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球磨机衬板结构的研究现状

时间:2022-06-15 18:01

球磨机衬板结构的研究现状

球磨机衬板的作用主要是保护筒体不被磨损,故衬板的结构一般都比较简单。球磨机的衬板种类很多,就安装部位可分为:端(磨头)衬板、筒体衬板、磨门衬板;联接方式可分:螺栓孔衬板、无螺栓孔(镶嵌式)衬板;按其功能可分:螺栓孔衬板、无螺栓孔(镶嵌式)衬板;按其功能可分:普通衬板、分级衬板等;也可以按上述的衬板材质分类。目前一般按表面形状分,有平滑和非平滑两类衬板,非平滑形衬板是根据经验对平滑形衬板进行设计改进的。其中非平滑衬板主要有:波形衬板、平凸形衬板、阶梯形衬板、长条形衬板和沟槽衬板等。

由于球磨机磨球的运动状态决定了磨矿效率高低,故国内外对磨球的运动状态研究的比较多,而对衬板结构对磨球运动状态的影响,这方面研究的比较少。在上个世纪末,Mclvor和Vemreulne等人提出了阶梯型衬板的提升条高度和面角对最外层磨球的运动状态有着很重要的影响:随后M.S.Powell又在理论上就梯形衬板提升条结构对最外层磨球的影响做了很详细的研究,并提出了自己的一套衬板提升条的设计理论。M.S.Powell使用离散元素分析法DEM(Disceret Element Method)对提升条的各个参数,磨球运动状态以及冲击能量做了非常详细的研究,并使用三维DEM对球磨机内磨球的运动状态进行了三维动态分析,这为提升条的设计理论依据又做了进一步的研究。随着DEM在工程领域的应用,现已广泛用于磨矿的介质运动建模,而且二维DEM和三维DEM在介质运动中已经普遍推广,并建立了一些相关的数学模型和计算机分析软件。

目前梯形衬板的设计原理已经研究的相当成熟,梯形衬板在国外主要应用在金属矿山的大型自磨机和半自磨机上。而在国内金属矿山上使用的主要是波形衬板,但波形衬板还没有理论设计依据,而且国内的波形衬板完全是靠经验方法设计的。由于设计没有科学依据,故这种波形衬板在使用时并未发挥到最佳状态。

现在广泛应用的一类衬板是沟槽衬板,它是奥地利Voest-AIPine公司向全世界推广的节能衬板,沟槽衬板是按照面心立方密排结构的原子密排原理来设计衬板的结构参数,目前在各国的磨矿生产行业都显示出了良好的节能效果,在国内已广泛使用在水泥球磨机上。但是沟槽衬板设计并没有考虑到磨球运动最佳状态,只考虑了磨球的密排性。国此该设计方案也不是最佳的,在生产实践中衬板的设计应该以磨球的运动状态达到最佳为依据。但是沟槽衬板的设计并不是定型、通用万能的,其结构形式应根据球磨机的工艺条件做相应的设计才能取得理想的效果。还有在粉磨比表面积要求高的物料时,它更能显示其优越性。