Расчет стержневой мельницы

Министерство образования и науки Пермского края

ГБОУ СПО

«Березниковский политехнический техникум»

РАСЧЁТ СТЕРЖНЕВОЙ МЕЛЬНИЦЫ

МСЦ 3200х4500

Пояснительная записка

КП 240107. 00. 00. П3

Выполнил:

студент  гр. 4ТНВ Б

Нивашова Н.П.

Проверил:

преподаватель

Симанова. В.Н.

2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Питательным элементом калийных удобрений является К2О.

Калий принадлежит к весьма распространенным химическим элементам. По содержанию в земной коре (около 2%) он уступает только кислороду, кремнию, алюминию, железу, кальцию и натрию.

В настоящее время главными источниками получения соединений калия служат растворимые калийные соли: сильвинит, карналлит, лангбейнит, каинит и др. Добычу сильвинитовых руд осуществляют шахтным методом, применяя буровзрывной или комбайновый методы, реже встречаются карьерные разработки.

Существуют две теории образования залежей калийных месторождений –континентальная и лагунная.

По континентальной теории соляные месторождения образовались за счет выщелачивания легко растворимых солей из осадочных горных пород. Затем эти растворы скапливались в закрытых котлованах и при их испарении происходило образование залежей солей.

По лагунной теории, которая в настоящее время получила наибольшее признание, залежи растворимых солей образовались в результате их кристаллизации при испарении морской воды.

Основные месторождения калийных солей:

• Верхнекамское (Средний Урал).
• Старобинское (Белоруссия).
• Предкарпатское (Украина).
• Гаурдакское (Туркмения).
• Саскачеванское (Канада).

Верхнекамское месторождение является одним из крупнейших месторождений площадью около 2000 км 2. Благодаря сравнительной чистоте и неглубокому залеганию (от 90 до 220 м) мощных пластов сильвинита и карналлита это месторождение относится к наиболее значительным калийным месторождениям мира.

Основным направлением в технологии переработки калийных руд является получение высококачественных удобрений с минимальными потерями полезного вещества и высокими технико-экономическими показателями.

Главным продуктом калийной промышленности является хлористый калий KCl. Хлористый калий получают в основном из сильвинита. Реже для этих целей используют карналлит. Обычно хлористый калий выпускают в виде порошкообразного или гранулированного продукта, полученного флотационным или галургическим методом. Хлористый калий, получаемый флотационным методом, обычно имеет окраску от розовой до красной. Продукт, полученный галургическим методом, белый.

98% хлористый калий  предназначен для использования  в сельском хозяйстве в качестве  удобрения, различных отраслях промышленности, в том числе пищевой - для производства  хлебопекарных и кормовых дрожжей, лечебно-профилактических солей.

Значительная часть природных калийных солей перерабатывают в технический продукт — хлористый калий, который используется как удобрение, вносимое либо напрямую в почву, либо в составе сложных, комплексных, удобрений. Помимо этого хлористый калий используется и в других отраслях промышленности: химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической.

Также калий играет большую роль в регулировании жизненных процессов происходящих в растении. В частности он выполняет следующие физиологические функции: влияет на углеводный обмен; т.е. на образование, передвижение и разложение крахмала; оказывает влияние на азотный обмен и синтез белка в зеленых частях растений; регулирует активность других минеральных элементов питания; нейтрализует органические кислоты, играющие важную физиологическую роль; активизирует различные ферменты, стимулирует рост молодых растений и активизирует их водный режим.

Поэтому развитие калийной промышленности тесно связано с уровнем развития сельского хозяйства. В настоящее время промышленность минеральных удобрений - ведущая отрасль химической промышленности.        [4, с. 40]

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

1.1 Теоретические  основы процесса измельчения

Измельчение при обогащении сильвинитовой руды флотационным способом проводят для более полного раскрытия зёрен сильвинита, для того чтобы в дальнейшем процесс флотации протекал легче и без потерь ценного компонента с отходами производства

Измельчение твёрдых веществ представляется процессами дробления и размола. В результате измельчения значительно увеличивается поверхность обрабатываемого материала.

Применение твёрдых материалов, раздроблённых на мелкие куски (путём дробления) или измельченных в порошок (путём размола), позволяет значительно ускорить растворение, обжиг, химическое взаимодействие, т.е. различные процессы, протекающие тем быстрее, чем больше поверхность участвующего в них твёрдого вещества.

В настоящее время для измельчения материалов применяют машины различных типов, начиная от крупных щековых дробилок, дробящих глыбы материала объёмом до 2 м3, и кончая коллоидными мельницами, измельчающими продукты на частицы размером до 0,1 мк.

Дробление и размол характеризуются степенью измельчения, i, по формуле

 где  dН - диаметр кусков материала до измельчения, мм;

dК - диаметр кусков материала после измельчения.

Куски исходного материала и куски или зёрна, получаемые в результате измельчения, не имеют правильной (симметричной) формы. Поэтому на практике размеры кусков определяются размером отверстий сит, через которые просеивают сыпучий материал, то есть с помощью ситового анализа.

Измельчение проводится в одну или несколько стадий. Каждая машина, в зависимости от устройства, может обеспечивать ограниченную степень измельчения, которая является от 3 до 4 для щековых дробилок степень i=100 и более для мельниц. Для достижения высоких степеней измельчения этот процесс проводят в несколько стадий, используя последовательно соединённые дробильно-размольные машины, так как за один приём (на одной машине) не удаётся получение кусков заданной конечной крупности.

В зависимости от начального и конечного размера наибольших кусков условно различают следующие виды измельчения.

Таблица 1.1 - Виды измельчения

Крупное и среднее дробление производятся как правило, сухим способом, мелкое дробление и размол - сухим или мокрым способом (в водной среде). При мокром измельчении уменьшается пылеобразование и частицы получаемого продукта имеют более равномерные размеры, кроме того, облегчается выгрузка продукта.

Измельчение материалов производится раздавливанием, ударом, истиранием и раскалыванием.

Выбор того или иного вида механического воздействия зависит от крупности и прочности материала. В зависимости от предела прочности при раздавливании, s, кгс/см2, материалы условно делятся на группы.

Таблица 1.2 - Группы материалов

Обычно при измельчении материала комбинируются те или иные усилия, например раздавливание и удар. Раздавливание применяют главным образом при крупном и среднем дроблении, истирание при тонком измельчении. В зависимости от физико-механических свойств материалов выбирают определённые методы измельчения.

Таблица 1.3 - Методы измельчения

При выборе метода измельчения необходимо учитывать свойства материала, например его склонность к комкованию, влажность и другое. Измельчение проводят по двум основным схемам в открытом или замкнутом циклах. При работе по первой схеме весь материал проходит через дробилку (мельницу) только один раз, при работе по замкнутому циклу большая часть материала проходит через дробилку (мельницу) многократно, так как материал с размерами кусков больше допустимого предела возвращается на повторное дробление. Это достигается при соединении дробилки или мельницы с устройствами для разделения измельченного материала по крупности частиц - грохотами или классификаторами.

Измельчение в замкнутом цикле позволяет значительно увеличить производительность установки и получить более равномерный по крупности продукт.

Машины для измельчения (дробления и разлома) делят на дробилки и мельницы. Обычно мельницами называют машины для тонкого измельчения, дробилками — машины для крупного, среднего и мелкого дробления, но такое деление является весьма условным.

При производстве хлористого калия флотационным способом обогащения используют замкнутую схему измельчения с предварительной и поверочной классификацией на дуговых ситах. [7, с.9]

1.2 Описание технологической схемы отделения измельчения и классификации

В отделении измельчения и классификации проводят мокрое измельчение сильвинитовой руды в стержневых мельницах МСЦ 3200x4500 в сочетании с процессом предварительной и поверочной классификацией руды на дуговых ситах.

Молотый сильвинит подается из отделения приемки руды на реверсивные надбункерные конвейера ГПО обогатительной фабрики КЛ1 - КЛ4

Руда распределяется в бункера Б в зависимости от работающих секций. Руда из бункеров дозируется при помощи шибера на ленточный питающий конвейер КЛ5, оборудованный конвейерными весами, посредством которых поддерживается определенная нагрузка по руде на секцию.

После бункеров руда проходит предварительную классификацию на 2-х каскадах дуговых сит СД1 - СД4. Надрешетный продукт направляется в стержневую мельницу для измельчения, подрешетный продукт самотеком поступает на дуговые сита. Для транспортировки руды, в течки конвейеров подается оборотный маточный раствор с плотностью (1235±5 кг/м3) и температурой не менее 15 0С. На предварительную классификацию в сита вместе с рудой и маточным раствором могут подаваться промпродукты.

Подрешетные продукты дуговых сит предварительной классификации крупностью от 0 до 1,0 мм самотеком поступают в мешалку М2, куда также подаются подрешетные продукты дуговых сит поверочной классификации. Надрешетный продукт дуговых сит крупностью более 1,0 мм самотеком направляется в стержневую мельницу МС для измельчения до крупности от 0 до 1,0 мм.

Слив мельницы поступает в мешалку М1, где разбавляется маточным щелоком, откуда перекачивается в пульподелитель ПД1 и распределяется на дуговые сита поверочной классификации. Надрешетный продукт дуговых сит дополнительно классифицируется по классу 0,8 мм на дуговых ситах поверочной классификации.

Сита работают в замкнутом цикле со стержневой мельницей. Надрешетный продукт дуговых сит поверочной классификации крупностью более 0,8 мм возвращается на доизмельчение в стержневую мельницу МС. Подрешетные продукты дуговых сит самотеком поступают в мешалку М2.  Так же в мешалку М2 подается слив из гидросепаратора через пульподелители ПД3 и ПД4.

В отделение измельчения подается разгрузка сгустителя, предназначенного для сбора проливов и смывов с полов отделений малого и большого сгущения, и распределяется по пульподелителям, по мешалкам в зависимости от количества работающих секций и производительности их по руде. Суспензия из мешалки М2 перекачивается на гидроциклоны. [9, с.11]

1.3 Устройство  и принцип действия стержневой  мельницы

Мельница стержневая с центральной разгрузкой предназначена для измельчения сильвинитобой руды в замкнутом цикле.

Условное обозначение МСЦ 3200 х 4500, расшифровывается следующим образом

М - мельница;

С - стержневая;

Ц - с центральной разгрузкой;

3200 - диаметр внутреннего барабана, мм;

4500 - длина барабана внутренняя, мм.

Мельница представляет собой цилиндрический барабан, закрытый торцевыми стенками. Центральная часть барабана мельницы представляет собой сварной корпус с футеровкой.

Торцевая стенка со стороны загрузки материала вместе с футеровкой и установленным в стенку загрузочным патрубком, называется загрузочной частью барабана

Торцевая стенка со стороны выхода измельченного материала вместе с установленным на ней торцевой футеровкой, разгрузочной воронкой и горловиной воронки называется разгрузочной частью барабана мельницы

Стенки имеют полые цапфы с проточенными на них опорными шейками, которыми барабан опирается на коренные подшипники.

Изнутри корпус барабана и торцевые стенки с целью предохранения их от износа защищены футеровочными бронеплитами изготовленными из износостойких материалов так как пульпа (измельчаемый материал в смеси с водой) абразивная и поверхности деталей, соприкасающихся с пульпой при работе мельницы интенсивно изнашиваются. Укладка футеровки внутри барабана производится с учетом направления его вращения (острым концом основания плиты по направлению вращения) и на резиновых прокладках.

Барабан мельницы опирается на коренные подшипники Один из подшипников (возле привода) выполняется фиксированным, второй - свободным с гарантированным зазором между буртом и опорной шейки цапфы и торцом корпуса подшипника. Это обеспечивает возможность компенсации удлинения барабана работающей мельницы при нагреве его за счет энергии, выделяемой в процессе измельчения материала

Подшипники коренные состоят из фундаментных и опорных плит, корпусов с баббитовой заливкой, крышек и уплотнений Для обеспечения возможности перемещения плит опорных по плитам фундаментным при установке барабана и регулировке зубчатого зацепления привода мельницы на фундаментных плитах предусмотрены регулировочные винты

Защита коренных подшипников мельницы от перегрева осуществляется аппаратурой температурной встроенной защиты и сигнализации.

Вращение барабана осуществляется с помощью привода. Привод мельницы состоит из тихоходного синхронного электродвигателя, упругой муфты с промежуточным валом и открытой зубчатой передачи.

Зубчатая передача состоит из вал шестерни входящей в сборку вала приводного, и зубчатого венца, установленного на барабане мельницы.

Вращение барабана имеет такое направление, чтобы усилие в зубчатом зацеплении прижимало вал приводной к фундаменту и анкерные шпильки привода не работали на отрыв.

Подлежащий измельчению материал и мелющие тела (стержни) загружаются в барабан мельницы. Подача материала и воды производится при работе мельницы непрерывно. Загрузка и догрузка стержней производится при остановке мельницы, подлежащий измельчению материал загружается в барабан через загрузочную течку и подается на шнеки загрузочного патрубка и затем поступает в барабан.

Измельчение материала происходит за счет ударов мелющих тел (стержней), а также раздавливания и истирания его между измельчающими телами и футеровкой при вращении барабана. Измельченный материал в смеси с водой (пульпа) свободным сливом через воронку разгрузочную, горловину воронки и бутару удаляются из барабана мельницы. Разгрузка осуществляется за счет различного уровня разгрузочной воронки и шнеков загрузочного патрубка, а также за счет подпора постоянно поступающего нового материала.

Инородные тела, случайно попавшие в мельницу (щепа, ветошь, пласкуша), отделяются от пульпы с помощью бутары, установленной на фланце цапфы разгрузочной торцевой стенки. [6, с.137]

1.4 Режим и контроль работы стержневой мельницы

Режим роботы стержневой мельницы:

• равномерная нагрузка по руде на технологическую секцию в пределах 200 - 255 т/ч;
• равномерная подача оборотного маточного раствора в питание предварительной и поверочной классификации в стержневую мельницу (контроль осуществляется визуально);
• равномерная подача оборотного маточного раствора в питание предварительной и поверочной классификации, в стержневую мельницу (контроль осуществляется визуально).

• равномерная подача в питание предварительной классификации сгущенного продукта сгустителя.

• контроль за выходом слива мельниц с плотностью в пределах Ж:Т от 1,0 до 1,2.

В случае нарушения норм технологического режима принимать меры по их устранению.

Контроль за работой стержневой мельницы:

• наблюдение за наличием и температурой масла в масляной системе мельниц;
• контроль за работой маслостанции мельниц (в случае неисправностей в работе маслонасосов и маслофильтров делать переход на резервное оборудование);
• контроль за болтовыми соединениями крепления брони мельницы.

Температуры подшипников и электродвигателя приведены в таблице 1.4. Возможные отклонения в работе мельницы приведены в таблице 1.5. Нормы технологического режима отделения измельчения и классификации приведены в таблице 1.6.

Таблица 1.4 - Измерения температуры на стержневой мельнице

Продолжение таблицы 1.4

Таблица 1.5 - Возможные отклонения при работе стержневой мельницы

Продолжение таблицы 1.4

Таблица 1.6 - Нормы технологического режима

[9 стр.121]

1.5 Техника безопасности обслуживания стержневой мельницы

Действия при возникновении аварий и ситуаций которые могут привести к нежелательным последствиям, действия по оказанию медицинской помощи пострадавшим при травмировании внезапном отравлении, или заболевании отражены в инструкции №1 для трудящимся флотационной обогатительной фабрики.

Требования по охране труда промышленной безопасности, газовой безопасности пожарной безопасности и промсанитарии изложены в Инструкции №1 для работников флотационной обогатительной фабрики.

Основные требования по охране труда и промышленной безопасности:

- запрещается чистка смазка, и ремонт Прощающихся частей работавшего оборудования;

- запрещается загромождение проходов и рабочих мест тарой посторонними предметами производственными отходом;

- в качестве переносного освещения использовать светильники напряжением не выше 36 В;

- пользоваться  защитными очками во бремя работы, если эти работы связаны с опасностью травмирования глаз;

- при возгорании оборудования находящегося под напряжением, можно пользоваться только порошковыми огнетушителями или песком;

- работники должны находиться но рабочем месте в спецодежде. Спецодежда должна подбираться по размеру и содержаться в исправном состоянии. На голове должна быть одета каска волосы должны быть убраны под косынку концы которой не должны висеть. Рукава спецодежды должны плотно прилегать к кистям рук;

- знать расположение аварийных выходов в случае аварии в отделении;

- не пользоваться неисправным ручным инструментом и подручными средствами;

- запрещается эксплуатировать оборудование при отсутствии ограждений на вращающихся частях и механизмах, при отсутствии заземления на электродвигателе;