卧式搅拌磨机结构参数对其性能影响的研究
添加时间:2021-09-11   点击次数:62

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自1928年美国发明以来,联合工艺公司搅拌磨机,人们对搅拌磨的研究和创新一直没有间断。

自20世纪90年代初以来,卧式圆盘搅拌磨机取得了长足的进步,具有搅拌速度快(搅拌器圆周线速度可达20m/s左右)、能量密度高等特点,在国外已广泛应用于金属非金属矿物的超细粉碎。在我国,由于对其研磨机理和结构特点的研究不够,使其应用较少。针对这种情况,作者研究了影响卧式圆盘超细搅拌磨性能的三个主要结构参数。卧式搅拌磨机主要由搅拌主轴、搅拌器、筒体和衬套、进料口、介质入口、旋转动力介质分离器、成品出口和传动部分组成。

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其工作基本原理为:筒体部分企业固定,搅拌器随同主轴可以一起进行高速通过旋转,带动筒体内的研磨介质(钢球、陶瓷或玻璃球)在摩擦力和离心力的作用下,使介质环境之间、介质与壁面之间没有发生竞争激烈频繁的碰撞、剪切和摩擦影响作用,从而发展造成不同物料的破碎与解离。根据ArnoKwad的研究结果,卧式盘式搅拌磨机的主要研磨机理是高速运动的介质与低速运动的介质之间的碰撞。

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通过研究搅拌磨机对介质的作用力、碰撞能量、碰撞频率和功率消耗,可以评价搅拌磨的性能。在这些参数中,除了磨机的功耗,其他参数用传统的试验方法很难得到,但在离散元法的数值模拟中,很容易得到。盘式搅拌磨一旦确定了规格和操作条件,搅拌盘边缘与筒体内壁的距离 h、搅拌盘厚度 h 和搅拌盘间距 d 是影响磨机性能的主要结构参数,是磨机结构设计中首先考虑的因素。由于这三个参数变化很大,并且它们的值对于不同规模的轧机是不同的,因此考虑控制变量法来逐个研究每个参数对轧机性能的影响。采用离散单元法和颗粒离散单元法软件 edem 对卧式搅拌磨的颗粒流场进行了数值模拟。

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由于企业进入搅拌磨机的矿浆颗粒尺寸很小(m级),考虑到我国目前对于计算机的计算技术能力和主要通过研磨机理,故暂不需要考虑矿浆的影响。具体研究方案是:在综合考虑计算机的计算能力和模型的计算结果能给实际设计提供有效理论的前提下,确定一个合适的磨机筒体内径;采用离散控制变量法来研究,即给每个参数在适当范围内取5个等间距的离散值,先控制其他两个参数不变,再研究单一参数的变化对磨机性能的影响研究过程中,保持磨机转速、介质填充率、介质尺寸及材料物理属性等操作条件不变。