Меню

Коэффициент загрузки цементной мельницы



Расчет основных параметров мельницы

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Применение, устройство и работа машины

Рис. 6.1Схема мельницы периодического действия

1 – барабан; 2 – днища с цапфами; 3 – подшипники; 4 – фундамент;

5 – крышка; 6 – электродвигатель; 7 – муфта; 8 – вал ведущий; 9 – тормоз;

10 – ременная передача 1-ой ступени; 11 – рама привода; 12 – натяжное устройство; 13 – вал ведомый; 14 – ременная передача 2-ой ступени.

Шаровая мельница предназначена для тонкого измельчения сырья в процессе производства керамических изделий. С ее помощью можно измельчать материалы максимальной крупности до 10 мм, достигаемая при этом тонкость помола составляет порядка 1÷20 мкм.

Принцип измельчающего действия шаровой мельницы мокрого помола состоит в том, что при вращении барабана мельницы, мелющие шары приводятся в непрерывное движение, вследствие которого измельчаемый материал, находящийся между их поверхностями, в результате истирающего и ударного усилий истирается, раздавливается и разбивается.

Шаровая мельница мокрого помола состоит из цилиндрического корпуса 1 закрытого с двух сторон днищем 2. Внутри барабан шаровой мельницы футерован высокопрочной резиной. Барабан вращается в подшипниках 3, запрессованных в стаканах днищ. На фундаменте 4 установлены опоры, соединенные цапфами с внутренним кольцом подшипника и приваренные к днищам 2.

Мельница загружается мелющими телами и предварительно измельченным материалом через люк, закрываемый крышкой 5 и после установленного времени, после образования шликера — разгружается. Разгружается мельница через тот же люк, через который загружается. Чтобы при этом не выпадали мелющие тела в люк, вставляется стакан с отверстиями, размеры которых меньше размеров мелющих тел. Для ускорения разгрузки мельницы с противоположной от люка стороны вывинчивается пробка и в мельницу поступает воздух.

Привод шаровой мельницы смонтирован на раме 11. Вращение от двигателя 6 через муфту 7 передается на ведущий вал 8 с ведущим шкивом ременной передачи первой ступени 10 при помощи клиновых ремней на ведомый вал 13. С ведомого вала ременной передачей второй ступени 14 на цилиндрический корпус барабана мельницы (одновременно являющимся ведущим шкивом ременной передачи второй ступени). Для натяжения ременных передач на раме смонтировано натяжное устройство 12.

Для остановки мельницы на ведущем валу установлен колодочный тормоз 9, позволяющий удерживать мельницу в фиксированном положении.

Расчет основных параметров мельницы

Исходные данные:1) диаметр барабанам

2) длина барабана м

— Определяем рабочую частоту вращения барабана:

(Л 1, стр. 67)

где внутренний диаметр барабана, м

мин -1

— Определяем массу мелющих тел:

(Л 1, стр. 69)

где внутренний радиус футерованного барабана, м; м

длина барабана мельницы, м

— Определяем массу материала, загружаемого в барабан:

кг (Л 1, стр. 69)

кг

— Определяем производительность:

т/ч

где объем барабана,

коэффициент загрузки мельницы материалом, (по данным завода)

плотность загружаемого материала, , (по данным завода)

время продолжительности цикла, ч, ч (по данным завода)

т/ч

— Определяем коэффициент(с), учитывающий степень заполнения барабана мельницы и вид мелющих тел, при ,интерполированием:

— Определяем требуемую мощность электродвигателя привода:

кВт (Л 1, стр. 67)

где к.п.д. привода

коэффициент, учитывающий степень заполнения барабана мельницы и вид мелющих тел

; принимаем

кВт

— По требуемой мощности подбираем электродвигатель и выписываем технические характеристики:

Таблица 6.1 Технические характеристики электродвигателя

Источник

Анализ зависимости производительности и удельного расхода электроэнергии от диаметра шаровой мельницы

Проблема измельчения цементных материалов. Классификация барабанных мельниц. Определение потребляемой мощности и производительности цементной мельницы. Выбор ассортимента загрузки первой камеры. Краткое описание традиционной шаровой трубной мельницы.

Министерство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Белгородский Государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

Институт строительного материаловедения

Кафедра Технологии цемента и композиционных материалов

По дисциплине: «Оптимизация производства цемента»

На тему: «Анализ зависимости производительности и удельного расхода электроэнергии от диаметра шаровой мельницы»

В цементном производстве измельчение сырьевых материалов, твердого топлива, клинкера и добавок является основным и наиболее энергоемким процессом.

Измельчение материалов оказывает решающее влияние на качество выпускаемых клинкера и цемента, а также на экономику всего производственного процесса в целом.

Между тем проблема измельчения цементных материалов пока еще недостаточно разработана теоретически. Известно, что от способа и степени измельчения сырьевых материалов зависит как ход реакций клинкерообразования, так и использование тепловой энергии впроцессе обжига.

Рядом исследований установлена прямолинейная зависимость между содержанием свободной СаО в клинкере и процентом остатка сырья на сите № 008. Установлено также, что высокая степень тонкости измельчения сырья обеспечивает равномерный состав клинкера. Известно к тому же, что на качество клинкера излишне тонкий размол сырья с большим содержанием в смеси частиц размером 2-3 мкмвлияет отрицательно.

Чрезмерно тонкий помол повышает водопотребность шлама, что снижает производительность печей и вызывает перерасход топлива. При этом надо иметь в виду, что такое измельчение связано со снижением производительности мельницы, высоким расходом электроэнергии и повышенным износом мелющих тел и бронефутеровки.

В свою очередь предварительное дробление материала существенно влияет на последующий процесс измельчения, сушку и на работу помольной установки.

Оптимальная тонкость измельчения для различных видов сырья будет, очевидно, неодинаковой, так как она зависит от его минералогического состава. Так, для мергелей, в которых контакт между глинистыми и карбонатными частицами более тесный, допустимо более грубое измельчение, чем для сырьевой шихты, состоящей из известняка и глины.

Доказана соответствующая связь между необходимым измельчением частиц известняка и его минералогической характеристикой, в связи с чем рекомендуется применять сырьевые смеси с содержанием не более 0,5% частиц кальцита крупнее 150 мкм и только в мергелях процент крупных частиц может быть повышенным.

Установлено, что необходимая по условиям технологии степень тонкости помола сырьевой смеси изменяется при измельчении одного и того же известняка с различными глинами. При этом измельчение известняка с запесоченными глинами вызывает необходимость более тонкого помола сырья.

Большое влияние на обжиг клинкера оказывает гранулометрический состав сырьевой смеси.

В зарубежной литературе приводятся данные о том, что при помоле сырья по замкнутому циклу с сепараторами или классификаторами общее количество крупных частиц в конечном продукте снижается и получается сырьевая смесь, однородная по гранулометрическому составу, чем достигается лучшее ее спекание.

Чрезвычайно большое значение для экономичного измельчения цементного клинкера в зависимости от его физико-химических свойств и необходимой марки цемента имеет правильный выбор технологической схемы измельчения. В последние годы у нас и за рубежом исследуются роль и влияние степени дисперсности отдельных компонентов сырьевой смеси на процессы клинкерообразования, качество клинкера и готового продукта, значение зернового состава и отдельных фракций цемента. Ведутся исследования по усовершенствованию технологии измельчения твердых карбонатных пород, обеспечивающей рациональный фракционный состав, при котором быстро и полно усваивается известь при наименьших затратах тепла на обжиг и формируется заданный зерновой состав цемента в процессе его измельчения.

Читайте также:  Классификация цемента марки классы

Внедряется автоматизация работы отдельных агрегатов. Ведутся исследования в области комплексной автоматизации и создания полностью автоматизированных цементных заводов.

1. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Во многих отраслях промышленности в процессе производства большие количества твердых материалов перерабатываются в тонкодисперсный порошок. Для интенсификации процессов производства и увеличения скорости химических реакций в ряде случаев необходимо повышать удельную поверхность материалов путем их измельчения. При этом наряду с совершенствованием и улучшением существующих производственных процессов возникает возможность получения качественно новых свойств, которые невозможны без тонкого измельчения.

В цементном производстве тонкому измельчению подвергаются сырьевые материалы, твердое топливо, цементный клинкер и различные добавки.

Для измельчения материалов в различных отраслях промышленности применяется много типов измельчающих машин, различных по конструкции и эффективности. Однако до сих пор еще не разработана единая методика, позволяющая сравнивать эти измельчающие машины и точно определять области их применения.

Для помола всевозможных материалов используют барабанные, среднеходные, ударные, вибрационные, струнные мельницы и мельницы самоизмельчения.

В барабанных мельницах материал измельчается внутри полого вращающегося барабана. При вращении барабана мелющие тела (шары, стержни) и измельчаемый материал (называемые «загрузкой») сначала движутся по круговой траектории вместе с барабаном, а затем падают по параболе. Часть загрузки, расположенная ближе к оси вращения, скатывается вниз по подстилающим слоям. Материал измельчается в результате истирания при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также вследствие удара.

По линейным размерам барабанные мельницы делятся на:

Шаровые — отношение диаметра к длине мельнице до 1 (D/L =1);

Трубные — отношение диаметра к длине мельнице более 1 (D/L>1).

Классификация барабанных мельниц:

по режиму работы — периодического и непрерывногодействия;

по способу помола — сухого и мокрого помола;

по форме мелющих тел — шаровые, стержневые и самоизмельчения (без мелющих тел);

по способу разгрузки- с механической и пневматической разгрузкой;

по конструкции загрузочного и разгрузочного устройства- с загрузкой и выгрузкой через люк, с загрузкой и выгрузкой через полые цапфы, с периферийной разгрузкой;

по конструкции привода- с центральным и периферийным приводом;

по характеру работы- мельницы, работающие по открытому и замкнутому циклу.

При работе мельницы по открытому циклу, весь измельчаемый материал пропускается через барабан один раз.

У этих мельниц отсутствуют дополнительные устройства, обеспечивающие промежуточный отбор готового продукта, что снижает эффективность помола, поскольку готовый продукт, не удаленный своевременно из мельницы, затрудняет измельчение частиц не размолотого материала. Все это снижает производительность мельницы и увеличивает удельный расход электроэнергии на помол. Одновременно имеет место относительно повышенная неоднородность готового продукта, в котором часть материала переизмельчается, а другая недоразмалывается, будучи окружена тонкой пылью.

Необходимо, однако, отметить, что установки, работающие по открытому циклу, просты по конструкции и менее сложны в эксплуатации в сравнении с мельницами, работающими по замкнутому циклу.

При замкнутом цикле помола материал выходит из мельницы частично недоизмельченный и затем с помощью сепараторов при сухом способе помола, грохотов и гидроциклонов при мокром помоле разделяется на готовый продукт и крупку, которая вновь направляется в мельницу на домол.

Читайте также:  Раствор готовый цементный кладочный марки 150 сухие смеси

При работе по замкнутой схеме, измельчаемый материал подается в загрузочный конец барабана продвигается в процессе помола вдоль барабана по направлению к разгрузочному концу, выпадает из него и элеватором подается в сепаратор, где происходит разделение материала на готовый продукт и крупку, которая вновь направляется в мельницу для последующего совместного помола с новой порцией материала. Готовый продукт транспортируется в силосы.

Материал также может отводиться на разделение и из средней части мельницы через специальные отверстия в стенке барабана и при посредстве элеватора направляются в сепаратор, откуда готовый продукт направляется в силосы, а крупка загружается в мельницу — в среднюю часть ее или частично в загрузочную часть. Мельницы, работающие с сепараторами, называются сепараторными.

В процессе измельчения по замкнутому циклу материал совершает от трех до шести проходов через мельницу.

Непрерывное выделение из размалываемого материала готового продукта ускоряет процесс измельчения, эффективность помола и производительность мельницы повышается на 15-20% при сухом способе помола.

Барабанные мельницы сравнительно просты по конструкции и удобны в эксплуатации. Однако они имеют существенные недостатки: малые скорости воздействия мелющих тел на материал, в работе участвует только часть мелющих тел, рабочий объем барабана используется на 35-40%, расход энергии составляет 35-40 кВтч/т.

Шаровые мельницы предназначенные для помола материалов средней твердости, выпускают двух исполнений: для сухого и мокрого способа помола. Различаются они между собой конструкцией загрузочных и разгрузочных устройств.

Трубные мельницы применяют для помола в открытом цикле клинкера и сырья требующих тонкого измельчения, как при сухом, так и при мокром помоле.

Повышение тонкости измельчения материала обычно приводит к значительному снижению производительности мельниц. Это обстоятельство вызывает необходимость разработки наиболее рациональных и экономичных схем помола.

Производительность цементных мельниц зависит от сопротивления материала размолу, его гранулометрического состава, влажности и температуры, коэффициента заполнения, ассортимента мелющих тел, режима их работы (высота подъема, классификация по размерам по длине мельницы), интенсивности аспирации, адсорбционных свойств среды и ряда других факторов.

2. Расчетная часть

2.1 Определение производительности мельницы

Dм — диаметр шаровой мельницы, м;

Lм — длина мельницы, м;

Кd — коэффициент, учитывающий размер исходного куска,

dис — диаметр исходного куска клинкера, dис=0,03 м;

Ks — коэффициент, учитывающий удельную поверхность готового продукта,

S — удельная поверхность готового продукта, S=300 м2/кг;

Кр — коэффициент, учитывающий размалываемость материала,

C2S — процентное содержание белита в клинкере, %

МП — процентное содержание минералов плавней (С3А и С4АF),

Коэффициент размалываемости клинкера Kрснижается с увеличением содержания белита и минералов плавней МП.

mм. тел — масса мелющих тел,

? — коэффициент загрузки мельницы, ?=0,24-0,32

г — объемная масса загрузки мелющими телами,

для шаров — г=4,65 т/м3;

для цильпебсов — г=4,85 т/м3;

2.2 Определение потребляемой мощности

Кз — коэффициент, учитывающий загрузку мелющими телами,

? — коэффициент загрузки мельницы;

2.3 Определение максимального размера шара

2.4 Выбор ассортимента загрузки первой камеры

Ассортимент загрузки первой камеры принимается исходя из массы мелющих тел и максимального размера шара.

Источник