基于矿石真实破裂数值模拟的层压粉碎适宜料层厚度研究

高压辊磨机以其独特的层压粉碎原理优势在金属矿山节能降耗中发挥着重要的作用,由于矿石力学性质、均质性、给矿粒度的不同,在相同设备中不同的床层厚度,会影响其层压粉碎效果。本文以鞍山式赤铁矿石为研究对象,基于矿石宏观力学性质及真实破裂数值模拟(RFPA),表征层压粉碎适宜颗粒床层厚度。首先进行矿石的抗压强度、抗拉强度试验,借助数值模拟表征矿石的均质度m。构建直径为10 mm赤铁矿颗粒、不同床层厚度的数值模型,在水平方向有约束条件下进行压载试验,模拟高压辊磨机的层压粉碎过程,通过应力传递、三维裂纹贯通破坏模式、相对粉碎能耗,确定适宜的料层厚度。结果表明,层压粉碎床层厚度为8层颗粒直径的粉碎形式表现为对角线贯通,有利于应力传递,促进整个床层颗粒产生粉碎,能量利用率高。本文的研究结果,为工业上确定高压辊磨机适宜的料层厚度提供研究基础。