預(yù)磨機碎磨機理分析及能耗實驗研究.pdf

1、立式預(yù)磨機是針對球磨機因入料粒度大而導(dǎo)致設(shè)備粉磨效率降低等問題而研制的一種新型礦山設(shè)備。預(yù)磨機采用“以碎代磨”、“多碎少磨”的設(shè)計方法,其工作原理是在破碎腔內(nèi),利用高速運動的破碎介質(zhì)對物料進行沖擊、擠壓、研磨破碎,在排料口處,由高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤對物料進一步的剪切破碎。預(yù)磨機的應(yīng)用能改變大多數(shù)礦山現(xiàn)有的碎磨工藝流程,即礦石經(jīng)粗碎-中碎-細碎后,先進入預(yù)磨機預(yù)磨,將入磨粒度控制在-10mm,甚至-5mm,再進入球磨機進行粉磨,從而提高了球磨機

2、粉磨效率,降低碎磨系統(tǒng)能耗水平。
　　論文以新型立式預(yù)磨機碎磨過程為研究對象,采用理論分析、試驗研究和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計相結(jié)合的方法對立式預(yù)磨機進行了一些基礎(chǔ)性研究,其研究內(nèi)容主要包括預(yù)磨機碎磨機理分析,預(yù)磨介質(zhì)的運動規(guī)律研究,基于粒度分析、能耗分析的預(yù)磨機主要工作參數(shù)的實驗研究,并在預(yù)磨機功耗實驗研究的基礎(chǔ)上,利用數(shù)據(jù)擬合方式,提出了預(yù)磨機功率消耗的優(yōu)化設(shè)計模型。主要成果如下:
　　(1)根據(jù)立式預(yù)磨機的結(jié)構(gòu)及工作原理分析得出,

3、預(yù)磨機的破碎形式主要有沖擊破碎、剪切破碎、擠壓破碎、研磨破碎幾種破碎方式組成,其中沖擊破碎為主要破碎形式。
　　(2)基于質(zhì)點運動學(xué)分析方法,對預(yù)磨介質(zhì)在破碎腔內(nèi)的受力及運動過程進行了分析,并將介質(zhì)在預(yù)磨機內(nèi)的運動分為三個階段,第一階段為預(yù)磨介質(zhì)隨轉(zhuǎn)盤一起加速的運動階段,第二階段為預(yù)磨介質(zhì)脫離轉(zhuǎn)盤后在球形定環(huán)上的“爬行”運動階段,第三階段為預(yù)磨介質(zhì)離開定環(huán)后的沖擊運動階段,推導(dǎo)了各個階段的運動表達式,找出了介質(zhì)運動與介質(zhì)尺寸、破碎

4、腔結(jié)構(gòu)、撥料轉(zhuǎn)盤直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)及其與撥料盤轉(zhuǎn)速等運動參數(shù)間的關(guān)系,為預(yù)磨機結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動參數(shù)設(shè)計提供了初步依據(jù)。
　　(3)采用正交實驗方法,選取預(yù)磨機上、下破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、介質(zhì)填充量、大小填充介質(zhì)配比等四個考察因素,根據(jù)前期實驗情況,選取五個實驗水平,對立式預(yù)磨機的破碎過程進行試驗,通過對實驗結(jié)果分析得出,最小平均排料粒徑為1.16mm,最大平均排料粒徑為1.76mm,排料粒度符合設(shè)計要求;并對試驗結(jié)果進行極差分析:在排料粒度、

5、電機功率消耗兩者為綜合評價指標情況下得到的最優(yōu)試驗方案為:上層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為9m/s、下層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為9m/s、介質(zhì)填充率為25％、大小介質(zhì)填充配比為75%。
　　(4)使用數(shù)據(jù)擬合方法,對功耗實驗數(shù)據(jù)進行進一步分析,通過參數(shù)優(yōu)化設(shè)計后得到預(yù)磨機在滿足排料粒度的情況下,功率消耗最小時的各參數(shù)值分別為上層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速9.2m/s、下層破碎腔轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速9.6m/s、介質(zhì)填充率23%、大小介質(zhì)填充配比69%;采用優(yōu)化結(jié)果進行實驗與