選礦設備球磨機作為磨礦設備在工廠(chǎng)中的建設投資和生產(chǎn)費用(電耗、鋼耗)中占很大的比例。例如在某個(gè)礦業(yè)集團舊車(chē)間,磨礦階段所消耗的電量能占到總體耗電量的36%,鋼材消耗量(襯板和磨球)消耗量可達3.0千克/噸,同時(shí)磨礦產(chǎn)品質(zhì)量象:粒度特性、產(chǎn)品的濃度及單體解離度對選礦作業(yè)的指標都有很大影響。據統計,2004年我國金屬礦山濕式選礦設備球磨機,加上建筑和電力等行業(yè),磨礦材料的年消耗量可達110萬(wàn)噸,而且襯板的消耗占很大部分,其增長(cháng)速度相當快。因此在建設資源節約型社會(huì )的關(guān)鍵時(shí)間,對選礦設備球磨機介質(zhì)運動(dòng)狀態(tài)及襯板的相關(guān)研究,對于提高工廠(chǎng)的技術(shù)、經(jīng)濟指標具有很重要的意義。
選礦設備球磨機在工作運轉時(shí),磨球被提升到某一高度后拋落,并以一定的速度對物料進(jìn)行沖擊并破碎物料,與此同時(shí)也會(huì )給磨球和襯板自身帶來(lái)沖擊,有可能造成襯板的破碎開(kāi)裂。因此,磨球的沖擊應力可以從兩方面說(shuō)明:一方面是從破碎角度來(lái)講,磨球沖擊應力的大小決定選礦設備球磨機粉碎效率;另一方面從降低磨球和襯板在使用中自身的破碎磨損而言,磨球沖擊應力的大小也是磨球和襯板選材的關(guān)鍵。
當選礦設備球磨機旋轉時(shí),磨球與物料緊密混合,并且磨球與大塊物料一起,因為離心力和磨擦力的作用而被提升到一定高度,達到平衡之后就瀑瀉狀態(tài)落下,對底部物料堆層的介質(zhì)以及物料進(jìn)行沖擊,對襯板則是通過(guò)物料堆層進(jìn)行間接沖擊。此后,磨球在上升過(guò)程中還會(huì )發(fā)生物料、磨球以及襯板之間的滾動(dòng)與滑動(dòng),三者之間產(chǎn)生輥軋、輾壓作用。并且上述過(guò)程周而復始循環(huán)進(jìn)行。由此可見(jiàn)襯板在工作過(guò)程中將受到磨球及物料的沖擊力、還有磨球相對于襯板的滾動(dòng)摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。磨球對襯板的沖擊力越大,物料越容易破碎,但如果襯板受力超過(guò)了自身的應力極限時(shí),襯板就會(huì )發(fā)生塑性形變,直至斷裂,縮短襯板的使用壽命。尤其在磁性襯板的設計中,襯板的結構強度必須與磨球沖擊力大小相適應,否則襯板可能被破壞,*終導致襯板失效。
因此,當磨礦條件一定時(shí),應根據磨球沖擊力大小,選取合理的襯板材質(zhì)的同時(shí),還要設計適宜的襯板結構強度,但這一問(wèn)題在以往不是很重視。在過(guò)去一段時(shí)間里,襯板研發(fā)重點(diǎn)主要集中在材質(zhì)上,而對襯板結構形式研究是非常有限的。人們大都根據經(jīng)驗設計襯板,這毫無(wú)疑問(wèn)縮短了襯板使用壽命也造成了材料的浪費。故對襯板設計的研究使其依據科學(xué)化,這對提高襯板壽命有著(zhù)重要的意義。所以對選礦設備球磨機襯板結構及材料相結合的研究,能直接影響到選礦設備球磨機的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益。