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红星教您如何优化球磨机得到较优磨矿参数

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发布时间:2015-03-20 15:15:32修改时间:2018-09-10 13:46:01

球磨机逐步趋向于大型化发展,但是填充率等参数的影响因素越来越明显,经常会出现粉碎效率低、循环负荷增加的情况。下面我们红星机械厂家通过离散元方法仿真球磨机的磨矿过程,并建立转速率、填充率、球料比和衬板高度等参数与磨机工作性能的模型关系,在得到球磨机不同工况下的工作性能后,综合考虑磨矿效率、颗粒破碎概率和衬板磨损速度等因素的影响比重,建立各参数与磨机性能的关系结构,进而对球磨机进行优化。

球磨机

考核指标及影响因素的确定

主要考虑的性能指标为磨矿工作效率、破碎能力、衬板与介质间的磨损。而影响球磨机性能的主要参数有转速率、填充率、球料比、衬板的数量、高度和倾角等,其中,转速率为76%~88%,填充率在20%~35%之间,球料比一般为4~9。广泛采用的梯形衬板结构,衬板高度一般是介质直径的0.5~1.5倍。

通过以上分析,以转速率,填充率,球料比,衬板的数量、高度和倾角作为参数,分别用A、B、C、D、E、F来表示,确定各参数范围分别为:

参数范围图

工作性能的离散元仿真

1、球磨机内的物料运动分析

对颗粒按照速度和类型着色,仿真后得到稳定工况下球磨机内物料的运动状态。转速越低,装料越多时,惰性区面积会越大,磨矿效果就越差;矿石用黑色表示,介质用灰色表示,出现颗粒径向分离现象,这是由于矿石和介质大小、质量有差别所致。

2、颗粒的破碎概率

根据球磨机内物料的碰撞能耗和碰撞次数,可得到单位时间内矿石的破碎概率。由于颗粒的破碎过程要经过多次不同的能量碰撞,故单位时间内颗粒的破碎概率为S=∑Si。由仿真得到单位时间内以能耗为横轴、以碰撞次数为纵轴的矿石碰撞能量谱。磨机内矿石的碰撞次数相对较多,但多为低能量的碰撞,且更高的碰撞次数对应的能量处于较低水平。

球磨机

3、碰撞能量耗散分布

由于介质-筒体、矿料-筒体的碰撞频率较矿石-矿石及矿石-介质的碰撞频率低很多,因此介质-筒体和矿料-筒体碰撞耗散能量占总耗散能量的2.65%,从而可以看出造成衬板磨损的能量低,但介质-介质碰撞的能耗却占总能耗的20.87%,而使得介质的钢耗很大。

优化及仿真结果分析

我们采用均匀设计方法进行多目标优化,根据需要逐一记录每次仿真的考核指标数值,并在分析过程中综合评定各试验指标,后面得到较好结果。经回归分析后,得到优化前后结果对比如下表所列。

优化前后结果对比表

由表可以看出,优化后比功率、颗粒破碎概率均得到提高,且碰撞能耗比降低,从而使得衬板磨损能耗所占比例也有所下降。

球磨机

通过离散元分析方法对球磨机进行较为真实的工作性能研究,以颗粒破碎概率、物料-衬板碰撞耗能为试验指标,建立各参数与性能指标之间的关系,并在此基础上进行优化,后面得到较优磨矿参数,并且完成了球磨机存在的问题和改进。优化后降低了衬板的磨损率,而球磨机的比功率和颗粒的破碎概率都有明显增加。

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