Патент на изобретение №2311960

Изобретение может быть использовано в цементной, селикатной промышленности в производстве строительных материалов, обогатительном производстве черной и цветной металлургии, а также других отраслях промышленности в процессе измельчения цементных, огнеупорных, асфальтобетонных и других сыпучих материалов, в том числе более или менее прочных, в мельницах различной конструкции, например барабанных или маятниковых.

Известно мелющее цилиндрическое тело, имеющее боковую и две торцовые поверхности (ГОСТ 24384-80 «Цилиндры мелющие чугунные для мельниц шаровых. Технические требования.» Государственный комитет СССР по стандартам. Москва, Издательство стандартов, 1980).

Однако известные мелющие тела не обеспечивают высокую производительность помола и имеют низкую стойкость их использования и как следствие высокий расход тел.

Применение тел круглой формы в плоскости, перпендикулярной продольной оси тела, не обеспечивает высокой производительности процесса и стойкости тел при помоле, ввиду наличия практически линейного, а не некоторого плоскостного контакта между телами при помоле. Невысокая степень заполнения объема такими телами, естественно, приводит к невысокой производительности процесса и низкой стойкости тел.

Возможность изготовления тел одинаковой шероховатости или неровности поверхности не позволяет производить помол одновременно поверхностями с различными шероховатостями или неровностями, тем самым снижается производительность процесса и стойкость тел. Наличие на теле поверхностей с различными неровностями или шероховатостями создает наиболее благоприятные условия для помола, так как поверхности с большими неровностями или шероховатостями своими выступами измельчают материал на более крупные фракции, чем менее шероховатые или неровные, которые производят в то же время более тонкий помол.

Высокая производительность процесса и стойкость тел недостаточна и ввиду того, что нижний торец тел имеет закругленную форму, приближенную к эллипсоидной, которая приводит к возникновению точечного контакта мелющих тел этой поверхностью между собой, а другой торец может быть выполнен плоским и лежащим в плоскости, перпендикулярной продольной оси тела, что создает условия опоры тел этими поверхностями без дальнейшего движения (перемещения) друг относительно друга, исключая тонкий размол.

Кроме того, известные мелющие тела изготавливаются отливкой из чугуна, а этот процесс, как известно, трудоемок и малопроизводителен. Использование в качестве материала тел чугуна не обеспечивает высокую производительность помола и стойкость тел, ввиду имеющего место разрушения тел путем растрескивания, выкрашивания или истирания поверхности, что требует их частой замены.

Изобретение направлено на создание оптимальной конструкции и материала мелющего тела, обеспечивающее повышение производительности помола и стойкость тел при их использовании, а также снижение трудоемкости и повышения производительности процесса их изготовления из стали.

Поставленная задача решается следующим образом. Предложено металлическое тело, имеющее боковую и две торцовые поверхности. При этом по меньшей мере часть тела со стороны торцовой поверхности выполнена криволинейной или эллипсной, или овальной формы, в плоскости, перпендикулярной продольной оси тела, с отношением наименьшего поперечного размера к наибольшему поперечному размеру, равным 0,65-0,99.

Продольная ось тела – это ось, проходящая через центры торцовых поверхностей.

Для повышения производительности помола и стойкости тел поверхность тел выполняется с различной шероховатостью или неровностью поверхности.

Кроме того, для наибольшего повышения производительности и стойкости тел, по меньшей мере, часть каждой торцовой поверхности тела выполнена плоской и не лежащей в плоскости, перпендикулярной продольной оси тела.

Часть торцовой поверхности считается выполненной плоской, если отклонение от плоскостности этой поверхности не превышает 0,6 мм на каждые 10 мм длины. Определение плоскостности производится визуальным методом. В спорных случаях для контроля используют универсальные измерительные средства.

Для повышения стойкости тел и тем самым повышения производительности процесса помолки, путем сокращения простоев оборудования по замене мелющих тел, тело выполнено из стали с содержанием углерода 0,7-1,6 мас.%, марганца 0,1-1,9 мас.%, кремния 0,1-1,2 мас.%, хрома 0,2-2,5 мас.%. Использование стали предложенного химического состава снизит трудоемкость и повысит производительность изготовления тел из-за возможности использования, взамен отливки на кокильных машинах, например, порезку тел из пруткового проката на высокоскоростных горячевысадочных прессах или автоматах.

На фиг.1 показано предложенное мелющее тело; на фиг.2 – вид А; на фиг.3 – вид Б; на фиг.4 – разрез по сечению А-А; на фиг.5 – разрез по сечению Б-Б; на фиг.6 – разрез по сечению В-В.

Пример осуществления изобретения. Мелющее цилиндрическое тело диаметром D=20 мм и высотой Н=24 мм изготавливается из стали марки ШХ15 по ГОСТ 801-78, путем порезки из прутка круглого сечения на кривошипном прессе. Подбором зазора между отрезным инструментом обеспечивают получение торцовой поверхности тела в виде двух пересекающихся плоскостей, не лежащих в плоскости, перпендикулярной к оси 1 тела. При этом торцовые поверхности тела получаются с различной шероховатостью, ввиду первоначально пластического (поверхность 2 и 5), а затем разрывного протекания процесса отрезки (поверхность 3 и 4). Часть тела со стороны торцовой поверхности получают криволинейной формы в плоскости, перпендикулярной оси тела, ввиду имеющей место при резке пластической деформации металла, с отношением размеров С/G=0,95 и E/F=0,88.

Полученные тела термообрабатывают в закалочно-отпускном агрегате на твердость 55-62HRC. Далее полученные тела загружают в барабанную мельницу для помола совместно с измельчаемым материалом, например цементом или рудой. При вращении барабана мельницы мелющие тела в процессе своего перемещения производят путем взаимодействия друг с другом измельчение материала. Испытание опытных партий полученных тел показало увеличение производительности помола и повышение стойкости тел по сравнению с мелющими телами по ГОСТ 24384-80.

Использование мелющих тел с отношением наименьшего поперечного размера к наибольшему поперечному размеру в плоскости, перпендикулярной к оси тела, менее 0,65 приводит к снижению производительности помола и стойкости тел, а более 0,99 не вызывает существенного изменения производительности и стойкости тел.

Твердость мелющих тел рекомендуется выбирать в пределах 18-72HRC в зависимости от прочностных свойств измельчаемых материалов и материала, используемого для изготовления тел, а также необходимой их стойкостью. Например, для помола цемента рекомендуемая твердость тел 54-65 HRC.

Каждая торцовая поверхность тела может быть выполнена в виде нескольких пересекающихся плоскостей.

Формула изобретения

1. Мелющее тело, имеющее боковую и две торцовые поверхности, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть тела со стороны торцовой поверхности выполнена криволинейной или эллипсной, или овальной формы в плоскости, перпендикулярной оси тела, с отношением наименьшего поперечного размера к наибольшему поперечному размеру, равным 0,65-0,99.

2. Мелющее тело по п.1, отличающееся тем, что поверхность тела выполнена с различной шероховатостью или неровностью поверхности.

3. Мелющее тело по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть каждой торцовой поверхности тела выполнена плоской и не лежащей в плоскости, перпендикулярной к оси тела.

4. Мелющее тело по п.2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть каждой торцовой поверхности тела выполнена плоской и не лежащей в плоскости, перпендикулярной к оси тела.

5. Мелющее тело по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что тело выполнено из стали с содержанием углерода 0,7-1,6 мас.%, марганца 0,1-1,9 мас.%, кремния 0,1-1,2 мас.%, хрома 0,2-2,5 мас.%.

РИСУНКИ