2. Оборудование для измельчения материалов

Оборудование для измельчения материалов

Это оборудование предусматривает прием и измельчение кусков дробленых материалов размером не выше 25 мм для известняка и мергеля, 10—15 мм — для клинкера, 30 мм — для мягких известняков, добавок, гипса и углей, 10 мм — для твердых активных и инертных добавок при помоле клинкера.

Тонкость помола готового продукта на выходе из этого оборудования характеризуется удельной поверхностью порошка, в см2/г, или результатами ситового анализа. Для ситового анализа используют сито с сеткой № 02 (на 1 см2 918 отверстий с размером в свету 80 мкм) по ГОСТ 3584—73. (Здесь и далее использована информация преимущественно из "пожилых" изданий, поэтому необходимо проверять актуальность указанных ГОСТ и других технологических решений.- примечание Простроймат.ру.)

Тонкость помола сырьевых материалов обычно доводят до 2800—3000 см2/г, а клинкера — до 2800—4500 см2/г. Для сырьевых материалов остаток на сите с сеткой № 02 обычно не превышает 1— 2%, на сите с сеткой № 008 —5—8%; для цемента остаток на сите с сеткой № 008 в большинстве случаев составляет 6—10%.

Помол сырьевых материалов осуществляют в мельницах различных конструкций и типоразмеров. В зависимости от измельчающей среды различают несколько типов мельниц.

1.    Каскадные мельницы самоизмельчения материалов (рис. 5) применяют как для сухого помола материалов в две

стадии, так и для мокрого помола сырьевых материалов (табл. 7). Каскадные мельницы представляют собой короткий барабан большого диаметра с двумя торцовыми днищами и цапфами. Производительность каскадных мельниц самоизмельчения зависит от их конструктивных параметров, характеристики измельчаемого материала и условий работы.

Рис. 5. Каскадная мельница самоизмельчения МБ-70-23

1—горловина; 2 — загрузочная опорная цапфа; 3 — корпус; 4—разгрузочная опорная цапфа; 5 — венцовая шестерня; 6 — редуктор; 7 — электродвигатель

ТАБЛИЦА 7. Типоразмеры каскадных мельниц самоизмельчения, выпущенных Сызранским заводом тяжелого машиностроения

Влияние размеров барабана мельницы на ее производительность Q, т/ч, определяется уравнением

Q = CD2,5-2,6 L,    (11)
где С — коэффициент пропорциональности; D и L — диаметр и длина мельницы, м.

2 Трубные шаровые мельницы являются оборудованием, в котором дробящими телами служат шары. Для тонкого измельчения твердых материалов применяют мельницы с отношением длины корпуса к диаметру в пределах от 2 до 6. В зависимости от типа привода и разгрузочного устройства различают мельницы с центральным приводом и центральной разгрузкой материалов; с периферийным приводом и центральной разгрузкой материала и с центральным приводом и периферийной разгрузкой материала.

Технические характеристики мельниц (рис. 6 и 7) различных типоразмеров представлены в табл. 8.

Кроме этого Вы можете ознакомиться с особенностями конструкции современных шаровых мельниц в следующей статье.

Рис. 6. Трубная мельница сепараторная диаметром 4X13,5 м
1- загрузочная часть; 2 — корпус; 3 — кожух периферийного загрузочно-разгрузочного устройства; 4 — разгрузочная часть; 5 — подшипник,    6—приемная камера; 7 — сито; 8 — вал привода; 9 — редуктор

Рис. 7. Трубная мельница сырьевая диаметром 4,2X10 м
1 — электродвигатель; 2 — вспомогательный редуктор; 3 — муфта; 4 — тихоходный двигатель; 5 — разгрузочное устройство; 6- шестерни привода; 7 — корпус мельницы; 8— цапфовые подшипники

 

ТАБЛИЦА 8. Техническая характеристика трубных мельниц



* Данные по сырьевым мельницам мокрого помола.
** Данные по мельницам, предназначенным для работы по открытому циклу.
*** Данные по мельницам, предназначенным для работы по замкнутому циклу.
**** Производительность указана с учетом мелкого дробления материалов перед мельницей.

Примечания:
1. Приведенные данные подлежат уточнению по рабочим чертежам завода — изготовителя мельниц.
2. Производительность мельниц приведена по данным заводов-изготовителей, отчетным данным, а также на    основании расчетов и подлежат уточнению по результатам испытаний размолоспособности материалов, применяемых для каждого конкретного завода.

Помол сырьевых материалов в мельницах ведут по мокрому или сухому способу. Мокрый помол твердых сырьевых материалов осуществляется в трубных мельницах с однократным прохождением материалов, в мельницах замкнутого цикла с виброситами, дуговыми грохотами и гидроциклонами. Помол сырьевых материалов при сухом способе производства осуществляется преимущественно по одностадийной схеме в замкнутом цикле. Применяют помольные установки, в которых помол и сушка материалов происходят непосредственно в мельнице (например, размером 3,2Х8,5 м), а также установки, где материал сушат в сепараторах перед поступлением в мельницу. Все эти помольные установки оснащают вспомогательным оборудованием; элеваторами, дозаторами, питателями, вентиляторами и пр.

Для тонкого измельчения клинкера используют трубные мельницы с однократным прохождением материала (например, 2,6Х13м) и помольные агрегаты с классификаторами — центробежными и воздушно-проходными сепараторами, обеспечивающими отделение не полностью измельченной части продукта и возврат его на домол в мельницу.

В табл. 9 приведены соответствующие массы отдельных деталей и узлов трубных мельниц.

ТАБЛИЦА 9. Масса основных деталей и узлов мельниц, т


* Цифры относятся к левой части корпуса.
** Цифры относятся к правой части корпуса.
Примечания:
1.Указанные массы подлежат уточнению по рабочим чертежам заводов—изготовителей мельниц.
2. Для мельниц 3,2X8,5; 3,2X15 и 4X13,5 м масса, указанная над чертой относится к мельницам, предназначенным для помола по открытому циклу, а масса под чертой — к мельницам с сепараторами.   

Барабан мельницы сваривается из стальных листов марки М16С (ГОСТ 6713—53) и толщиной 26—45 мм или из низколегированной стали марки 09Г2С (ГОСТ 4345—71). К фланцам барабана прикрепляют стальные литые загрузочные и выходные днища с цапфами, опирающимися на цапфовые водоохлаждаемые подшипники.

Чтобы предохранить барабан мельницы и днища от преждевременного износа, их футеруют продольными и торцовыми стальными или чугунными плитами. На рис. 8 и 9 приведены бронефутеровочные плиты различных рабочих профилей. Чтобы обеспечить классификацию шаров по длине мельниц, применяют сортирующую бронефутеровиу. Броневые плиты изготовляют из углеродистой и аустенитной стали, содержащей 12—14% марганца и около 1,5—2% хрома.

Болтовое крепление бронеплит. Каждая плита крепится к барабану или к днищу одним или двумя болтами. Иногда мельницы небольших диаметров футеруют плитами с помощью безболтового крепления. Бронефутеровочная плита, подтянутая болтами к корпусу, не должна смещаться ни в продольном, ни в поперечном направлениях, соединение должно быть плотным. Для усиления плотности прилегания плит выпуклые их поверхности, соприкасающиеся с корпусом, обычно имеют посадочный выступ, расположенный у продольных кромок плит. Бронеболты должны иметь гайку, контргайку, металлическую и резиновую шайбы. При футеровке барабана для затяжки бронеболтов применяют специальные гайковерты или пневматические ключи.


Рис. 8. Профили бронефутеровочных плит
а — цилиндрическая с волной переменного профиля; б — цилиндрическая с волнистой поверхностью, одновалковая; в — конусню-ступенчатая с каблучковой поверхностью; г — конусно-волнистая; д — гребенчатая; е — рифленая


Рис. 9. Броневая плита с выступом литая цилиндрическая полочного типа, классифицирующая
а — литая: 1 — плита; 2 — овальное отверстие; 2 — выступ; б—из стального проката: 1—развертка корпуса мельницы; 2 — лифтеры

Зазоры между бронеплитами цилиндрической части и торцовыми плитами для предотвращения расклинивания мелкими шарами или цилиндрами забивают планками. После пуска мельницы гайки всех бронеболтов, крепящих плиты, подтягивают несколько раз в течение первых двух-трех суток работы мельницы.

У мельницы размером 2,2X13 м плиты крепят болтом с газовой резьбой и одной гайкой. Зазор между болтом и стенкой корпуса уплотняют картонной прокладкой, подкладываемой под металлическую шайбу. Аналогично крепят плиты к корпусу мельницы размеррм 2,6X13 м. Головка болта этих мельниц имеет форму усеченного конуса. Чтобы болт во время завертывания гайки не проворачивался, его снабжают усиком, который входит в паз в плите или овальными головками.

В табл. 10 и 11 приведены размеры гнезд для бронеболтов различных размеров. Для изготовления бронеболтов рекомендуется сталь марки 20 по ГОСТ 1050—60, обладающая наиболее высоким показателем удлинения при растяжении.

ТАБЛИЦА 10. Размеры гнезд в бронефутеровочных плитах, мм

ТАБЛИЦА 11. Размеры бронеболтов, мм

* Предпочтительные размеры диаметра резьбы.
** Длина нарезанной части выбирается в зависимости от размеров мельницы.

На рис. 10 показано крепление резиновой футеровки мельниц. В табл. 12 приведены данные о резиновой бронефутеровке.

Рис. 10. Виды резиновой бронефутеровки 1— броневая плита; 2 — лифтер; 3— прижимная планка

ТАБЛИЦА 12. Бронефутеровка из резины марки 1801-6 для трубных различных типоразмеров трубных мельниц.

Мелющие тела. В табл. 13 приведены массы и размеры мелющих тел — шаров и цилиндров, а в табл. 14 указан ассортимент мелющих тел для загрузки трубных мельниц. Стальные шары по ГОСТ 7524—64 изготовляют методом штамповки на прессах и на прокатных станах поперечно-винтовой прокаткой.

ТАБЛИЦА 13. Размеры и масса мелющих тел

ТАБЛИЦА 14. Ассортимент мелющих тел (по ГОСТ 7524—64 и ГОСТ 7525—55) для загрузки мельниц по данным заводов-изготовителей

Примечание. Оптимальный ассортимент мелющих тел уточняют в процессе эксплуатации.
Коэффициент заполнения мельницы мелющими телами для первой камеры 0,35, а для остальных камер находится в пределах от 0,25 до 0,30.

ГОСТ предусматривает выпуск шаров диаметром от 15 до 70 мм из стали, содержащей не менее 0,35% углерода и шаров с диаметром 70—125 мм из стали, содержащей не менее 0,6% углерода. Шары должны быть подвергнуты закалке и отпуску на твердость не менее 400 НВ (HRC 42) для шаров диаметром 15—80 мм, и не менее 350 НВ для шаров диаметром 90—110 мм.

Мелющие тела, измельчая материал, истираются сами (табл. 15), что вызывает необходимость через каждые 150— 200 ч работы догружать ими мельницу.

ТАБЛИЦА 15. Удельный расход мелющих тел и бронеплит на измельчение различных материалов в трубных мельницах

Междукамерные перегородки и выходные (разгрузочные) решетки. Перегородки бывают с радиальным или концентрическим расположением щелей, одинарные и двойные, или элеваторные (рис. 11 и 12). Величина живого сечения для междукамерных перегородок составляет 10—12%, а выходных решеток — 5—7%. Изготовляют междукамерные перегородки из литой марганцовистой стали. В настоящее время на многих мельницах применяют перегородки из пруткового проката (рис. 13).

Рис. 11. Межкамерная перегородка, литая, одинарная 1—сектора перегородки со щелями; 2 — фланец.

Рис. 12. Межкамерная перегородка, литая, двойная 1 — корпус мельницы; 2 — сектора перегородки

Рис. 13. Профили перегородок из проката (сварная) а —эллиптический; б — шестигранный; в —круглый; г — круглый с наплавкой; 1- прокладка; 2 — наплавка

Производительность трубных мельниц, т/ч, рассчитывают по формуле

    (12)

где V — внутренний объем мельницы, м3; D — внутренний диаметр мельницы в свету, м; G — загрузка мелющими телами, т; b — удельная производительность, т/кВт*ч, при заданной тонкости помола материала (табл. 16); —поправочный коэффициент (для открытого цикла—1, для замкнутого— 1,1—1,2); — поправочный коэффициент на тонкость помола (табл. 17).

ТАБЛИЦА 16. Удельная производительность b мельниц при помоле различных материалов

ТАБЛИЦА 17. Значение поправочного коэффициента на тонкость помола

* 1/ — коэффициент перехода от фактической тонкости помола к характеризуемой 10% остатка на сите с сеткой № 008.

Наивыгоднейшую скорость вращения мельниц определяют по условиям помола (мокрый или сухой), свойствам измельчаемых материалов, типу бронефутеровки, степени заполнения мельниц мелющими телами и их размерам.

Теоретическая зависимость n кр и n опт (оптимальная частота вращения мельницы, об. в 1 мин) от диаметра мельницы выражается формулами:

Массу шаровой загрузки q, т, каждой камеры мельницы определяют по формуле

     (13)
Где D - диаметр мельницы и свету, м; L — длина камеры (мельницы), м; ф- коэффициент заполнения мелющими телами объема мельницы (от 0,25 до 0,3).

Мощность электродвигателя для вращения мельницы рассчитывают по формуле

  (14)

где G — масса мелющих тел, т, R — радиус мельницы, м; n — частота вращения мельницы, об. в 1 мин; — механический коэффициент полезного действии привода (от 0,85 до 0,94).

3. Стержневые мельницы (по ГОСТ 10141—69) предназначены для мокрого измельчения сырьевых материалов с мажущимися включениями. Отличаются они конструктивно от шаровых по типу загрузки, так как мелющими телами в них служат стальные стержни (диам. 50—100 мм), длина которых на 100—160 мм короче длины камеры. Насыпная масса стержневой загрузки 6,3—6,5 т/м3. Обычно это однокамерные мельницы (например, 4,5X6 м со стержневой загрузкой 230 т, производительностью до 400 т/ч). Массу загрузки рассчитывают по формуле: [обозначения см. в формуле (13)].

Применяют также двухкамерные мельницы с комбинированной загрузкой, первую камеру в которых загружают мелющими стержнями, а вторую — шарами.

Предметный указатель: