РАЗДЕЛ 2
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРУБНЫХ МЕЛЬНИЦ
ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА
2.1.Обоснование целесообразности повышения продольной скорости материала и пути её реализации
Эффективность использования клинкера резко возрастает при переходе от портландцемента к шлакопортландцементу, а также при повышении дисперсности каждого вида вяжущего. Увеличение потребительского ресурса цемента за счёт повышения дисперсности составляет около 25 %. Экономия энергетических затрат при повышении дисперсности вяжущего составляет 10 - 30 кг/т цемента. Даже при переходе на сухой способ и снижении расхода топлива на производство клинкера до 115 - 120 кг/т. экономия топлива при повышении дисперсности составит для портландцемента 23 - 24 кг/т и для шлакопортландцемента - 15 - 16 кг/т.
Удельные затраты электроэнергии с учетом затрат на клинкер в пересчете на условное топливо приняты для дисперсности цемента 300, 400 и 500 м2/кг соответственно 35,6; 42 и 49 кг/т при мокром и 40; 46 и 53 кг/т при сухом способе производства, что для вяжущего с дисперсностью 500 м2/кг соответствует увеличению энергозатрат на помол на 4 кВтч при сохранении остальных затрат на постоянном уровне.
Указанные данные свидетельствуют о том, что необходимо повышать дисперсность цементов в максимально технически возможной степени. Наиболее реальный путь решения этой задачи - расширение использования сепараторного помола. В этом случае капитальные затраты на единицу прироста выпуска цемента будут существенно ниже, чем при других способах реконструкции.
Чрезвычайно важно отметить, что снижение удельного расхода клинкера на производство цемента той же марки, достигаемое при более тонком измельчении, позволяет значительно легче (практически без снижения производства) осуществлять реконструкцию и техническое перевооружение заводов, которое следует начинать с перевода цементных мельниц на замкнутый цикл и установки при необходимости дополнительных помольных и сушильных агрегатов. Это позволит высвободить часть мощностей по клинкеру для последовательной остановки печей на реконструкцию.
Применение технологических систем измельчения в замкнутом цикле с сепараторами для помола клинкера и добавок вызвано рядом обстоятельств: необходимостью повышения эффективности процесса измельчения, особенно высокодисперсных цементов в трубных мельницах диаметром более 2,8...3 м; расширением границ дисперсности до удельной поверхности S = 400...500 м2/кг при производстве цементов активностью 50...60 МПа; формированием рационального зернового состава с повышенной однородностью при умеренных значениях характеристического размера частиц d1, что наряду с повышением активности цемента при меньших значениях S на 20...40 единиц способствует снижению удельных энергозатрат; наконец, снижением температуры процесса и цемента на 30°С-70°С.
Основная характеристика замкнутого цикла - это кратность циркуляции КЦ = 1 + Ц, куда входит циркулирующая нагрузка Ц. При малых Ц (это отношение количества крупки к готовому продукту) трубная мельница приближается к открытому циклу с присущими ему недостатками: переизмельчение и как следствие этого налипание материала на шары, футеровку и слипание частиц между собой .
При высоких значениях Ц требуется большая пропускная способность трубных мельниц и сепараторов и повышенные затраты на транспортирование большого количества материала. Кроме того, вследствие загрубления помола уменьшается количество готовой фракции, что снижает эффективность работы сепаратора.
Непосредственной причиной повышения производительности трубной мельницы в замкнутом цикле измельчения является более высокое содержание в них крупного материала, нуждающегося в измельчении. С увеличением величины циркуляционной нагрузки количество крупного материала возрастает, что положительно сказывается на повышении эффективности измельчения материала шаром, снижая количество холостых ударов. Используя принцип повышенной продольной скорости измельчаемого материала можно добиться более крупной характеристики измельчаемого материала, так же, как и в замкнутом цикле с традиционными мельницами, но при меньших циркуляционных нагрузках. При идеальной работе сепаратора у загрузочного конца мельницы содержание готового продукта равно нулю, поэтому каждый удар шара здесь производит полезную работу (КПД=1), т.к. измельчает материал, нуждающийся в измельчении. В мельнице открытого цикла измельчения на последних метрах разгрузочного конца содержание готового продукта близко к 100 % - никакой полезной работы мелющие тела не производят (КПД= 0).Очевидно, чем выше содержание крупного класса в мельнице, тем большая работа производится каждым шаром. Это и приводит к повышению производительности шаровых мельниц замкнутого цикла.
Все это согласуется с физикой реального процесса измельчения в трубной мельнице замкнутого цикла. Учитывая возрастающую производительность шаровых мельниц замкнутого цикла при увеличении продольной скорости материала, можно считать, что одним из возможных путец развития шаровых мельниц замкнутого цикля измельчения и является принцип использования повышенной продольной скорости измельчаемого материала, позволяющего повысить эффективность работы замкнутого цикла при минимальных кратностях циркуляции.
В отличие от трубных мельниц замкнутого цикла, работающих в обычных режимах, нами предлагается увеличить продольную скорость продвижения материала, что позволит сохранить все преимущества замкнутого цикла, но при меньшей кратности циркуляции, что существенно повысит производительность и снизит удельные энергозатраты. Достигается это тремя путями: первый - подачей крупки после сепаратора не на питатель трубной мельницы, а сразу на тот участок первой камеры, где согласно диаграмме помола находится наибольшее количество частиц измельчаемого материала такого же размера, что и крупка; второй - установкой в этом месте наклонной перегородки и третий - подачей ПАВ в сепарационную камеру сепаратора, а также в первую камеру