Выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования
2.5.1 Выбор и расчет оборудования для дробления
Проектируется отделение одностадиального крупного дробления [6], [7], [8].
1) Определение производительности дробильного отделения для конусной дробилки и щековой дробилки по формуле:
| (13) |
где Q – производительность дробильного отделения, т/ч;
Qисх – производительность фабрики, т/год;
Кн – коэффициент неравномерности поступления руды, Кн=1,15;
tм – машинное время, tм = 365·24·kв (kв=0,75 – коэффициент использования оборудования для щековой дробилки и kв=0,8 – для конусною дробилки).
tм =365·24·0,75 = 6570, ч/год для щековой дробилки;
tм =365·24·0,8 = 7008, ч/год для конусной дробилки.
Итак, по формуле (13) для щековой дробилки 
т/ч или с учетом насыпной плотности ρн =1,67 т/м3, 
м3/ч.
Для конусной дробилки 
т/ч или с учетом насыпной плотности ρн =1,67 т/м3, 
м3/ч.
2) Определение общей степени дробления по формуле:
| (14) |
где Sобщ – общая степень дробления;
Dmax – максимальный размер исходного куска;
dmax – максимальный размер конечного куска.
Итак, по формуле (14) 
3) Выбор степени дробления:
S1 =2 – степень крупного дробления;
Sобщ = S1=2.
4) Определение ширины загрузочного отверстия дробилки:
 ,
| (15) |
где, B – ширина загрузочного отверстия дробилки.
Итак, по формуле (15) ширина загрузочного отверстия на крупном дроблении: 
мм.
5) выход поступающей руды на стадию крупного дробления равен 100 %,т.е.122,55т/ч.6) Определение ширины разгрузочного отверстия дробилки по формуле:
 ,
| (16) |
где b – ширина разгрузочного отверстия дробилки;
z – коэффициент закрупнения, z выбирается от 1,5 до 2 – для крупного дробления.
Согласно данным таблицы 1 и по графику типовых характеристик (рисунок 8 [6]) выбираем z =1,6
Итак, по формуле (16) 
мм.
7) Предварительный выбор дробилок.
Дробилки выбирают по ширине загрузочного отверстия В и проверяют по ширине разгрузочного отверстия b.
8) Предварительный выбор дробилок представлен в таблице 20.
Таблица 20 - Предварительный выбор дробилок
| Типоразмер дробилки | Ширина загрузочного отверстия В | Ширина разгрузочного отверстия b | Производительность дробилки по каталогу, м3/ч | Число дробилок |
| ЩДС-7,5х9 | 79,25 |
2.5.1 Выбор и расчет оборудования для измельчения
1) Расчет первой стадии измельчения
Первая стадия измельчения проектируется в мельницах полусамоизмельчения с добавлением шаров в количестве 8 % от объема. На полусамоизмельчение поступает руда крупностью минус 250 мм. Массовая доля готового класса минус 0,074 мм в разгрузке мельницы составляет 
%. Требуемая производительность 135,448 т/ч.
В качестве эталонной мельницы принимаем мельницу ММС 7000х2300 (объем барабана 75 м3), установленную на ЗИФ «Рябиновое». Производительность этой мельницы составляет 140 т/ч.
Мельница, предлагаемая к установке на проектируемой фабрике – ММС 7000х2300 с объемом барабана 140 м3 .
Расчет производительности проектируемой мельницы ведется по формуле:
 ,
| (13) |
где Qп – производительность запроектированной мельницы, т/ч;
Qи – производительность испытанной мельницы, т/ч;
Vп – объем запроектированной мельницы, м3;
Vи – объем испытанной мельницы, м3;
Dп – диаметр проектируемой мельницы, м;
Dи – диаметр испытанной мельницы, м.
По формуле (13) находится производительность проектируемой мельницы:
- ММС 8500х3000:
 т/ч
|
 ,
| (22) |
Количество мельниц определяется по формуле (22):
- ММС 8500х3000
|
К установке принимается 1 мельница ММС-8500х3000.
2) Расчет второй стадии измельчения
1) Определим часовую производительность 2-ой стадии измельчения, используя формулу:
| 
|
Где 
– годовая производительность фабрики по руде, т/год
γ – выход продукта, д. е.;
– коэффициент использования оборудования главного корпуса. Для руды средней крепости = 0,96
- коэффициент неравномерности = 1,15
Режим работы - круглогодичный в 3 смены по 8 часов.
2) Варианты установки мельниц
Расчет мельницы проводится по методике Бонда [3].
Исходными данными для расчета являются:
- рабочий индекс измельчения (шаровая мельница) по Ф. Бонду – 11,55 кВт∙ч/т;
- крупность поступающей руды минус 32% кл.-0,074 мкм.
- конечный продукт – слив II стадии классификации 95% кл.-0,074 мкм в конечном продукте, мм;
Индекса Бонда –11,55 кВт∙ч/т. Для расчета необходимо определить: 
– диаметр отверстий сита, через которые проходит 80 % материала в конечном продукте после измельчения, мкм; 
– диаметр отверстий сита, через которые проходит 80 % материала в питании мельницы первой стадии измельчения, мкм.
Для определения крупности отверстий сита, через которые проходит 80 % материала в питании мельницы пользуются формулой:
| (3.13) |
где 
– максимальный размер куска в питании мельницы, мм.
Так же определим размеры сит, через которые проходит 80 % материала для конечного продукта 
, воспользовавшись следующим рядом цифр, таблица 3.9, составленным по упрощенному уравнению характеристик крупности Розина – Раммлера [5].
Таблица 3.9 – Переход от крупности d95 к d80
| Крупность конечного продукта, d, (95 %), мм | Размер сита через, которые проходит 80 % продукта (d80), мкм | Массовая доля класса минус 74 мкм в продукте измельчения, % |
| 0,4 | ||
| 0,3 | ||
| 0,2 | ||
| 0,15 | ||
| 0,1 | ||
| 0,074 | ||
| 0,053 |
Таким образом, получаем 
Для расчета возьмем мельницы большой единичной мощности:
| МШЦ 3200х 4500 | МШЦ 3600х 5000 | МШЦ 4000х 5500 | МШЦ метсо 3500х 5500 | МШЦ метсо 4300х 6000 | МШЦ метсо 4600х 5800 |
По формуле (3.14) определяется удельный расход энергии для заданных пределов крупности:
| (3.14) |
где 
– удельный расход энергии для заданных пределов крупности, кВт·ч/т;
– индекс работы определенный экспериментальным путем, кВт·ч/т;
– диаметр отверстий сита через которые проходит 80 % материала в конечном продукте I стадии измельчения, мкм;
Далее определяется уточненный удельный расход энергии на измельчение для мельниц диаметром до 4 м по формуле (3.15):
| (3.15) |
– удельный расход энергии на измельчение, скорректированный на диаметр мельницы, кВт·ч/т;
– диаметр шаровой мельницы принимаемой для расчета, м.
Для мельниц диаметром 4 м и более поправка остается постоянной и равна 0,858.
Мощность, потребляемая шаровой мельницей намеченного типоразмера на валу венцовой шестерни определяется по формуле (3.16):
 :
| (3.16) |
– мощность, потребляемая шаровой мельницей на валу венцовой шестерни, кВт;
– насыпная плотность шаровой нагрузки, в таблице 3.10, т/м3;
– внутренний диаметр мельницы, м;
– длина барабана мельницы, м;
– коэффициент заполнения мельниц шарами, в таблице 3.10, доли ед.;
– коэффициент, учитывающий относительную частоту вращения мельницы в таблице 3.11, доли ед.
Таблица 3.10 – Насыпная плотность шаров в мельнице и объем пустот между шарами
| Вид нагрузки | Насыпная плотность, т/м3 | Объем пустот, % |
| Кованые шары, бывшие в работе | 4,65 | |
| Чугунные шары, бывшие в работе | 4,65 |
Таблица 3.11– Значения коэффициентов , и 
в формуле (3.16) мощности шаровых
Относительная частота вращения мельницы 
| 0,84 | 0,81 | 0,82 | 0,80 | 0,82 | 0,82 |
| 0,495 | 0,594 | 0,682 | 0,760 | 0,790 | 0,810 |
Заполнение мельниц шарами  , д.е.
| 0,75 | 0,75 | 0,83 | 0,75 | 0,75 | 0,60 |
| 0,76 | 0,76 | 0,76 | 0,76 | 0,76 | 0,76 |
| 1,240 | 1,400 | 1,540 | 1,660 | 1,740 | 1,800 |
кВт
| МШЦ 3200х 4500 | МШЦ 3600х 5000 | МШЦ 4000х 5500 | МШЦ метсо 3500х 5500 | МШЦ метсо 4300х 6000 | МШЦ метсо 4600х 5800 | |
| ||||||
| 0,84 | 0,81 | 0,82 | 0,80 | 0,82 | 0,82 |
Производительность мельницы намеченного типоразмера рассчитывается
по формуле (3.17):
| (3.17) |
где 
– производительность мельницы намеченного типоразмера, т/ч.
Аналогично проводится расчет и для мельниц 3200х 4500, 3600х 5000, 4000х 5500, 3500х 5500, 4300х 6000, 4600х 5800. Результаты расчета приведены в таблице 3.12.
Таблица 3.12 – Результаты расчета мельниц
| Типоразмер |  , м
|  , м
|  , кВт
|  , т/ч
|
| 3200х 4500 | 3,20 | 4,50 | 94,08 | |
| 3600х 5000 | 3,60 | 5,00 | 142,11 | |
| 4000х 5500 | 4,00 | 185,11 | ||
| 3500х 5500 | 3,50 | 5,5 | 145,23 | |
| 4300х 6000 | 4,3 | 270,59 | ||
| 4600х 5800 | 4,6 | 5,8 | 249,41 |
Таблица 3.13 – Сравнение вариантов установки мельниц по основным показателям
| Типоразмер | n, шт | Масса без шаров и электрооборудования, т | Установочная мощность, кВт | Коэффициент запаса | |||
| Одной | Всех | Одной | Всех | По двигателю | По производительности | ||
| 3200х 4500 | - | - | 1,36 | 1,4 | |||
| 3600х 5000 | - | - | 1,04 | 1,4 | |||
| 4000х 5500 | - | - | 1,47 | 1,8 | |||
| 3500х 5500 | - | - | 1,26 | 1,43 | |||
| 4300х 6000 | - | - | 0,88 | 1,35 | |||
| 4600х 5800 | - | - | 1,19 | 1,2 |
При сравнении по массе и мощности и по производительности варианты установки мельницы 4600х 5800оказался наиболее выгодным. Однако они имеют чуть болши коэффициент запаса электродвигателя и производительности (запас по двигателю должен быть не ниже 15 %, по производительности – около 10-15 %). Следует остановиться на одной мельнице 4600х 5800, которые имеют оптимальные коэффициент запаса производительности 1,2. Таким образом, к установке принимаются одна мельницы шарового измельчения МШЦ4600х 5800, метсо.
Таблица 3.14 – Принятые к установке мельницы
| Стадия | Требуемая произво-дительность, т/ч | Крупность  , мкм
| Типо-размер мельницы | Объем мельницы, м3 | Масса, т | Устан. мощность, кВт | Кол. мельниц, шт | |
| Начальная | Конечная | |||||||
| II | 225 (130) | 74 (42) | 4600х 5800 |