Классификация футеровок шаровых барабанных мельниц

На основе проведенного патентного поиска и обзора применяемых на производстве технических решений футеровок барабанных мельниц собрана база данных решений. Классификационными признаками выбраны: назначение, структура футеровки, структура элемента, материал, вид профиля, тип крепления, способ укладки в барабан. Каждому классификационному признаку соответствуют от 3 до 5 категорий, расширяющих и конкретизирующих соответствующие технические решения. Помимо собственно классификации предусмотрен принцип цифрового поиска по базе необходимого технического решения. Для этого каждому из технических решений присваивается цифровой код, говорящий о классификационном признаке и соответствующей ему категории. Представлены сведения об основных направлениях исследований по разработке футеровок мельниц, выполнен сравнительный анализ известных технических решений в соответствии с наименованием их при помощи предложенной классификации. В итоге проведенного авторами исследования сделан вывод, что для многих современных технических решений футеровок характерны такие недостатки, как сложность конструкции и монтажа, увеличение затрат на их эксплуатацию и ремонт, а также негативное влияние на параметры рабочего процесса мельницы. В этой связи представляется перспективным разработка футеровок, реализующих принцип самофутерования, обеспечивающий защиту барабана мельницы от изнашивания.

Алтынников Н. А., Плащинский В. А., Иванов С. Л. Классификация футеровок шаровых барабанных мельниц // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 5. – С. 5–19. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_5_0_5.

Алтынников Николай Алексеевич¹ — студент, e-mail: altynnikov.n@mail.ru, 
Плащинский Вячеслав Алексеевич¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: plaschinskiy_va@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-0326-4514,
Иванов Сергей Леонидович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: Ivanov_SL@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-7014-2464,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Плащинский В.А., e-mail: plaschinskiy_va@pers.spmi.ru.

1. Maregedze L., Chiteka K., Masike R., Kanyowa T. Ball mill energy efficiency optimization: A lifter face angle optimization approach // Journal of Applied Research and Technology. 2024, vol. 22, pp. 798—805. DOI: 10.22201/icat.24486736e.2024.22.6.2624.

2. Матвеев А. И., Лебедев И. Ф., Винокуров В. Р., Львов Е. С. Научно-экспериментальные основы сухого обогащения руд полезных ископаемых // Записки Горного института. — 2022. — Т. 256. — С. 613—622. DOI: 10.31897/PMI.2022.90.

3. Vasilyeva N., Fedorova E., Kolesnikov A. Big data as a tool for building a predictive model of mill roll wear // Symmetry. 2021, vol. 13, no. 5. DOI: 10.3390/sym13050859.

4. Vasilev B. U., Malkova Y. M., Mardashov D. V. Control system of a complete electric drive of a mill for grinding gold-containing ores / 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), St. Petersburg and Moscow, Russia, 2020, pp. 936—941. DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039468.

5. Ануфриев А. С., Лебедик Е. А., Смирнов А. А. Автоматизированная система управления шаровым заполнением мелющих агрегатов // Обогащение руд. — 2024. — № 1. — С. 3—9. DOI: 10.17580/or.2024.01.01.

6. Tano K. T., Pålsson B. I. Assessment of mill lifter bar deflection measurements using wavelets and discrete element methods // Granular Matter. 2008, vol. 10, pp. 279—283. DOI: 10.1007/s10035-008-0087-1.

7. De Camargo I. L., Lovo J. F. P., Erbereli R., Fortulan C. A. Influence of media geometry on wet grinding of a planetary ball mill // Materials Research. 2019, vol. 22, no. 6, article e20190432. DOI: 10.1590/1980-5373-MR-2019-0432. 

8. Chehreghani S., Gharehgheshlagh H. H., Haghikia S. Power consumption management and simulation of optimized operational conditions of ball mills using the Morrell Power model: a case study // Rudarsko Geolosko Naftni Zbornik. 2022, vol. 37, no. 2, pp. 123—135. DOI: 10.17794/rgn.2022.2.11. 

9. Жуковский Ю. Л., Королев Н. А., Малькова Я. М. Мониторинг состояния измельчения в барабанных мельницах по результирующему моменту на валу // Записки Горного института. — 2022. — Т. 256. — С. 686—700. DOI: 10.31897/PMI.2022.91.

10. Usman H., Taylor P., Spiller E. The effects of lifter configurations and mill speeds on the mill power draw and performance // AIP Conference Proceedings. 2017, vol. 1805, article 050001. DOI: 10.1063/1.4974432. 

11. Safa A., Aissat S. Analyzing the influence of lifter design and ball mill speed on grinding performance, particle behavior and contact forces // Mechanics and Industry. 2023, vol. 24, article 37. DOI: 10.1051/meca/2023035. 

12. Закамалдин А. А., Перевощиков Ф. В., Шилин А. А. Эффективное использование электроэнергии при эксплуатации шаровой мельницы с постоянной скоростью вращения // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2023. — Т. 334. — № 9. — С. 115—127. DOI: 10.18799/24131830/2023/9/4258. 

13. Корогодин А. С., Иванов С. Л. Оценка технического состояния опорных подшипников скольжения барабанной мельницы при эксплуатации в составе арктического комплекса горного оборудования // Горная промышленность. — 2024. — № 6. — С. 144—151. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-6-144-151. 

14. Góralczyk M., Krot P., Zimroz R., Ogonowski S. Increasing energy efficiency and productivity of the comminution process in tumbling mills by indirect measurements of internal dynamics-an overview // Energies. 2020, vol. 13, no. 24. DOI: 10.3390/en13246735. 

15. Стихин А. Ю., Ялухин В. А. Резиновая футеровка — современный материал для защиты сырьевых мельниц от износа // Цемент и его применение. — 2013. — № 4. — С. 85—86. 

16. Порсев М. А. Модернизация конструкции бронефутеровочных плит в шаровых мельницах // Цемент и его применение. — 2013. — № 5. — С. 44—47.

17. Bortnowski P., Gładysiewicz L., Król R., Ozdoba M. Energy efficiency analysis of copper ore ball mill drive systems // Energies. 2021, vol. 14, no. 6. DOI: 10.3390/en14061786. 

18. Xu Y., Zhang B., Feng G. Research on efficiency optimal torque distribution of stator module combined permanent magnet synchronous machine // IET Electric Power Applications. 2022, vol. 16, no. 2, pp. 236—247. DOI: 10.1049/elp2.12149. 

19. Muratov Kh., Ishnazarov O., Isakov A., Nuritov I. Assessment of effect of lining material on energy efficiency of starting up ball mills // E3S Web of Conferences. 2023, vol. 365, article 04005. DOI: 10.1051/e3sconf/202336504005. 

20. Nkomo F., Mulenga F. K. Assessing the effects of material properties on load behavior in dry ball mills using DEM // International Conference on Multidisciplinary Research. 2022, vol. 2022, pp. 253—264. DOI: 10.26803/myres.2022.21. 

21. Minin I., Savov S., Dedyalkov P. Research of the charge load influence over the tumbling mill characteristics through general utility function // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2021, vol. 56, pp. 819—826.

22. Amannejad M., Barani K. Effects of ball size distribution and mill speed and their interactions on ball milling using DEM // Mineral Processing and ExtrActive Metallurgy Review. 2021, vol. 42, no. 6, pp. 374—379. DOI: 10.1080/08827508.2020.1781630. 

23. Казаринов Л. С., Хасанов Д. Р. Оптимизации степени загрузки мельницы при производстве цемента // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. — 2019. — № 30. — С. 196—210.

24. Kuvshinkin S., Ivanova P. Impact analysis of bucket capacity and boom length of mining excavators on hoisting mechanism life // E3S Web of Conferences. 2021, vol. 326, article 00032. DOI: 10.1051/e3sconf/202132600032. 

25. Botyan E. Y., Lavrenko S. A., Pushkarev A. E. Evaluation of complicated mining exploitation conditions influence on service life of open pit trucks suspensions with remote monitoring systems // International Journal of Engineering. 2024, vol. 37, no. 11, pp. 2268—2275. DOI: 10.5829/ije.2024.37.11b.12. 

26. Gromyka D. S., Gogolinskiy K. V. Method of state and residual resource assessment of excavator bucket tooth caps // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022, vol. 58, no. 5, pp. 381—390. DOI: 10.1134/s1061830922050035. 

27. Шешукова Е. И., Шибанов Д. А., Иванов С. Л., Шишкин П. В. Оценка нагрузок приводов рабочего оборудования карьерного экскаватора (часть 2) // Горная промышленность. — 2024. — № 4. — С. 108—114. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-4-108-114.

28. Ермаков Б. С., Вологжанина С. А., Ермаков С. Б., Швецов О. В. Причины ускоренного выхода из строя коронок ковшей экскаваторов при эксплуатации в условиях Арктических регионов // Черные металлы. — 2024. — № 9. — С. 37—43. DOI: 10.17580/chm.2024.09.06. 

29. Алиева Л., Жуков И. А. Повышение эффективности ударно-поворотного бурения горных пород высокой крепости совершенствованием структуры породоразрушающего безлезвийного инструмента // Устойчивое развитие горных территорий. — 2024. — Т. 16. — № 4(62). — С. 1681—1694. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-4-1681-1694.

30. Beloglazov I. Review of advanced digital technologies, modeling and control applied in various processes // Symmetry. 2024, vol. 16, no. 5, article 536. DOI: 10.3390/sym16050536.

31. Ignatiev S. A., Kononov P. V., Levashov D. S., Muratbakeev E. K., Glazunov K. O. Computer simulation of deformation and fracture conditions during the detail rolling with a flange with inclined rolls // Engineering Review. 2020, vol. 41, no. 2, article e263458. DOI: 10.30765/er.1483.

32. Zvonarev I. E., Folomkin A. I., Muratbakeev E. H. Computer simulation of machining // Key Engineering Materials. 2017, vol. 743, pp. 248—251. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.743.248.

33. Ханин С. И., Ханзаров А. С. Анализ математических моделей процесса измельчения материала в шаровых барабанных мельницах / Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: Межвузовский сборник статей. Выпуск посвящен 50-летию кафедры механического оборудования. Выпуск XIX. — Белгород, 2020. — С. 306—311.

34. Иванов С. Л., Корогодин А. С. Техническое обслуживание и ремонт цапф барабанной мельницы плавучего комплекса горного оборудования // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 3(57). — С. 760—770. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-3-760-770. 

35. Soares A., Almeida J. Multi-compartment rod/ball mill evaluation on bauxite operation // Procemin geomet. 2019, pp. 1—8.

36. García G. G., Coello-Velázquez A. L., Pérez B. F., Menéndez-Aguado J. M. Variability of the ball mill bond’s standard test in a ta ore due to the lack of standardization // Metals. 2021, vol. 11, no. 10, article 1606.

37. Golpayegani M. H., Rezai B. Modelling the power draw of tumbling mills: A comprehensive review // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2022. DOI: 10.37190/ppmp/151600.