半自磨机筒体衬板铸造工艺改进研究

半自磨机筒体衬板的抗冲击及耐摩擦磨损性能,一直受到各大选矿厂和磨机生产企业关注。而衬板的服役寿命,与其铸造质量密切相关。只有从其生产的源头即铸造环节严格把控质量,才能为其服役寿命提供保障。为了消除某V法铸造厂生产的大型半自磨机筒体衬板提升条内部的缩松、缩孔等缺陷,采用ProCAST软件对该厂衬板的原铸造工艺进行了数值模拟,据此分析其铸件内部产生缩孔、缩松缺陷的成因;之后使用独立开发的《铸造工艺智能设计(铸钢)》软件对衬板的铸造工艺进行了全新设计,经模拟、生产验证,新的铸造工艺有效消除了衬板铸件内部的缩松、缩孔缺陷,提高了铸件质量并将工艺出品率由65%提升至85%以上,经济效益显著。

基于ANSYS/EDEM的球磨机筒体优化仿真分析

为了提高球磨机的磨粉效果,利用离散元软件EDEM和ANSYS进行仿真模拟试验分析。结果表明:圆形衬板的最大磨损量为6.0138×e^(25),矩形衬板的最大磨损量为7.5474×e^(-6),双波形衬板的最大磨损量为2.7621×e^(-7)。通过分析可知,双波形结构的衬板磨损量最小;1—6阶各阶模态频率、激振频率远低于最小阶固有频率0.23658 Hz,不会发生剧烈振动;滚筒的驱动频率与磨球的冲击频率远小于筒体的各阶固有频率,筒体结构的固有频率对于筒体的振动幅度影响不大。用优化前后的设备对同批样品进行试验,设备优化前的产品颗粒直径平均为108.9μm,优化后平均为48.1μm,颗粒直径明显变小且更稳定,说明优化后磨粉效果更好。

调整轧机轴承座与机架间隙的智能衬板研究

轧机装备的稳健运行是充分发挥设备潜在能力,提高板带材质量的重要保证。轧机结构的动态特性是保证轧机稳健运行的前提,按“微尺度静定”设计理论分析得知,轧辊轴承座与机架窗口立柱之间存在约1 mm微小间隙易使辊系处于静不定状态,进而产生辊间错位及交叉工况。通过有限元方法分析了间隙和偏移距对轧辊两端支反力的影响,并设计了一种用于安装在轧机牌坊和上工作辊轴承座之间的液压智能衬板。经分析发现,轧辊两端支反力不相等的原因根源在于支承辊与工作辊之间的交叉角,而交叉角来源于轧机轴承座与机架之间的“不得已”间隙。通过开发智能衬板可以实现零间隙控制,保证轧机轧辊平行定位稳定且可靠运转,从而释放了轧机的潜能,为轧机非线性动力学分析及稳定性控制提供了一种新思路,对现实生产具有重要指导意义。

基于离散元法的球磨机筒体衬板改型优化研究

针对球磨机内能量利用率低、磨矿钢耗高的问题,基于离散元法(DEM)仿真分析了不同衬板结构及衬板高度时钢球在磨机内的运动状态及碰撞能量分布。研究结果表明:衬板结构及高度会显著影响磨机内颗粒的运动状态和能量分布;不平滑衬板(筋波衬板和双筋衬板)提升载荷的作用强于平滑型衬板(单波衬板和双波衬板),但不平滑型衬板的球磨机内钢球对衬板的冲击作用较强,会增加衬板的磨损;平滑型衬板中,双波衬板能量分布最合理,其钢球-钢球的碰撞能量最低,为52.10%,能量利用率(钢球-矿石和矿石-矿石的碰撞能量之和在磨机碰撞总能量中的占比)最高,为21.10%。随着衬板高度逐渐增加,高速运动的钢球数量增多,大量的钢球冲击裸露衬板会加快衬板的磨损;磨机内的碰撞总能量随着衬板高度的升高而增加,且钢球-衬板和矿石-衬板的碰撞能量也在增加,能量利用率在衬板高度为60 mm时最高,为21.10%,说明衬板高度在60 mm时最佳。因此,选择适宜的衬板结构和衬板高度,能优化磨机的能量利用率,改善磨矿环境、降低钢耗和节约磨矿成本。

半自磨机给料小车溜槽衬板优化及实践

给料小车是半自磨机重要组成部分,给料小车溜槽衬板的使用寿命直接影响半自磨机的运转率,延长溜槽衬板的使用寿命是非常必要的。离散元法主要用于矿石粒度减小过程的设备仿真,模拟的设备既包括颚式破碎机、圆锥破碎机、半自磨机、球磨机等主要设备,也包括矿仓、皮带机和转运溜槽等辅助设备。以某半自磨机给料小车溜槽衬板为例,采用离散元方法对溜槽衬板结构进行分析及优化,结合现场使用情况,设计合理的溜槽衬板结构,并参照离散元分析,对溜槽衬板的磨损机理进行分析,优化溜槽衬板选材。采用结构与选材优化结合的方式提升给料小车溜槽衬板的使用寿命。

离散元与光滑颗粒流体力学耦合方法及应用

磨机尺度极大,采用常规物理相似模拟和物料平衡模型适用性的方法,无法对磨机出料端排矿的动态过程进行观测和开展定量化表征,本文通过耦合离散元方法和光滑粒子流体动力学方法实现基于动态自由面的固液两相流仿真,并应用于量化对比不同磨机衬板机械结构对其排矿效率的影响.通过开展流变仪试验及仿真,确定了反映选定矿浆的流变特性参数及对应数值模拟参数.选取直型及弧型出料端衬板设计,基于所开发的数值模拟进行磨机排矿量及矿浆提升器回流量的量化表征.数值模拟结果表明,弧型出料端衬板的排矿量提升了13.4%,且矿浆提升器回流量降低了93.3%,现场工业试验结果与数值结果误差较小,验证了所开发的数值模拟模型的准确性.

冬瓜山铜矿SAB磨矿系统提质增效优化实践

冬瓜山铜矿为了解决半自磨机补加ϕ200 mm钢球达产后带来的衬板寿命短、半自磨机功耗高和球耗高等一系列生产问题,进行了半自磨机筒体衬板和出料端衬板优化、调整钢球直径和充填率、优化磨矿产品粒度组成的生产实践。优化后,半自磨机功率降低400 kW/h,降幅8.51%;半自磨机和球磨机钢球总单耗降低0.355 kg/t,降幅2.50%;半自磨机筒体衬板寿命由2.5个月延长至5.5个月,并实现了半自磨机衬板的整体更换;旋流器溢流-74μm含量提高至73.90%,提高了8.3个百分点,10~100μm易选粒级含量增加至63.04%,提高了8.79个百分点;以上举措实现了SAB磨矿系统的提质增效,对提高半自磨工艺技术和生产管理水平、健全绿色低碳循环发展体系和碳中和具有积极意义。

高碳珠光体钢在大型半自磨机筒体衬板上的应用

本文介绍了铜矿磨矿用大型半自磨机的使用工况和使用环境,以及大型半自磨机筒体衬板的材质、组织和性能的选定。衬板材质为CrMoNi高碳钢,组织为珠光体+少量二次碳化物,硬度为35~42 HRC,无缺口冲击韧性≥60 J/cm^(2)。结合衬板结构的优化设计,铜矿用大型半自磨机筒体衬板的使用寿命可稳定在4个月,重量磨损率为44.44%。确定了大型半自磨机筒体衬板的磨损失效机制,除矿石产生的磨粒切削、疲劳磨损外,还存在矿石浆料产生的腐蚀磨损。分析了影响大型半自磨机筒体衬板使用寿命的因素,为大型半自磨机衬板的生产、使用和寿命提高提供了参考。

基于EDEM的衬板改型及提升筒速补偿低效能机理研究

为提高破煤效率,以黄河大通发电厂内?4.04 m×5.54 m磨煤机为研究对象,探究了不同腔型衬板磨损前后磨介运动的演变过程,以磨介流动状态、碰撞关系、破煤效率、衬板承受冲击能量等进行了衬板改型优化,同时采用调节筒速促进磨损衬板高效破煤的方式,探究了筒速变化带来的介质流动变化规律。结果表明,改进后的衬板型腔使得破煤效率提高了21.7%,同时延长了衬板使用寿命。采用提高筒速补偿衬板磨损带来的破煤率低下是可行的,最大可使破煤率提升98.6%,也造成衬板法向、切向累计接触能量分别提高144.9%,54.9%,加速磨损衬板的淘汰,两种方式均可为提高煤料利用率和生产效益提供理论指导。

新型中碳多元低合金稀土耐磨钢衬板的研制和应用

介绍了新型耐磨铸钢衬板的化学成分、熔炼、复合变质处理、热处理工艺以及装机运行试验。新材料合金元素含量低,不含镍、钛等贵重合金元素,价格低廉,熔炼容易控制。铸件热处理后,经空冷淬火和低温回火,硬度可达HRC58以上,冲击韧度达22J/cm2以上,耐磨性达到高锰钢(ZGMn13)衬板的2 1倍。

中碳低合金马氏体钢衬板的研制

介绍了中碳马氏体钢的化学成分、组织性能 ;制定了中碳马氏体钢的热处理工艺。实际装机试验表明 ,中碳马氏体钢衬板的相对耐磨性是高锰钢 (ZGMn13)衬板的 1

大型球磨机衬板材料的研究和应用

研究成功了一种适合于制造大型球磨机衬板的新材料。在不含钼、镍等贵重合金元素前提下,设计的中碳钢以硅、锰、铬为主要合金元素,并加入少量钛、钙、硼、钇、钾、钠等元素,改善钢的组织和淬透性。新材料具有足够的淬透性和淬硬性,经油冷淬火和中温回火处理后,硬度大于55 HRC,冲击韧性大于25 J/cm2,断裂韧性大于40 MPa.m1/2。用于制造大型球磨机衬板,耐磨性比高锰钢衬板提高1倍以上,生产成本降低15%,具有很好的经济效益。

38SiMn2BRE铸钢球磨机衬板的研制

介绍了 38SiMn2BRE铸钢的化学成分、组织性能 ,制定了该钢种的冶炼及热处理工艺 ;工业实验表明 ,所研制低合金马氏体铸钢球磨机衬板的相对耐磨性是高锰钢 (ZGMn13)衬板的 1 5倍。

轧机复合衬板工作层材料的研究和应用

研究了一种适合于制造轧机复合衬板的工作层材料,对衬板材料的化学组成、各种合金元素的作用及其加入量、衬板熔炼和轧制工艺进行了深入研究,衬板工作层材料经油淬和中温回火后,硬度大于HRC60,抗拉强度大于1600MPa,冲击韧性大于18J/cm2,断裂韧性大于37MPa·m0 5。应用于钢管热连轧机架上,耐磨性比堆焊衬板提高1倍以上。

磨球与衬板材质的硬度对磨损机理的影响

研究了磨球和衬板的硬度在不同组合时,对球磨机中磨料磨损的主导磨损机制的影响。研究发现磨损副力学性能的改变可以改变磨粒的受力、施力方式和运动方式,从而改变磨损机制,影响材料的耐磨损性能;发现通过选择不同性能的材料来控制磨损机制以达到降低磨损率的目的。

磁性耐磨衬里在磨矿行业的研究和应用进展

在分析磨机内研磨介质运动形态和磁性耐磨衬里磨损机理的基础上,利用COMSOL Multiphysics软件对磁性耐磨衬里的磁场特性进行了优化。优化后磁性耐磨衬里在磁铁矿、非磁铁矿中的球磨机、立磨机中均取得了成功应用,且其较普通高锰钢衬里具有使用寿命长、磨机作业率高、节球、节电等显著优点。

球磨机高铬铸铁衬板的研究与应用

研制了一种球磨机高铬铸铁衬板 ,这种材料的主要特征是以锰部分取代高铬铸铁中的钼 ,其组织为马氏体加碳化物。试验结果表明 ,使用该材料制作的衬板在低冲击载荷的工况条件下其使用寿命优于奥氏体高锰钢 ,且生产成本低 ,具有广泛的使用和推广价值。

中碳低合金耐磨钢衬板的研制

在中碳钢中加入适量的Mn、Cr、Mo等合金元素,以提高淬透性、细化晶粒、固溶强化等,使新型中碳低合金耐磨钢的综合性能得到很大程度的改善。采用普通的铸造、热处理工艺,生产出耐磨性好、安全可靠的球磨机衬板,使用寿命比原应用的高锰钢衬板提高1.5倍以上。

一种测量球磨机衬板受力的方案

为了测量球磨机衬板所受到的载荷施加的力,分析衬板的受力情况,根据衬板的受力特点提出一套测量方案,该方案包括一台测量装置和对该装置输出信号的处理方法。在此测量方案中,测量装置的铰链杠杆结构将衬板受到载荷所施加的力等效可分解成3个分力,再采用传感器测量出分力作用在测量装置上引起的负载梁应变,通过相关的计算,得出这3个分力的大小,进而得到衬板的受力的大小。

磨机磨矿效率影响因素分析

磨矿效率是衡量磨机生产综合性能的重要的参数指标,本文综合论述了入磨矿石粒度、磨矿介质、矿浆流变特性、磨矿浓度、返砂比、磨机衬板、助磨剂等因素对球磨机磨矿效率的影响,并要求磨矿生产过程应具有较高的自动化水平。