автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.16, диссертация на тему:Шаровые мельницы замкнутого цикла измельчения с повышенной продольной скоростью материала

На правах, рукописи

ШАРАПОВ Рашид Ризаевич

ШАРОВЫЕ МЕЛЬНИЦЫ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ ПРОДОЛЬНОЙ СКОРОСТЬЮ МАТЕРИАЛА

05.02.16 - Машины и агрегаты производства стройматериалов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород - 1995

Работа выполнена в Белгородской государственной технологии академии строительных материалов

Научный руководитель-

доктор технических наук, профессор В.С.Богданов Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор М.А.Вердиян

кандидат технических наук, доцент Н.Д.Балера

Ведущая организация: Белгородский цементный завод

Защита диссертации состоится 23 июня 1995 года в 14.00 часов на заседании; диссертационного совета К 064.66.03 пр Белгородской государственной технологической академии строит льных материалов (303012, г.Белгород, ул.Костюкова 46, Глэен корпус, ауд.242)

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке городской государственной технологической академии строитель • материалов

Автореферат диссертации разослан

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук

доцент

М.Ю.Ельщ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблею. Эффективность производства непосред-¡твенным образом связана с совершенствованием технологического 1борудования, как вновь разработанного, так и модернизируемого га основе новейших научно-технических достижений.

Измельчение различных видов материалов является основной •отологической операцией при производстве в различных отраслях фомыштнности. При значительных объемах измельчения продукта сласса минус 100 мкм, во многих отраслях, базовыми помольными 1грегатами является шаровые мельницы, получившие такое широкое грименение вследствие простоты конструкции и обслуживания. Одним [з факторов, сдерживающих их широкое распространение, является >чень низкий к.п.д. мельниц, колеблгоийся в пределах 0,1-6)».

Производство цемента характеризуется высоким удельным расхо-iom энергии, который составляет 100 - 11Б кВт-ч/т, при атом на юлю помола сырья и клинкера затрачивается до 75* всей расходуемой энергии.

Учитывая низкий к.п.д. шаровых мельниц, потеря энергии только 1ри помоле в цементной промышленности составляют чвсколько млрд. tBT-ч в год.

Как показал мировой опыт, одним из наиболее перспективных i аправлений повышения эффективности работы шаровых мельниц открытого цикла измельчения является перевод их в замкнутый цикл гамельчания. Производительность традиционных мельниц замкнутого шкла регламентируется их пропускной способностью, что не позво-ияет в большем объеме увеличивав их эффективность. Решению этих задач и посвящена данная работа.

• Цель работа. Исследование шаровт мельниц замкнутого цикла »змельчения с повышенной продольной скоростью материала, обеспо-гаваших повышение производительности яа 10-12« и сток ние уде-

льного расхода аяектроэнерпш до 12-1 Б*; разработка методик ра чета основных технологических и энергетических параметров шаро мельниц замкнутого цикла с повышенной продольной скоростью мат рвала; разработка и внедрение в промышленность новых конструкц внутримельничннх анергооСценных в классЩнцирущих устройств.

Научная новизна работы заключается в разработке способа и мельчения материалов в условиях повышенной скорости материала методик расчета производительности шаровых мельниц замкнуто цикла с повышенной продольной скоростью материала и мощности п ребляемой приводом мельницы: разработке математической модели виде уравнений регрессии, позволяющие получить рациональные ко структивные, технологические и энергетические параметры шаровы мельниц замкнутого цикла измельчения с повышенной продольно скоростью материала; в создании патентно-чистых конструкций ви тримельничных внергообменных и класофщирупцих устройств, но визна которых подтверждена авторскими свидетельствами.

Автор защищает следующие основные положения:

1. Способ измельчения материалов в шаровых мельницах эамн нутого цикла измельчения с повышенной продольной скоростью гот во го материала.

2. Математическую модель расчета производительности шаров мельниц замкнутого цикла в условиях повышенной продольной скор тн материала.

3. 11атематическую модель расчета величины потребляемой мо ности шаровой мельницей с поперечно-продольным движением мелюш тел.

4. Математические модели в виде уравнений регрессий, позв лящие осуществить оптимизацию конструктивных, технологических внергетических параметров шаровых мельниц замкнутого цикла изм льчения с повышенной продольной скоростью материала.

- б -

6. Результаты зкстгериивят&лымх же следованна, проведенных в я5ораторта я щхнлшлеяпа условиях не варовых мельницах аамк-гтого шасле измельчения о повышенно* продольно! скоростью отошла.

6. Патентно-чистые конструкции внутри»льгагшых внергооб-)шш и класафщирупцих устройств шаровых мельниц, способов зиэльчения, обеспэчиващих повышение производительности на >-12* я снижение удельного расюда энергии при измельчении ма-5риалов в условиях повышенной продольное скорости до 12-16*.

Практическая ценность работы. Разработаны инженерная мето-пса расчета и соответствующее программное обеспечение расчета эхяологических и энергетических параметров работы паровых мель-вц замкнутого шасла с повышенной продольной скорость!) материала, озданы конструкции внутринельничных ввергообмеяных и классаХн-ирупцих устройств и способы измельчения в условиях повышенной родольной скорости материала, позволяющие повысить производите-ьность шаровых мельниц на 10-12* и снизить удельный расход энер-ия до 12-15*.

Внедрение результатов работы. Помольный агрегат с говышеп-ой продольной скоростью готового материала эксплуатируется с 968 года на ПО "Ахангарандамент". Экономия от внедрения на ме-[ьнице размером 3,2x16 м составила 96,6 тыс. руб. в год в цепах вриода внедрения. Экономия электроэнергии в год превысила 1,7 ии.кВт-ч.

Апробация работы. Основные положения диссертации в практи-тские результаты обсуждались и получили одобрение нас Все изгони научно-технически: конференциях в БТИСМ (1990, 1991)| Междугородной конференции в БТИСМ (1993), технических советах Агента-шнекого и Невьянского цементных заводов.

Публикации. По теш диссертация опубликовано 8 работ, поду чево 4 авторских свидетельства СССР на изобретения.

Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения пята глав, выводов по работе, списка литературы ( 129 найменова нил) и приложения, которые включают результаты теоретических ) вксперяментальных исследований в виде таблиц: акты внедрения I промышленных испытаний и расчет июномической эффективности. Об щий объем диссертации 159 страниц, содержащих 34 рисунка и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Введение. Показана актуальность работы и изложены основные положения, которые выносятся на защиту.

Глава I. Предпосылки создания варовых мельниц замкнутоге цикла с повышенной продольной скоростью материала.

По мнению отечественных и зарубежных специалистов, основша размольным агрегатом в промышленности, для измельчение клинкера, в частности, будет являться шаровая мельница замкнутого цикла.

Если ранее применение замкнутого цикла рассматривалось, как средство повышения технико-экономических показателей работы мельниц при производстве цементов высокой дисперсности, то в настоящее время этот способ является необходимым условием осуществления процесса измельчения в мощных мельницах и при производстве рядовых цементов.

Развитие замкнутого цикла измельчения в шаровых мельницах осуществляется по следующий основным направлениям: -совершенствование схем и оборудования транспортирования продуктов помола на сепарацию;

-создание новых, высокоэффективных конструкций классифицирующих устройств и схем их компановки: -совершенствование конструкций мельниц.

Известно, что в парстшс кэльницах при различных реямах из-эльчепия в камере грубого измельчения,у мепшмерноЯ перегородки одэргатся до 403 таотец готового продукта, которые существенно ¡отлают эффективность процесса измельчения.

Таким образом, одам из осповяых направления совэрспенство-ания аарослх кэльшщ за'еттутого цикла является создание таких яутримелыпготых устройств, которые Он осудэствляли внутри:,?эль-ичнув классификации измельчаемого материала я обеспечивали его затаенную продольнуп скорость

Исходя из вышеизлогеиного, были сформулированы цель н зада-I диссертационной работы.

Глава II Величина циркуляционной нагрузки паровых гальпиц г за гутого цикла имеет больпое значение при обеспечении мякси-шшой эффективности измельчения. При малых значениях циркуля-гонных нагрузок в шаровых тльиицах имегт место негативные явлэ-[Я, присущие мельницам открытого цикла: переизгмльчение, и вслэ-:твие этого - залипание мэлкщх тел и Футеровки. Высотам цнрку-даошше нагрузки требуют больной пропускной способности кэлыгоц классификаторов и значительных затрат па транспортирование бо-зого количества материала.

В работе приводится ряд формул, опрэделягетс связь мзду ркуляционноЯ нагрузкой, конструктивным! элемонтамп иэлытацы п производительностью. Вывод сделан иа основе слэдупгпх гтртдпо-тяниП:

1) затраты энергии при измельчении пропорциональна вновь разовагагой поверхности (зпкоп .иттштгера);

2) характергстика крупности измельченного продукта подчгпя-ся уравнению Розина-РамАЛера:

7 = 1-е"(а/Ь)П. (1)

7 - выход (или содержание ) в долях едегшиы иатериаяэ етль-0; Ь и п - постоянные параметры;

3) наклонная изжкамэрпая пирагородка, транспортируя готовгх2 материал из первой какэро во вторую, увеличивает производатоль-пость паровой галъкщц.

Используя тооршз подобия, опродалы производительность паровоз кольннци :

_2- (2)

ео ■

Ты-: как параметра У (объеа барабана 1»лышца) в V (окрупшя скорость барабана иэлышцы ) независимо от роЕШ.ов изгальчонля дня одаоЛ и той еэ паровой келыпщц нэкз^эшш, то нала задача сводится ч опрэдэлсниз зависимости ь:эаду езлпчикоП циркуляционной натруяка о к удзлькоЗ повзриюстьв з0 готового продукта в саросах ьгзлыглцах с шлхаюшюЗ продольной скоростью глатерлала.

Бай! ять одну юсовую одппяцу дйого гатершыю с двбо2 гсракторисга::о2 круппостз 7 = £(3), то поворалость класса от О из 0 оярод&втся как сук-аа пошрпюстей олоаэктарша классов крутшэстп. Пэьориюсть олокэптораого класса ез будет пропорцгопа-лька каоду мог^энтораого класса йу в обратко пропорцзонашш крупности сорос б,т.о. <53 = в-Ц^ .В лагеа случае 7=1(0), тоте-

¿з-'Щ^. и с учотса е^опзлоеэеного, ссмзя иоБорзность класса от 0 до а будят рагаа : ^

О

гдо а-ковйфзцаент пропорциональности, завнсяаиЗ от Сор^ частщ.

Поело прообразовать! окончательно 1' ^луч^и о/ъ

'о о

о третьем полежэгога, высказанном в начале настоящей глава, нояно сказать следущев. Из практики эксплуатации цэ житных ша-

- э -

роки гэльпггц пясэстпо, что з пзрвоЗ иг-'зрэ находятся до 40 А катерзала, соотвэтствуггзго по ярушоста готовому продукту, значительное коллчостпо которого отрицательно сказывается на работоспособности паропоЭ кэлышцы. Предлагается за счет класспфща-рупдей способности наклонной иегкакерной перегородка Еыделять из обдай пассу натерзада первой квшрц готовый продукт.

В предлагаемой (¿етодаке расчета производительности,как функция циркуляционной нагрузка,предлагается скорость естэственного прохозденая материала при нзыельчегаи за счет подпора принять за едшшцу, а скорость принудительного транспортирования материала перегородкой принять в соответствии с формулой (5).

ц, « 1 + (V - V )

^ 1 оТяе 4 1

(5)

где р - угол наклона перегородки к осн вращения барабана мельница; е - динамический угол естественного откоса измельчаемого материала; у,и Уг~ относительная площадь контакта мелпдай загрузка с перегородкой соответственно со стороны первой н второй камер.

Для решения этой задачи необходимо выразить выюд готового продукта т0 и параметр ь в функцни цсркуляционной нагрузки.

б)

э) «1

изиель чение

(1 + Од,] оО,

класси 4икация

■ крупка>

изыель

"чениэ

(Ц+ о)0,

класси

готовый продукт

(Еикация

01.

крупка

готовый продукт

Рис.1, Схема замкнутого цикла измельчения. а) с традвдиошш-ю шаровкыи иэльтщша; б) с паровимя иельницвми с поачаеиноЗ продольной скоростью готового материала.

На рлс. 1. прэдставлана нет заиагутого цикла изиольчышл с традицаопнш^з н предлагаагллл! сарошьш к'ллышцалы. Здэсь ка^: принята следущкэ обозначения: и 0* - масса исходного продукт: соответственно традиционной и предлагаемой паровых кальниц .т/ч; О^я о^-масса готового продукта крупностью 70 соответственно традиционной и предлагаемой паровых ильниц,т/ч; ц -продольная ско-орость двиезния материала, дол.ед.; а - циркуляционная нагрузка, дол. од.

Как видно из принятой схеки.в установиьаамся ротка ц" = Е 0( не равна 0* вследствие неадекватности процессов изыелъчо-ния, происходящих в шаровых ыэлышцах.

Производительность установки по схеш 1.6 равна произведена» массы продукта, виходяцаго из шаровой келышцы, на виход готового продукта , отсюда

То ^ ¡ГТо. (6)

С другой сторож, согласно т"орс;.:у дспудо«^), ¡'¡у.ише;.:; алия В!л;э, к.иии:

~ » - I- „-(60/1)" ,.7)

'о- - 1 - ■ (

Реаал относительно ъ получи :

с

! -- _________< , М

- (Щ •

В кешчнеп итого, с учйюи (2) ка2даи иначшшо 0,' длл шщ с поьизашюи продольной сиоюстьа ыатери&ва: 0» у/Г\п-1)ео

~~~ТП~ = ---------------------•

° ап (Но/и) 1п ^

Из последней фо^улы нладьи коадецзнг и, пакаэшшиви,: >-взшнеаш проаэьодателыюсп; каровой ^ышда с лошшшкя. ггр: -дольной скоростью материала при пврчхэд» к л^ой адиудадюша*

=07

сто miîf

) '

(I-íc/Ч) In

"TTi^

(IQ)

С утетс;.: рс;сс*,:сндс:~Л B.3.Tc^ato::.a по о в исходя £3 срда-1 Сор.лу-~J .",.-v.y\r. :::

—-»-„-Л3 (i (1+01) in Ца.1 Q.<5Y/ïr г я ] i ---^

1 ' } (1+о/ц) In -Mi

о "V.

(1Í )

¿.паст прпг-здопта: oœrrorwroî! (Оор-гуга 5) ГОЯЗКСГЭУ, тго нз рос? прогзго-^то.тьностп ггроге" г:з.тьп^цч п.-:;лгт усэягго-п'э частота вркпэкяя бгргбезз, .сэхгста загрузи гэдягзяг узле^а л угол пскхопз пэрэгорогст. К» рлс.2 прэдеткмонэ заггксггхсть прсту спшсЭ спосоСпсста гллг.-тгау а гггэго сочопзя КЗ! со cropcia

т: v.

О ï)

ггзргоЗ п этсрэЯ кезр .При уогсг/.л v 2 О гзсзрзстзггсч v до 1 spc~cro-i7 уг.э.тг;е"~:э арапускяоЗ спзссбпэсга ггз.-пп^ца да ц = 1,1С2. Пгл v = 0 п v : 0 (.тг.г!л II) нЕб.'ядаотсл еттзнта nponycrcnol спссобгоста гэлкпта до ц = 0,023.

Ггггэпттсэдзз^З слал пэ учзтаггз? еяхеяя на сСЗзхг.гпсста И

1,15 1,10 1,05

1,00 0,95 0.S0 0.85

Pre.2. Bj?juü:o tztbovo езчэгш порзгородкп ка nponycaty» способность aapoECîî з^ыг.гщ.

процоссо пзмэльчония располоЕзшШ целой на поворшосхг пврогорс К! со стороны nopnoß и DTopoíi камар.Для опрзделения этого вл;ш воспользуемся формулой (10). Ток кок максимальная транспортиру! кая способность мельницы г.вблюдсотся при v(= 1 я v2= 0, поэто:. варьируя значениями v, и v2 с изменениями величины циркулирует нагрузки о, исследуем поведэние функции к(о) при различных коне рукциях пэрегородки.

На рис.3 показана зависит,;ость производительности паровоз wo льнйцы от циркуляционной нагрузки при 1 и гг= 0 (линия I). Как видно из рисунка,при увеличении циркуляционной нагрузки о о нуля до бесконечности происходат рост производительности рассыа триваемой шаровой мельницы,по сравнении с традиционным, работаю сим в замкнутом цикле со 1002 циркуляционной нагрузкой, при это скорость возрастания производительности все время уменьшается. I каксшальноо значение коэфЦщиента к при бесконечно больиой циркуляционной нагрузке по формуле (10) k1maz= 1,60, т.е. производительность паровой из льнйцы с повышенной продольной скорость; материала при бесконечно большой циркуляционной нагрузке о п пр оптимальном расшлояении щелей на перегородке со стороны napsoí и второй кшдор будет на 60S больше, чем при циркуляционной наг -

рузко о традиционных мельниц в 100S. Возможный случай при v?= 1 к

1,6 1.Б 1.4

1,3 1,2 1.1

1,0

0,9 о.в

/

/ у' № .

/ /

4- и р*"

Рнс.З. Расчетная зависсиость к(о,)

1 нэ шгал с>т,эстео1шого преимущества каровых колыши с огсдгэннсй продольной скоростью материала. При максимально боль-ой циркуляционной нагрузке о паровые ызлънацы с повыпвшой про-олыгой скоростью материала имеют такую .-а производительность, гк и традиционные паровые иелыпщы, рис.3, кривая II, то есть И1гиз= 1 •З86» "то согласуется с физикой реального процесса а зшидя К.А. Разу1*ова , т.к. принудительного транспортирования Г'.эльчаемого цатэрзала пе происходит в следствие проклшпя ого зрзз шисдсипую ¡.-егкамериую перегородку из первой кемэры во горуп и наоборот.В случае, когда 0, а г>2= 1 не наблюдается ГЛэствешюго роста производительности вследствие переполнения I :'.!зри готоеш! материалом, В этом случае при максимально больной фкудяциошюЗ нагрузке о, рост производительности паровых кзль-:ц с поклонной продольной скоростью материала, в сравнении с задицисиш-чн поровьча келышцами, составляет 1,16, то ость, 111п=х1,16. Вышеприведенный анализ зависимости прсизводитоль->сти от гс.фкуляционной нагрузки при различных сочетаниях V а vг ¡казал, что ипкс.гмалъная производительность персглх г.зльниц с !г;пэшюй продольной скоростью материала достигается при пзкси-а Л1с1 пло'дад:! контакта целой 1ГТ1 с материален со стороны первой .•.!еры и !!:ппг-'.альнсй плсхади контента г.елз^ 1ГЯ с нэтерпалси со •сроны второй канорц, то есть прз V » 1 а Уг =0. При укэиигэгегл п возрастании у2 происходит с::;™зн::з производительности и при гэистсэ V, достигает урошгя традиционной гзрокс.1 гэлыгла. ч дадьне^см с:иг::з!гнп г^до пуля и увеличении V. до 1 происходит саагзнио производительности каровой мчльпицц до уровня = 1,10 прч о стре)!.^".ейся к Рзстенэчпост:!.

Расчет потребляемой юности.

Мощность. затрттивзгчзя па ГИД тэл '!„, с.члад'.чтогся

иовдо«:: я , гссюдуогсЗ на 'з с:'.л трг'.сл ггр*1 продо-

¿ízcu КГ к v'j.^ozrr, са пэриог.экяэ цлгг-

роз загрузки цгдяъ соригкаяыго^ осп.

От.'ичзса продгагаэиой изтод-аа расчога штроОляеюЗ î:oc;oct;ï от суг.гстоувцэх оа2са)чсится i. тс.;, что ¡:а ха^с:.: учйстко Сар^Зй-са яз.- ас едое» оо с ¡.;¿rc:.: Ay опрэдэллагся nocp-j-

vssa ipcipo «паси вггрузп: no ^opyyxsi:

Ь íps(z) О ÇO(s) b ÇtU) о ip(z)

! Z&Z j tlz -[ £¿.-3 I ÍZ J I nu- - J ¿i Í Xdlï

r __<Г-?(") .... с, к? (с) a ф/.(г.)

"«" ù " y"f(¿5 "Ъ j ' ' "и' Ъ (pï'iâj o <(o(iij~ '

J ù. f (ii - J j di JdiJili-jdaJús

с d a ça(î.) ù <p.i(a)

rr.T c,b,o s ¿-:¡Tj;;jj~¡ С-РУр.образуе^^х aarpyôi.or; по csç, (c),ç2(e), ç3(s> L not jpsiiocïeû,огргл^чпк^ух й£.гр;/з::у.

Kooi.o ко урз^иша-.'! (12) координат z и s

::";~зго Г ;«.г.:„'эго cuvîu!;..;: ; 4 cc¿r\z-

L™ .-U c;::o;::,oc.:: (ось oy).

0;socln (0,+ c^). (13)

i'jr,; c:*;.j t. î csr-p. l.^: i-c дг:-

Lol ¿ y, :

V siA уа с . <ю

г;;:; с,- ¡те.- c";l/.'U"::: i;0Lrp:: vr.. jc1:;: ■ ....-

a,-

r. :

- 15 -

со .-•■'""•¿itm сггругхз с".ег,э:г по Сззо пз 1С0°.

Гл рогссзгз <утп гз ярпмэрсэ рзсчета прптрз гзсо сгг-

(ГЗ), ir-i учт-э::о, что нспзрзчгог сэ!:э:п:э m пзт>-

гС' т. И пот:сг:7

с ,'лгт-гэ О'З тр';.л пз 2 с срсгсго-гз ',3

" —--ï-rrci s"* - 0 <Г::с.4,а,.тт™. I). Пр ;т >.-:-&

" ------! f; ; <»Г0°> гр—сто-:? п" "

.гр'-гтхч yycviü Г:

"). Г"! — " ; ~> !

"'"С"'?'"? j-.^ vr.'îc'"'?.": г-" ::

■ --Э (■-:...... I).

i- -.о

-0,23

■0,73 1 „П

'. ,13 < С Г!

<\7Г

/

! т

]:Ж1

_г

• iv.' J i

Т^т

На рас.4.С продставлош полононкя 1&3 в горизонтальной плоскости. Здесь видно, что с увеличением угла поворота £ происходит с^ецонио к барабану. При достиаешш £»20° кривая сиоад -ется в противоположную сторону, и при £ > 270° сиоцается к но£т-ральной оси (рис.4.б, линия I).

Нг: рис.Б приведена результата расчета иомеитов, создавае!^л вагрузкой в паровой кельнпцо 4x13,6 и прл шаге расчета вдоль оса вреирниг. Лу, равной 0,2 и. Расчет показал, что в начальный 1,:о:.:зцт врсмою, при [ > 0, происходит увеличение 1:оыонгов, создаваоах

загрузко, относительно осп вращения барабана до £ = 90° (линии I и II). Далее происходит снханиэ величин моментов до £ « 180°.

При далькеГдеы увелнчонки £ величины значения изгоняются в обратной порядке с максимумом при £ « 270°.

т.кН а

Рис.6. создаваем загрузкой в : злыащо <ЫЗ,Ь и.

1-Е«=300;11-£=30°;Ш-{=ИС00;1УЧ 240°; V - £=330°;

Результаты расчета »арности, потр;бЛль»о2 кальшцой, осна-СлдюЗ виутрп^ашшчнша 8норгооб.^нл^1 уеароистьг^-л приведет на рис.6. Графические зависимости 1;т(£>, Нв(£) и !а'0Ц> сдают сн-иусоцдалышС характер и равную Сазу-180°. Прачаа. Сушщая Н <£)-ш> ксазраа шзот цоиыаую озплатуду и саманиэ по в 30° (линии 1,2). Суь^гараоо » сначокно К (£) - ье^чша постоянная (ха-

пия 3).

Г; л, КВТ 3000

геоо 2600 2400 800 400 О

О 90 180 270 360 град.

Рпс.6. Потребляемая подлость в двухкамерноЯ мелывщэ 4x13,5 м.

1 - "т1(£); 2 - Нгг(£): з - ит(£); 4 - NB(£); Б - 110(Е).

Амплитуда колобатй еоллчшш HB(t) составляет 310 кВт прл максимуме прл £ = 90°;270° составлящпм 2780 кВт п ¡япшмумэ пря 0;180° составляют»* 2470 кВт. Т.к. NT(£) прямая линия (рас.б.ла-ния 3),то и мспность, потребляемая загрузкой вцелом ("П(Е)) бу-дэт сгафэзно изменяться по тему го закону, что а И„(£), только Бэиипна so будет больпе на Н (J). Тгжгс» образом, максимум потребляемо;! эагрузксЯ мощности наблюдается прл £=90° и 270° и составляет 3130 кВт, а гепптмун - прл {= 0 и 180° я составляет соответственно 2820 кВт.

Глава 3. В качества основного плана эксперимента пртшлт цзнтра-лхтшЗ композиционный ротатабелышЯ план (ЦШ1 - 25"1) дробного факторного эксперимента (ДСО).

Исследование кинетика процесса ¡пзмольчекяя прометлзсь в непрерывном региме измельчения, прз stcu изменялись количество крупки о, цирку лнру пае S в слстеке; аспирашюгашЯ рок-л 7, гяггаияеныа частотоЗ вращения крыльчатка nei пуятор»; ссст::с:;;~э кахюр 1с мелытцц; транспортгчутаая способность 1ГЯ1, изменяемая рпепо-лопзнлеч отверстия со стороны первой и вторсЗ ккмр гчлыипа vj частота враяенпя барабана мелъницн ф.

Для определения влйяшя этих (факторов на производительность.

- lu -

г/л:- .л: : -'1 i-o.o;, b..jf-.л:;

Ci.-') ксги;:: ore ¡:po;v;;;vc ^¿Jop'.io^...^, .од;.:.-,

L.":', ; u L^'l^nC-'■ 11 i.c: J. J/-» ù L.LI.

cpi'öj^.iv."-;, состьса töji. ¿^ ps,.¿p ~

сжолшахсть « угда iicu-cma перогородг,; на apouoco

к.-з.'ато.'лл сссгодзсодагь i;a каааагпоа усгалолко lo плаоса юркого порадш.

г£222_£- псмтчзп! уравпотя рогроссгл, которао пооаоляг; установить шаяшо осьовпш: Çcr.iopoa (o.Y.U.v il ф) из napc:oîp2 o-jtirc;3dun:î (îi.q.q e п), честь которых здась ириЕздэка: Iïa=32G7i 69.5Х,- 4.2^- 10X3- 7,7ХД+ 284.5^+ 16.U,^ 2.5Ä,Xj-

- и.4Х12д+ l6,2XtX;.+ 12,4X2X3-13.бЗСЛ.-?. 1Z^-2

+5.uf+ ¿j + O.G£¡ - - 69.. (17)

Пв= 2739 + 5OT.0 о + 974 V - 129.7 k - 39550 v + 1797.9 ф -4Шо« 192 с le + 400 o v - 454.7 о ф «• 64.0 Y k + 17S50 V V - 3432 V ф

- 320 к V -(- 141 .7 к ф + 17300 V ф + 6.4 о2+ 16S0Y2- 56^+43000^

- 1002 ф2. (18)

Q ^ 371.05 + 42.3 о - 274 Y + 01,2 к + 14б0 V - 433 ф - 30 о Y

- 4,S о к + 100 с V - 0,6 о + 64 V к - 100 Y V - 343 Уф + 4G0 »

- С2.9 1: ф + 1573 V ф + 3,£сг+ 330 V2- 16 к2* 5750 V2* ЗСо фг(19) q й)0= 209,3 + 20,4 о - 10 Y - 40 к + 710 V - 395,4 ф - 2 о V -3,2 о к - <С0 с v + 20о ф + 56 V к - 200 Y V - 243,1 V ф -220кг>~ 20,6 к ф + 1072 V ф + 6 о2+ 120 Y2* 21 к2* 5250 340 ф2.(20)

" 233,4 - 11.4 о + 280.7 V + 23.2 к - 155 V + 2,7 ф - 4 oY

- 4 о ï - 10 о V + 20 о iji + 64 ï к - 600 Y v - Zß6 V ф - 160 к V

- 22 к ф +2 ог+ 230Уг+ 6,4 к2* 300 V2* 122,7 ф2. (21) Vftio" 105 - 15 О + 27 y - 10,6 к + 530 v - 169 ф - 4 о к +30 cv

+ 17 о ф + 36 V к + 450 Y V - 172 Y ф + 140 к V - 28,6 к ф +

715 V ф + 3,6 о2+ 70 Y2+ 11,2 к2* 3250 V2* 184 ф2. (22)

° "15° + 9,5 0 * 64,5 7 " 2 к ~ 355 v + 525»1 ^ + 6 0 ? *

20 о V - 56 Y к - 350 Y V т 171,6 Y ф + 80 к V +34,3 к ф + 143Уф

- 5.2 о2- 100 У2- 0 К2- 3250 V2- 470 ф2. (23)

°аюя ~ 104 + 14,3 0 + 12Э.0 V + 51.3 к + 300 V + 582,3 ф - 24о¥ + 1 ,8 о к + 66 о V - 5,2 о (¡) - 31 ,6 У !: + 170 7 V + 133 V (|) +

О о о *>

+ 60 !£ v + 24 к ф + 114 v ф - 6,5 о - 125 У - 23,4 3500 v"- 434.6 ф2. (24)

Напбольяее ыгашп'.о на параметр н величину потребляемой мощности !?,, оказывает количество крупка а частота вращения барабана мэлъеяц!!, так ке:: суга^юэдащпентов при х( п наибольшая. По-лс:лтельныЗ знак прл I, а Х^ подтверждает теоретические внводц о тсу, что с увеличен-лем количества крушм и частота вредная барабана г.злыпщы потребляемая глоплость в иэдыыцэх замкнутого 1X12ела с попэрэчно-продольнии движением мзлввщх тел возрастает. Тождественность получаемого уравнения с рзалыпл.1 процессом пэд-тсзр-дается знаке:.! 'гглнус" прп -при увеличении частота врата-П!Л барабана в иэлыпщз?. с копэрз'пи-прэдолъша дшеоилем заг-р;'к*л штрэбляеиал ?,'о:цность сшгжзтсп,?.ц, реншэ, чем у делызд с пзртлкалию:'! пзрзгородчоЛ Н2ст:>~зт лллелл:] гз—Теоротнчз> лл> по.-о^э^ы о т/о леглг ллллл_лл е по.лолзнлз ллл-'.о:'.':::"' :л: ; ■ прлсл п;р~ллро.". • • „),,::::¡.5 л плеполгг'зпл"; ::>■

ьм:зл;;;'ЛЛ л ■ ллл"'л' • ллл: глллллл г,з

■■-V!/ лолрзЛллзлз.! ;:зллслл.л 1 ллл ч;.ллл ,.л , '-т лоз ;Лл ЛЛ5'5 л': :

л л: ллл •) ; " '. ; I лл^з1;-, ,• ■■

ЛТП л л... 1л. з :: ч.лллл лзл;л'ллзлл л ^л.ллзлз р.л.лл ■

з;лл :зг щ......'л/ лллр. Л.'ллл.л.; лл-.лллч<;, лоз л .ли-лил прл

лиг рллтл ;;о лол :лллз .Прллз:! ;л.):лл\лл'л лрлл.л ллпл^рэл и калу, с. 1 из г.:-"гл:;лсз V.,:,"..; : лллл: зу с'пг'лш'з потг-.-;« ^..л": -

ил^озлл. л л :: '-зчт ::: Л, л, ;л.,;, :Л.; % Л,; . , Л, .

1!л, урз.'л.л'л! (1П) ллл ллзплл^лл; л:\'.'ого лл лзрл"--.

О» 1С ЕЛаиЕЛЗТ р.зс'З ;Узлы:ЗЛО рЛЛЛЗ' .! ЛЛ'Т!ЛЛ, Л ЛЛОЛЛЧЗЛЛЗ 7. V л й цлсоорст алл."31 у;л-;:лл л з-л,, '. ^ л

По углл _) :лл л..'|";л; 'лл:л!л,лл--

во-технологичэских параметров шаровых ыальшщ замкнутого цикл повшшнной продольной скорость» иатври&гл на ев пропускную с; собность и затрачиваемую на вто энергию. Например, с увеличен аффектов У к и V ф , иыевдих наибольшие по величине положите, ные коэффициенты происходит снимание эффективности процесса ] мельчания, удельный расход энергии возрастает.

Из уравнения (20) следует, что увеличение любого из фак' ров V, к, ф снижает удельный расход внергии на измельчение на' риала до иооа= ю*. а увеличение V - увеличение ч.

С увеличением V также снижается удельный расход энерл Казалось бы, это противоречит теоретическим выводам. Но на д< происходит то, что с линейным увеличением скорости воздушнс потока в барабане меЛьницц происходит выход кондиционного щ дукта за счет вывода его из мельницы. Но увеличение скорос воздуха неадекватно сказывается на увеличении дощности потре ляемой воздуходувкой. Это подтверждается положительным коаф] циентом при факторе V2. Исходя из атого можно сделать вывод, ч повышение скорости воздуха более 0,7 м/с в барабане мальшщы в целесообразно. К сказанному можно добавить,что увеличение ч пс тверждается кое<йициентами при аффектах Ук и Ц), что в реальв условиях снижает эффективность помола в замкнутой цикле.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следуш выводы:

- при любых значениях V, к, тиф увеличение о вызывает незаач тельный рост потребления анергии;

- увеличение V не вызывает значительного изменения потреблен мощности, но при увеличении ф и возрастании V наблюдается сниж ние потребления энергии за счет большого выноса материала из м льницы;

- положение наклонной ыеккшэрной пэрогородки по длине бараба

э влияет на уровень потребляемой ■•сагости; конструкция мегкелерноЯ наклонной перегородки при неизменном где оо паклона к оси вращения барабана, ео иивое сечепиэ л рас-ологхнше отверстий па перегородко такге не влияят на воличгацг отребляемой мельницей модности;

при кенкзей частота врсиеппя барабана ?.;ель!пщи с ПГЩ загрузки отроблязт больпуи мощность, следовательно пели^ие тола совер-аэт большую работу. При лгйых значениях о. У, к п V пзбляда-тсл Золъпл!й, по сравнению с тродпциотнш:! гмлыдще!^!, рост по-реблэкпя копностп до уровня ф = 0,69.

На основании скспэртпентвльиых дэнпих, получек:« по уравнэ-":г:1 (19-22) дгл зависк.'.ости о,(о,У,1',у,ф) паггп сдэлони слодугь ' г:!го.:и:

г-тпт'алызгЛ расход спергтя при дгбах пяачепяяз V, Ч, г> п ф дэ--гг в области нвгру-яная кздьпищ 1С0Я < о < гсоз я области Г'алих о гэнъппч спачепиян 7 -старость гоздугисго по-с-оотвотстпуо? Сольспй расход впергпи п, наоборот, в обдасти слет: о, болъгЕа,' V соответствует болытй : при гзль-лз значениях ф п усе.тэтггги параметра о грслсходггг :::~а1пэ уровня потрзблепия спергпз.

•::"иа-злыпо затрата зяергни пз па::ольчз:~э г.'этзриадз достигался при увеличении пгрс!.:этрз тис упэлячеЕгтп прспускпоЗ сносности г ильницу.

при с!»шппа КЯ1 з сторону кк»р| грубого по;юла псблядаотсл тпгзпна потребления гпергси па единицу измельчаемого иэторязда, :р:г:с.'1, при лгвньзих значепилх У происходит более рэзгоэ у^эиьгэ-н ч 1к> при больсих значепиях 7 кпнпмум потребления виэрпп эггг з области 1,25< ь <1,5. С увеличением длила кггяра тонкого :г::ельчения, при к>1,5 происходит сиигэпиэ яМэгстаплоста зз счэт •ого, что во вторую кглгзру попадают частица кзторзалэ крупного

разгара, на разрушают которого ео хватеот анэргия мелщих тел второй каморы.

- функция кмэот явно вырагешшй экстремум, распологонный в области 8й< V <103 для различных значений о, V, к и <$.

- юпсмум значений ^(ф) при любых уровнях факторов о, V, к п V достигается уменьшением ф при большем уровне потребляемой мощности, по сравнению с молышцами, оснащенными вертикальными поро-городккш наблвдается больаая производительность.

Оптимизация факторов осуществлялась методом множителей Лаг-ранга. Максимальная вффектишость измельчения набладалась прл следугцл- уровнях факторов: о = 162,5)»; V = 0,72 м/с; к = 1,25; V = 85; ф = 0,655 при <3)0= 8Э.36 КГ/Ч И ч = 31,063 кВт Ч/Т.

Главп Б. Наклонная иокквмерпая перегородка установлена на кэлышцэ £3 цоха "Помол" ПО "Ахангаранцэыент" размером 3,2x15 ы-в апреле - мае 1988 года. Перегородка выполнена из прутка диа-мэтром 50 к.!.Ширина щэлей моаду прутками 12-16 км. Угол установки Iгорогорода! к оси вращения барабана 55? Посла установки ШЛ длина камор по осп составила: первой камеры-6,5 м; второй-8,5 м.

После реконструкции мэлышцы загрузка ее стала такой :1 камора : <130 - 8 т; (180 км - 10 т: <170 мм - 10 т; <160 КУ - 8 Т; Л50 км - 7 т. Итого - 45 т. II камера : ¿40 ид - 60 т.

Общая масса молщих тел была снижена на 40 т,по сравнению с паспортной и на 15 т, по сравнению с рекомендуемой,при <1С=5§^ ••-•<• В качество классификатора приме нон центробопдй сепаратор с внешней зоной осаадения СЫН - 419.4. По/'зча исходного продукта ня сепарацию осуществлялась гшок.ю8;што;;;г.;п пасосами.

В таблице представлены результата работы мельницы 3,2 х 15м до и после установки в ней НМП.

Таблица 1

Показатели работы цементной мельницы 3,2 х 16 м

"Ж1 изм.

№

п/п

1. 2.

3.

4.

6. 6.

7.

8.

Наименование показателей

Величина показателей

до внедрен.[посла вне др.

Производительность мельницы Остаток на сите ЖХВ

Производительность.приведен. к 10« остатку на сите ЖХВ Загрузка мелших тел Потребляемая мощность Удел, расход электроэнергии

Удельный расход электроэнергии,прив.к 10» остатку

Годовой выпуск цемента

т/час Я

т/час тонн

кВт кВт-ч т

кВт-ч т

тонн

46,6 9

4а,б

126

1750

37,63

36,0 285138

Б2 9

64,34

105

1660

31,92

30, ББ 318864

Экономический эффект от внедрения составил более 98 тыс.руб. в ценах периода внедрения.

вывода ПО РАБОТЕ.

1. На основе анализа направлений развития помольного оборудования показана эффективность использования в шаровых мельницах замкнутого цикла измельчения принципа повышенной продольной скорости материала.

2. На уровне изобретения разработаны конструкция внутриме-льничного енергообменного классифицирующего устройства и способа измельчения материала, позволяющие повысить эффективность процесса изыэльчопал а шаровой изльпицэ замкнутого цикла.

3. Разработана методика расчета производительности шаровых мельниц замкнутого цикла с повышенной продольной скоростью материала. Установлено, что максимальная эффективность измельчения обеспечивается при максимальных продольной скорости материала и циркуляционной нагрузке. Превышение производительности,в сравнение с шаровыми мельницами замкнутого цикла с вертихальнами перегородками, достигает 15*.

4. На основе существующих теорий расчета мощности, потреб -

ляейой «аровыМИ Мельницами, оснащенными различными конструкциями вну 1ри*>ЛАйичных анергообменных устройств разработана уточненная йеТоДвса^ И*тйващая различные условия поперечно-продольного движения МеЛявеЙ Загрузки <

б. Исследован Процесс измельчения клинкере в шаровых мельницах замкнутого цикла о Повыиенной продольной скорость» материала с использованием математического планирования эксперимента. Получены уравнения регрессии # адекватно описывающие процесс измельчения клинкера в варошх мельйицах замкнутого цикла, проведена оптимизация параметров. Установлено, что при кратности циркуляционной Нагрузки о - 162,6X1 скорости воздушного потока в барабане мельницы т = 0,72 м/с( отношения длин камер к = 1,25] относительной площади контакта отверстий с мелщей загрузкой я относительной частоте врацения барабана мельницы ф =0,665 производительность мельницы увеличивается на 14< при снижении удельйого расхода йлектрозйергии на <2)1.

6. Осуществлено промышленное внедрение энергообменного клас-стфщирупаего устройства на шаровой мелышцэ замкнутого цикла размером 3,2x15 м ПО "Ахангаранцемент". В реальных условиях подтверждены результаты теоретических и экспериментальных исследо -ваний по измельчению клинкера в паровых мельницах, с повышенной продольной скоростью материала.

7. Установлено, что на шаровой мельнице 3,2x15 М при наклоне ВЭУ под углоМ р = Бб°, отношении длин камер к = 1,3 и Загрузке мелющими теЛакш <р « 0,28 производительность мельницы замкнутого цикла возросла нп 11* (с 0=46(5 т/ч до 0=53 т/ч). Удельный расход электроэнергии снимется На 17,8* (с ч=37,63 кВт ч/т

по 31,92 квт-ч).

Ч. Экономический эффект от внедрения на ПО * Ахангаранце-иппт" составил 99,8 тыс.руб. в ценах периода внедрения,« вкономия

электроэнергии превышает 1,7 млн.кВтч.

Основные положения диссертации опубликованы в следу ища работах:

1. Богданов B.C., Фадин D.U.. Шарапов P.P. Влияние интенсив вости поперечно-продольного движения загрузки на энергетические параметры работы мельницы. - В кн.t Энергосберегающая технология строительных материалов. Белгород.: БТИСМ, 1988, с. 132-137.

2. Фадин D.U.. Шарапов P.P. Влияние интенсивнисти поперечно продольного движения загрузки на параметры работы мельницы. - В кн.: Совершенствование техники и технологии измельчения материалов. Белгород.: БТИСМ, 1989, с. 104-113.

3. Богданов B.C., Шарапов P.P. Особенности процесса измельчения клинкера в трубных шаровых мельницах замкнутого цикла измельчения о внутримельничными энэргообмеиными устройствами. Белгород. :Тезисы докл. X Научно-техн. ковф. БТИСМ, 1990, с. 6.

4. Фадин D.U., Шарапов P.P. Аспиранионный режим при измельчении материалов в трубной мельнице с наклонной межкамерной перегородкой. Белгород.:Тезисы докл. XI Научно-техн. конф. БТИСЫ, 1991, с. 42.

5. Шарапов P.P., Несмеянов Н.П., Фадин D.U., Зеленков С.Ф. О производительности шаровых мельниц замкнутого цикла с повышенной транспортиру оде й способность!). Белгород. :Тезисы док. Иежду-нар. конф. БТИСЫ, 1993, с. 14.

е. Шарапов P.P., Ахтямов A.B.. Несмеянов Н.П., Фадин D.U. К расчету мощности, потребляемой мелюдой загрузкой в шаровых мельницах с различными внутримельничными устройствами.Белгород.: Тезисы докл. Междунар. йонф. БТИСи, 1993, с. 1Б-16.

7. Шарапов P.P. Влияние конструктивных особенностей ВЭУ шаровых мельниц замкнутого цикла на их производительность. - В кн.: Uamnffl и комплексы для новых экологически чистых производств

строитедьных материалов. Белгород.: БелГТАСМ, 1994, С.

в. Шарапов P.P., Герасименко Б.Б. Оптимизация процесса измельчения в паровых мельницах замкнутого цикла. - В кн.: Там же. -0.

9. A.c. 1Б99090 (СССР).Способ измельчения материалов в трубной мельнице с наклонной межкамервой перегородкой/ Шарапов P.P. ■ др. - Опубл. в БИ, 1990, Л 38.

10. A.c. 1641473 (СССР).Центробежный воздушно-проходной сепаратор/ Шарапов P.P. в др. - Опубл. в БИ, 1991, » 14.

11. A.c. 1733084 (СССР).Трубная мельница/ Шарапов и др. -Опубл. В БИ. 1992, Л 18.

12. A.c. 1741900 (СССР). Центробежный воздушно-проходной сепаратор/ Шарапов P.P. ж др. - Опубл. в БИ, 1992, Л 23.

/