Вибро-конусные мельницы
Виброконусные мельницы ВКДС – творческое развития принципов измельчения, заложенных «Механобром» в конусных инерционных дробилках (КИДах)
По данным ряда исследователей суммарные энергозатраты на измельчение строительных материалов и горных пород (до крупности менее 100мкм) достигают 100 кВт*час/тонну. Существенно снизить энергозатраты на дезинтеграцию позволяет оборудование, реализующее более интенсивные многочастотные ударные способы измельчения, в частности, вибрационный способ разрушения материалов. Результатами теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в ОАО «Механобр» (Санкт-Петербург), обоснована и доказана возможность и целесообразность замены традиционных низкочастотных машин для дезинтеграции материалов высокочастотными машинами
В результате работы созданной в 80-х годах 20 века санкт-петербургским ОАО «Механобр» конусной инерционной дробилки (КИД) отмечено, что степень дробления зависит от частоты силового воздействия. При частоте силового воздействия на породу 200 раз/минуту (что соответствует частоте колебаний традиционных конусных дробилок) степень дробления не превышала 3-4 единицы, а при частоте силового воздействия 1500 раз/минуту, реализованного в КИДах, степень дробления достигала 40 единиц. Причем при питании дробилок рудой размером 30мм при повышенной частоте силового воздействия наблюдался выход 40% продукта размером мельче 0.1 мм, а энергопотребление при этом составляло 2.5-3 кВт*часа на тонну продукта.
Конусные инерционные дробилки (конструкции ОАО «Механобр») нашли применение в промышленности нерудных материалов (производство щебня). Применить КИД в горной промышленности на стадии грубого измельчения не удавалось главным образом из-за недостаточной надежности и работоспособности баббитового подшипника дебаланса. Анализируя одномассовые, многомассовые и распределенные колебательные системы, можно сделать вывод, что достичь высокочастотного (до 3000 раз/минуту) силового воздействия на породу в дробилках с одномассовой колебательной системой с сосредоточенными параметрами (КИД 1500, КИД 2200, т.е. КИД большой мощности) проблематично, и для его достижения необходимы принципиально новые конструктивные решения.
Вибрационные конусная дробилка ВКДС-700, названная по имени своего разработчика к.т.н. Сапожникова Александра Ивановича, характеризуются возможностью работать на высокой частоте силового воздействия, с высокой надежностью и ремонтопригодностью. Данные качества дробилок достигаются применением вместо одного нескольких вибраторов с роликовыми подшипниками и установкой вибраторов на дробящем элементе (конусе) в доступном для обслуживания месте. Кроме того, подвижный дробящий элемент оснащен системой демпфирования и регулирования амплитуды качания, исключающей касание и удары подвижного элемента о неподвижный элемент (камеру измельчения) при отсутствии в ней породы, а также при прохождении резонанса в момент пуска и остановки дробилки.
Электронная система управления обеспечивает оптимальный синхронный режим работы вибраторов, позволяет дистанционно без механических настроек в широких пределах управлять степенью дробления и получать продукт желаемой фракции.
В конце 2010 года в компании «Новые технологии - инжиниринг», входящей в группу компаний «Новые технологии», был изготовлен первый экспериментальный образец вибрационной конусной дробилки Сапожникова (ВКДС-700) с диаметром дробящего конуса в 700мм с использованием задекларированных выше принципов, обеспечивающих высокую надежность, экономичность и ремонтопригодность. ВКДС-700 стала первым типоразмером промышленной мельницы нового поколения.
Выводы по результатам экспериментальных помолов.
Для проведения исследований новой мельницы была создана экспериментальная линия, на которой в течение двух лет проводились испытания мельницы на различных материалах: от известняка, сланца и угольного шлама до шунгита и цементного клинкера. Результаты позволяют рассматривать данную дробилку (ВКДС-700) с данной формой конуса и данными параметрами вибрации в качестве вибрационной мельницы, которая при работе в цикле с грохотами обеспечит суммарные удельные затраты энергии всей линии измельчения на уровне 5 кВт час/тонну при получении продукта 80-84% менее 71 мкм.
Для сравнения, стандартные шаровые мельницы, широко применяемые при измельчении известняков и клинкера, при питании материалом крупностью менее 10-20 мм позволяют получать продукт крупностью 80% менее 80 мкм при удельных затратах энергии около 20 кВт час/тонну.
Место вибрационных дробилок в составе линий измельчения горных пород
Создание надежно работающих вибрационных дробилок позволяет модернизировать технологии дезинтеграции материалов.
Существующая технология горных предприятий и предприятий строительной индустрии, как правило, предусматривает три стадии дробления (крупное, среднее и мелкое) и две стадии измельчения (грубое и тонкое) горной породы. Использование вибрационной конусной дробилки ВКДС наиболее эффективно для измельчения пород с исходными размерами кусков до 70 мм с получением при частоте силового воздействия 3000 ударов/мин до 40% конечного продукта размером менее 0.1 мм. Таким образом, применение вибрационных машин существенно сокращает перечень оборудования, используемого в линиях измельчения предприятий, которая может заменить дробилку мелкого дробления, и стержневую мельницу. А при организации цикла с грохотом может дополнительно заменить и одну из двух последовательно установленных шаровых мельниц. При этом снижается в несколько раз энергоемкость процесса измельчения материала, а следовательно, и себестоимость продукта дробления. Суммарная же энергоёмкость вибрационного процесса измельчения по сравнению с шаровым размолом в некоторых случаях может быть снижена в 3-4 раза, если помол на ВКДС осуществляется в цикле с современными системами грохочения.
