РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ТРУБНЫХ МЕЛЬНИЦ
2.1. Изучение особенностей процессов предварительного измельчения материалов
2.1.1. Определение максимального размера кусков материала, подаваемого в ШБМ.
От начальной крупности материала, подаваемого в шаровые и трубные мельницы, во
многом, зависит эффективность их работы. С этой целью применяют предварительное
дробление материала. В настоящее время еще нет обоснованных рекомендаций по
определению рационального максимального размера кусков материала, подаваемого в
шаровые и трубные мельницы. Этот размер можно определить косвенным методом из
имеющихся зависимостей по нахождению диаметра шара, куда входит в разных
степенях и размер кусков материала. Но предельный начальный размер кусков в
этих зависимостях (Олевского, Разумова, Бонда и др.) не оговаривается. Для
практических целей эти зависимости можно использовать так: задаться
максимальным диаметром шара (110 мм) из условий прочности футеровки и найти
соответствующий размер кусков материала. Однако такие данные получаются
завышенными в 2-3 раза, так как имеющиеся зависимости не учитывают изменения
прочности частиц материала от их крупности.
С целью устранения указанных недостатков, автором предлагается новая методика
определения рационального начального максимального размера кусков измельчаемого
материала. Эта методика учитывает изменение прочности частиц от их крупности.
Известно, что с уменьшением размера частиц нагрузки для их разрушения
возрастают. Это связано с наличием в крупных частицах микротрещин,
несовершенством их кристаллической решетки, дислокациями и т.д. Так, в табл.
1.1 (п. 1.1.1) приведены экспериментальные данные по прочности частиц клинкера
в зависимости от их размеров [ 188 ].
Из табл. 1.1 видно, что наиболее прочной является фракция 0,5-1 мм. Прочность
зерна диаметром 1 мм в 2 раза выше прочности зерна диаметром 2 мм. Максимальная
сила для разрушения частиц равняется 89.5 Н и соответствует частице диаметром 1
мм. По мере увеличения диаметра частиц прочность их уменьшается и с
определенного диаметра становится постоянной (табл.2.1).
Автором найден максимальный рекомендуемый для подачи в трубные мельницы размер
кусков клинкера Балаклейского цементно-шиферного комбината. C этой целью
проводили опыты по установлению зависимости прочности частиц клинкера от их
крупности. Отсеивали по 30-40 частиц клинкера каждого из следующих размеров:
0,5; 1; 2; 7 и 15 мм. Прочность частиц определяли путем раздавливания их на
специально созданном стенде. За прочность принимали отношение
среднеарифметического значения сил, разрушающих частицы к среднеарифметическому
значению площадей поперечных сечений частиц. Диаметр каждой частицы определяли
в двух плоскостях, развернутых на 90°.
Результаты проведенных испытаний даны в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Прочностные характеристики частиц клинкера
Параметры
Размер частиц, мм
0.5
1.0
2.0
7.0
15.0
P, Н
21.8
79.0
114.0
403.0
180.0
F, мм2
0.2
0.78
3.1
39
176.5
у, Н/мм2
109.0
100.0
36.8
10.0
10.7
Из табл. 2.1 видно, что напряжения разрушения практически не изменяются,
начиная с частиц размером 7 мм. Этот размер и является искомым, т.е.
максимальный размер клинкера данной прочности, подаваемый в шаровые или трубные
мельницы, не должен превышать 7 мм.
Итак, для определения искомого размера строят экспериментальный график
зависимости прочности частиц (у) от их крупности (d),например, рис.4.13. За
искомый максимальный размер частиц принимаем тот размер, начиная с которого
прочность частиц практически не уменьшается. Это объясняется тем, что пока у
уменьшается , по мере увеличения d , разрушающая сила Р возрастает не так резко
( не пропорционально d2 ), а когда у становится постоянной , то сила Р
возрастает пропорционально только d2 , т.е. с этого момента нецелесообразно
увеличивать разрушающую силу для условий работы шаров в ТМ.
Автором предлагается принимать этот размер за искомый начальный максимальный
размер кусков, который целесообразно подавать в шаровые и трубные мельницы.
2.1.2. Взаимосвязь размеров частиц материала, поступающего в трубные мельницы,
с активностью цемента.
На основании теории наследственности автор предлагает способ получения заданных
марок цемента (в том числе и высокомарочных) без снижения производительности
мельницы при постоянном 100% -ном заполнении измельчаемым материалом пустот
между мелющими телами.
В настоящее время вопрос получения высоких марок цементов решается за счет
уменьшения производительности мельниц открытого цикла измельчения. В формулу
определения производительности входит коэффициент тонкости помола, значения
которого приведены в литературе (табл. 15), [244]. Чем меньше остаток на сите
008, то есть чем выше марка цемента, тем меньше этот коэффициент и
соответственно производительность.
С целью ликвидации этого недостатка автор предлагает следующее. Известно, что
согласно ГОСТ(у) марка цемента определяется по содержанию фракции +5-30 мкм
(активность цемента т. е. прочность на сжатие в МПа почти совпадает с %-ным
содержанием фракции +5-30 на сите 008) [36]. Известно также, что клинкер при
движении его в колосниковом холодильнике разделяется на две фракции – мелкую в
виде просыпа (менее ширины щели равной 6-7 мм) и крупную в виде
надколосникового продукта. Обычно количество просыпа может колебаться от 20 до
60% [93].
В связи с этим можно записать
QM * a + QK *b = K(QM + QK) , (2.1)
где QM и QK - количество мелкой и крупной фракций, т/час,
a и b – количество фракции +5-30 мк (%) в готовом продукте при питании мельницы
только мел
- Київ+380960830922