Правильный выбор системы измельчения зависит от трех взаимосвязанных факторов: требуемая пропускная способность (тонны в час), желаемая крупность продукта (размер ячейки или значение d97) и доступные энергетические ресурсы. . Для Рэймонд Миллс в частности, система, перерабатывающая 5 тонн известняка в час до 200 меш, обычно требует мельницы с 4-5 валками и мощностью примерно 75-90 кВт, в то время как достижение крупности 325 меш из того же материала снизит производительность до 3-3,5 тонн в час при аналогичных затратах энергии.

Понимание требований к мощности и характеристик материалов

Первым шагом при выборе любой системы измельчения является установление реалистичных целевых показателей производительности, основанных на свойствах вашего материала. Мельницы Raymond и подобное измельчающее оборудование работают по-разному в зависимости от твердости материала, содержания влаги и гранулометрического состава сырья.

Влияние твердости материала на производительность

Твердость материала, измеряемая по шкале Мооса, напрямую влияет на производительность измельчения. Мельница Раймонда производительностью 10 тонн в час при переработке кальцита (твердость по Моосу 3) достигнет только 6-7 тонн в час при измельчении кварца (твердость по Моосу 7) той же степени крупности. Снижение производительности на 30–40 % происходит потому, что более твердые материалы требуют большего количества проходов шлифования и более высокого давления между роликами и кольцами.

Содержание влаги и ограничения по размеру корма

Мельницы Raymond оптимально работают с загружаемым материалом, содержащим менее 6% влаги . За пределами этого порога материал имеет тенденцию прилипать к шлифовальным поверхностям, снижая эффективность на 15–25 % на каждый дополнительный процент влаги. Размер сырья обычно не должен превышать 25-30 мм для стандартных мельниц Raymond, при этом оптимальная производительность достигается, когда 80% частиц сырья имеют размер менее 15 мм.

Характеристики крупности и их влияние на выбор системы

Тонкость продукта представляет собой наиболее важный параметр, влияющий на размер и конфигурацию системы измельчения. Зависимость между крупностью и производительностью не является линейной: каждое постепенное увеличение крупности требует экспоненциально большего количества энергии и существенно снижает производительность.

Размер сетки и компромисс между емкостью

Для данной модели мельницы Raymond производительность снижается по мере увеличения целевой крупности. Мельница Raymond 4R3216, обрабатывающая известняк, наглядно демонстрирует эту взаимосвязь:

• Производительность 80-100 меш: 8-10 тонн в час.
• Производительность 200 меш: 4-5 тонн в час.
• Производительность 325 меш: 2,5-3,5 тонны в час.
• Производительность 400 меш: 1,5-2 тонны в час.

Это представляет собой Снижение производительности в 5 раз при переходе от спецификации 100 меш к 400 меш. Скорость колеса классификатора и объем воздуха должны быть отрегулированы соответствующим образом, что влияет на динамику воздушного потока всей системы и эффективность сбора.

Значение D97 как характеристика точности

Вместо использования только размера сетки, указание значений d97 (размер частиц, при котором 97% материала более мелкие) обеспечивает более точный контроль. Размер d97, равный 45 микронам (приблизительно 325 меш), обеспечивает более точное распределение частиц по размерам, чем просто целевой размер «325 меш», где распределение может быть более широким. Высокоэффективные классификаторы могут достичь Значения d97 в пределах ±3 микрон от цели , но эта точность требует более крупных корпусов классификаторов и дополнительной энергии для циркуляции воздуха.

Расчеты энергопотребления и требования к мощности

Энергия представляет собой крупнейшую часть текущих эксплуатационных затрат для систем измельчения, обычно составляя 40-60% от общих затрат на обработку. Точный расчет энергии гарантирует выбор двигателей и электрической инфраструктуры, способных поддерживать операцию измельчения.

Анализ мощности на уровне компонентов

Полная система измельчения мельницы Raymond состоит из множества энергоемких компонентов. Для установки среднего размера с производительностью 5 тонн в час при сетке 200 меш:

Удельные показатели энергопотребления

Удельное потребление энергии (SEC), измеряемое в кВтч на тонну готового продукта, является наиболее полезным показателем для сравнения эффективности измельчения в различных системах и условиях эксплуатации. Для мельниц Raymond, обрабатывающих материалы средней твердости:

• 100-150 меш: 15-25 кВтч/тонна
• 200 меш: 25-35 кВтч/тонна
• 325 меш: 40-55 кВтч/тонна
• 400 меш: 60-80 кВтч/тонна

Эти значения предполагают оптимальные условия эксплуатации. Плохое распределение частиц по крупности, чрезмерная влажность или изношенные мелющие элементы могут увеличить SEC на 20-40%.

Выбор модели мельницы на основе интегрированных параметров

Выбор подходящей модели мельницы требует одновременного учета балансировочной мощности, тонкости и энергопотребления. Мельницы Raymond обозначаются количеством и размерами роликов, например 3Р2715 (3 ролика, диаметр 270 мм, высота 150 мм) или 5Р4119 (5 роликов, диаметр 410 мм, высота 190 мм).

Распространенные модели и приложения Raymond Mill

Различные размеры мельниц подходят для разных масштабов производства и требований к крупности:

Пример расчета размеров

Рассмотрим потребность в переработке 8 тонн в час кальцита (твердость по шкале Мооса 3) до 250 меш (d97 = 58 микрон) с максимальным содержанием влаги 5 %:

1. Отрегулируйте тонкость: 250 меш требует примерно 80% производительности, достижимой при 200 меш.
2. Рассчитаем необходимую базовую мощность: 8 т/ч ÷ 0,8 = 10 т/ч при эквиваленте 200 меш
3. Добавьте запас прочности: 10 т/ч × 1,15 = 11,5 т/ч проектная мощность
4. Выберите модель мельницы: Модель 5R4119 (диапазон 5–12 тонн в час при 200 меш) обеспечивает достаточную производительность.
5. Проверьте требования к энергии: Общая мощность системы примерно 180-220 кВт.

Запас прочности в 15 % учитывает постепенный износ мелющих элементов, небольшие изменения характеристик материала и возможные колебания влажности в допустимых пределах.

Конструкция системы воздушного потока и ее влияние на производительность

Система циркуляции воздуха существенно влияет как на точность классификации частиц, так и на общую энергоэффективность. Недостаточный объем воздуха приводит к грубому продукту и затоплению мельницы, в то время как чрезмерный поток воздуха приводит к потере энергии и может привести к переносу частиц слишком большого размера в готовый продукт.

Требования к объему воздуха в зависимости от крупности

Требуемый объем воздуха увеличивается с увеличением заданной крупности, поскольку более мелкие частицы требуют более высоких скоростей воздуха для правильной классификации. Для мельницы Raymond 4R3216:

• Мишень 100 меш: Объем воздуха 3500-4200 м³/ч
• Мишень 200 меш: Объем воздуха 4000-4800 м³/ч
• Мишень 325 меш: Объем воздуха 4500-5400 м³/ч
• Мишень 400 меш: Объем воздуха 5000-6000 м³/ч

Эти объемы предполагают стандартное атмосферное давление и температуру. Высотные установки требуют поправок на пониженную плотность воздуха, обычно требующих Дополнительная мощность вентилятора на 10–15 % на высоте 2000 метров. .

Конфигурация классификатора для оптимального разделения

Современные высокоэффективные классификаторы используют приводы с регулируемой скоростью для точного контроля точки сепарации. Классификатор, работающий со скоростью 80 об/мин, может производить продукт размером 200 меш, а увеличение скорости до 120 об/мин смещает точку разделения до 325 меш. Такая возможность регулировки позволяет одной мельнице обрабатывать продукцию нескольких спецификаций, хотя каждый уровень крупности обеспечивает разную производительность.

Экономические соображения при определении размера системы

В то время как технические характеристики определяют первоначальный выбор системы, экономические факторы определяют, представляет ли выбранная конфигурация оптимальную долгосрочную инвестицию. Как капитальные затраты, так и эксплуатационные расходы должны оцениваться в течение ожидаемого срока эксплуатации оборудования в течение 15–20 лет.

Баланс капитальных затрат и операционных затрат

Более крупные заводы с более высокой производительностью требуют более высоких закупочных цен, но обеспечивают более низкие производственные затраты на тонну. Практическое сравнение иллюстрирует этот принцип:

Чтобы достичь производительности 10 тонн в час при сетке 200, вы можете выбрать один из следующих вариантов:

• Две фрезы 4Р3216: Общие капитальные затраты примерно 180 000 долларов США, общая мощность 180 кВт, удельная энергия 32 кВтч/тонна.
• Одна фреза 5Р4119: Капитальные затраты примерно 160 000 долларов США, потребляемая мощность 165 кВт, удельная энергия 28 кВтч/тонну.

Более 20 лет работы при стоимости электроэнергии 0,10 доллара США за кВтч и годовой продолжительности работы 6000 часов позволяют одной более крупной мельнице экономить около 480 000 долларов США на затраты на электроэнергию несмотря на снижение капитальных затрат всего на 20 000 долларов. Однако конфигурация с двумя мельницами обеспечивает операционную избыточность: если одна мельница требует обслуживания, 50% производственных мощностей остается доступным.

Рекомендации по техническому обслуживанию и изнашиваемым деталям

Замена мелющих валков и колец представляет собой крупнейшую статью затрат на техническое обслуживание мельниц Raymond. Скорость износа зависит, прежде всего, от абразивности и твердости материала. Для мельницы 4Р3216, перерабатывающей среднеабразивный известняк:

• Шлифовальные ролики: Срок службы 6000–8000 часов, стоимость замены 8000–12 000 долларов США.
• Шлифовальное кольцо: Срок службы 12 000–15 000 часов, стоимость замены 15 000–20 000 долларов США.
• Лезвия классификатора: Срок службы 18 000–24 000 часов, стоимость замены 3 000–5 000 долларов США.

Высокоабразивные материалы, такие как кварцевый песок, могут сократить интервалы технического обслуживания на 40–60 %, что существенно влияет на экономику эксплуатации.

Практический процесс определения размеров при выборе Raymond Mill

Следование систематическому подходу гарантирует, что ваша система измельчения будет соответствовать производственным требованиям, одновременно оптимизируя капитальные и эксплуатационные затраты.

Пошаговая методология определения размеров

1. Определить производственные требования: Установите целевую производительность (тонн/час), спецификацию крупности (меш или d97) и количество часов работы в год.
2. Охарактеризуйте исходный материал: Определите твердость по шкале Мооса, содержание влаги, объемную плотность и распределение частиц по размерам.
3. Рассчитать скорректированную мощность: Примените поправочные коэффициенты на твердость и тонкость, чтобы определить необходимую производительность мельницы.
4. Включить запас прочности: Добавьте избыточную мощность на 10–20 %, чтобы учесть различия в материалах и постепенный износ компонентов.
5. Выберите модель мельницы: Выберите самую маленькую модель мельницы, отвечающую установленным требованиям по производительности.
6. Размер вспомогательного оборудования: Укажите воздуходувку, классификатор, питатель и систему сбора в зависимости от выбора мельницы.
7. Рассчитайте общую потребность в энергии: Суммируйте требования к питанию всех компонентов и проверяйте адекватность электрической инфраструктуры.
8. Провести экономический анализ: Сравните капитальные затраты, энергопотребление и затраты на техническое обслуживание для альтернативных конфигураций.
9. Уточните у производителя: Запросите гарантийную документацию для конкретного материала и условий.

Распространенные ошибки определения размеров, которых следует избегать

Несколько частых ошибок приводят к неэффективной работе измельчительных установок:

• Занижение размеров на основе оптимистичных оценок мощности: Всегда используйте консервативные предположения о твердости материала и учитывайте соответствующие запасы прочности.
• Пренебрежение требованиями к воздушной системе: Недостаточный объем или давление воздуха является наиболее распространенной причиной плохой классификации и низкой крупности.
• Игнорирование приготовления корма: Негабаритный или чрезмерно влажный исходный материал снижает производительность на 30-50% независимо от размера мельницы.
• С учетом поправок по высоте: Высотные установки требуют более крупных воздуходувок, чтобы компенсировать пониженную плотность воздуха.
• Указание чрезмерной тонкости: Каждое увеличение размера ячейки сверх 325 ячеек значительно снижает производительность и увеличивает потребление энергии.

Процедуры тестирования и проверки

Прежде чем завершить выбор системы, наиболее надежные данные о производительности можно получить, проведя лабораторные или пилотные испытания на реальном загружаемом материале. Многие производители мельниц Raymond предлагают услуги по платному измельчению, при этом вы отправляете репрезентативные образцы материала для испытаний обработки.

Тестирование характеристик материала

Комплексное тестирование материалов должно включать:

• Определение индекса работы облигаций: Этот лабораторный тест позволяет количественно оценить измельчаемость: типичные значения варьируются от 7–8 кВтч/тонну для мягких материалов, таких как тальк, до 18–20 кВтч/тонна для твердых материалов, таких как магнетит.
• Анализ распределения частиц по размерам: Лазерное дифракционное тестирование устанавливает базовые характеристики подачи и проверяет соответствие готового продукта спецификациям.
• Влажность и температурное поведение: Некоторые материалы выделяют влагу во время измельчения из-за повышения температуры, что влияет на эффективность классификации.
• Испытание на абразивность: ASTM G65 или аналогичные процедуры прогнозируют скорость износа и срок службы компонентов.

Требования к гарантии производительности

При покупке мельницы Raymond запросите письменную гарантию производительности, указав:

• Минимальная гарантированная производительность при заданной крупности и характеристиках материала.
• Максимальный удельный расход энергии (кВтч на тонну готовой продукции)
• Требования к распределению частиц по размерам (не только средний размер, но и d50, d97 и процент прохождения ключевых размеров сетки)
• Допустимые характеристики исходного материала (размер, влажность, диапазон твердости)
• Прогнозируемые интервалы обслуживания изнашиваемых компонентов для вашего конкретного материала

Гарантии производительности защищают ваши инвестиции и гарантируют, что поставщик правильно выбрал систему на основе точных испытаний материалов, а не общих диаграмм производительности.