автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Моделирование и интенсификация энергетического воздействия мелющей загрузки в цементных мельницах

РГ8 О

2 1 МЛН 19Э4-

ГОСУДАРСТВЕННА НАУЧНО-ИЗСЛЕДОВАТЕЛЬСКИП ИНСТИТУТ ЦЕМЕНТНОЙ ПРО'.ШЛЕННОСТИ "НИИЦемент"

' На правах рукописи УДК. 666.94:621.926.54.001.57

Несмеянов Николай Петрович

МОДЕЛИРОВАНИЕ И 1НГЕНСИ5ИКАЦШ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕЛШсЯ ЗАГРУЗКИ В ЦЕМЕНТНЫХ МЕЛЬНИЦАХ

На стыке специальностей:

05.17.11. - Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

05.02.16. - !Аотины и агрегаты производства стройматериалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических каук

Москва - 1994

Работа выполнена в Белгородском технологическом институте строительных материалов на кафедре механического оборудования

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

В. С. Богданов.

Научные консультанты: доктор технических наук, профессор М.А.Вврдиян, кандидат технических наук, с.н.с. М.Э.Пудель.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессс И.Н.Дррохов, доктор технических наук, профессор Л.М. СУлименкс

Ведущая организация - Харьковский инженерно-строительный институт.

Защита состоится "О?/" Я'-у''-W/ I994 г> в на заседании специализированного Совета К III.03.01 в Государ ственном научно-исследовательском институте цементной промыл ленности "НИИЦемент" по адресу: I070I4, г.Москва, З-ft Лучевой ■просек, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИЩемента.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических наук

)

Н.С.ПАНИНА

ОШЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблема. Технологический процесс измельчения гортландцемептного клинкера является одним из самих энергоемких [роцессов цементного производства, где около 50-60^ всей потреб-[яемой электроэнергии приходится на измельчение материалов, что оставляет более 7 млрд.кВт.ч в год. При этом К.П.Д. помольных грегатов весьма низок и составляет около

Одним из перспективных направлений совершенствования тех-ики и технологии измельчения цемента является совершенствование шутримельничных устройств трубных мельниц путем создания футе-ювок, обеспечиваютх классификацию и рациональное распределение Сергии келших тел (МГ) по длине барабана мельницы и обладающих олее высокими эксплуатационными характеристиками. При этом име-тся ввиду, что многое зависит от выбора конфигурации брони, немы их укладки, а также ассортимента МГ.

Наиболее легко реализуемым способом повышения эффективности [роцесса измельчения материалов цементного производства является грименение поверхностно-активных вецеств (ПАВ). Бели рассматри-ать ПАВ не изолированно, как фактор, влияющий на формирование ¡ернового состава цемента, а совместно с МГ, то можно значитель-га улучшить энергетику мельницы.

Таким образом, разработка способов интенсификации энергети-геского воздействия МГ за'счет рационального выбора системы "фу-■еровка-шар" и "пар-ПАЗ" или "футеровка,ПАЭ-шар", как средства юшшення эффективности процесса измельчения цемента в трубных гелытцах, является актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом [аучных работ !Ш СССР по программе 010.01 - "Топливо", зада-гае Т.1 "Разработать .и внедрить конструктивно-технологические итементы трубных мельниц 6 2,6 х 4,0 м (бронефутеровки, межка-:ерные и кольцевые диафрагмы, энергообиешше устройства, систе-и для подачи интенсификаторов помола), обеспечивающие снижение шергозатрат па 10-15?."

Цель работы. Разработка способов интенсификации энергетического воздействия мелетдей загрузки в трубных мельницах разли-гных типоразмеров на основе научно-обоснованных методов расчета гинематических, конструктивно-технологических и энергетических гараметрсв мельниц.

Научная новизна работы заключается:

- в обосновании новых параметров, характеризующее энергетическое воздействие мелящих тел, и определении их численных значений для различных типоразмеров мельниц;

- в разработке математических моделей для расчета и проектирования рациональных видов и схем укладки бронефутеровок ТШМ, обеспечивающих селективность процесса измельчения и снижающих удельный расход Электроэнергии;

- в теоретическом и экспериментальном исследовании разработанных моделей в лабораторных и промышленных мельницах;

- в теоретическом обосновании и практическом применении разработанных патентно-чистых конструкций футеровок и способов подачи ПАВ;

- в определении рациональных режимов процесса измельчения клинкера и добавок при различных схемах футеровки и способах подачи ПАВ в мельницах различных типоразмеров.

Практическая ценность работы заключается :

- в разработке инженерной методики расчета и соответствующего программного обеспечения кинематических, динамических и энергетических параметров мельниц, позволяющих, с учетом конкретных технологических условий, определять наиболее рациональный тип бронефутеровки и способ подачи ПАВ, а также конструктивно-технические параметры работы мельниц (коэффициент заполнения, относительную скорость вращения барабана мельницы, ассортимент мелпцих тел и т.д.);

- в сокращении сроков проектирования за счет использования инженерных методик расчета конструктивно-технологических параметров мельниц и применения ЭВМ;

- в разработке новых видов футеровок и способов подачи ПАВ позволивших снизить удельный расход электроэнергии на 8. ..15$, повысить производительность помольных агрегатов на 10...I8$.

Реализация работы. Разработанная футеровка шаровой мельницы и система ввода ПАВ внедрены на Белгородском и Чечено-Ингуш-ежом цементных заводах. Суммарный экономический эффект составил 90,92 тыс.руб. в год (в ценах 1989 года).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были изложены и одобрены на Всесоюзных конфереэ-

циях: "Молодые ученые - отрасли стройматериалов и строительству" (г.Белгород, 1983г.), "фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении" (г.Белгород, 1989г.), "Физико-химические проблемы материаловедения а ноше технологии" (г.Белгород, 1991г.); на Всесоюзном совещании "№-следование и создание нового оборудования для производства цемента" (г.Тольятти, 1989г.); на Международной конференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (г.Белгород, 1993г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей и получено 7 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографического указателя я приложений. Содержит 125 страниц машинописного текста, 36 рисунков, 8 таблиц, 119 наименований библиографии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Пеовая_глава посвящена обзору существующих моделей движения мелющей загрузки и перспективных направлений совершенствования техники и технологии измельчения цемента в шаровых мельницах.

Анализ показал, что основным показателей при определении эффективности процесса измельчения являются энергетические характеристики мелющих тел - как главных энергоносителей в помольных агрегатах. Причем, режим работы, высоту подъема, а, следовательно, и энергию Ш для мельниц с различным движением загрузки определяет, наряду с другими факторами, профиль футеровки.

В известных теориях шаровых мельниц при рассмотрении движения МГ футеровка принимается гладкой, что ограничивает возможность задания требуемого режима движения мелющей загрузки как в поперечном сечении мельницы, так я по длине ее корпуса. В ряде же работ учет влияния профиля футеровки сводится лишь к определению коэффициентов сцепления, либо трения.

Влесте с тем, возникает необходимость наиболее рационального использования энергии мелющих тел с учетом фпзико-механи-ческих свойств измельчаемого материала и требований к зерново-

му составу готового продукта.

Как известно, одним из эффективных технологических приемов позволяющих регулировать энергетическое воздействие мелющей загрузки, является, кроме рациональной схемы укладки броыепли?, к способ введения ПАВ.

Однако, для обеспечения наибольшей эффективности процесса измельчения необходим комплексный подход в изучении влияния кинематических параметров движения ИГ, геометрического профиля бронефутеровки и способов подачи ПАВ в мельницы.

В диссертационной работе ставятся следующие задачи:

1. Разработать математическое описание движения МТ при использовании ступенчатой футеровки и провести оценку адекватности полученных моделей.

2. Разработать методику расчета энергетических характеристик взаимодействия мелющих тел с футеровкой, выявить зависимости основных технологичёских параметров мельниц от геометрического профиля бронеплит и схем их укладки.

3. Разработать математическую модель для описания движешн шаров в лабораторной мельнице с учетом единичной брони.

4. Провести комплексные исследования по изучению влияния системы "бронь,ПАВ-шар" на эффективность процесса измельчения.

5. Провести экспериментальную проверку разработанных теоретических моделей и соответствующих методик расчета параметра мельниц в лабораторных и промышленных условиях.

6. Разработать новые виды футеровок и схемы их укладки в мельнице.

7. Разработать мэтодику подбора бронефутеровок и способы подачи ПАВ для различных типоразмеров цементных мельниц и определить рациональные области их применения.

2о_вто2ой_главе представлено описание разработанного метода расчета энергетических показателей работы мельницы для различного профиля футеровки в системе "бронь-шар". На основе это го построена математическая модель движения мелющих тел.

Рассматривались два случая движения шара: первый, когда радиус (Я был больше высоты выступов на футеровке ( Г.* К) и второй - наоборот

Ка Рис. I (а, бив) показаны три условия движения шара (отрыв от барабана, вращение относительно ступеньки и отрыв от

- ь -

гее) для случая, когда высота выступов (ступеньки) на футеров-1в Ьс меньше, чем радиус пара Г„ . Получены основные уравнен зия для определения углов отрыва шара от - барабана и сту-зеньки ^ , а также координаты и скорость шара в начале пара-Золического пути (в момент отрыва от футеровки):

\у.= Кс- , ; Г.- (1}

где Р.-Ьс-Г.-Св^^,

Аналогичные условия движения шара рассмотрены для случая, когда высота выступов на футеровке больше радиуса шара (Ь«»^). Координаты центра масс шара и его скорость в начале параболического движения равны:

где

Ди? расчета углов отрыва шара в обоих случаях приняты следующие входные параметры:ф - относительная частота вращения барабана; Я - радиус барабана; Пи _ радиус шара; Лол- относительная высота ступеньки, 0-»= ^и/р. .

Значение , а затем и X. , , ЛГу, , вычислялись по формулам (I) и (2) дня случаев 1 и О.«** 1.

По уравнениям, описывающим дальнейшее движение шара пс параболической траектории, после отрыва от ступеньки (3) и до удара шара о стенку барабана мельницы (4):

ХЧцМЯ -Г.У--0 (4)

раосчитавалиаь координаты центра масс и ^в скорость шара в момент удара:

(5)

Кроме того, по соответствующим формулам определялись: высота подъема пара (В ); потенциальная (П ) и квиетическая (К ) энергии; скорость шара в точке отрыва скорость шара в

точке удара (^и); кинетическая энергия в точке удара (&*); тангенциальная (Ут) и нормальная (составляющие скорости и кинетической энергии ( Кт) в точке удара; угол падения ( ^^) шара..

(6)

а) отрыв шара от барабана иельницы

б) вращение шара относительно ступеньки

в) отрыв вара от ступеньки г) положение шара при различных

условиях движет»

Рис.1. Условия движения шара при Г. .

Согласно теории Девиса, утол отрыва и падения зависят только от частоты вращения барабана мелыпщы. При этом масса шара и профиль футеровки не'учитывается.

Установлено, что профиль футеровки - высота выступов существенно влияет на режим работы МГ; углы подъема и падения, высоту падения, энергию и скорость шара при ударе.

Наличие выступов на футеровке, высота которых меньше, чем 0,75 • способствует раннему отрыву шара от барабана и переводу его на траекторию свободного падения. Поэтому шар приобретает недостаточную энергию, даже меньшую, чем в мельницах с гладкой футеровкой при той же частоте вращения (Рис.2). Причем, чем больше масса пара, тем на большую высоту он поднимается.

С увеличением высоты ступеньки от 0,8 до 1,2-Г,, шары поднимаются на болычий угол, чем у мельниц с гладкой футеровкой. Углы падения в этом случае также возрастают и превышают соответствующие значения углов падения для мельниц с гладкой футеровкой. При таком соотношении Ьс/г„ высота падения и полная энергия шара (Рис.2) также имеют наибольшие значения.

Последувдее увеличение высоты ступеньки футеровки вызывает увеличение угла отрыва и уменьшение угла падения шара - высота падения и энергия шара уменьшаются.

Наибольшие колебания полной энергии шара происходят при изменении радиуса барабана мельницы (Рио.2, кривая'8,11). Изменение массы шара и частоты вращения в меньшей мере определяют значение Е , чем Р> . Например, при увеличении Я с 1,15 до 1,52 м энергия шара возрастает с 4,2 до 7,4 х 15,6 й (П» = 0,02; Ч> = 0,85; О-ил =0,8), а увеличение от 0,65 до 0,85 при соответствующих Го , О.«, изменяет Е. с 4,4 до 5 X 15,6 Дк.

В данном случае также существуют четко выраженные зоны рациональней высоты ступенек, которые обеспечивают максимальное значение Е .

Разработанная в итоге модель "бронь-ПАВ-шар" дает возможность по требуем илу энергетическому режиму работы МГ рассчитать профиль футеровки как для поперечного, так и для продольного сечения барабана мельница и, совместно с введением ПАВ, более эффективно распределить энергию по длине барабана мельницы и .в целом управлять энергетикой помольного агрегата.

Для проверки адекватности построенной математической модели двияения мелющих тел в зависимости от профиля футеровки л соответ-

х" с. Т

! ю\ N \ Л-

/ /

п V- - 3 и!.

Г у 2 Лт-

ё | а* чб ив р и и 16 (в

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА СТУПЕНЬКИ, О- ет

Рис.2. Зависимость Е= 4 ((ХопПа^

1,2,3,7,8,9 - Р» = 1,15 м; 4,5,6,10,11,12 - К = 1,52 м

1.5.8.11 - Г"ш = 0,02 м; 2,4,7,10 - Ги = 0,05 м 1-6 - Ц> = 0,65; 7-12 - ф =

3.6.9.12 - по теории Дэвиса

ствующих метода расчета основных параметров работы мельницы был проведен ряд экспериментов на лабораторной мельнице 0,5 х 0,26 м с прозрачным торцевым днищем при различных значениях Ц^ , и Пс.

Сравнение теоретических значений основных параметров работы мельница о экспериментальными свидетельствуют о высокой степени адекватности математической модели движения МГ реальному процесс} Б третьей главе приведены результаты математического планирования эксперимента при изучении энергетических характеристик движения мелющих тел в лабораторных помольных агрегатах.

йучение энергетического режима работы мелющих тел в попе-, речном сечении барабана мельницы осуществлялось на лабораторной мельнице 0x1= 0;31 х 0,29 м, работающей в периодическом режиме.

Для изучения влияния осевого перемещения мелющих тел на интенсивность процесса измельчения использовалась экспериментальная мельница размером 1) х Ь = 0,35 х 1,5 м, работающая иан в периодическом, так и непрерывном режимах измельчения.

В качестве основного плана эксперимента выбран центральный композиционный рототабельный план полного факторного эксперимента ПФЭ ЦКРП-24.

Исследовалось влияние факторов: относительной частоты вращения барабана мельница - ; коэффициентов загрузки мелющими телами и материалом^,- X* , ; количество подаваемого поверхностно-активного вещества 8 (%) - У^ на: производительность 0(кг/ч) - ; удельную поверхность готового продукта 5 (см1/г ) -; остаток на сите ^.^оовЮ- ^з ; предел прочности при сжатии и величину потребляемой мощности

Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс измельчения клинкера в шаровых мельницах с гладкой и ступенчатой (см.ниже) футеровкой.

N-2,0^0,^x^0,02x^0, о<х3-аазх4-ДО2бх,х1+(),о<бх,х3-о)оэх,*,|-

Проведенные экспериментальные исследования и обработка полученных результатов многофакторного планирования эксперимента позволили установить рациональные значения параметров: ? , ф , и Ц>< .

Установлено, что при использовании ступенчатой футеровки производительность мельницы возрастает на 12,5$, а удельный расход электроэнергии снижается на 10,2!» по сравнению с мельницей, оснащенной гладкой футеровкой.

Анализ графической зависимости5.Къо»,6,Н = (Рвс.з)

показывает, что при введении ПАВ в мельницу со ступенчатой футе ровкой в области варьирования параметров Б и наблюдается экстремальный характер изменения 2Доови 5 г плавное снижение значений N с увеличением Ъ . __

Рис.З. Зависимость ZRcoe,S, M = f

1,2 -IRoce ; 3,4 - S ; 5,6 - M ;

1,3,5 - при ^ = 0,27; 2,4,6 - при ^ = 0,33

Нанбольшая-'Э^фективность процесса измельчения наблюдается при S = (0,02.. .0,Q25)p и иезначЕтельпшс изменениях N . С увеличением значений Ц1^.потребляемая мощность привода также изме-• няется несущественно, в.то же время, при увеличении от = = 0,24 до = 0, 36. значения N возрастают значительно от N = = 0,97 КВт до Я. = 1,79кВг.

В четвертой главе показано влияние разработанных способов подачи поверхностно-активных веществ на энергетическую эффективность работы мельниц. Установлено, что ПАВ целесообразно подавать в зоны работы загрузки (Рис.4), где происходит наибольший обмен энергией между мелпдаш телами и измельчаемым материалов, т.е. в место падения III - на "пяту" (Рис.4, поз.1), либо в зону их отрыва от футеровки барабана мельницы (Рис.4, поз.2).

lie следования, проведенные в лабораторных и промышленных уо ' ловиях, подтвердил: Бффективность использования разработанных способов подачи ПАВ в мельницах различных типоразмеров.

В ходе экспериментов установлено, что производительность мельница (приведенная к Л.Рч003= 1С#) при помоле клинкера без введения ПАВ составила 2,32-Ю-3 кт/с, удельный расход энергии -2,12-Ю"2 Вт-с/кг, а при подаче интенсификатора распылением по центру производительность мельницы возрастает на 0,2I»I0~3 нг/с (8.9J5) и удельный расход энергии снижается на 0,I6<Ï0~2 Вт-с/кг (7,1$).

на "пяту";

в эону отрава шаров; з материал; по центру.

Подача ПАВ непосредственно на мелющие тела в зоне их отрыва (Рис.4, поз.2) не только предотвращает налипание частиц измельчаемого материала на ИГ и футеровку, но и улучиает аффект расклинивающего действия.

Производительность мельницы при этом возрастает с 2,32* Ю-3 кг/с до 2,59-КГ3 кг/с (II, 9^), а удельный расход энергии снижается с 2,12-Ю"2 Вт-с/кг до I.92-I0"2 Вг-о/кг (9,4*).

Наибольшая эффективность процесса измельчения достигается при подаче интенсификатора помола на "пяту" - зону падения 1ЛТ (Рис.4, поз Л), где в наибольшей мере проявляется разностороннее действие ПАВ. Производительность мельницы увеличивается с 2,32-1СГ3 кг/с до 2,68»Ю~3 кг/с (I5.St), удельный расход электроэнергии снижается с 2,12-ГО-2 Вг-с/кг до I.87-I0"2 Вг-с/кг (II,в£).

На уровне изобретений нами разработаны различные конструкции внутрше ль яичных устройств (A.c. ЛЧ 1736040, 1738344), посредством которых обеспечивается продольно-поперечное движение (ПОД) мелющих тел в рабочем пространстве мельницы, вследствие чего разрушаются застойные зоны, происходит внутримельничная классификация измельчающего материала, что позволяет наиболее рационально использовать интенсификаторы помола и, таким образом, обеспечить высокую эффективность процесса измельчения.

В пятой главе на основе разработанной методики расчета кон-структиЕттс-гилнологическтс параметров работы мельниц созданы новые конструкции футеровок и рациональные схемы их укладки из прокатных элементов (А.с. №№ 1057108, 1738344), возводящие интенсифицировать движение ИГ, повысить эффективность процесса измельчения за счет турбулизации загрузки.

Еелобчато-зубчатая футеровка (Рис.6) представляет собой чередующиеся бронеплиты с гладкими и зубчатыми желобами. Причем радиус желобов убывает от начала к концу барабана мельницы пропорционально радиусам мелющих тел, а шаг £ между выступами на каждом зубчатом желобе кратен его радиусу и, соответственно, диаметру шара, что обеспечивает классификацию ОТ вдоль оси мельницы по их размерам. За счет использования предложенной футеровки тонкость помола возрастает на 12-18$, что равнозначно повышению производительности при заданной тонкости помола на 8-15$.

Футеровка (Рис.7) выполняется из выпускаемых прокатных.элементов БГОПЭКС: I - (Зц), 2 - (1ц) и 3 - (2ц), высота которых соответственно равна 60-10 , 90-Ю-3 и 1254Ю-3 м.

На представленной развертке первой камеры мельницы чередующиеся кольцевые участки Г и Е, набранные из элементов 1,2 и 3, имеют синусоидальную (зигзагообразную) *орму, что способствует принудительному возвратно-поступательногду движению !.!Т вдоль оси

мельница. Ширина Д кольцевых участков Г и Е шаг ъ синусоиды выбираются исходя из свойств измельчаемого материала.

Рис.7. Схема укладки бронефутеровки первой.камеры трубной мельницы из прокатных элементов 1ц, 2ц, Зц.

I-- Зц(6-10~2 м); 2 - 1ц(9-Ю"2 м); 3 - 2ц(12,5-10"2 м)

Производительность помольного агрегата, оснащенного предлагаемой футеровкой, повышается на 7-12!? при остатке на сите 80 МКМ, равном 1С#.

3_иестоЙ_12аве представлены результаты комплексных промышленных испытаний цементных мельниц 2,6 х 13 м и 3,2 х 15 м с использованием классифицирующей футеровки и различных способов подачи поверхностно-активных веществ. 3 результате промышленных испытаний и статистической обработки большого объема экспериментальных данных подтверждена эффективность использования предлагаемой футеровки и способа подачи ПАВ в мельницу.

С учетом технических решений, разработанных на уровне изобретений выданы рекомендации по модернизации помольных агрегатов ряда цементных заводов.

Внедрение на цементных мельницах И 3 и Ji 5 (2,6 х 13 м) Белгородского цементного завода классифицирующей футеровки (A.c. И Г057108) обеспечило: повышение производительности мельниц на I2&; снижение загрузки мелющих тел с 80 т до 75 т (на 6,3i); снижение удельного расхода электроэнергии на 9,7%.

Цри внедрении вышеуказанной футеровки на мельнице 3,2x15 м Чечено-й$гушского цементного завода было достигнуто повышение пр> изводительности с 73,4 т/ч до 84,1 т/ч (ка 14,556); снижение загр; аки мелющих тел со 140 т до 130 т (на 7,2$); уменьшение удельног расхода электроэнергии с 41,3 до 37,1 кВг-ч на тонну клинкера (на 10,2$).

Разработанный способ подачи интенсификатора помола (A.c. № 1543627) апробирован на Белгородском цементном заводе в цехе "По-иол" на мельнице 3,2 х 15 м.

£ результате проведенных промышленных испытаний были достигнуты следующие показатели: производительность мельницы возросла с 49 до 56 т/ч (ва 14,3$); удельный расход электроэнергии снижен с 36,4 до 32,2 кВг-Vt (на 11,550.

По результатам промышленных испытаний разработан технологический регламент на процесс измельчения материалов в цементных мельницах, оснащенных предлагаемыми устройствами для подачи ПАВ ■ классифицирующей футеровкой.

Экономический эффект от внедрении! ва Белгородском и Чечено-№гунскон цен«нтпх «вводах рааработох состав» 90,9 мс.рублей (в ценах 1989 года).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЕЫВОЛЫ

1. На основе анализа развития основных направлений техники

и .технологии тонкого измельчения материалов показана целесообразность создания научно обоснованных методов расчета кинематических, конструктивно-технологических и энергетических параметров мельниц для интенсификации процесса измельчения.

2. Разработаны математические модели движения MI в мельнице с учетом профиля футеровки и на их основе - инженерные методики расчета кинематических и динамических параметров работы мелющей загрузки:

- координат, скоростей центров масс и угловых скоростей вращения шаров мелющей загрузки в различные моменты времени;

- углов отрыва шаров от стенки барабана мельницы и выступа бронефутеровки, максимальной- высоты их падения, координат точки удара МГ о барабан мельницы;

- характеристик силового воздействия мелпцих тел; максимальной потенциальной энергии; количества энергии, израсходованной ва измельчение за счет удара и истирания; полной энергии в момент

. ударг МГ о барабан мельницы.

3. Получены диаграммы распределения энергии взаимодействия ОТ футеровкой вдоль оси барабана мельницы. Разработана методика

роектирования бронефутёровок шаровых мельниц и рациональные схемы кладки бронеплит как в поперечном, так и продольном сечениях бара-ана мельницы в зависимости от заданного энергетического режима МГ.

4. С использованием математического планирования эксперимента сследован процесс измельчения клинкера в мельнице с гладкой и сяу-енчатой футеровкой. Получены уравнения регрессии, адекватно описы-авдие реальный процесс помола материала. Установлено, что при от-оснтельной частоте вращения барабана мельницы v|) = (0,62...0,75)Пкр оэффициентах загрузки: мелющими телами vp = 0,27...0,33, материа-ом = 0,12...0,16 и количестве подаваемого ПАВ $ = 0,015...0,025 т массы материала, производительность мельницы со ступенчатой фу-еровкой на 12,5% выше, чем в случае с гладкой футеровкой, а удель-ый расход электроэнергии снижается на 10,2%.

5. На уровне изобретений (A.c. J£№ 1238792 и 1543627) разрабо-аны различные способы подачи ПАВ в шаровые мельницы, позволяющие олее эффективно их использовать. Результаты экспериментов показа-и, что производительность мельницы при подаче ПАВ в зону макси -ального обмена энергией - на "пяту" по сравнению с традиционным пособом - по центру - возрастает с 2,53-Ю-3 кг/с до 2,68'Ю-3кг/с на 5,2$), удельный расход электроэнергии снижается с 1,96-ГО"2 »•с/кг до 1,87'Ю"2 Bivc/кг (на 4,7?).

6. Разработаны конструкции бронефутеровок (A.c. И I057I08, 738344) и рациональные схемы их унладни для трубных шаровых медь-:иц различных типоразмеров, позволяющие интенсифицировать процесс гамельчения материалов на стадиях грубого и тонкого помола. Изполь-:ование разработанных бронефутеровок обеспечивает повышение произ-юдительности помольных агрегатов на 7...15$.

7. В условиях Белгородского и Чечено-йягушского цементных за-юдов проведены комплексные исследования трубных шаровых мельниц 1азмером 2,6 х 13 м, 3,2 х 15 м с использованием классифицирующей ;утеровки и различных способов подачи ПАВ; подтверждены результа-■ы теоретических и экспериментальных исследований о возможности ин-'енсификахзга процесса измельчения материалов указанными способами.

8. Установлено, что:

- при оснащении мельниц 2,6 х 13 м и 3,2 х 15 м ступенчатой футеровкой их производительность возрастает, соответственно, с 14,5 до 27,4 т/ч (на 12, SO и с 73,4 до 84,1 т/ч (на 14,5^), удель-вдй расход электроэнергии уменьшается, соответственно, с 42,3 до 38,2 кВт-ч/т (на 9,7^) и с 41,3 до 37,1 кВг-ч/т (на 10,2^);

!

- при подаче ПАВ з мельницу разработанным способом производительность увеличивается с 49 до 56 т/ч (на 14,3$), удельный расход электроэнергии снижается с 36,4 до 32,2 кВт ч/т(на 11,5^).

9. По результатам экспериментальных исследований и комплексных промышленных испытаний классифицирующей Футеровки и различных способов подачи ПАВ разработан технологический регламент на процесс измельчения материалов в мельницах различных типоразмеров.

Экономический -эффект от внедренных разработок составил 90 ,9 тыс.рублей (в ценах 1989 года).

СПГСОК ПУБЛИКАЦИЯ

1. Несмеянов Н.П. Классифицирующая способность футеровки трубной шаровой мельницы./Сб.трудов (МИСИ.ЕГИСМ), выпуск "Совершенствование оборудования предприятий по производству строительных материалов", И., 1983, с.53-59.

2. Несмеянов Н.П. Пути интенсификации процесса измельчения клинкера в мельницах с использованием ПАВ./I конференция молодых ученых и специалистов. "Молодые ученые - отрасли стройматериалов и строительству". Тезисы докладов, Белгород, 1983, с.78-79.

3. Пироцкий В.З., Несмеянов Н.П. Футеровка трубной шаровой мельницы./Сб.трудов (МИСИ.БТГОМ). выпуск "Моделирование, автоматизация и механизация процессов производства строительных материалов", М., 1984, с.105-109.

4. Несмеянов Н.П. Интенсификация процесса измельчения клинкера в мельницах с использованием ПАВ./Там же, с.136-141.

5. Несмеянов Н.П. Интенсификация процесса измельчения клинкера с использованием поверхностно-активных веществ./Сб.трудов (МИСИ, БТШ.1), выпуск "Способы и средства механизации ремонтных и вспомогательных работ на предприятиях стройматериалов", М., 1985,

с.238-245.

6. Ценников А.Н., Пироцкий В.З., Несмеянов Н.П. Влияние параметров бронефутеровки с переменным коэффициентом сцепления из прокатных элементов БРОПЭКС на кинетику и эффективность процесса измельчения. /Сб.трудов БТИЗМ, выпуск "Совершенствование техники и технологии измельчения материалов", Белгород, 1989, с.125-144.

7. Иванов А.Н., Иванова И.Б., Несмеянов Н.П. К вопросу распыла интенсификаторов помола в трубные мельницы./Там же, с.214-219.

8. Севостьянов B.C., Несмеянов Н.П. Совершенствование техники измельчения материалов в ыелышцэ с использованием ннтенсв$икатсрсв помола./Труды ВНЮЩемнаиа, выпуск ft 32 "Исследование и создание нового оборудования для производства цемента".Тольятти, 1989,с.80-91.

9. Богданов B.C., Несмеянов H.H. и др. Повышение эффективности использования интенсификаторов поыола при изиельчения портландцемент ного клинкера./Техника я технология измельчения, смешения и классификации материалов: Tea.докл. Взесоюзя.конф. "фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении", Белгород, ч.б, 1989, с_.6.______

10. Несмеянов Н.П. Разработка и исследование классифицирупцей футеровки для цементных мельниц.Лёшшны и комплексы для новых экологически чистых производств строительных материалов: Тез.докл. Всесоюзн!конф. "Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии", Белгород, 19Э1, с.41.

11. Шарапов P.P., Несмеянов Н.П. и др. О производительности шаровых мельниц замкнутого цикла измельчения с повышенной транспортирующей способностью./Проблеш аппаратурного обеспечения производства строительных материалов, изделий и конструкций: Тез.докл.Межд. конф. "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций", Белгород, ч.4, 1993, с.14.

12. Несмеянов Н.П., Шарапов P.P. и др. К расчету мощности, потребляемой мелющей загрузкой в шаровых мельницах с различными внут-римельничными устройствами./Там же, с.15.

13. A.c. X I057I08 (СССР) "футеровка трубной мельницы" (Богданов B.C., Литвин А.,.., Несмеянов Н.П. и др.), Б.И., № 44, 1983.

14. A.c. Л 1238792 (СССР) "Способ измельчения клинкера и добавок в шаровой барабанной мельнице" (Богданов B.C., Вердаян H.A., Несмеянов Н.П. и др.), Б.И., » 23, 1986.

15. A.c. № 1543627 (СССР) "Способ измельчения материалов в шаровых барабанных мельницах" (Богданов B.C., Несмеянов Н.П., Пироц-кий В.З. и др.), Б.И., № 6 , 1990.

16. A.c. № 1643085 (СССР) "Способ измельчения клинкера" (Богданов B.C., Севостьянсв B.C., Несмеянов Н.П. и др.), Б.И., № 15, 1991.

17. A.c. № 1675255 (СССР) "Способ помола цемента" (Богданов ЕС, Платонов B.C., Несмеянов Н.П. и др.), Б.И., * 33, 1991.

18. A.c. Ii 1736040 (СССР) "Внутримельничное энергообменное устройство" (Севостьянов B.C., Богданов B.C., Несмеянов Н.П. и др.), Б.И., № 19, 1992.

19. A.c. J* 1738344 (СССР) "Бронефутеровка трубной мельницы" (Богданов B.C., Несмеянов Н.П. и др.), Б.И., А 21, 1992.

Заказ * И2 Тираж НО эка. Формат 60x84/16

Ротапринт Белгородского технологического института строительных материалов