預磨機碎磨機理分析及能耗實驗研究.pdf

1、立式預磨機是針對球磨機因入料粒度大而導致設備粉磨效率降低等問題而研制的一種新型礦山設備。預磨機采用“以碎代磨”、“多碎少磨”的設計方法,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,由高速旋轉的轉盤對物料進一步的剪切破碎。預磨機的應用能改變大多數(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,先進入預磨機預磨,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)化設計相結合的方法對立式預磨機進行了一些基礎性研究,其研究內(nèi)容主要包括預磨機碎磨機理分析,預磨介質(zhì)的運動規(guī)律研究,基于粒度分析、能耗分析的預磨機主要工作參數(shù)的實驗研究,并在預磨機功耗實驗研究的基礎上,利用數(shù)據(jù)擬合方式,提出了預磨機功率消耗的優(yōu)化設計模型。主要成果如下:
　　(1)根據(jù)立式預磨機的結構及工作原理分析得出,

3、預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)點運動學分析方法,對預磨介質(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)在預磨機內(nèi)的運動分為三個階段,第一階段為預磨介質(zhì)隨轉盤一起加速的運動階段,第二階段為預磨介質(zhì)脫離轉盤后在球形定環(huán)上的“爬行”運動階段,第三階段為預磨介質(zhì)離開定環(huán)后的沖擊運動階段,推導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、腔結構、撥料轉盤直徑等結構參數(shù)及其與撥料盤轉速等運動參數(shù)間的關系,為預磨機結構設計與運動參數(shù)設計提供了初步依據(jù)。
　　(3)采用正交實驗方法,選取預磨機上、下破碎腔轉盤轉速、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,對立式預磨機的破碎過程進行試驗,通過對實驗結果分析得出,最小平均排料粒徑為1.16mm,最大平均排料粒徑為1.76mm,排料粒度符合設計要求;并對試驗結果進行極差分析: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:上層破碎腔轉盤轉速為9m/s、下層破碎腔轉盤轉速為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)化設計后得到預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盤轉速9.2m/s、下層破碎腔轉盤轉速9.6m/s、介質(zhì)填充率23%、大小介質(zhì)填充配比69%;采用優(yōu)化結果進行實驗與