Результат интеллектуальной деятельности: Комплект футеровочных плит

Изобретение относится к футеровкам для шаровых мельниц, в частности к футеровкам цилиндрической части шаровых мельниц, работающих с добавлением мелющих шаров и может быть использовано в металлургической, горной, химической и других отраслях промышленности в процессах измельчения материалов.

Из предшествующего уровня техники известно изобретение «Шаровая мельница» (патент RU № 2021021 от 26.10.1990г. В02С 17/22, опубл. 15.10.1994). Шаровая мельница, содержащая барабан с шаровой мелющей загрузкой и имеющими выступы и впадины футеровочными плитами, закрепленными по спирали вдоль оси барабана, отличается тем, что, с целью повышения производительности по продукту готовой крупности, продольная образующая спирали направлена к образующей барабана под углом 15-23°, а впадины выполнены с глубиной и шириной в пределах 0,6-0,7 от диаметра среднего шара шаровой загрузки.

Недостатком данного технического решения является то что, комплект плит имеет большое количество разных единиц, что увеличивает простой оборудования во время монтажа футеровки так как требуется сортировка и подбор плит для сборки геометрии спирали. Использование данной геометрии футеровки требует тщательного подбора угла наклона спирали, что сложно предугадать и выявляется опытным путем, иначе неверный угол наклона приводит к повышению динамической нагрузки на подшипники мельницы или падению производительности по готовому классу. Спиральная геометрия футеровки имеет частично отверстия под болтовой крепеж, проходящий через впадину и не имеет в этих местах утолщения футеровки, что препятствовало бы линейному скольжению мелющих шаров по впадине, а отсутствие защиты головки болта приводит к малому сроку полезной эксплуатации футеровки или требует частичной замены плит с болтовым крепежом во впадине, что увеличивает простои из-за трудности демонтажа развальцованной футеровки и приводит к экономическим потерям. Так же футеровка не имеет монтажных проушин для безопасного и более быстрого монтажа.

Известно также изобретение «Барабанная мельница» (патент RU № 2129468 от 05.05.1998г. В08С 17/22, опубл. 27.04.1999). Барабанная мельница, содержащая вращающийся корпус и футеровку, состоящую из набора однотипных плит из упругого материала, установленных с натягом на внутренней поверхности корпуса в продольном его направлении с образованием волновой рабочей поверхности, отличается тем, что каждая плита имеет трапецеидальное сечение, при этом между плитами в продольном направлении корпуса образованы пазы, количество которых равно количеству футеровочных плит.

Недостатком данного технического решения является то что, клиновидные пазы, расположенные под углом к поперечному сечению конуса, предназначены только для захвата мелких частиц и их выноса в разгрузочное отверстие, и соответственно даже их угловое расположение не обеспечивает интенсивное перемешивание рудно-шаровой массы, а их быстрый износ к полной потере сущности изобретения. Система крепежа футеровки не обеспечивает защиту головки болта, что приведет к его быстрому износу и обрыву футеровки, а это приведет к увеличенным простоям и к экономическим потерям. Так же футеровка не имеет монтажных проушин для безопасного и более быстрого монтажа.

Известно также изобретение «Футеровка барабанных шаровых мельниц» (патент SU № 1793964А3 от 1966 г. В02С 17/22, опубл. 1978 г.). Футеровка барабанных шаровых мельниц, состоящая из набора плит прямоугольной формы с выступами на его рабочей поверхности, отличается тем, что, с целью повышения эффективности в работе мельницы, выступы образованы путем выполнения на рабочей поверхности плиты овальной формы углублений, днища которых имеют выборку. Плиты имеют косые ребра, между которыми выполнены канавки под углом.

Недостатком данных технических решений является то, что плиты имеют очень низкую высоту косых ребер, образованных полусферическими канавками и после самофутеровки плит путем заклинивания изношенных мелющих шаров в канавках, косые ребра перестают выполнять роль продвижения вдоль оси барабана нижнего слоя рудно-шаровой массы, что снизит эффективность работы мельницы из-за отсутствия циркуляции вдоль барабана мелющих шаров. Так же футеровка не имеет монтажных проушин для безопасного и более быстрого монтажа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату для футеровочной плиты является изобретение «Футеровка для трубных шаровых мельниц» (патент SU № 1279113, опубл. 27.01.1997), в котором футеровочные плиты в поперечном сечении имеют ступенчатый профиль с взаимно перпендикулярными плоскостями ступеней шириной 0,7-0,8 диаметра наибольшего мелющего шара, а их боковые плоскости наклонены к радиусу, проведенному из центра мельницы к середине плиты, на угол 35-40°.

Недостатком данного технического решения является то, что футеровка, состоящая из таких плит, имеет низкую циркуляцию рудно-шаровой массы вдоль барабана от загрузки к разгрузке и от разгрузки к загрузке, что не обеспечивает дополнительные точки соударения мелющих шаров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату для комплекта футеровочных плит является изобретение «Футеровка барабанной мельницы» (патент RU № 2266789 от 14.06.2001г. В02С 17/22 опубл. 27.12.2005). Футеровка барабанной мельницы, имеющей цилиндрический корпус, в который помещены подлежащий измельчению материал и масса из мелющих тел, состоящая из колец, образованных отдельными примыкающими друг к другу футеровочными плитами, расположенными чередующимися рядами в комплекте футеровки. При этом от 5% до 15% от общего количества футеровочных плит содержат отражатель, имеющий ребро, установленное торцом на ее опорной плите под углом относительно плоскости, перпендикулярной продольной оси мельницы, направленным либо к входному, либо к выходному отверстию мельницы и составляющим менее 25°, при этом места расположения отражателей выбраны таким образом, что все отражатели в совокупности образуют спиральную конфигурацию, непрерывную или прерывистую для достижения желаемого эффекта.

Недостатком данного изобретения является то, что применение такого типа комплекта футеровочных плит не обеспечивает эффективное измельчение материала из-за наличия в нем футеровочных плит с плоской рабочей поверхностью, и футеровочных плит, имеющих одно ребро, расположенное под углом.

Для заявленной группы изобретений выявлены следующие общие с прототипами существенные признаки:

1. Футеровочная плита, имеющая ступенчатый профиль, который выемками и выступами образует лифтеры;

2. Комплект футеровочных плит, содержащий чередующиеся ряды футеровочных плит.

Техническими проблемами настоящего изобретения является увеличение эффективности измельчения материала и повышение надежности футеровки шаровой мельницы.

Техническая проблема решается за счет того, что в футеровочной плите, имеющей ступенчатый профиль, который выемками и выступами образует лифтеры, ступени футеровочной плиты расположены под углом относительно торцевой стенки футеровочной плиты. При этом в комплекте футеровочных плит, содержащем чередующиеся ряды футеровочных плит, ступени футеровочных плит каждого последующего ряда имеют противоположный наклон ступеней футеровочных плит каждого предыдущего ряда, при этом размеры футеровочных плит чередующихся рядов через один ряд отличаются большей длиной.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:

На фиг.1 изображена раскладка комплекта футеровочных плит;

На фиг. 2 изображен вид с торца футеровочной плиты;

На фиг. 3 изображен вид с другого торца футеровочной плиты.

Описание изобретения представлено на примере футеровки шаровой мельницы, которая состоит из комплекта футеровочных плит, который состоит из двух типов футеровочных плит 1 и 2, имеющих ступенчатый профиль, который выемками 3 и выступами 4 образует лифтеры 5. Ступени футеровочной плиты расположены под углом α относительно торцевой стенки 6. Футеровочные плиты имеют монтажные проушины 7. В зоне отверстий 8 под болтовой крепеж выполнены выступы 9. Первый 1 и второй 2 тип плит различаются тем, что имеют противоположный наклон ступеней относительно оси барабана мельницы 10. Также первый тип 1 плит имеет длину больше второго 2 в зависимости от рассверловки барабана, что делается для того, чтобы сместить стыки между футеровочными плитами между рядами, для придачи прочности комплекта футеровочных плит. Футеровочная плита изготавливается путем литья и может отливаться из различных сплавов металла. Рекомендуется использовать сталь, например, сталь Гадфильда. Компоновка плит осуществляется таким образом, что футеровочные плиты монтируются рядами, при этом ряд футеровочных плит первого типа чередуется с рядом футеровочных плит второго типа. Монтажные проушины 7 обеспечивают быструю и безопасную загрузку в барабан мельницы и их монтаж. Выступы 9 обеспечивают защиту болтового крепежа, тем самым делая срок эксплуатации футеровочных плит дольше при допустимом уровне износа выступов 4 лифтеров 5. Благодаря наклону ступеней футеровочных плит относительно оси барабана мельницы 10 в ряду, в котором установлены футеровочные плиты первого типа 1 мелющие шары (на фиг. не показаны) стремятся в сторону разгрузки по всему ряду. Благодаря противоположному наклону ступеней футеровочных плит относительно относительно оси барабана мельницы 10 в ряду, в котором установлены футеровочные плиты второго типа 2 мелющие шары стремятся в сторону загрузки по всему ряду. Чередование рядов с двумя типами футеровочных плит увеличивает эффективность циркуляции рудно-шаровой массы вдоль оси барабана мельницы, что приводит к увеличению эффективности измельчения продукта. Благодаря всего двум типам футеровочных плит, уменьшается время монтажа.

В зависимости от ширины футеровочной плиты, например, равной 478 мм, и наличию трех лифтеров 5 на каждой футеровочной плите, угол наклона α ступеней относительно торцевой стенки 6 равен 92°. Расположение ступеней под наклоном сокращает короткую боковую грань нижней плоскости самого нижнего лифтера 5, но данная боковая грань восполняет свою длину до за счет параллельно лежащей футеровочной плиты, что обеспечивает эффективное движение шаров во всех лифтерах 5 футеровочных плит.

Работа изобретения представлена на примере футеровки шаровой мельницы второй стадии измельчения горно-обогатительного комбината. При вращении барабана мельницы, заполненной рудно-шаровой массой, упавшие шары скатываются на поверхность футеровочных плит, попадают в лифтеры 5, захватываются ими и увлекаются по траектории вращения барабана мельницы, при этом попадая на ряд с футеровочными плитами первого типа 1, за счет наклона ступеней футеровочной плиты относительно оси барабана мельницы 10, мелющие шары под воздействием давящей рудно-шаровой массы смещаются в сторону разгрузки мельницы, далее за рядом футеровочных плит первого типа 1 шары попадают на ряд с футеровочными платами второго типа 2 и за счет противоположного наклона ступеней относительно оси барабана мельницы 10, мелющие шары под воздействием давящей рудно-шаровой массы смещаются в сторону загрузки мельницы, при выходе рядов футеровочных плит из под рудно-шаровой массы при вращении барабана мельницы мелющие шары скатываются и отбрасываются в стороны.

Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности измельчения материала и повышение прочности футеровки.