選礦設備球磨機的大型化趨勢
選礦設備中各種球磨機都存在大型化的趨勢。開采大規(guī)模、低品味礦床時減少基本投資和生產成本的要求造成了這種趨勢。20世紀80年代末,由于球磨機按比例放大仿真技術的應用和磨機制造技術的提高,以及無齒輪傳動環(huán)形電機的使用,磨機進一步向大型化發(fā)展。芬蘭Rauma-Repola公司制造了世界上最大的球磨機ф6.5×9.65m,傳動裝置是一個與筒體組成的整體9.65MW的三相同步環(huán)型電機。該機在娜威的錫得瓦蘭格公司(Sydvaranger)的希爾克內斯(Kirkenes)鐵礦廠投入使用,大大降低了磨礦能耗和操作費用,據報道,在五年的生產使用期間,它共處理了2000萬噸的礦石,生產能力達到1000t/h,每噸礦石的磨礦總費用降低了30%。
但選礦設備球磨機的大型化也不是無限制的,它必然受當代生產力水平的限制及它本身的綜合技術經濟指標的約束。國內外不同學者對于磨機大型化的界限問題有不同的見解,德國學者認為球磨機直徑D0≤4-6m時經濟性最好;美國學者洛伍德認為磨機大型化使粉磨效果提高的直徑極限是D0≤3.75m;日本學者田中提出經濟綜合平衡的磨機最適宜直徑D0≤5~6m,本間榮五郎則提出磨機大型化的直徑極限是D0≤3.9m;前蘇聯(lián)學者的觀點認為濕式球磨機大型化的直徑極限D0≤5.5~6.5m;我國同濟大學的戴少生用圖示優(yōu)化法得出磨機大型化的最佳直徑范圍是D0≤4.7~5.7m,磨機大型化最佳直徑平均值D0≤5.2m。
用于陶瓷行業(yè)的球磨機不比礦山磨礦用的磨機,其目的主要用于細磨,陶瓷也不同于礦石,不需要那么大的沖擊就能破碎,因此研磨作用顯得更加重要。故用于陶瓷行業(yè)的球磨機規(guī)格普遍比磨礦行業(yè)的小。目前我國普遍用于粉磨的最大球磨機是直徑為3.4m。但仍然有增大球磨機直徑的趨勢,如湖南五菱公司正在開發(fā)的100噸陶瓷球磨機直徑達4米。
磨機的大型化雖然能按比例提高磨機的處理能力,但也會帶來多種多樣的機構設計和機械制造等問題,如:
1、由于投入的基本投資高,要求的利潤率高和工廠多余設施少,所以要求更高的可靠性;
2、增大規(guī)格也增大了制造強度(例如最大尺寸的鑄件和機加工能力等)。
3、隨著規(guī)格的增大,像人孔那樣具有非軸對稱特性的應力增大,因此需要更嚴格的分析這些應力特性。
4、增大規(guī)格后,皮帶等對磨機主體結構(如筒體)應力會有明顯影響。
這些因素的影響一般都要求降低設計極限,因此要求更準確更加可靠地分析磨機結構(軸、端蓋、磨機筒體斷面和這些部分間的聯(lián)接等)的應力應變情況,合適選擇應力極限。