盘式辊压破碎机研制

盘式辊压破碎机采用料床粉碎机理,以多级磨辊结构,通过串联、多级破碎方式,实现对金属矿石的有效粉碎。分析盘辊间隙、磨辊直径、磨辊宽度、磨盘直径等设备参数设计的原则和依据,给出磨辊力和单位能耗的计算公式。样机粉碎试验测得铁矿石样品的最大压应力临界值为175MPa,下磨盘最大线速度临界值约为2.2m/s。料床稳定性试验测得第3级盘辊间隙和第3级磨辊直径的比值范围为0.012⁰.040。粉碎产品筛析表明,产品中细粒级含量高。     

盘式辊压破碎机能耗模型及优化

以并列双系统、3级粉碎样机为例,建立盘式辊压破碎机整机理论能耗模型。利用邦德功耗理论,给出第1级磨辊能耗计算式。以盘辊料层挤压分析为基础,给出第2,3级磨辊能耗计算式。通过钢渣粉碎试验,研究盘辊间隙、磨辊力和磨盘转速对粉碎效果与料层稳定性的影响,确定这些参数的临界值或取值区间。通过四因素三水平中心复合试验,利用响应面法构建整机试验能耗模型。理论能耗模型具有通用性,可以用于设备设计和结构参数优化。试验能耗模型能对设备能耗进行局部试验分析,检验和校正理论能耗模型。以整机最小单位能耗为目标进行参数优化,在保证第2级磨辊力有效利用率和下磨盘受力均衡的情况下,使设备单位能耗和第2,3级磨辊力峰值均有约10%的降幅。     

杨林坳钨矿石高压辊磨产品特性研究

为了确定高压辊磨机粉碎湖南远景钨业杨林坳选厂细碎产品的合适工艺及参数,对粉碎产品进行了粒度特性及相对可磨度变化规律研究。结果表明：①高压辊磨作业可大幅度提高产品中细粒级的含量;②增大辊面压力,可提高产品细粒级含量和破碎比;③缩小闭路筛分筛孔尺寸可提高高压辊磨机排矿中细粒级含量;④高压辊磨作业可显著提高辊压产品的相对可磨度,闭路筛分筛孔尺寸越小,相对可磨度越大,粗磨情况下相对可磨度提高的幅度较大,在辊面压力为45 MPa、筛孔孔径为3 mm、磨矿细度为-0075 mm占50%的情况下,其对试样的相对可磨度系数达155,可显著提高一段磨矿效率。     

高压辊磨超细碎在贫磁铁矿石预选中的应用

从高压辊磨机的工作原理及粉碎产品特性出发,分析了高压辊磨超细碎在贫磁铁矿石预选工艺中的作用。高压辊磨机特有的层压粉碎方式使其粉碎产品具有细粒级含量高、微裂纹发育充分、解离特性好等特点。高压辊磨超细碎—预选工艺能够在贫磁铁矿石入磨前抛除大量合格尾矿,减少入磨量,提高入磨品位,降低矿石的Bond球磨功指数,提高选别效率,有利于实现节能降耗。指出今后应加强高压辊磨设备与矿石性质及生产工艺的适应性研究,发展高效、低耗的新型辊磨设备,高压辊磨机与先进的预选设备配合使用时效果更好,因此针对高压辊磨产品的特性,研发配套的先进预选设备,对提高高压辊磨超细碎—预选指标具有重要意义。     

高压辊磨机粉碎行为研究进展

高压辊磨机粉碎原理为层压粉碎，具有处理量大、节能高效等特点。与传统破碎方式相比，高压辊磨机粉碎产品细粒级含量高、微裂纹发育、矿物解离度高、邦德球磨功指数低，还有助于下游选别或浸出作业。随着辊面抗压强度和抗磨蚀性能不断增强，高压辊磨机已经广泛应用于冶金矿山领域，如金刚石与围岩解离、球团原料铁精矿预处理、金属矿磨前（超）细碎，（半）自磨工艺顽石破碎等。高压辊磨机的成功应用与其粉碎行为密切相关。文章依次从高压辊磨机的研发背景、工作原理、辊面压力分布、宏观粉碎过程、料床应力响应、粉碎产品特性等方面系统评述了高压辊磨机的粉碎行为，并分析了边缘效应和辊面磨损的产生机理、负面影响及其应对措施，旨在全面地阐述高压辊磨机粉碎行为。     

给矿含水率对赤铁矿石高压辊磨机粉碎效果的影响

针对给矿含水率对赤铁矿石高压辊磨机粉碎效果的影响进行了试验研究。试验结果表明,高压辊磨机粉碎产品的中料含水率较原矿降低,边料含水率较原矿增加,边料含水率的增加速度远大于中料。随着给矿含水率的增加,高压辊磨机的单位能耗增加,处理能力降低;中料细粒级含量降低,粗粒级含量升高,粒度分布更加集中于中间粒级,而边料粒度变细,分布变宽。给矿含水后,平衡后的边料循环闭路产品的粒度变化规律与开路一致。     

高压辊磨 — 球磨流程中球磨机选型方法探讨

在对高压辊磨 — 球磨流程中的球磨机进行选型核算时,发现直接采用邦德公式计算球磨机比能耗与现场磨机运行时的实际比能耗相差较大,从而导致计算的处理量与实际处理量偏差较大.通过分析认为,高压辊磨机辊压产品中细粒级含量高以及辊压后物料产生大量微裂纹,是产生计算结果偏差的主要原因.基于此,初步探讨了高压辊磨 — 球磨流程中的球磨机选型计算方法:一是修正的邦德公式方法,二是容积法.通过对2个选矿实例的计算分析,说明这2种方法能够提高此类流程中球磨机选型计算的精确度.     

辊磨机磨辊强度有限元仿真分析

辊磨机磨辊在工作时的应力分布是一个重要的设计参数。本文利用大型有限元分析软件ANSYS建立了辊磨机磨辊的有限元计算模型，并对高压辊磨机磨辊在工作时的应力分布进行了仿真分析。首先以物料为对象建立了数学模型，求得了磨辊工作时的压力分布，而后建立了辊磨机磨辊的物理模型，定义了材料属性和边界条件，并进行了求解计算。试验的结果表明，物料的数学模型是合理的。     

内蒙古某磁铁矿选矿高压辊磨机试验

对内蒙古某选厂贫磁铁矿石进行了高压辊磨超细粉碎试验,分析了不同压力下的高压辊磨产品特性,并进行了闭路试验及相对可磨度分析。试验结果表明:高压辊磨机能够有效降低物料粒度;辊面压力的增加可使粉碎产品的破碎比增大,粒度分布更加均匀;采用闭路磨碎筛分辊面压力相同时,筛孔尺寸越小,辊磨机排矿中细粒级含量越高;辊磨能够大幅度的提高相对可磨度系数,显著提高1段磨矿的效率。     

罗河铁矿复合铁矿石高压辊磨工艺应用研究

为了解高压辊磨破碎对罗河铁矿选矿厂细碎产品可磨性的影响,对现场细碎产品进行了开路辊压破碎、边料返回闭路辊压破碎试验,边料返回闭路辊压破碎产品与现场细碎产品相对可磨度测定试验,样品和高压辊磨机边料返回闭路破碎产品球磨功指数测定试验,以及增设高压辊磨工艺后一段球磨扩能效果分析。结果表明：①高压辊磨作业可大幅度提高产品中细粒级含量,边料返回闭路破碎试验产品-3 mm粒级含量由辊磨前的56.73%提高至85.30%,提高28.57个百分点;-5 mm粒级含量由辊磨前的67.79%提高至92.65%,提高24.86个百分点;单位处理量为252 ts/（hm3）。②高压辊磨作业可显著改善入磨矿石的磨矿性能,当磨矿细度为-0.075 mm占60%时,与样品相比,高压辊磨机边料返回闭路破碎产品的相对可磨度为1.294;样品经高压辊磨破碎后,其球磨邦德功指数由16.15 kWh/t降至13.75 kWh/t,降幅为14.86%。③选矿厂增设高压辊磨边料返回超细碎作业后,由于入磨矿石可磨性的改善,一段球磨的产能可提高35.41%。     

高压辊磨机工艺参数对翠宏山某磁铁矿石粉碎行为的影响 高压辊磨机工艺参数对翠宏山某磁铁矿石粉碎行为的影响

为研究翠宏山某磁铁矿石在高压辊磨机中的粉碎行为,考察了比压力、辊隙对产品粒度特性和比能耗的影响。结果表明：高压辊磨机破碎产品粒度均匀性和破碎比均随辊隙增加而降低,新生成-8 mm粒级比功耗随辊隙增加先降低后提高;高压辊磨机破碎产品粒度均匀性和破碎比均随比压力增加而提高,新生成-8 mm粒级比功耗随比压力增加而降低。比功耗与破碎比存在近似的线性关系。相对于辊隙,比压力对高压辊磨机破碎效果的影响更大。试验结果可以为该磁铁矿石高压辊磨工艺设备参数的确定提供依据。     

基于分形理论建立低频振动挤压破碎能耗预测模型

矿石低频振动挤压破碎过程中,针对破碎能耗模型描述的复杂性,提出利用分形理论建立破碎能耗预测模型。以板辊式低频振动破碎实验机为研究对象,结合分形理论,分析单颗粒碎后质量分布与破碎能耗的关系,综合考虑振幅、主轴转速、板辊间隙及入料大小,设计四因素五水平正交试验,分析试验数据,在能量平衡的基础下借助最小二乘法建立了破碎能耗分形预测模型。通过试验对比实测值和预测值,验证了所建立的板辊式低频振动破碎实验机振动挤压破碎能耗的分形预测模型的有效性。     

振动破碎机试验与工作参数优化分析

介绍了一种新型振动破碎机的结构与工作原理,对破碎机主要工作参数(主轴转速、振幅、板辊间隙与颗粒直径)的影响与选择范围进行分析。同时基于振动破碎能耗检测装置,以板辊式振动破碎试验机对各主要工作参数进行正交试验,以破碎分维数与破碎能耗作为因素指标,对试验结果进行破碎效果与破碎能耗的极差分析,得到最佳破碎效果下最优试验方案:主轴转速为25 r/min,振幅为6 mm,板辊间隙为24 mm,颗粒直径为24 mm;最低破碎能量消耗下的最优试验方案:主轴转速为8 r/min,振幅为2 mm,板辊间隙为16 mm,颗粒直径为30 mm。结果表明,振动破碎试验所得其工作优化参数,为振动破碎设备的结构优化与振动破碎设备的节能降耗提供数据支持。     

破碎方式对某磁铁矿石磨矿速度和Bond球磨功指数的影响

为验证破碎方式对磨矿速度和Bond球磨功指数的影响,使用某磁铁矿选矿厂的鄂式破碎产品、圆锥破碎产品和高压辊磨产品,分别进行磨矿动力学试验和Bond球磨功指数试验。结果表明：①高压辊磨产品的可磨性最好,圆锥破碎产品次之,鄂式破碎产品最差。同一破碎产品的磨矿速度随着磨矿时间的增加而降低。不同破碎产品,随着磨矿时间增加,颗粒性质逐步均匀并接近,磨矿速度逐步接近,破碎方式对磨矿速度的影响逐步降低。②Bond球磨功指数试验表明,在磨矿产品粒度大于0.10 mm时,破碎方式对磨矿的能耗影响显著,高压辊磨产品最节能;当磨矿产品粒度小于0.10 mm时,破碎方式对磨矿的能耗影响降低。破碎工艺中增加高压辊磨机,对于增大磨机处理量、降低磨矿能耗十分有益。     

对辊式破碎机岩石破碎特性研究

针对岩石破碎过程的复杂性和传统BPM模型对其仿真的局限性问题,提出一种通过EDEM-API二次开发所建立的改进的BPM模型(颗粒二次替换),从而优化仿真效果的一种改进方法。将对辊破碎机模型分别导入Recurdyn与EDEM中,分别使用传统与改进的BPM模型对物料破碎过程进行仿真模拟。通过试验,分析在辊隙1 mm、频率50 Hz的条件下,入料粒度分别为8～10、10～12、12～14、14～16 mm区间各1 kg矿石颗粒破碎后的粒级分布规律,利用MATLAB将仿真与试验所得碎后粒级进行统计。结果表明,在辊缝和电机频率一定的条件下,不同粒度的物料破碎后粒级质量分布差异较小,优化后模型碎后质量分布仿真与实际结果误差值E,相比优化前降低了3.391,辊子位移量分别为-0.08～0.06、-1.2～0.8 mm,优化后模型仿真效果更好。     

辊压成型机辊轴辊套过盈接触有限元分析

根据高压对辊成型机关键部件——挤压辊的结构特点和工作特性,使用有限元方法对挤压辊(由辊轴和辊套组成)进行三维建模,分析了辊轴与辊套配合在不同过盈量下的接触应力分布及滑移趋势。结果表明,挤压辊辊轴与辊套配合部分的两个端面是应力集中区,实际设计加工时应特别考虑如何减少应力集中。     

弓长岭露天铁矿浅层采空区稳定性数值模拟

由于历史原因,弓长岭露天铁矿周边地方小矿点不规范乱采乱挖,导致在独木采区形成了大量的浅层采空区,迫于生产需求,需要对独木采区小北沟空区进行爆破处理。为了保障牙轮钻设备及人员安全,需要对空区的稳定性进行评价。考虑到弓长岭露天矿采空区地质赋存条件和围岩稳固性等特征,运用FLAC3D数值计算,开展了小北沟空区静力学计算和空区上方承载牙轮钻机的计算分析。研究表明：采空区形成后,在顶板处产生的最大压应力值为2 MPa,在顶板处产生的最大拉应力值为0.25 MPa,产生的压应力和拉应力均不是很大;地表12个监测点显示,地表最大垂直位移值不超过10 mm;在地表危险区域1施加牙轮钻机等效载荷,产生最大的垂直位移约为0.56 mm,在地表危险区域2施加牙轮钻机等效载荷,产生最大的垂直位移约为0.48 mm,牙轮钻机不会对地表沉降产生明显影响。     

侧向荷载下组合孔爆破参数优化取值试验研究

随着浅部资源开采逐渐进入深部，深井高地应力问题愈发严重。为研究深部金属矿山回采过程中由于采切工程带来的单侧高地应力问题，通过理论分析推导了深部无限岩体内炸药爆炸压碎圈半径、裂隙圈半径的扩展公式，认为初始地应力对炸药爆破裂隙具有抑制作用，且对裂隙圈半径扩展的抑制作用更明显。不同单侧围压下组合孔爆破模型试验结果表明：随着单侧围压加大，组合孔爆破漏斗体积减小，炸药单耗增加，单侧围压加大对组合孔爆破同样呈抑制作用。在理论分析和模型试验的基础上，采用LSDYNA软件建立了赞比亚谦比希铜矿井下采场三维模型，开展了单向围压15 MPa下采场组合孔爆破参数（孔距、抵抗线）优化研究。研究表明：当抵抗线W=1.8 m、孔距 a=2.4 m时，即W=23.68[?]、a=31.58[?] （[?]为炮孔直径）时，爆破漏斗体积得到最大值，此时可取得最大的炸药能量利用率。研究结果对于矿山现场爆破参数优化具有一定的参考价值。     

Development of a pilot roller test machine for investigating the pulverizing performance of particle beds

Various types of pulverizers are commonly used in power plants for the purpose of breaking coal particles into fine powders to achieve optimum combustion for the boilers. To investigate the effects of factors that may influence the pulverizing efficiency, this study presents the development of a pilot roller test machine, which can significantly simplify the grinding conditions in actual pulverizers whilst the key variables involved in a rolling compression can be considered. The monitoring and data acquisition systems allow real-time monitoring of the pulverizing induced roller movements. Through parametric numerical analyses on an elastic feed bed of 5–30 mm in thickness and 500–1000 MPa in elastic modulus, it is found that the machine is capable of providing a maximum contact pressure stress in a range of 4.5–17.5 MPa. A series of fundamental tests have been conducted by the developed machine using a type of bituminous coal and typical bound values of roller weight and speed. The size reduction results as well as the measurements of roller movement demonstrate the capability of the machine as a suitable tool for testing grinding performance. Some discussions of the potential extension of the machine are also given in the final part.