Пресс-валки очень долго применялись в цементной промышленности для материалов, которые достаточно легко дробились. Но в последние два десятилетия произошло достаточно много изменений и теперь их применяют и в других областях, а именно:
- на кимберлитах (вторая, третья стадии дробления и додрабливание);
- на железных рудах (в мельницах самоизмельчения и галечного измельчения);
- для измельчения известняков, тонких концентратов, золотосодержащих руд.
Очень перспективной эта технология стала для фосфатов, гипса, медных руд и углей.
Рис. 5. Характеристика крупности
1.исходный материал
2.продукт после дробилки
3.продукты пресс-валков
4.продукты пресс-валков при большем давлении
Основные решения которые играли в пользу применения валков высокого давления - это в первую очередь, снижение энергетических затрат по сравнению с существующими дробилками и мельницами и конечно же, возможность улучшить технологические показатели гравитационного обогащения, флотации, кучного выщелачивания, а также сгущения и фильтрации. Все эти преимущества объясняются достаточно просто - явлением образования микротрещин в каждой частице вследствие высоких давлений в рабочей зоне. Заметьте, что трещины чаще всего образуются, в основном, на границах зерен, а это увеличивает возможность их освобождения. Но если в то же время производить снижение индекса работы измельчения, которое вызывается микро-трещиноватостью, а это в свою очередь уменьшает переизмельчение и образование шлама. Интенсивность образования микротрещин в первую очередь зависит от свойств руды и от того, на сколько будет увеличено рабочее давление в зоне измельчения. Исходя из этого можно сказать что в каждом конкретном случае обязательно следует учитывать, эффект, получаемый от увеличения трещиноватости материала путем увеличения энергетических затрат, и конечно же необходимость повышения мощности привода пресс-валков.
Механизм межчастичного разрушения более всего выгоден в алмазодобывающей промышленности (переработка кимберлитов), где процесс заключается в том, что коренная порода разрушается, а алмазы высвобождаются неповрежденными.
Но если говорить о других прочных (крепких) материалах, то многие специалисты в один голос говорят о неоправданном применение пресс-валков для их измельчения, так как это сильно повышает износ поверхностей валков.
Многолетний опыт эксплуатации пресс-валков на некоторых предприятиях позволяет сделать такие выводы:
- Технология измельчения в валках высокого давления хорошо разработана, но обязательно требуется проведение крупных исследований на тему применения этой технологии для измельчения крепких пород.
- Пресс-валки являются чувствительными к неравномерному по ширине питанию, это часто вызывает перекос валков и существенно снижает эффективность измельчения, а так же приводит к случаям попадания недробимого тела, что может вызвать порчу валков и нарушений в их работе.
- Механическая надежность пресс-валков достаточно высока, и потери в работе машины на крепких материалах происходят в основном по необходимости часто заниматься изношенными частями, т.е. поверхностями и торцами валков, а кроме того защитными боковыми плитами.
- Изнашиваемые поверхности валков, находящихся в эксплуатации, могут быть гладкими, иметь основу на базе высокопрочной никелевой стали, быть закаленными, профилированными или иметь мозаичную структуру (типа Hexadur), так же они могут иметь штырьковую футеровку из карбида вольфрама, с наплавленным изнашиваемым слоем между ними. Концепция наплавленного слоя, подлежащего износу, - это, наверное, самый главный элемент в технологии получения износостойкой поверхности валков. Так как именно это делает возможным применение пресс-валков для измельчения крепких и абразивных материалов.
- На прочных материалах пресс-валки являются очень чувствительны к величине куска в питании. От того насколько велики куски материала, зависит длительность использования штифтов, поэтому куски исходного материала в идеале не должны превышать рабочей ширины щели. В то же время интенсивность износа штифтов является функцией индекса абразивности.
- Рабочие элементы валков выполняются в двух основных вариантах: в виде бандажей и в форме сегментов. Первые рекомендуются для крепких руд, когда рабочее давление превышает 3 Н/мм2, поскольку представляют однородную поверхность износа, а следовательно, здесь уже нет характерных для сегментов краев, которые изнашиваются более интенсивно. Кроме того, бандажи проще в изготовлении и значительно дешевле по стоимости.
- Валки с бандажами требуют большего времени для замены (до 10 дней вместо 3-5 дней). Для замены сегментов бывает достаточно 24 часов. С целью уменьшения времени, необходимого для замены валков, фирма Koppern разработала шарнирную раму. По их технологии на полную замену валков требуется лишь 24 часа. С той же целью фирма Polysius применяет устройство, способное вращаться вокруг оси. Хотя в машинах фирмы KHD нет подобных решений, время на замену валков приближается к указанному.
- Износ краев валков и щек остается проблемой, а особенно в конструкциях, где не предусмотрены породные отсеки для отвода части материала. Фирма KHD уделяет внимание разработке средств защиты щек от износа. Фирма Polysius раньше использовала на своих установках породные отсеки, но сейчас так же склоняется в сторону усовершенствования защиты щек. Торцы валков также требуют регулярного восстановления, обычно это делается путем наплавки на месте. Однако известно, что обе фирмы разрабатывают так же и альтернативные решения, которые предполагают использование сменных краев сегментов, а это в значительной мере должно уменьшить время на их замену. Фирма Koppern может применить мозаичные вставки типа Hexadur для краев валков.
