超临速球磨机介质运动三维离散元数值模拟

国家发明专利超临速球磨机，是一种新型的磨矿设备，通过改变传统球磨机的结构，实现在超过临界转速状态下进行磨矿作业，以达到提高磨矿效率、降低能耗的目的。目前，超临速球磨机已经进入工业化实验阶段，已取得了阶段性成果。但由于目前国内外在超临速磨矿理论和设备方面的研究较少，制约了其工业化进程。 论文引入离散单元法对超临速球磨机的磨矿介质运动规律进行研究。文中对超临速球磨机的工作原理、磨矿原理、三维结构组成和磨矿特点进行了阐述；在研究离散单元法和三维离散元软件PFC3D的基础上，对φ1500×1500型超临速球磨机建立了符合超临速工况和条件的数值模型，同时，在没有条件对超临速球磨机试验样机进行相应实验并取得实验数据参照的情况下，通过和传统球磨机试验数据进行对比，验证了模型的正确性和合理性。在1～3倍临界转速下，对模型进行了数值模拟，得到了磨矿介质圆周运动阶段、沿导向板滑落阶段、抛物线冲击矿石阶段的运动轨迹和导向机构的受力情况。通过分析模拟结果，得到了以下三点主要结论： 1．和传统球磨机相比，超临速球磨机单位容积生产能力增大，同时能有效地降低钢耗、减少衬板损耗，提高介质的利用率； 2．介质对导向板的冲击力主要集中在导向板的顶端至导向板三分之一弧长处； 3．介质在导向板的顶端出现堆积现象，这可能是导致超临速球磨机在工业实验中球磨机筒体偶尔产生突然跳动的原因。 论文研究的完成对超临速球磨机工业化设计能起到积极的推动作用。