Energieeffizienz, Druck und Design von Verschleißteilen für Kugelmühlen

Das Ziel ist es, die verfügbare Leistung in das Zerkleinern von Gestein zu stecken, anstatt das Mahlgut zu erhitzen, die Auskleidungen zu verschleißen oder Material anzuheben, das bereits fein genug ist.

Vier Konstruktionsbereiche tragen den größten Teil der Wirkung.

Das Auskleidungsprofil bestimmt die Flugbahn des Mahlguts, sodass zu niedrige Lifterleisten die Kugelfüllung gleiten lassen statt zu taumeln.

Die Austragsanordnung bestimmt, wie schnell das gemahlene Material die Mühle verlässt, und ein eingeschränkter Austrag hält die Trübe im Inneren zurück und verursacht Übermahlung.

Mahlkörpergröße und Füllvolumen bestimmen die für den Aufprall verfügbare Masse, und beide interagieren mit dem Auskleidungsprofil.

Die Aufgabegröße bestimmt, wie viel Arbeit zunächst erforderlich ist, da eine Mühle, die grobes Aufgabegut erhält, Energie für die Zerkleinerung aufwendet, die ein Brecher kostengünstiger hätte durchführen können.

Das Verhältnis zwischen ihnen ist der Grund, warum eine Auskleidungsänderung im Zusammenhang mit dem gesamten Kreislauf bewertet werden sollte und nicht nur mit der Mühle allein.

Ein Profil, das die Leistungsaufnahme um einige Prozent erhöht, kann die Gesamtenergie reduzieren, wenn es auch die Produktgrößenverteilung verbessert.

3. Gewichtsreduzierung der Mühlenauskleidung und rotierende Masse

Die Gewichtsreduzierung der Mühlenauskleidung ist ein eigenständiger Hebel im Vergleich zur Profilgestaltung, und bei einer großen Mühle wirkt sie sich sowohl auf die Energie als auch auf die Handhabung aus.

Jede Auskleidungsplatte und jede Lifterleiste erhöht die Masse, die der Antrieb drehen muss, und bei einer Mühle mit mehreren Metern Durchmesser ist diese Masse beträchtlich.

Die Reduzierung verringert das zum Anfahren der Mühle erforderliche Drehmoment und die Dauerlast auf den Zahnkranz, die Zapfenlager und das Fundament.

Es stehen drei Wege zur Verfügung, und sie werden oft kombiniert.

Ein dünnerer Querschnitt aus einer Legierung mit höherer Härte bietet eine ähnliche Standzeit bei geringerer Masse, sofern der Guss einwandfrei und das Profil unverändert ist.

Eine Verbund- oder Gummi-Auskleidung reduziert die Masse am Mantel deutlich und eignet sich für Mühlen mit kleineren Mahlkörpern, bei denen die Stoßbelastung gering ist.

Ein optimiertes Profil kann Metall an Stellen entfernen, die keine Arbeit verrichten, wie eine übermäßig dicke Platte außerhalb der Verschleißzone.

Die Gewichtsreduzierung hat Grenzen, die beachtet werden sollten.

Dünner bedeutet weniger Verschleißzugabe, daher erreicht ein zu dünner Abschnitt seine Verschleißgrenze, während das Profil noch nutzbar ist.

Leichtere Auskleidungen sind auch einfacher zu handhaben, was die Kranzeit und die Anzahl der benötigten Personen im Mahlwerk während eines Wechsels reduziert.

Eine Mühle, die schneller neu ausgekleidet wird, kehrt schneller zur Produktion zurück, und dieser Gewinn ist oft mehr wert als die reine Materialersparnis.

Die folgende Tabelle zeigt die praktische Auswirkung der Hauptwege.

Shenyang Delonshine Technology gießt Auskleidungen nach Kundenprofil und bietet einen leichteren Querschnitt in einer härteren Güte an, wenn der Betrieb es zulässt.

Ein hoher Trübestand dämpft das Mahlgut, verringert die Schlagbeanspruchung und verlängert die Verweilzeit, was alles die spezifische Energie erhöht.

Delonshine liefert Austragsroste und Trübenheber zusammen mit Mantelauskleidungen, sodass das Austragsende und der Mantel als ein System konstruiert werden können, anstatt als zwei getrennte Bestellungen.

5. Materialauswahl in einer Mahlmühle und Energieverbrauch

Die Materialwahl in einer Mahlmühle beeinflusst den Energieverbrauch indirekt über das Profil, das im Betrieb erhalten bleibt.

Eine harte, verschleißfeste Legierung hält ihre Hubhöhe länger, sodass die Flugbahn des Mahlguts über die gesamte Lebensdauer der Auskleidung nahe am Auslegungswert bleibt.

Ein weicheres Material büßt früh an Profil ein, und die Mühle verbringt den letzten Teil jedes Auskleidungszyklus mit reduzierter Effizienz.

Diese Wechselwirkung verändert, wie eine Auskleidung bewertet werden sollte.

Eine teurere Legierung mit längerer Profillebensdauer kann je gemahlene Tonne weniger kosten als eine billigere Platte, die ihre Hubwirkung nach zwei Monaten verliert.

Der Vergleich sollte anhand der Kosten pro Tonne Produkt erfolgen, nicht anhand des Preises pro Kilogramm Guss.

Die Materialwahl interagiert auch mit der Mahlkörpergröße.

Hochchromhaltiges weißes Gusseisen eignet sich für eine Mühle mit mäßigem Aufprall und hohem Abrieb, während eine Mangangüte sich für eine Mühle eignet, in der die Mahlladung schwere Aufprallkräfte erzeugt.

Die Güte an die Beanspruchung anzupassen, ist der Kernpunkt; eine Güte, die für eine Mühle gewählt wurde, kann in einer anderen gleicher Größe schlecht abschneiden.

Delonshine Technology prüft die Mühlenbeanspruchung, die Mahlkörpergröße und das Zielprodukt, bevor eine Güte vorgeschlagen wird, und erläutert die Begründung im Angebot.

6. Mahlladungsbewegung und Effizienz des Mahlkreislaufs

Die Bewegung der Mahlladung ist die Zwischenvariable zwischen der Auskleidungskonstruktion und der Effizienz des Mahlkreislaufs und erklärt die meisten Unterschiede zwischen Mühlen.

Bei einer gegebenen Mühlendrehzahl bestimmt das Auskleidungsprofil, ob die Ladung in Kataraktbewegung, Kaskadenbewegung oder Rutschen übergeht.

Eine kataraktartige Ladung schleudert die Kugeln durch die Mühle und erzeugt Schlagbruch, was sich für grobes Material eignet.

Eine kaskadenartige Mahlkörperfüllung rollt und erzeugt Reibungsbruch, was sich für Feinmahlung eignet.

Drei Betriebsvariablen verschieben das Gleichgewicht.

Die Mühlendrehzahl als Prozentsatz der kritischen Drehzahl ist der stärkste Einflussfaktor, und die meisten Mühlen arbeiten mit 65 bis 78 Prozent.

Das Kugelfüllungsvolumen bestimmt die verfügbare Masse, und ein typischer Wert liegt bei 35 bis 45 Prozent des Mühlenvolumens.

Die Trübedichte beeinflusst die Dämpfung: Eine dicke Trübe dämpft den Aufprall, während eine dünne Trübe die Mahlkörper sich frei bewegen lässt.

Die Effizienz des Mahlkreislaufs ergibt sich aus der Abstimmung aller drei Faktoren auf das eingebaute Auskleidungsprofil.

Eine Mühle mit hohen Hubplatten, die bei niedriger Drehzahl läuft, verschwendet das Profil, während eine Mühle mit abgenutzten Hubplatten, die schnell läuft, die Auskleidung nur stärker abnutzt.

7. Gewichtsreduzierung der Mühlenauskleidung durch Profilgestaltung

Die Gewichtsreduzierung der Mühlenauskleidung durch Profilgestaltung ist eine andere Aufgabe als die Verringerung der Wanddicke, und sie fragt, wo das Metall nützliche Arbeit verrichtet.

Die Hubfläche einer Hubplatte verrichtet die Arbeit, und das Metall dahinter hält meist nur die Form.

Ein fairer Vergleich erfordert dasselbe Erz, dieselbe Aufgabegröße und dieselbe Zielproduktgröße.

Wenn sich das Erz zwischen den Kampagnen ändert, sollte der Vergleich die spezifische Energie pro Zerkleinerungseinheit verwenden und nicht einfach einen Leistungswert.

Eine Goldanlage änderte das Profil ihrer Mantelpanzerung und überwachte drei Monate lang die spezifische Energie bei angepasster Aufgabegröße. Die spezifische Energie sank bei gleicher Produktgröße um etwa 6 Prozent, und die Messungen der Panzerungsdicke zeigten, dass das neue Profil gleichmäßig über die Hubfläche verschleißt. Der Gewinn wurde im Anlagenbericht bestätigt und nicht durch eine Lieferantenbehauptung.

9. Häufig gestellte Fragen zur Energieeffizienz und zu Verschleißteilen für Kugelmühlen

9.1 Wie unterscheidet sich eine energieeffiziente Mahlmühle von einer Standardmühle?