Насыпная плотность стальных шаров

Обновлено: 18.05.2024

1. Определяем насыпную плотность известняка по формуле:

ρ_н = ρ_м х (1-ε) = 2600 х (1- 0.3) = 1820 кг/м 3 ,

где ε—порозность материала, ε = 0.3

2. Предварительный выбор мельницы осуществляется по мощности шаровой нагрузки, необходимой для измельчения

где G—производительность, кг/с

G_секунд = G × 1000/3600 = 0.1× 1000/3600 = 0.027 кг/с

Э_уд—удельная энергия измельчения данного материала, Дж/кг

Величина Э_уд задаётся в виде зависимости Э_уд = f (F_уд)

F_уд—удельная площадь поверхности, м 2 /м 3

где б_ном—размер частиц после измельчения, б_ном = б_к = 0.15 мм =

F_уд =

При F_уд = 0.39 × 10 6 м 2 /м 3 ; Э_уд= 33×10 3 Дж/кг

N_шз=0.027×33×10 3 =0.891×10 3 Вт=0.891 кВт.

3. Определяем реальную мощность шаровой загрузки:

По реальной мощности шаровой загрузки выбираем электродвигатель шаровой мельницы, исходя из справочных данных принимаем асинхронный электродвигатель марки 4А100LB с N_эл.дв=2.2 кВт; n=1000об/мин=16.7 об/с.

Уточнённый расчет шаровой мельницы.

4. Определяем массу мелющих тел по формуле:

где φ—коэффициент заполнения барабана. Определяется в зависимости φ=f(R_н/R) по частоте вращения барабана n, внутреннему радиусу R и величине коэффициента мощности шаровой загрузки К_N

R—внутренний радиус барабана, R=D_б/2; D_б=570 мм=0.57 м

(см. табл. №1) R=0.57/2=0.285 м

ρ_нш—насыпная плотность шаровой загрузки, для стальных шаров,

L—внутренняя длина барана, L=450 мм=0.45 м (см. табл.№1)

К_N=60×0.891×10 3 /(4100×0.57 2.5 ×0.45×9.81)=68.1

n= и комплекс

При таких данных φ=0.35

m_ш=0.35×3.14×0.285 2 ×0.45×4100=164.6 кг≈165 кг

5. Определяем диаметр шара по формуле:

где ρ_ш=7800 кг/м 3 —плотность стальных шаров;

ω_ш—скорость падения шара, м/с

где R_н—наименьший радиус шаровой загрузки, R_н/R=0.65 значить

Принимаем диаметр шара, утвержденный ГОСТ7524—64 d_ш=25 мм.

6. Производим расчет мощности двигателя шаровой мельницы по формуле:

где η_п=0.9—КПД механической передачи;

ρ_нз—насыпная плотность загрузки (шаров и материалов)

где ρ_нш—насыпная плотность стальных шаров; кг/м 3 , ρ_нш=7800 кг/м 3 ,

ρ_ш—плотность стального шара; кг/м 3 , ρ_ш=7800 кг/м 3 ,

ρ_н—насыпная плотность материала; кг/м 3 ,ρ_н =1820 кг/м 3

Расчетная мощность электродвигателя не превышает выбранную мощность электродвигателя.

Вывод: В ходе технологического расчета шаровой мельницы получились следующие результаты: выбран электродвигатель мощностью N_эл.дв =2.2 кВт с частой вращения n=1000 об/мин. Определена масса мелющих тел, она равна m_ш =165 кг. Диаметр шаров d_ш=25 мм. И приняли размеры барабана D= 0.57 м; L=0.45 м.

Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние.

Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация.

Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы.

Применение мелющих шаров в барабанно-шаровых мельницах

Во время добычи горнорудных полезных ископаемых образуется большое количество крупных блоков неправильной формы с острыми рваными краями. Их перед использованием необходимо измельчить. Для измельчения обычно применяются барабанно-шаровые мельницы, в которых обогащение материала осуществляется с помощью небольших стальных шариков. Что собой представляют мелющие шары? Какими нормами ГОСТ регулируется их изготовление?

Зачем нужны мелющие шары

Производство мелющих шаров регулируется государственными нормативами. В ГОСТ 7524 перечислены основные требования и ряд рекомендаций относительно транспортировки, хранения, контроля, приемки.

Основная сфера применения подобных шаров — это измельчение хрупких, сыпучих, крошащихся материалов с помощью барабанно-шаровых мельниц. Это может быть уголь, цемент, известь, стекло, красящие вещества.

Большинство шариков делаются из стальных сплавов либо из чугуна. Также их делают из силикатов, фарфора, уралита, отходов металлургического производства.

По ГОСТ мелющие стальные шары бывают разного диаметра. Каждый из шариков имеет свою массу: от 14 г до 8 кг. Большое распространение получили шары средних размеров (6-8 см) — они будут обеспечивать качественный помол. Более крупные могут использоваться для измельчения крупной породы. В таком случае в камеру для помола добавляются одновременное крупные и средние шарики. Крупные разбивают основной материал на несколько фрагментов, а маленькие измельчают их до однородной крошки.

Мелющие шары трескаются достаточно редко — но если это произойдет, то испортившуюся деталь всегда можно заменить на новую с минимальными финансовыми потерями.

Барабанно-шаровые мельницы

Основные сферы применения подобных мельниц — горнорудная промышленность, химическая отрасль, производство цемента, создание керамики. Мельницы обладают массой плюсов — небольшой расход электричества, высокое качество измельчения, простота загрузки барабана.

Мельницы имеют вид большого электрического барабана, который вращается вокруг своей оси во время работы. Обычно имеют крупные размеры, а монтируются они на территории закрытых индустриальных цехов. Хотя встречаются и компактные установки-лаборатории.
Для помола в мельницы загружаются шарики и материал, который подлежит измельчению.
Если материал имеет большие размеры, то в таком случае в мельницу могут одновременно загружаться крупные и мелкие шарики. Крупные детали разбивают материал на небольшие фрагменты, а мелкие выполняют непосредственно измельчение.
С физической точки зрения помол осуществляется так: после загрузки запускается электромотор, который вращает барабан. Во время вращения мелющие тела движутся по круговой траектории вместе с барабаном (то есть они поднимаются вверх под действием центробежной силы). Однако после небольшого подъема шарики падают вниз и ударяются о материал, что и приводит к его измельчению.

Производство стальных шаров

Производство деталей для помола регулируется международным стандартом ГОСТ 7524. В соответствии с этим стандартом для производства шаров можно применять следующие технологии — литье, ковка, штамповка, а также винтовой прокат. Самой популярность технологией является прокатка шаров на специальных станах. Основные плюсы прокатки — низкая себестоимость, большой выход, высокая скорость работ, небольшие расходы стали.

Прокатка осуществляется так:

Исходное сырье в виде круглых стальных заготовок нагревают до температуры 900-1200 градусов. Нагрев осуществляется в специальных электрических либо газовых печах индукционного типа.
При выборе температурного режима нагрева нужно учесть состав исходных заготовок, поскольку присадки могут изменять температуру плавления как в большую, так и в меньшую сторону.
Во время нагрева необходимо следить за характером распространения тепла — нагрев должен осуществляться равномерно, чтобы избежать локального перегрева материала.
После нагрева стальные заготовки подаются на прокатные валки. Здесь выполняется две операции — формовка полноценных изделий из заготовок, разделение шаров на группы.
На завершающем этапе выполняется закалка шарообразных деталей — это позволяет улучшить прочность, твердость шариков. Для закалки используются специальные барабаны, а длительность обработки также зависит от состава заготовки.

Требования к шарам согласно ГОСТ

Детали общего назначения, обладающие стандартной прочностью.
Обладающие повышенной прочностью. Используются для измельчения крупных горнорудных блоков неправильной формы.
Специального назначения, обладающие высокой прочностью. Используются только для помола цемента, огнеупоров, руд цветных металлов.
Обладающие сверхвысокой прочностью. Применяются для помола исключительно черных металлов.

По ГОСТ диаметр шаров от 1,5 до 12 сантиметров. Допускаются небольшие отклонения (но не более 5 миллиметров в рамках одной партии). Объем таких деталей — от 1,5 до 1000 кубических сантиметров (чем больше диаметр, тем больше объем).

Плотность материала должна составлять от 7,7 до 8 грамм на кубический сантиметр (идеальный показатель — 7,85 г на куб. см). С учетом плотности материала вес мелющего шара от 17 грамм до 8 килограмм.

Для производства применяют низко- и высоколегированную сталь, а также чугун. Максимальное содержание углерода — 0,7%. Рекомендуется использовать сталь с большим содержанием хрома, никеля — этот материал обладает высокой устойчивостью к коррозии.

Контроль качества и транспортировка

ГОСТ 7524 контролирует также ряд смежных вопросов. Проведение контрольных измерений, транспортировка, хранение, приемка материалов. По ГОСТ геометрические характеристики шарообразных изделий определяются производителем с помощью замеров, производимых штангенциркулем.

Для проведения замеров берутся две зоны, которые находятся по разные стороны друг от друга. Именно на основании замеров этих участков определяются геометрические характеристики (диаметр + длина отдельных секторов). Для определения дефектов достаточно замеров и внешнего осмотра.

По умолчанию для транспортировки нужно использовать железнодорожный транспорт. Однако по предварительной договоренности исполнитель может использовать автомобильный транспорт. Для автомобильной транспортировки шары необходимо расфасовать в специальные ящики. Сами ящики необходимо прочно прикрепить к грузовику, чтобы шары не рассыпались во время перевозки.

Приемка товара осуществляется партиями; максимальный размер одной партии составляет 150 тонн. В каждой партии должны быть шары одного размера и одной группы. Партия должна иметь надлежащее документальное оформление.

В сопровождающем документе обязательно должна быть указана следующая информация — название, товарный знак, номер партии, результаты контрольных замеров, группа.

Хранить шарики можно в сухом помещении без доступа воды и химических реагентов. Срок хранения в большинстве случаев не ограничен.

Заключение

Мелющие шары — компактные шарообразные изделия, которые делаются из стальных или чугунных сплавов. Диаметр — от 1,5 до 12 см. Масса — от 14 г до 8 кг. Объем — от 1,5 до 1000 кубических сантиметров. Связь между этими параметрами линейная — чем выше будет диаметр, тем соответственно выше будет масса и объем шариков. Плотность каждого шара является фиксированной и находится в пределах от 7,7 до 8 грамм на кубический сантиметр.

Основная сфера применения мелющих шариков — это измельчение сыпучих материалов и горнорудных полезных ископаемых в специальных барабанных мельницах.

Насыпная плотность стальных шаров

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ШАРЫ МЕЛЮЩИЕ СТАЛЬНЫЕ ДЛЯ ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ

Grinding steel balls for ball mills. Specifications

___________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 7524-2015 с ГОСТ 7524-89 см. по ссылке;
- Примечание изготовителя базы данных.
___________________________________________________________________

Дата введения 2016-11-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Государственным предприятием "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь"), МТК 327 "Прокат сортовой, фасонный и специальные профили"

2 ВНЕСЕН Министерством экономического развития и торговли Украины

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 27 августа 2015 г. N 79-П)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 апреля 2016 г. N 255-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 7524-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2016 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на стальные мелющие шары, изготовленные методами прокатки, ковки и штамповки, применяемые для измельчения сырья и материалов в шаровых мельницах.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.029-80 Система стандартов безопасности труда. Средства и методы защиты от шума. Классификация

ГОСТ 12.1.030-81 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.017-93 Оборудование кузнечно-прессовое. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.061-81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам

ГОСТ 12.2.094-83 Система стандартов безопасности труда. Оборудование прокатное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.131-92 Система стандартов безопасности труда. Машины ковочные. Требования безопасности

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования

ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.026-81 Система стандартов безопасности труда. Работы кузнечно-прессовые. Требования безопасности

ГОСТ 12.4.010-75 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные. Технические условия

ГОСТ 12.4.013-85 Система стандартов безопасности труда. Очки защитные. Общие технические условия

ГОСТ 17.0.0.01-76 Система стандартов в области охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Основные положения

ГОСТ 17.1.3.13-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения

ГОСТ 17.2.3.02-78 Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 5950-2000 Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия

ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю

ГОСТ 14959-79 Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Технические условия

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита

ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы

ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора

ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния

ГОСТ 22536.5-87 (ИСО 629-82) Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца

ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома

ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля

ГОСТ 22536.12-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения ванадия

ГОСТ 27574-87 Костюмы женские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия

ГОСТ 27575-87 Костюмы мужские для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий. Технические условия

ГОСТ 27809-95 Чугун и сталь. Методы спектрографического анализа

ГОСТ 28033-89 Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт заменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 шаровая мельница: Устройство для измельчения материалов, рабочий элемент которого представляет собой вращающийся барабан, заполняемый мелющими шарами и измельчаемым материалом.

3.2 мелющие шары: Изделия в форме шара, измельчающие материал в шаровых мельницах истиранием, ударом и раздавливанием.

3.3 условный диаметр шара: Округленный до значений стандартного ряда диаметр шара.

3.4 номинальный диаметр шара: Диаметр, относительно которого определяются предельные отклонения.

3.5 предельные отклонения диаметра: Разность между предельным и номинальным диаметром.

3.6 объемная твердость: Расчетный показатель твердости, обобщающий ее значения по объему мелющего шара.

5.1 Воронки, одна с отверстием диаметром (2,5) мм, другая - (5) мм (рисунок 1).

* Значения являются обязательными.

5.2 Цилиндрическая емкость вместимостью (25±0,05) см и внутренним диаметром (30±1) мм.

Емкость и воронки должны быть изготовлены из немагнитного устойчивого против коррозии металла (например из стали марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632) со стенками достаточной толщины и твердости, чтобы противостоять деформации и чрезмерному износу. Внутренние поверхности емкости и воронок должны быть отшлифованы.

5.3 Весы лабораторные по ГОСТ 24104 или другие, позволяющие взвешивать контрольное количество порошка с погрешностью не более 0,05 г.

5.4 Стойка и горизонтальное виброустойчивое основание для крепления емкости и воронки (при этом стойка фиксирует отверстие воронки на высоте 25 мм от верхнего края емкости), установленных соосно (рисунок 2).

________________
* Значения являются обязательными.

6 ОТБОР ПРОБ

6.1 Проба для испытания должна быть объемом не менее 100 см для обеспечения выполнения определений на трех испытуемых порциях.

Пробу для испытания отбирают и приготовляют по ГОСТ 23148.

6.2 Обычно порошок должен быть испытан в состоянии поставки, то есть в воздушно-сухом состоянии. В некоторых случаях порошок, если он не соответствует требованиям воздушно-сухого состояния, высушивается. Сушка порошка, обладающего склонностью к окислению, должна проводиться в вакууме или инертном газе. Не следует сушить порошок, содержащий летучие вещества.

При необходимости пробу порошка, отобранную для испытаний, сушат в сушильном шкафу при температуре (110±5) °С до постоянной массы. Высушенную пробу охлаждают в эксикаторе. Ускоренные режимы сушки и режимы сушки однородных порошков или порошков с добавками, не допускающими нагрева до 110 °С, должны быть оговорены в нормативной документации на порошок.

7 ПОРЯДОК ИСПЫТАНИЙ

7.1 Воронку с выходным отверстием диаметром 2,5 мм, закрытым сухим пальцем, заполняют порошком.

7.2 Открывают выходное отверстие воронки и пропускают порошок через отверстие до полного заполнения емкости и до начала пересыпания из нее порошка. Одноразовым движением с помощью немагнитной линейки выравнивают в емкости поверхность порошка, не оказывая на него давления. Следят, чтобы не было встряхивания и вибрации емкости. Линейка при выравнивании поверхности порошка должна быть повернута ребром к верхнему торцу емкости.

7.2.1 Если порошок не протекает через эту воронку, необходимо взять воронку с отверстием диаметром 5,0 мм.

7.2.2 Если порошок также не протекает, допускается попытка вызвать его течение, протолкнув один раз через воронку в направлении сверху вниз проволоку диаметром 1 мм. Проволока не должна достигать верхнего края емкости.

7.3 После выравнивания поверхности порошка следует слегка постучать по емкости, чтобы порошок осел и не рассыпался при перемещении. Необходимо удалить с наружной поверхности прилипшие частицы.

7.4 Массу порошка определяют с точностью до 0,05 г. Определение выполняют на трех испытуемых порциях.

8 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Насыпную плотность г/см, вычисляют по формуле

где - масса испытуемого порошка в емкости (стакане), г;

- вместимость емкости, см.

Массу испытуемого порошка , г, вычисляют по формуле

где - масса емкости с порошком, г;

- масса емкости, г.

Записывают среднее арифметическое значение трех определений с точностью до 0,01 г/см (то есть с округлением до второго десятичного знака), а также наибольший и наименьший результаты, если расхождение между ними превышает 1% среднего значения.

Читайте также: