Как качество круглых мелющих стержней влияет на размер продукта стержневой мельницы

Как качество круглых стальных мелющих стержней влияет на крупность продукта стержневой мельницы

Работа стержневой мельницы начинается с качества каждого круглого стального мелющего стержня. В стержневой мельнице мелющие тела не только уменьшают размер руды: их движение создает преимущественное измельчающее воздействие, которое часто выбирают, когда требуется контролируемое, относительно узкое распределение крупности продукта. Когда качество стержней различается, измельчающая среда внутри барабана изменяется. В результате может увеличиться количество крупного материала, стать нестабильной циркуляционная нагрузка, образоваться избыточное количество мелочи, повыситься расход мелющих тел или изменяться продукт от одного периода работы к другому.

Для операторов мельниц эта взаимосвязь важна, поскольку крупность продукта редко контролируется только скоростью подачи и добавлением воды. Минералогический состав питания, скорость мельницы, плотность пульпы и классификация также имеют значение, но именно стержни определяют, как энергия передается частицам. Стержень, который сохраняет прямолинейность, изнашивается равномерно и устойчив к поломкам, поддерживает заданную загрузку мелющих тел. Стержень, который изгибается, разрушается или изнашивается неравномерно, может быстро нарушить ее работу.

Почему состояние стержней меняет механизм измельчения

В отличие от шаровой загрузки, стержни работают как взаимосвязанная масса. Их линейный контакт и каскадное движение способствуют измельчению крупных частиц, ограничивая при этом часть случайных точечных ударных воздействий, характерных для шаров. Это одна из причин, по которой стержневые мельницы используются перед последующими стадиями измельчения или обогащения при добыче полезных ископаемых, включая отдельные схемы добычи золота. Этот механизм зависит от того, насколько упорядоченно стержни перекатываются и оседают.

Поэтому прямолинейность — не косметическое требование. Изогнутые стержни могут перекрещиваться и спутываться, что иногда называют спутыванием стержней. Когда это происходит, загрузка перестает двигаться равномерно. Локальные ударные воздействия усиливаются, поток пульпы может стать менее предсказуемым, а крупные частицы могут выйти из ожидаемой траектории измельчения. Операторы могут наблюдать более широкое распределение крупности, даже если нагрузка двигателя мельницы выглядит нормальной. Замена только явно поврежденных стержней может помочь, однако первопричиной может быть несоответствие между металлургическими свойствами стержней, термообработкой, выбором диаметра и режимом работы мельницы.

Поломка стержней создает связанную с этим проблему. Короткие куски ведут себя иначе, чем полноразмерные стержни, и могут концентрироваться в отдельных частях загрузки. Они могут образовывать больше мелочи, чем предусмотрено, одновременно снижая эффективное воздействие крупного измельчения, необходимое для наиболее крупных частиц питания. В схеме с жесткими требованиями к последующему грохоту или гидроциклону это изменение может проявиться в увеличении количества надрешетного продукта или нестабильности питания классификатора.

Твердость должна быть стабильной, а не просто высокой

Распространенная ошибка при закупке — считать наивысшую поверхностную твердость универсальным решением. Твердость обеспечивает износостойкость, но контроль крупности продукта зависит от баланса между твердостью и ударной вязкостью. Очень твердый стержень с недостаточной вязкостью может быть более подвержен растрескиванию при повторных ударах, особенно при переработке крепкой руды, крупного питания или частых нарушениях рабочего режима. И наоборот, слишком мягкий стержень может быстро изнашиваться, уменьшаясь в диаметре и изменяя мелющую загрузку раньше, чем это предусмотрено графиком работы мельницы.

Стабильность свойств по длине стержня и от плавки к плавке не менее важна. Если стержни в одной загрузке имеют существенно различающуюся твердость или микроструктурную реакцию, скорости их износа расходятся. Более крупные стержни остаются активными, тогда как стержни уменьшенного размера теряют способность разрушать самые крупные частицы. Номинальная загрузка может по-прежнему выглядеть достаточной по массе, однако ее гранулометрический состав уже не соответствует питанию. В таких случаях операторы могут компенсировать проблему снижением производительности или более частым добавлением мелющих тел, хотя ни одна из этих мер не обязательно устраняет основную причину.

По этой причине выбор материала должен определяться рудой и режимом эксплуатации, а не предпочтением к определенной марке стали. B2, B3, 65Mn, 60Mn, C1090, 40Cr и 42CrMo входят в число сталей, используемых для мелющих тел, однако их пригодность зависит от необходимого баланса твердости, вязкости, характера износа и контроля производства. Протоколы испытаний следует рассматривать вместе с фактической историей поломок мельницы, крупностью питания и целевой степенью измельчения.

Точность диаметра и профиль износа влияют на итоговую кривую крупности

Диаметр стержня является рабочим параметром, а не просто каталожным размером. Большие диаметры обычно обеспечивают большее усилие для разрушения крупных частиц; меньшие диаметры предоставляют больше возможностей для контакта и могут способствовать более тонкому измельчению. Смешанной загрузкой обычно управляют для сохранения заданного баланса. Если диаметр поступающих стержней выходит за пределы согласованного допуска, фактическое распределение загрузки изменяется уже в день загрузки.

Это особенно важно, когда схема имеет узкую спецификацию продукта. Загрузка, содержащая слишком много стержней уменьшенного диаметра, может образовывать дополнительную мелочь без достаточного уменьшения максимальной крупности. Слишком большое количество крупных стержней может оставить продукт более крупным, чем требуется, и увеличить нагрузку на последующее оборудование. Поэтому допуски по диаметру должны быть указаны в спецификации на закупку для каждого размера стержней, а не приниматься в качестве общего условия. Доступные допуски могут различаться в зависимости от диаметра и технологии производства; их необходимо подтвердить с учетом конструкции мельницы и цели эксплуатации.

Тот же принцип применяется к форме износа. Равномерный постепенный износ предпочтителен, поскольку он позволяет прогнозируемо добавлять мелющие тела и помогает загрузке сохранять свои измельчающие характеристики. Глубокие поверхностные дефекты, локальные мягкие зоны или неравномерное повреждение концов могут ускорить неравномерную потерю материала. Операторам не следует полагаться только на общий расход стержней в тоннах. Измерение длины отбракованных стержней, проверка остаточных диаметров и учет доли изогнутых или сломанных фрагментов дают более полезное представление о том, как загрузка влияет на крупность продукта.

Что следует проверить перед загрузкой стержней в мельницу

Практический входной контроль не обязательно должен превращаться в лабораторный проект, но он должен охватывать факторы, которые с наибольшей вероятностью могут нарушить работу. Подтвердите марку стали и записи о термообработке, требуемые заказом на закупку, затем проведите выборочные проверки диаметра, длины, прямолинейности, состояния поверхности и твердости. Визуальный контроль полезен для выявления явных изгибов, закатов, трещин, признаков сильного обезуглероживания или поврежденных концов. Если существует риск поломки, требования к ударной вязкости и методы испытаний должны быть согласованы до поставки.

Также важно отличать транспортные повреждения от производственных дефектов. Ненадлежащая упаковка, многократные перегрузки и длинные стержни без опоры могут вызвать изгибы до загрузки. Надежная программа качества включает прослеживаемость на этапах производства и поставки, однако практика хранения на площадке также имеет значение. Храните связки стержней с опорой, не сбрасывайте их с высоты и не допускайте длительного воздействия условий, способствующих сильной коррозии.

Shandong Jinchi New Material Technology Co., Ltd. разрабатывает и производит мелющие тела, включая стержни, шары и цильпебсы, а также предоставляет техническую поддержку для горнодобывающей промышленности. Ассортимент стержней компании включает диаметры от 20 mm до 150 mm и несколько вариантов материалов. Для оператора полезной отправной точкой является не самый широкий доступный ассортимент, а соответствие выбранного диаметра, уровня твердости, допуска и требования к вязкости утвержденному плану загрузки мельницы. Подробные сведения остальном мелющем стержне можно рассматривать в этом контексте, а не как отдельный выбор материала.

Используйте тенденции крупности продукта для диагностики проблем с мелющими телами

Когда крупность продукта начинает изменяться, качество стержней следует исследовать наряду с технологическими переменными. Начните с временной последовательности. Началось ли изменение после новой поставки мелющих тел, изменения размера добавляемых стержней или периода аномальной твердости питания? Сопоставьте результаты грохочения или гранулометрического анализа с расходом мелющих тел, шумом мельницы, потребляемой мощностью и наблюдениями, сделанными во время плановых проверок. Ни один отдельный показатель не доказывает, что причиной являются стержни, но несколько изменений, проявляющихся одновременно, могут указывать на проблему с загрузкой.

• Увеличение количества крупного продукта при нормальных условиях питания может указывать на недостаточный эффективный диаметр стержней, изогнутые стержни или спутывание загрузки.
• Внезапное увеличение количества мелочи может сопровождать чрезмерное количество коротких кусков или нерегулярные поломки внутри загрузки.
• Рост добавления мелющих тел без явного изменения руды часто оправдывает проверку стабильности твердости и профиля износа.
• Повторяющиеся поломки стержней требуют совместного анализа вязкости, качества поверхности, практики загрузки и условий работы мельницы.

Наиболее надежный подход заключается в определении критериев приемки до поставки и последующей увязке этих критериев с регулярными наблюдениями за работой мельницы. Укажите, что должно измеряться, как отбираются образцы, какие допуски приемлемы и какая документация требуется. Системы качества, такие как ISO 9001, могут поддерживать управление процессами, тогда как документация, связанная с ISO 14001, ISO 45001 и SGS, может иметь значение для квалификации поставщика, если это необходимо; они не заменяют проверку физических свойств, определяющих эффективность измельчения.

Правильно выбранный круглый стальной мелющий стержень помогает сохранять стабильность стержневой загрузки, что упрощает контроль крупности продукта. Прежде чем изменять скорость мельницы, подачу воды или скорость питания для устранения проблемы с крупностью, проверьте состояние мелющих тел и сравните его с исходной конструкцией загрузки. Во многих случаях именно здесь впервые становится заметным контролируемый источник вариаций.