом, [email protected]

Южный математический институт ВНЦ РАН и РСО-А.

А

ГОРНАЯ КНИГА -

Уголь мира. Том III. Уголь Евразии

Б.М. Воробьев 2013 г. 752 с.

ISBN: 978-5-98672-348-8 UDK: 622.33

Настоящее издание — III том монографического сериала «Уголь мира». Освещаются основные аспекты состояния и развития угледобычи и углепотребления в страновом разрезе в Европе и Азии. Специальная часть посвящена угольной промышленности России. Описывается ресурсная база угольной промышленности отдельных стран, бассейнов и месторождений. Рассматривается международная торговля углем и особенно экспортно-импортной активность отдельных стран Евразии на мировом рынке угля. Показаны динамика потребления угля и области его использования.

Для широкого круга научных и практических работников, студентов, слушателей и аспирантов, интересующихся проблемами угольной промышленности и углеэнергетики.