Удельный расход металла на мелющие элементы - эта величина также является показателем эксплуатационной экономичности. При измельчении топлива изнашиваются размольные элементы — бандажи валков и броня стола, шары, верхнее нажимное и нижнее размольное кольца. Кроме того, абразивному износу подвергаются и другие детали мельницы— лопаточный аппарат стола, кольцевая броня корпуса в зоне стола, лопатки сепаратора и др. Частицы металла, отделенные от размольных и других элементов при размоле топлива уносятся вместе с готовой пылью в топку. Масса этого металла, отнесенная к количеству размолотого топлива, составляет удельный расход металла. Так как учесть износ многих деталей мельницы, подверженных абразивному и другому износам, трудно, то в качестве показателя износа обычно берут только массу металла наиболее быстро изнашивающихся размольных элементов и определяют удельный износ. Этот показатель дает абсолютное значение потери металла при измельчении. В связи с тем, что сработавшиеся до определенного размера размольные элементы через определенный период времени заменяются новыми, иногда пользуются другим показателем общей потери металла размольных элементов — общим удельным расходом металла. Удельный износ — это отношение массы сработанного в процессе измельчения топлива металла к количеству измельченного угля:
(2-14)
где Gп—масса металла, потерянного при износе, г; Bср— средняя производительность мельницы, т/ч; Т — время, за которое определяется износ, ч.
Общий удельный расход металла — это отношение массы размольных элементов к общему количеству измельченного угля за период службы размольных элементов:
(2.15)
где Gр.э—масса размольных элементов, г; Тр.э— срок службы размольных элементов, ч.
Приведенные величины характеризуют износ мелющих органов, который в свою очередь отражает изменение других характеристик мельницы.
Рис. 2.45. Характер износа размольных элементов валковых мельниц с гладкой рабочей поверхностью (о) и с профильной рабочей поверхностью (б).
начальный профиль.
Так, выше было разобрано влияние износа на увеличение зазора между размольными элементами валковых мельниц и на снижение удельных расходов электроэнергии на размол. По мере износа для сохранения оптимальных характеристик мельницы зазор необходимо восстанавливать. Для валковых мельниц трудность заключается в том, что износ ее элементов неравномерен. Характер износа бандажа и брони стола показан на рис. 2.45,а, б, из которого видно, что по краям бандажа уголь из слоя выталкивается, практически не подвергаясь размолу. Полезная поверхность раздавливания валком слоя топлива не используется полностью, что ограничивает производительность мельницы даже при неизношенных размольных элементах. При их износе это усугубляется, а неравномерный износ не дает возможности использовать полнее металл бандажей и плит брони, так как уменьшить зазор невозможно из-за сохранившихся концов бандажа.
В ШСМ и СМ с профильной размольной поверхностью, например типа MPS, износ происходит иначе, так как слой угля не выдавливается, а беговая дорожка стола охватывает шар или ролик. Подобную конструкцию можно было бы использовать в валковых мельницах, но при этом они превращаются в другой тип и теряют свои преимущества.
Для валковых мельниц в целях выравнивания износа применяют следующие конструктивные и технологические мероприятия:
- делают бандаж и броню стола со скосами [31], показанными на рис. 2.45,б, которые при износе центральной части поверхности позволяют опускать бандаж, увеличивая время работы и процент износа их материала по отношению к общей массе;
- повышают твердость поверхности размольных элементов (свыше 650 НВ). По результатам испытаний это дает значительное выравнивание износа;
- повышают качество отливки размольных элементов. Дефекты отливки (разная плотность, пористость, раковины и др.), а также местные сколы из-за попадания металла приводят к локальному интенсивному износу;
- уменьшают скольжение, которое имеет место из-за разности линейных скоростей бандажа малого и большого диаметров, однако это допустимо в небольших пределах, так как приводит к падению эффективности размола. Наклон валка к рабочей поверхности стола фирма «Леше» рекомендует иметь в пределах от 13 до 16°, а фирма «Бабкок» (для тороидальных валков) — от 15 до 18°.
Одним из основных факторов, влияющих на удельный расход металла и форму износа, является качество материала для размольных элементов. Для первых отечественных валковых среднеходных мельниц применялись размольные элементы из литой износостойкой стали марок 70ХЛ и Г1ЗЛ и из углеродистой стали с износостойкой наплавкой толщиной от 8 до 12 мм, нанесенной электродами Т-620 или Т-590, а также различными порошковыми проволоками марки ПП-АН 170 и др. Удельный расход металла в обоих случаях составлял от 40 до 50 г на тонну топлива. Наплавка износостойким сплавом производится многократно, что считается преимуществом и позволяет длительно использовать размольные элементы. По результатам исследований СТЗ, ЦНИИТМаш и ЦКТИ размольные элементы МВС стали выполнять из специальных износостойких чугунов марок 300Χ13Γ3Μ и 300Х13ГЗС2М. Срок службы их возрос до 4000—6000 ч, а удельный расход металла снизился до 4—10 г/т размолотого топлива. Твердость рабочей поверхности размольных элементов после закалки лежит в пределах от 60 до 64 HRC. За рубежом в качестве материалов для изнашиваемых деталей применяется сходный износостойкий чугун с большим содержанием никеля. Этот чугун марки Нихард имеет постоянную твердость, полученную в отливке и почти не изменяющуюся при термообработке, что не всегда удобно из-за невозможности обрабатывать детали механическим путем. Твердость рабочей поверхности размольных элементов из чугуна Нихард достигает 700 НВ. Из чугуна и сейчас изготовляют размольные элементы МВС и МШС. Шары и особенно размольные кольца последних чаще делаются из специальных износостойких сталей, так как износ их происходит равномерней, чем у МВС, и допускается большая глубина износа. Масса же изнашиваемого материала у МШС примерно в 10 раз больше, чем у валковых. Так, для шаровых среднеходных мельниц типа Е допускают следующий предельный износ шаров: шар с первоначальным диаметром 792 мм изнашивается до 640 мм; 267 мм — до 176 мм; 237 мм — до 158 мм.
Освоено производство и биметаллических бандажей МВС из чугуна марки Нихард, изготовляемых методом центробежного литья, при котором во вращающийся кокиль сначала льется чугун Нихард, а через некоторый промежуток времени — мягкий чугун. Бандажи, изготовленные таким способом, имеют твердость рабочей поверхности 650—750 НВ, а их внутренняя часть легко обрабатывается на станках. Бандажи из такого материала изнашиваются равномерно и служат дольше, чем изготовленные из других материалов и иным способом. Данные по износу бандажей и брони стола мельниц типов МВС и ВМ приведены в табл. 2.18. При одинаковом выполнении размольных элементов срок службы их сильно колеблется и зависит от абразивности углей. Так, например, для размольных элементов, выполненных из чугуна Нихард, по данным зарубежных фирм срок службы может лежать в пределах от 3000 до 50 000 ч. Основным элементом, влияющим на износ, является содержание кремнезема (SiO2) в виде песка и различных окислов металлов (Fе2О3, А12О3, СаО и др.). Высокая зольность угля (Ас>30%) сама по себе не является ограничением к применению среднеходных мельниц. Более важны содержание и абразивность ее компонентов.
Таблицa 2.18.
Износ бандажей и брони стола среднеходных мельниц
Примечание. Размольные элементы изготовлены из чугуна 300Χ13Γ3Μ для мельниц типа МВС и из чугуна Нихард для мельниц типа ВМ.
