半自磨机钢球大小的研究
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3
就不可能出现, 入磨原矿粒度
150mm 含量少而
半 自 磨 机 处 理 量 少 的 现 象。 钢 球 加 大 到 180mm, 半自磨机负荷基本不变 , 冲击破碎处理 量可增加 47 . 2 % + ( 1- 47 . 2 % ) 大到 ( 180 130)
3
- 1= 87 % , 处理量增加 60 % 以上。若把钢球加 240mm, 处理量又可增加 50 % 以上。将半 自磨机真正变成以大钢球为冲击破碎 锤的圆筒 型冲击破碎机。 3 大钢球运行状况分析 3. 1 钢球运动规律 文献 [ பைடு நூலகம்] 所述 数据模型 , 按转 速 n = 11 . 6 r/ m in , 动态 充填率
设 N 1、 N 2、 N 3 分别为 130mm、 150mm、 170mm 钢球 下落在某矿快而冲击破碎了的次数。若 块矿石就被砸碎。若 矿石上 , 就要 N 1 = 1 矿才被砸破碎。若 只要 N 3 = 1 ( 150 钢球下落在粒度 140mm 的矿块上, N 2 = 1 次, 这 130mm 钢球 下落到这块 ( 150 170 )
18
N1= 1
( 170
130)
= 125 次下落才能把这块
粒度 200mm 的矿块破碎。 2. 5 钢球球径等于矿块最大粒度为佳 钢球球径适当 , 磨机的处理量 , 应随入磨矿
许伟等 : 半自磨机钢球大小的研究
2007 年 4 月第 2 期
石的粒度减小而增加。据上所述 , 钢球加大能大 幅度增加半自磨机的冲击破碎能力 , 究竟应装多 大钢球 ? 目前, 经常出现入磨原矿 的粒度 150mm 块矿 较少, 处理量反而少的现象。半自磨机入磨矿石 150mm 占 50 % 左右, 矿石的平均粒度按 150mm 矿球计 算, 按 3: 2 . 5 : 2 . 5: 2 比 例装 入 130mm、 110mm、 90mm、 75mm 钢 球, 钢 球 的平均球径按 为钢球 ( 150 110mm 计算, 则矿石的平均体积 110) = 2 . 54 倍 , 矿石的冲击破碎 2 . 54= 89 . 5 % 。半自磨机 ( 1+ 89 . 5 % )= 150mm
6
倍。半自磨机中 , 矿石的冲击破碎能力也只有钢 球的 16 . 2 % 2 . 18= 35 . 3 % 。则半自磨机冲击 ( 1+ 35 . 3 % ) = 73 . 9 % , 且随 破碎能力钢球占 1 ( 1) 作用而破碎的次数。
球矿比增加而增大。因此, 半自磨机生产能力大 小 , 主要决定于钢球冲击破碎能力的大小。 2. 3 钢球冲击破碎能力与球径立方成正比 在工况 相同条件 下, 其 下落冲击 力系数 f冲 和下落冲击速度 U冲 是不变的, 则钢球下落的冲 击破碎力与球径立方成正比: F 2: F 1 = d 2 : d 1 = ( d 2 /d1 )
2 -3
碎能力占半自磨机破碎能力的 73 . 9 % , 和其他因 素影响 系 数 0 . 85 计算 , 半 自 磨机 处 理 量增 加 66 . 5 % (2 . 65 73 . 9% 0 . 85= 166 . 5 % )。 2. 4 矿块破碎次数 钢球下落在某矿块上, 其接触半径 a 基本不 ( 4) ( 5) 变, 将 = F / a 代入 ( 1 ) 得 : F 2 N 2 = F 1 N 1, N 1
8 . 53m
3 . 96m
作者简介 : 许伟 , 女 , 1959年出生 , 1982 年毕业于安徽农业大学农机系 ( 现 安徽农业大学工 学院 ) , 大学 本科 , 讲师 , 现工作于 安
徽农业大学工学院
19
总
第
162 期
冶
金
设
备
2007 年 4 月第 2 期
左右。 2 冲击破碎理论分析 2 . 1 冲击破碎能力理论计算公式 据疲劳积累理论 , 产生疲劳破碎的条件为 :
18
A
单位时间处理量 , t / h 。
130) = 13 次 , 这块 = 0 . 11 次 就被砸碎
18
2 . 2 半自磨机矿石的冲击破碎能力较小 在工况和粒度相同的条件下 , 同体积的钢球 和矿石下落, 它们的 f冲 、 U冲 和体积 V 相同, 其冲 击破碎力与密度成正比 : F矿 : F球 = r矿 : r钢 。其中 r矿 = 3 . 1t /m , r钢 = 7 . 7t /m 。钢球矿石下落冲击 破碎频率 f频 不变。将它们代入 ( 2) 式, 同体积矿 块的冲击破碎能力只有钢球的 B矿 : B 球 = ( 3. 1 7 . 7) = 16 . 2 %。按半自磨 试验最小球 矿比 0 . 309 : 0 . 272= 1 . 14 推 算, 装 120t钢 球, 矿 石量 105, t 矿石体积为钢球 ( 7 . 7 20 3 . 1) 1 . 14= 2 . 18
240mm 钢球 , 钢球抛落几 乎都冲砸在矿块上 , 其冲击破粉碎效果 ( 破碎比、 处理量 钢球 冲击破碎 处理量 文献标识码
能耗和物耗 ), 都优于任何破碎机和其他磨机。 中图分类号
TG 580 . 61 TQ 172. 6
A
R esearch On the H alf Autogenously TumblingM ill Steel Ball Size
2 2
( 6)
在钢球量不变的条件下, 磨机中钢球的总个 ( 2) 数与球径立方成反比, 相应钢球抛落的频率与球 径立方成反比, 即 : f频 2: f频 1 = ( d2 /d 1 ) B 2: B 1 = ( d 2 /d1 )
- 3
半自磨机的冲击破碎能力 , 定义为
( 7) ( 8)
把 ( 6)、 ( 7)代入 ( 2) 式得 :
6 6 3 6 2 6 6
由 ( 2)、 ( 3)推导出 : B = QU冲 ( m ts ) B th = B 式中 B th A ( m hs )
2 - 3
= N 2 (F 2 /F 1 ) = N 2 ( d2 /d 1 )
= N 2 ( d 2 /d1 ) 。 150mm
18
冲击破碎能力消耗系数 。它与邦 德功指数一样 , 与矿石 性质、 粒度 有关, 为某 一常数, 由试验测 得或 由现状推算出来。
3 3 3
N = [C] 某矿块受到的循环应力, M P a 。 某矿块受到
N [C ]
矿石抗疲劳系数。与矿石性质、 粒 度有关 , 为某一常数, 由实验测得。
按文献 [ 1]和 [ 2]所述, 半自磨机冲击破碎能 力计算公式为: B = F f频 式中 B F f频 单位时间的冲击破碎工作量。 钢球矿石 抛落产生的冲击破 碎力, kN。 钢球矿石抛落冲击破碎频率, 次 / s 。 ( 3) 由 ( 2)式推导出: F = f冲 QU冲 ( k N) 式中 f冲 Q U冲
3
若 将 现 用 d1 = 130mm 钢 球 加 大 到 d 2 = 180mm 钢球。其钢球冲击破碎能力增加到 B 2: B 1 = ( 180 130) = 2 . 65 倍 , 按上所述, 钢球冲击破
3
下落冲击力系数。 钢球矿石的单位时间抛落量 , 为半 自磨机的冲击破碎几率 , t / s 。 钢球矿石下落平均冲击速度, m / s。
①
半自磨机, 处理铜矿原矿粒度 而其中
250mm 占 100 %,
150mm 占 50 % 左右。产品粒度 < 12 . 7 125、 100 、
mm 占 100 % , 处理量 13000t / d 。自 2004 年国庆 试生产以来, 一直未达 产。初期装 来等量装 75mm 钢球 100, t 处理 量只有 220t / h 左 右。后 130 、 110 、 90 、 75mm 钢球共 120, t 150mm, 处 理量 增 加 到 400t /h 处理量 280t /h 左右。近期 , 出料格子板筛孔加大 和钢球加 大 到
AB STRACT T his a rtic le take so m e coppe r m ine i m port large - scale ha lf autogenous tum bling m ill as an exa mp le , according to the i m pact broken dyna m ics and the probability ana ly sis, presently uses 130mm the stee l ba ll to be sm al,l changes to the w eigh t and the g reatest g ranu lar ity undressed ore block equal 180mm stee l ba l. l T he live storage strength increases above 60% , the stee l ba ll consum ption drops about 40% . T he stee l ball d ia m e ter o f a sphere to enlarg e to the undressed o re greatest g ranu la rity na m e ly 240mm stee l bal,l the steel ba ll throw s fa lls near ly a ll flushes pounds on the ore b lock . It flushes defeats the sm ash ing effect ( reduction ra tio , process load energy consumption and ma teria l consumption), a ll surpasses any breaker and other g rinding m ach ines . K EYW ORDS H a lf autog enous tumb ling m ill Stee l ba ll I m pac t broken P ro cess load
2 3 3
170mm 钢球落到这块矿上,
了。剩 余 冲 量 继 续 冲 击 破 碎 其 他 矿 块。 若 170mm 钢球下落在粒度 200mm 的矿块上 , 只要 N 3 = 1 次就将其破 碎了。 = 1 ( 170 150)
18
150 mm 钢球需要 N 2 130mm 钢球需要
= 9 . 5 次,
安徽铜陵 244000 ; 安徽铜陵 244000)
130mm 钢 球偏小 , 改用
安徽铜陵 244000 ; 4 : 安徽铜陵学院机械工程系
以某铜矿进 口大型半自磨机为例 , 按冲击破 碎的力 度和几 率分析 , 现用
重量与最大粒度原矿块相等的 径加大到原矿最大粒度即 关键词 半自磨机
180mm 钢球。处理量增加 60% 以上 , 钢球消耗下降 40% 左右。 提出钢球球
XuW ei
1
Y ang L isheng
2
T ang X inm in
3
W u Zhaoy in
4
(1 : Anhu i Agricu ltural U niversity ; 2 : Cap ital o f Copper Industry Donggua M ountain CopperM in e ; 3 : T ong ling N on -Ferrous Com pany T ongshan M in e ; 4 : Anhu i T ong lin g Inst itute)
半 自磨机 替代 常规 粗、 中、 细 三台 破碎 机。 球矿比半自磨作业较球磨作业小得多 , 主要由钢 球和矿石抛落把矿石冲击 破碎。对钢球 大小与 处理量的关系和用多大钢球合适等问题 进行探 讨 , 以某铜矿选矿厂美国进口的 半自磨机为例, 进行探讨。 1 试生产实际 北京某设计院选用这台 4850k W 电机拖动的
T ota lN o . 162 A pril 2007
冶 金 设 备 M ETALLU RG ICA L EQU IP M ENT
总第 162 期 2007 年 4 月第 2 期
半自磨机钢球大小的研究
许伟
(1 : 安徽农业大学工学院 3: 铜陵有色公司铜山矿
摘要
① 1
杨黎升
2
唐新民
3
吴照银
4
合肥 230036; 2 : 铜都铜业冬瓜山铜矿
就不可能出现, 入磨原矿粒度
150mm 含量少而
半 自 磨 机 处 理 量 少 的 现 象。 钢 球 加 大 到 180mm, 半自磨机负荷基本不变 , 冲击破碎处理 量可增加 47 . 2 % + ( 1- 47 . 2 % ) 大到 ( 180 130)
3
- 1= 87 % , 处理量增加 60 % 以上。若把钢球加 240mm, 处理量又可增加 50 % 以上。将半 自磨机真正变成以大钢球为冲击破碎 锤的圆筒 型冲击破碎机。 3 大钢球运行状况分析 3. 1 钢球运动规律 文献 [ பைடு நூலகம்] 所述 数据模型 , 按转 速 n = 11 . 6 r/ m in , 动态 充填率
设 N 1、 N 2、 N 3 分别为 130mm、 150mm、 170mm 钢球 下落在某矿快而冲击破碎了的次数。若 块矿石就被砸碎。若 矿石上 , 就要 N 1 = 1 矿才被砸破碎。若 只要 N 3 = 1 ( 150 钢球下落在粒度 140mm 的矿块上, N 2 = 1 次, 这 130mm 钢球 下落到这块 ( 150 170 )
18
N1= 1
( 170
130)
= 125 次下落才能把这块
粒度 200mm 的矿块破碎。 2. 5 钢球球径等于矿块最大粒度为佳 钢球球径适当 , 磨机的处理量 , 应随入磨矿
许伟等 : 半自磨机钢球大小的研究
2007 年 4 月第 2 期
石的粒度减小而增加。据上所述 , 钢球加大能大 幅度增加半自磨机的冲击破碎能力 , 究竟应装多 大钢球 ? 目前, 经常出现入磨原矿 的粒度 150mm 块矿 较少, 处理量反而少的现象。半自磨机入磨矿石 150mm 占 50 % 左右, 矿石的平均粒度按 150mm 矿球计 算, 按 3: 2 . 5 : 2 . 5: 2 比 例装 入 130mm、 110mm、 90mm、 75mm 钢 球, 钢 球 的平均球径按 为钢球 ( 150 110mm 计算, 则矿石的平均体积 110) = 2 . 54 倍 , 矿石的冲击破碎 2 . 54= 89 . 5 % 。半自磨机 ( 1+ 89 . 5 % )= 150mm
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倍。半自磨机中 , 矿石的冲击破碎能力也只有钢 球的 16 . 2 % 2 . 18= 35 . 3 % 。则半自磨机冲击 ( 1+ 35 . 3 % ) = 73 . 9 % , 且随 破碎能力钢球占 1 ( 1) 作用而破碎的次数。
球矿比增加而增大。因此, 半自磨机生产能力大 小 , 主要决定于钢球冲击破碎能力的大小。 2. 3 钢球冲击破碎能力与球径立方成正比 在工况 相同条件 下, 其 下落冲击 力系数 f冲 和下落冲击速度 U冲 是不变的, 则钢球下落的冲 击破碎力与球径立方成正比: F 2: F 1 = d 2 : d 1 = ( d 2 /d1 )
2 -3
碎能力占半自磨机破碎能力的 73 . 9 % , 和其他因 素影响 系 数 0 . 85 计算 , 半 自 磨机 处 理 量增 加 66 . 5 % (2 . 65 73 . 9% 0 . 85= 166 . 5 % )。 2. 4 矿块破碎次数 钢球下落在某矿块上, 其接触半径 a 基本不 ( 4) ( 5) 变, 将 = F / a 代入 ( 1 ) 得 : F 2 N 2 = F 1 N 1, N 1
8 . 53m
3 . 96m
作者简介 : 许伟 , 女 , 1959年出生 , 1982 年毕业于安徽农业大学农机系 ( 现 安徽农业大学工 学院 ) , 大学 本科 , 讲师 , 现工作于 安
徽农业大学工学院
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总
第
162 期
冶
金
设
备
2007 年 4 月第 2 期
左右。 2 冲击破碎理论分析 2 . 1 冲击破碎能力理论计算公式 据疲劳积累理论 , 产生疲劳破碎的条件为 :
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A
单位时间处理量 , t / h 。
130) = 13 次 , 这块 = 0 . 11 次 就被砸碎
18
2 . 2 半自磨机矿石的冲击破碎能力较小 在工况和粒度相同的条件下 , 同体积的钢球 和矿石下落, 它们的 f冲 、 U冲 和体积 V 相同, 其冲 击破碎力与密度成正比 : F矿 : F球 = r矿 : r钢 。其中 r矿 = 3 . 1t /m , r钢 = 7 . 7t /m 。钢球矿石下落冲击 破碎频率 f频 不变。将它们代入 ( 2) 式, 同体积矿 块的冲击破碎能力只有钢球的 B矿 : B 球 = ( 3. 1 7 . 7) = 16 . 2 %。按半自磨 试验最小球 矿比 0 . 309 : 0 . 272= 1 . 14 推 算, 装 120t钢 球, 矿 石量 105, t 矿石体积为钢球 ( 7 . 7 20 3 . 1) 1 . 14= 2 . 18
240mm 钢球 , 钢球抛落几 乎都冲砸在矿块上 , 其冲击破粉碎效果 ( 破碎比、 处理量 钢球 冲击破碎 处理量 文献标识码
能耗和物耗 ), 都优于任何破碎机和其他磨机。 中图分类号
TG 580 . 61 TQ 172. 6
A
R esearch On the H alf Autogenously TumblingM ill Steel Ball Size
2 2
( 6)
在钢球量不变的条件下, 磨机中钢球的总个 ( 2) 数与球径立方成反比, 相应钢球抛落的频率与球 径立方成反比, 即 : f频 2: f频 1 = ( d2 /d 1 ) B 2: B 1 = ( d 2 /d1 )
- 3
半自磨机的冲击破碎能力 , 定义为
( 7) ( 8)
把 ( 6)、 ( 7)代入 ( 2) 式得 :
6 6 3 6 2 6 6
由 ( 2)、 ( 3)推导出 : B = QU冲 ( m ts ) B th = B 式中 B th A ( m hs )
2 - 3
= N 2 (F 2 /F 1 ) = N 2 ( d2 /d 1 )
= N 2 ( d 2 /d1 ) 。 150mm
18
冲击破碎能力消耗系数 。它与邦 德功指数一样 , 与矿石 性质、 粒度 有关, 为某 一常数, 由试验测 得或 由现状推算出来。
3 3 3
N = [C] 某矿块受到的循环应力, M P a 。 某矿块受到
N [C ]
矿石抗疲劳系数。与矿石性质、 粒 度有关 , 为某一常数, 由实验测得。
按文献 [ 1]和 [ 2]所述, 半自磨机冲击破碎能 力计算公式为: B = F f频 式中 B F f频 单位时间的冲击破碎工作量。 钢球矿石 抛落产生的冲击破 碎力, kN。 钢球矿石抛落冲击破碎频率, 次 / s 。 ( 3) 由 ( 2)式推导出: F = f冲 QU冲 ( k N) 式中 f冲 Q U冲
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若 将 现 用 d1 = 130mm 钢 球 加 大 到 d 2 = 180mm 钢球。其钢球冲击破碎能力增加到 B 2: B 1 = ( 180 130) = 2 . 65 倍 , 按上所述, 钢球冲击破
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下落冲击力系数。 钢球矿石的单位时间抛落量 , 为半 自磨机的冲击破碎几率 , t / s 。 钢球矿石下落平均冲击速度, m / s。
①
半自磨机, 处理铜矿原矿粒度 而其中
250mm 占 100 %,
150mm 占 50 % 左右。产品粒度 < 12 . 7 125、 100 、
mm 占 100 % , 处理量 13000t / d 。自 2004 年国庆 试生产以来, 一直未达 产。初期装 来等量装 75mm 钢球 100, t 处理 量只有 220t / h 左 右。后 130 、 110 、 90 、 75mm 钢球共 120, t 150mm, 处 理量 增 加 到 400t /h 处理量 280t /h 左右。近期 , 出料格子板筛孔加大 和钢球加 大 到
AB STRACT T his a rtic le take so m e coppe r m ine i m port large - scale ha lf autogenous tum bling m ill as an exa mp le , according to the i m pact broken dyna m ics and the probability ana ly sis, presently uses 130mm the stee l ba ll to be sm al,l changes to the w eigh t and the g reatest g ranu lar ity undressed ore block equal 180mm stee l ba l. l T he live storage strength increases above 60% , the stee l ba ll consum ption drops about 40% . T he stee l ball d ia m e ter o f a sphere to enlarg e to the undressed o re greatest g ranu la rity na m e ly 240mm stee l bal,l the steel ba ll throw s fa lls near ly a ll flushes pounds on the ore b lock . It flushes defeats the sm ash ing effect ( reduction ra tio , process load energy consumption and ma teria l consumption), a ll surpasses any breaker and other g rinding m ach ines . K EYW ORDS H a lf autog enous tumb ling m ill Stee l ba ll I m pac t broken P ro cess load
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170mm 钢球落到这块矿上,
了。剩 余 冲 量 继 续 冲 击 破 碎 其 他 矿 块。 若 170mm 钢球下落在粒度 200mm 的矿块上 , 只要 N 3 = 1 次就将其破 碎了。 = 1 ( 170 150)
18
150 mm 钢球需要 N 2 130mm 钢球需要
= 9 . 5 次,
安徽铜陵 244000 ; 安徽铜陵 244000)
130mm 钢 球偏小 , 改用
安徽铜陵 244000 ; 4 : 安徽铜陵学院机械工程系
以某铜矿进 口大型半自磨机为例 , 按冲击破 碎的力 度和几 率分析 , 现用
重量与最大粒度原矿块相等的 径加大到原矿最大粒度即 关键词 半自磨机
180mm 钢球。处理量增加 60% 以上 , 钢球消耗下降 40% 左右。 提出钢球球
XuW ei
1
Y ang L isheng
2
T ang X inm in
3
W u Zhaoy in
4
(1 : Anhu i Agricu ltural U niversity ; 2 : Cap ital o f Copper Industry Donggua M ountain CopperM in e ; 3 : T ong ling N on -Ferrous Com pany T ongshan M in e ; 4 : Anhu i T ong lin g Inst itute)
半 自磨机 替代 常规 粗、 中、 细 三台 破碎 机。 球矿比半自磨作业较球磨作业小得多 , 主要由钢 球和矿石抛落把矿石冲击 破碎。对钢球 大小与 处理量的关系和用多大钢球合适等问题 进行探 讨 , 以某铜矿选矿厂美国进口的 半自磨机为例, 进行探讨。 1 试生产实际 北京某设计院选用这台 4850k W 电机拖动的
T ota lN o . 162 A pril 2007
冶 金 设 备 M ETALLU RG ICA L EQU IP M ENT
总第 162 期 2007 年 4 月第 2 期
半自磨机钢球大小的研究
许伟
(1 : 安徽农业大学工学院 3: 铜陵有色公司铜山矿
摘要
① 1
杨黎升
2
唐新民
3
吴照银
4
合肥 230036; 2 : 铜都铜业冬瓜山铜矿