автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование шаровых барабанных мельниц двухстадийного цикла измельчения

н

ТРУХАЧЕВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ШАРОВЫХ БАРАБАННЫХ МЕЛЬНИЦ ДВУХСТАДИЙНОГО ЦИКЛА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

-О СЕН 2010

Белгород 2010

//

004607УЬЧ ^ /

004607964

Работа выполнена в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Ханин Сергей Иванович

доктор технических наук, профессор Сиваченко Леонид Александрович

доктор технических наук, профессор Бакалин Юрий Иванович

Шахтинский институт (филиал) ЮжноРоссийского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Защита диссертации состоится 29 сентября 2010 г. В 12 на заседании диссертационного совета Д 212.014.04 при Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова (308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46, главный корпус, ауд. 242).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Автореферат диссертации разослан ¡¿Ф^А 2010г.

Учёный секретарь

диссертационного совета / / Уваров В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. При производстве цемента на долю тонкого измельчения приходится до 50% всей затрачиваемой электроэнергии. Традиционным агрегатом для тонкого измельчения в России является шаровая барабанная мельница (ШБМ), среди недостатков которой выделяется повышенный удельный расход электроэнергии. Увеличение энергоэффективности существующего цементного оборудования является актуальной задачей, решение которой, по мнению специалистов, будет направлено на совершенствование конструкций измельчителей технологических систем стадийного, в т.ч. открытого, цикла измельчения. Применительно к шаровым барабанным мельницам целесообразным является конструктивное совершенствование внутримельничных энергообменных и классифицирующих устройств, позволяющих обеспечить рациональный режим движения мелющих тел, своевременно удалять кондиционные фракции измельчаемого материала, тем самым улучшая условия доизмельчения крупных частиц материала и повышая энергетическую эффективность процесса измельчения.

Большую роль в повышении эффективности ШБМ двухстадийного цикла измельчения играет конструкция внутримельничных устройств отдельных агрегатов. Рациональные значения конструктивных параметров внутримельничных устройств, коэффициентов загрузки материалом и мелющими телами камер мельницы, соотношение их длин, ассортимента мелющей загрузки и ряда других конструктивно-технологических параметров целесообразно определять с использованием математического описания протекающих в мельнице процессов. Совершенствование методик расчета конструктивно-технологических параметров помольного оборудования и конструкций ШБМ является актуальной задачей в настоящее время.

Цель работы. Повышение эффективности процесса помола материала в шаровых барабанных мельницах двухстадийного открытого цикла измельчения, разработка методики расчёта их параметров.

Задачи исследований.

1. Разработать для технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения рациональную, патентно-защищенную конструкцию ШБМ с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством (ЭВКУ), интенсифицирующим процесс грубого помола материала, обеспечивающей повышение производительности и снижение удельного расхода электроэнергии мельницы тонкого помола.

2. Разработать математические описания процесса измельчения одиночных частиц материала с учетом их характеристик и последующего распространения результатов на всю совокупность частиц в ШБМ.

3. Разработать математическое описание процесса классификации частиц материала с учётом их размеров через отверстия просеивающих поверхностей различных типов предлагаемой конструкции ЭВКУ.

4. Получить аналитические выражения для расчёта основных конст-

Г '

ч \

руктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого помола материала с ЭВКУ и тонкого помола, входящих в технологическую систему двухстадийного открытого цикла измельчения материала.

5. Разработать для шаровых барабанных мельниц технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала основанную на математических описаниях процессов движения мелющих тел, измельчения и классификации частиц материала инженерную методику расчёта, определяющую рациональные значения основных конструктивно-технологических параметров мельниц грубого и тонкого помола в зависимости от их производительности, удельного расхода электроэнергии на подготовку тонкомолотого материала и характеристик материалов на входе и выходе мельниц.

6. Экспериментально подтвердить адекватность полученных математических выражений, описывающих процессы измельчения и классификации материала, реальным процессам в шаровой барабанной мельнице при её оснащении энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством и без него.

7. Разработать рекомендации для использования результатов исследований в промышленных условиях.

Научная новизна. Получены:

- математическое описание процесса разрушения несущественно анизотропных частиц материала, позволяющее рассчитать критическую скорость разрушения в зависимости от характеристик взаимодействующих объектов;

- эмпирическое выражение для определения критического количества соударений, необходимого для разрушения частиц цементного клинкера, в зависимости от их размеров, температуры, скорости взаимодействия с другими объектами;

- математическое описание процесса классификации частиц материала, позволяющее рассчитать вероятность их прохождения через отверстия плоской и колосниковой просеивающих поверхностей предлагаемой конструкции энергообменного внутримельничного классифицирующего устройства в зависимости от геометрических характеристик просеивающих поверхностей, размера и скорости частицы материала;

- математические выражения в виде уравнений регрессии для расчета основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого помола с ЭВКУ и тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала.

Автор защищает.

1. Патентно-защищенную конструкцию шаровой барабанной мельницы с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством.

2. Математическое описание процесса разрушения несущественно ани-затропных частиц материала при взаимодействии с другими частицами, ме-

лющими телами, внутримельничной поверхностью.

3. Математическое описание для определения критического количества соударений, необходимых для разрушения частиц цементного клинкера.

4. Математическое описание процесса классификации частиц материала через отверстия плоской и колосниковой просеивающих поверхностей предлагаемой конструкции ЭВКУ.

5. Математические выражения в виде уравнений регрессии и инженерную методику расчёта основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого помола с ЭВКУ и без него и тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала.

6. Результаты экспериментальных исследований процесса измельчения одиночных меловых, известняковых и клинкерных частиц материала.

7. Результаты экспериментальных исследований процесса измельчения частиц материала в шаровой барабанной мельнице, оснащенной ЭВКУ и без устройства.

Практическая ценность работы. Разработана инженерная методика расчета основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого помола при её оснащении ЭВКУ и без устройства и тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала. Разработаны рекомендации по выбору основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц в промышленных условиях, а также новая патентно-защищенная конструкция шаровой барабанной мельницы с ЭВКУ, обеспечивающая повышение производительности мельницы тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала на 13% и снижение удельного расхода электроэнергии на 18,7%.

Реализация работы. Осуществлено применение результатов исследования на цементной мельнице ОхЬ=3,2х15 м ЗАО «Катавский цемент», позволившее повысить производительность на 6,5% и снизить удельный расход электроэнергии на 8,2%. Результаты работы используются в учебном процессе кафедры механического оборудования БГТУ им. В.Г.Шухова.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы обсуждались и получили одобрение на Международном форуме по проблемам науки, техники, образования (Академия наук о Земле, 2004, г. Москва); Международной научно-технической Интернет-конференции «Информационные технологии в управлении и моделировании», Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндуст-рии», Международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (БГТУ им. В.Г.Шухова, 2005, 2007, г. Белгород); XX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-

20» (Яросл. гос. техн. ун-т, 2007, г. Ярославль), XXIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-23» (Сарат. гос. техн. ун-т, 2010, г. Саратов).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе две в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ; получены два патента РФ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержащего основные результаты и выводы. Работа включает 187 страниц основного машинописного текста, 12 таблиц, 40 рисунков, список литературы из 143 наименований и 19 приложений на 71 странице.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы её цели и задачи, указаны научная новизна, практическая ценность, реализация и апробация работы, изложены основные положения работы, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены основные агрегаты, используемые для измельчения материалов цементного производства. Приведён анализ применения ШБМ и пути их совершенствования для повышения их энергоэффективности на основе использования различных энергообменных и класссифици-рующих устройств, применения поверхностно-активных веществ, расчёта конструктивно-технологических параметров. Основные работы в этой области принадлежат: B.C. Богданову, М.А. Вердияну, Н.Д. Крюкову, В.В. Кафарову, В.З. Пироцкому, B.C.Севостьянову, Р.Р.Шарапову. Установлено, что совершенствование стадийного измельчения и конструкций измельчителей является перспективным направлением научных исследований.

Рассмотрено использование ШБМ и других установок на этапе грубого помола клинкера. Установлено, что одним из способов повышения эффективности работы помольного оборудования для тонкого измельчения является использование предварительного измельчения материалов в пресс-валковых установках, дробилках ударного действия или барабанных предизмельчителях.

Рассмотрены существующие теории, описывающие измельчение материала. Установлено, что в настоящее время наиболее распространёнными описаниями процесса измельчения являются энергетический подход, направление, связанное с применением двухкомпонентных моделей, селективный и стохастический подходы. Было рассмотрено каждое из направлений.

Выполнен анализ существующих теорий, описывающих процесс внутримельничной классификации материала, рассмотрены основные характеристики процесса классификации.

Проведён анализ применения существующих теорий измельчения и классификации материала для расчета шаровых барабанных мельниц.

а)

б)

в)

Б-Б (увеличено)

Рассмотрена предложенная патентно-защищенная шаровая барабанная мельница с ЭВКУ (рис. 1), состоящая из загрузочного 1 и разгрузочного 2 устройств, выходной решетки 3, неподвижно соединенных с футерованным цилиндрическим корпусом 4. Футеровка корпуса выполнена в виде полых, открытых по торцам элементов 5, расположенных по винтовой линии 6 рядами с образованием в каждом ряду винтового канала 7, сообщающегося с разгрузочным устройством 2.

Футеровочные элементы на внешней стороне имеют сквозные отверстия 8. В корпусе неподвижно по отношению к нему (у загрузочного и разгрузочного устройств на диаметрально противоположных сторонах) установлены перфорированные эллипсные сегменты 9 и 10, которые наклонены к продольной оси корпуса, ограничены их торцами 11 и 12, проходящими через большие оси 13 и 14 эллипсных контуров сегментов и футеровочными элементами; располагаются параллельно друг другу и образуют при помощи крышек 15 и 16 закрытые, сообщающиеся с винтовыми каналами 7, полости 17 и 18. Ширина или диаметр отверстий 8 и отверстий в эллипсных сегментах 19 и 20 должны быть равными между собой.

При работе мельницы ма-

А-А (увеличено)

»

1-Й

л

I j

ill'

'Ч

1

.„-У1,

Рисунок 1. Схема шаровой барабанной мельницы с энергообменным внутримель-ничным классифицирующим устройством а) продольный разрез; б) и в) наклонные разрезы териал поступает в загрузочное устройство и подается им в футерованный цилиндрический корпус, который загружен мелющими телами. При повороте корпуса на угол от 0° до 180° перфорированный эллипсный сегмент 9 воздействует на шароматериальную среду в направлении к эллипсному сегменту 10. При повороте корпуса на угол от 180° до 360° эллипсный сегмент 10, в свою очередь, воздействует на шароматериальную среду в обратном направлении к эллипсному сегменту 9. При описанном воздействии на мелющую среду с распределённым измельчаемым материалом ей сообщается движение

не только в поперечном, но и в продольном направлениях, что способствует разрушению застойных зон в мелющей среде и интенсификации процесса измельчения. Частицы материала, образующиеся в процессе измельчения, размеры которых меньше ширины (диаметра) отверстий 8 в футеровочных элементах 5 и отверстий 19 и 20 в эллипсных сегментах, попадают через них в винтовые каналы 7 и транспортируются по ним в разгрузочное устройство 2.

Конструкция мельницы позволяет интенсифицировать воздействие мелющих тел на измельчаемый материал и выделять из него фракции требуемых размеров по мере их образования. Это позволяет повысить эффективность измельчения материала.

Во второй главе представлено математическое описание процесса разрушения одиночных частиц материала в форме шара при различных видах воздействий. Данное описание основывается на законах физики и теориях разрушения А.А.Гриффитса, Г.Р.Герца и Г.С.Ходакова. В зависимости от характеристик рассматривались измельчаемые частицы материала с несущественной анизотропией физических свойств, для которых коэффициент анизотропии находится в диапазоне от 0,7 до 1,6, например, известняк и мел, и существенно анизотропные частицы, у которых коэффициент анизотропии больше 1,6 либо меньше 0,7, например, частицы цементного клинкера.

Для перехода к рассмотрению совокупности частиц материала в шаровой барабанной мельнице с использованием математического описания процесса разрушения одиночной частицы в дальнейшем применяется программная реализация численных расчетов основных процессов, протекающих в ШБМ при её оснащении ЭВКУ и без устройства.

На основании второго закона Ньютона и зависимости, определяющей тензор напряжений в разрушаемом теле, для несущественно анизотропных частиц материала после введения трёхмерной декартовой системы координат (рис. 2) с центром в точке взаимодействия тел, осью ОУ, направленной к центру разрушаемой частицы, осями ОХ и ОЪ, направленными по касательным к поверхности шаровой частицы, было получено следующее выражение по определению критической скорости разрушения одиночной частицы материала:

= ^2-АвГх-а;р!т2 ,при(г = х,у,г), (1)

где Л & - площадь контакта при взаимодействии тел; х - расстояние от начальной точки взаимодействия тел до равновесной трещины в измельчаемом теле; гт,4' - компоненты тензора напряжений в разрушае-Рисунок 2. Схема расположе- мом теле, т2 - масса воздействующего ния системы координат отно- тела, сительно измельчаемого тела

На основании работ Г.Либовица, А.А.Гриффитса и Г.П.Черепанова были получены выражения для определения компонент главной диагонали тензора критического напряжения в следующем виде:

■ о?

сг" =

где // - постоянная Ламе, V, - коэффициент Пуассона для измельчаемого материала, Е, -модуль Юнга разрушаемого тела, - длина эллиптической трещины в бесконечно большом теле, ас„ — среднее межатомное расстояние.

Выражения (2) получены из теории А.А.Гриффитса для разрушения бесконечно больших тел. При измельчении в реальных установках необходимо учитывать конечные размеры тела. На основании работ Г.С.Ходакова нами установлена связь между длиной трещины в бесконечно больших телах ¿я и в телах с конечными размерами Ь^:

(3)

где Л/ - радиус измельчаемой шаровой частицы.

Под Ьк понимается длина равновесной трещины, которая определяется в результате взаимодействия тел, механизм которого рассмотрен в рамках волновой теории, согласно которой в результате взаимодействия мелющего тела с частицей материала в последней возникают возбуждения, которые удобно описывать, используя метод квазичастиц. Согласно этому методу, возбуждения можно рассматривать как идеальный газ квазичастиц (фононов) с энергией:

Е'=п„-Е;, (4)

где Щу - количество фононов в материале измельчаемого тела. Еу - энергия одного фонона, которую определим выражением:

Е\ = Ь ГгАю , (5)

где Й = 1,055 ■ 10~34 Дж • с - постоянная Планка, деленная на 2ж.

Количество фононов возбуждения в теле можно определить соотношением:

л — _1 1 1

У«03312

(6)

где // и 12 - размеры деформаций для разрушаемого и воздействующего тела соответственно; V, и Увоз - соответственно объемы измельчаемого

тела и области деформации в нем; <5 - размер измельчаемой частицы, начиная с которого в ней могут появиться трещины, определяемый по работам Г.С.Ходакова.

Площадь контактами ПРИ взаимодействии сферических тел и максимальный размер деформации для каждого из взаимодействующих тел I/ и 12 определяются согласно теории Г.Р.Герца.

Длину трещины в измельчаемом теле определим следующим образом:

где а2втзх - максимальное значение напряжения, создаваемого внешней силой (определяется из теории Г.Р.Герца); к - постоянная Больцмана; Т -температура тела в Кельвинах; ум~ поверхностное натяжение материала.

Установлено, что процесс разрушения зависит от многих факторов, основными из которых являются характеристики измельчаемых частиц материала (масса, прочностные и упругие свойства, плотность, атомный вес, температура), их размеры и скорость взаимодействия с другими объектами. В работе рассмотрены случаи взаимодействия частицы материала с мелющим телом (рис.3), двух частиц материала и частицы материала с внутримельничными устройствами (рис.4). Разработанное математическое описание позволяет рассчитать условие, при котором частица материала будет разрушена при взаимодействии с другими объектами, присутствующими в камере шаровой барабанной мельницы.

В работе приводится анализ полученных выражений по определению критической скорости разрушения. На основе результатов физических экспериментов по критерию Фишера установлена адекватность предлагаемого математического описания процесса разрушения частицы материала.

Рассмотрен процесс классификации частицы материала на двух типах просеивающих поверхностей энергообменного внутримельничного классифицирующего устройства. Первый тип представляет собой многогранную замкнутую поверхность, осью симметрии которой является продольная ось мельницы. Грани замкнутой поверхности параллельны продольной оси мельницы и имеют отверстия прямоугольной формы (частный случай -квадратные отверстия) или же эллипсной (частный случай - круглые отверстия). Второй тип классифицирующей поверхности представляет собой колосники, расположенные вдоль камеры мельницы параллельно продольной оси мельницы, равноудалённые от неё и расположенные по отношению друг к другу с одинаковыми зазорами.

Входными параметрами для математического описания процесса классификации служат диаметр частицы с1, и вектор скорости движения частицы материала V; геометрические характеристики классифицирующих

(7)

поверхностей, к которым относятся: Ь - ширина прямоугольного отверстия или длина малой оси эллипского отверстия в зависимости от типа отверстия; I - длина прямоугольного отверстия или длина большой оси эллипс-ного отверстия в зависимости от типа отверстия; длина I и ширина В элементарной ячейки классифицирующей поверхности.

Укр, м/с

400 360 320 280 240

а)

б)

2.6 2.8

3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 44 4.6 4.8 5 Ю'Я.и

2.6 2.8

3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4,2 4 4 4 6 4.8 5 10° К., в

Рисунок 3. Зависимость критической скорости разрушения частиц материала стальным шаром (Я/=0,03 м) от её размера: а — меловой;

1 — при Т = 20°С, 3 — при Т

- известняковой; центральный удар:

4 — при Т = 70°С; косой удар: 2 — при Т

= 20°С,

: 70°С

а)

б)

20

10

340 300 Т, К

зео

0,02300 340 т. "к

380

Рисунок 4. Критические скорости разрушения при центральном и косом V* ударе в зависимости от радиуса частицы и её температуры: а) меловой частицы со стальной плитой; б) известняковой частицы со стальной плитой

За элементарную ячейку принимается часть классифицирующей поверхности прямоугольной формы, включающая в себя отверстие для классификации и область вокруг этого отверстия, ограниченную прямыми, проходящими через середины промежутков между соседними отверстиями и параллельными их соответствующим осям. Причем вся классифицирующая поверхность представляется как набор элементарных ячеек, расположенных рядом друг с другом.

Процесс классификации рассматривается на неподвижных классифицирующих поверхностях, а для перехода к процессу классификации внутри шаровой барабанной мельницы, оснащенной ЭВКУ, в дальнейшем приме-

няется программная реализация численных расчетов процессов 111БМ, которая при событии взаимодействия частицы материала с классифицирующей поверхностью генерирует случайное число от 0 до 1 по равномерному закону распределения. Полученное число сравнивается с вероятностью прохождения частицы материала через отверстия классифицирующей поверхности. Если вероятность прохождения больше, то частица покидает шароматериальную среду и выводится в следующую зону.

Вероятность попадания частицы материала в пространство над отверстием и её прохождение через первый тип классифицирующей поверхности определяется следующим выражением:

!Р,, при V, < О,

П П (8)

О, при vг гО.

-тЦ». • <•>

где к - множитель, характеризующий тип отверстия (к= 1 - для прямоугольного отверстия, к=я/4- для эллипсного отверстия), Мяч- количество элементарных ячеек классифицирующей поверхности.

Вероятность попадания частицы материала в пространство над отверстием и её прохождение через второй тип классифицирующей поверхности определяется следующим выражением:

= (Ю)

0, при V, г 0,

VК-°п)

«(Мк

. , . , о»)

где 8П - расстояние между колосниками, кк - множитель, характеризующий тип колосника (кк =1 - для поперечного сечения колосника в виде круга, кК - сск(л7лА.) - для поперечного сечения колосника в виде трапеции), щ - количество колосников, образующих классифицирующую поверхность.

Частицы материала, не прошедшие через отверстия классифицирующей поверхности, возвращаются обратно в рабочую камеру мельницы в программной реализации численных расчетов процессов ШБМ, рассматриваемой в дальнейшем. При этом перерассчитываю гея вектора скорости, импульса и угловой скорости после удара о классифицирующую поверхность, если не происходит разрушение частицы материала после удара.

В третьей главе приведены описания лабораторных установок, применяемых для физического исследования шаровых барабанных мельниц технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения; характеристики контрольно-измерительных приборов, измельчаемых материалов.

Был исследован процесс разрушения одиночных частиц материала в форме шара из мела ОАО «Стройматериалы» (г.Белгород), известняка ЗАО

«Кавказцемент» и клинкера ЗАО «Катавский цемент». В качестве варьируемых факторов были приняты скорость взаимодействия частицы материала vw со стальной массивной плитой, размеры частиц материала dv и их температура '/'„. Целью эксперимента являлось установление доли разрушения частицы материала в зависимости от исследуемых факторов. Изменение скорости сферического тела при контакте со стальной плитой достигалось увеличением или уменьшением высоты её свободного падения от 2 до 2,4 м с шагом 0,2 м, что соответствует скоростям от 6,26 до 6,86 м/с с шагом 0,3 м/с. Диаметры частиц материала выбирались в диапазоне от 0,005 до 0,03 м с шагом 0,005 м. Диапазон температур сферических тел был выбран от 20°С до 110°С с шагом 45°С. Программой исследований предусматривалось установление адекватности по критерию Фишера ранее полученного математического описания процесса измельчения меловых, известняковых и клинкерных частиц материала при взаимодействии с массивной стальной плитой.

В работе исследован процесс измельчения клинкера в мельнице DxL=0,5xl,5 м и предизмельчителе DxL=0,6x0,8 м, оснащённом ЭВКУ, в непрерывных режимах измельчения при относительной частоте вращения барабана гр = 0,76^. Данные размеры мельниц позволяют с использованием теории подобия, рассмотренной в работах М.А.Вердияна, осуществить переход к конструктивно-технологическим параметрам промышленных мельниц типоразмером DxL=3,2xl5 м и DxL=3x8 м при исследовании многокамерного режима работы. В качестве плана эксперимента был выбран центральный композиционный рототабельный план дробного факторного эксперимента 2(S ,). Основные факторы и уровни варьирования для камер мельницы DxL=0,5xl,5 м: ¿, (х,), L/xJ - длины камер грубого и тонкого помола (0,9...1,5) м; <pl(x2),ip2(x2) - коэффициенты загрузки мелющими телами камер мельницы (0,22...0,36) доли ед.; dUn(xi) - максимальный диаметр мелющих шаров камеры грубого помола (60...80)* 10"3 м; dKi](xj - максимальный диаметр частиц материала, поступающего в камеру грубого помола (1,5...20)* 10' м; ci///2(xi) - максимальный диаметр мелющих шаров камеры тонкого помола (15...45)*10"3 м; R00s ¡(xj - остаток на сите Roos материала на входе камеры тонкого помола (25...49) %; Qi (х5), Q:(Xj) - производительность мельницы (245...335) кг/ч. Ассортимент мелющей загрузки и гранулометрический состав материала, поступающего в камеру грубого помола, рассчитывался на основе данных ЗАО «Катавский цемент».

Исследовано рациональное соотношение длин камер мельницы DxL=0,5x2,5 м на основе полнофакторного эксперимента по центральному композиционному рототабельному плану 23. Основные факторы и уровни варьирования: dM(x,) - максимальный диаметр подаваемых частиц материала (1,5...20)* 10'3 м; Lt/L2 (xj - соотношение длин камер мельницы (0,546... 1,454); Q(x3) - фактическая производительность мельницы (245...335) кг/ч.

Для установления адекватности процедуры численных расчётов про-

ведены численные экспериментальные исследования с использованием разработанной программной реализацией процедуры описания процессов измельчения и классификации материала в ШБМ. План и программа численных исследований совпадали с планом и программой физических экспериментов для мельницы 13x1^=0,5x1,5 м и физических экспериментов по исследованию соотношения длин камер мельницы ОхЬ=0,5х2,5 м.

На основе процедуры численных расчетов ШБМ определялись рациональные параметры предизмельчителя с диаметром камеры 0=0,6 м, оснащённой ЭВКУ. Работа мельницы исследовалась в непрерывном режиме измельчения материала при установке лопастных эллипсных сегментов с углом наклона 65° к продольной оси камеры и их расположении у торцевых днищ. Исследование осуществлялось по центральному композиционному ротота-бельному плану дробного факторного эксперимента 2(5"'|). Исследуемые факторы и уровни варьирования: ап (х{) - ширина щели между колосниками (3.. .5)* 103 м; Ьп (Х]) - длина камеры мельницы (0,64...0,8) м; <рп (х3) - коэффициент загрузки мелющими телами (0,22...0,36) доли ед.; с)'шп (х_,)- максимальный диаметр мелющих шаров (60...80)*103 м; с!\щ {х5)~ максимальный диаметр подаваемых частиц материала (10...30)* 10"3 м.

После статистической обработки результатов экспериментов определялась удельная поверхность и остаток на контрольном сите материала на входе и выходе каждой камеры мельницы, а также потребляемая мощность и производительность мельницы. На основании этих данных для первой и второй камер мельницы ОхЬ=0,5х1,5 м в отдельности рассчитывался приведенный показатель удельных энергозатрат для изменения остатка на контрольном сите на 1% для одного килограмма материала. При исследовании рационального соотношения длин камер рассчитывался удельный приведенный показатель расхода электроэнергии. Для мельницы ОхЬ=0,5х1,5 м в качестве контрольного было выбрано сито И^оа, а для мельницы с 0=0,6 м - Я?^.

Разработана методика проведения на ЭВМ численных экспериментов совмещённых процессов движения мелющих тел, основанная на теории Д.Н. Старченко и др.; измельчения и классификации материала в шаровой барабанной мельнице, оснащенной ЭВКУ и без устройства, основанная на ранее приведенных математических описаниях процесса разрушения и классификации одиночной частицы материала. Процедура описания совмещённых процессов измельчения-классификации в барабане мельницы, включающая структурное и функциональное представления процедур, основанных на отдельных аналитических зависимостях движения шаромате-риальной среды, измельчения и классификации частиц материала, получается их объединением процедурой численных расчетов с использованием объектно-ориентированного представления.

В четвёртой главе выполнен анализ результатов физических и чис-

ленных экспериментальных исследований ШБМ технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала.

Получено эмпирическое математическое выражение для определения количества соударений Л^., необходимого для разрушения существенно анизотропной частицы материала на примере клинкера ЗАО «Катавский цемент» на долю разрушения ХРА1 в зависимости от её размеров с/;, температуры Г, скорости взаимодействия с другими объектами V в следующем виде:

о - 1,2,3, Г, 2'. 3'-И,.2,4 м, 7/2j=383 "К. Jf0,026 м., -. т </^=0,02265 м„ <4=0,0157 м.; 4,5,4', 5' - №j=2 м, ^ 7,j=383 "К, t//=0,031 м„ ОИ1.026 м; 6,7,6', 7'-, 2 м, Г„ 7=293 "К. </(=0,031 м„ с/г=0,027 и.; В, 9. ,10/

J О* П» 1Л» U —im vir 1 —Л ЛИ .. л /

S\ 9\ W-H»9,ff=2AH, Тн9лг=2 93ТС,J,<<=0,024м. ,17 iArO.0186 M.,i//(r0,0145 м.;1\2',3\4\5',, 1D* I

6', 7\ 8', 9', 10' - экспериментальные у

01 о .15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 Доля разрушения частицы, доги едиииц

где К, и В, - функциональные зависимости, определяющие степень влияния каждого фактора (dj, Т, v), определяемые на основе экспериментальных данных. Графические зависи-: мости приведены на рис.5.

Получены уравнения регрессии, характеризующие оста-Рисунок 5. Экспериментальные и полу- ток на СИте R(m , и приведенные ченные по эмпирическим формулам зави- удельные энергозатраты на симости доли разрушения клинкерных уменьшение этого остатка на 1% частиц от количества ударов да одного килограмма материа-

ла камер грубого и тонкого помола ШБМ DxL=0,5x1,5 м в следующих кодированных видах:

= 38,06 - 6,59• .V, +1,05 х; -4,21-х, + 4,69-х; + 0,69■ х, + 2,22-х; + (13)

2,58 • х4 + 4,36 ■ х, +1,3 • х'-0,97x,-xs, Ä«08_2 = 17,14-2,47-x1+0,34-xi +0,48-x\ +0,35-x\ -1,65-x4 + 3,26-*5 +0,42-x, x, - (¡4) 0,53 ■ x, ■ x, + 0,39 • x2 ■ x, + 0,41 • x, • x4 -0,43 • x2 • x5 - 0,43 • x, • xs - 0,55 • x, • x5 qyj , = 0,2 + 0,0005 • x, + 0,0045 • x,2 + 0,0095 ■ хг + 0,022 ■ x] + 0,0038 • x, + 0,009 • x; + 0,01 ■ x4 + 0,002 ■ xf + 0,007 • x2 - 0,0006 • x, ■ x, - 0,0002 • x, • x4 -0,0029 ■ x2 • x, - 0,0072 • x, • x5 + 0,0051• x, ■ x4 + 0,0026 ■ x, • x, + 0,0057 • x4 • x,. qyJ = 0,63-0,018-x, + 0,014 4x2 + 0,082-x2 +0,0224'.vi + 0,017-x, + 0,19-x,, +0,038 X4 + 0,079 • xs +0,026 x j -0,025 x, x4 -0,0395-x, x< + 0,038 • x, • x, - 0,025 • x, ■ x4 + 0,034 • x4 • x5 Для определения рациональных параметров камер грубого и тонкого помола при эксперименте на мельнице DxL=0,5xl,5 м в качестве целевых функций выбраны совокупные зависимости qyj! j и Rm /, Я уд 2 и Rm Были получены следующие рациональные параметры мельницы при задании d\n=0,02 м и выборе Rm l=37%: ¿/=1,45 м; £;=1,5 м; Qr вг=245 «г/ч; dM,=0,066 м; d!u,=0,015 м; <pi =0,26; ^,=0,29.

(15)

(16)

Получены уравнения регрессии для определения остатка материала на сите Яооя на выходе камеры тонкого помола и приведенных удельных энергозатрат на измельчение клинкера в двухкамерном варианте исполнения мельницы ОхЬ=0,5х2,5 м в виде:

/?,„,„ = 28,29 + 4,99-х, + 0,69 • х2 + 0,85 • х\ + И ,68 ■ х, +1,27 ■ х1, (17)

Чуд = 43,96+ 6,54-+ 0,62х2 + 0,93х2 +11,52-л:, +2,5-.с,2 - ^^

0,4■ ^ •хг + 0,92-х, -х, -0,4• х2 -х, Функциональная зависимость удельных энергозатрат имеет единственный экстремум в диапазоне изменения исследуемых факторов, в котором достигается минимальное значение 22,54 Вт*ч/кг при минимальных значениях производительности мельницы, крупности подаваемого материала и значении соотношения Ь,/Ь2 равным 0,72. Для поступающего материала с максимальной крупностью ¿4г0,02 м минимальное значение <3^=40,23 Вт*ч/кг достигается при минимальной производительности 0=245 кг/ч и соотношении Ь//.¿=0,9. При увеличении производительности до 290 кг/ч минимальное значение д;г)=55,36 Вт*ч/кг достигается при соотношении /,/¿^=1,003.

Получены уравнения регрессии для определения остатка материала на сите Я25 на выходе мельницы грубого помола 0=0,6 м, оснащённой ЭВКУ, приведенных удельных энергозатрат в следующем виде:

Л„ = 72,4 +0,79-х, +0,35 л,2 -0,95 л:, + 1,07-х,2 -0,83-дг, +1,77-*? + ^ 1,12-х4 +2,28-х; +4,34-х, +0,81-х2 -0,51-х, -х4 -1,32-х4-х5 = 0,0827 - 0,001-х, + 0,0032-лу -0,0033-х, + 0,0051-*; + 0,0066-х, + 0,0073-х,2 + 0,0042 х4 + 0,0108-х2 +0,0269-х, +0,0066-х2 - (20) " 0,0029-х,-х5 -0,0029-х,-х4 +0,0019-х, -х, -0,0058 х4 -х, При задании исходной крупности материала ¿4/=0,02 м получаем следующие параметры: ¿//=0,735 м; «(//=0,0038 м; с/шп = 0,069 м; ¡рп= 0,29; -обеспечивающие рациональный режим работы мельницы при минимизации Цуцп и остатка материала на сите 5 на выходе из мельницы.

Произведено сравнение двухстадийного открытого цикла измельчения цементного клинкера в мельницах 0=0,6 м и ОхЬ=0,5х2,5 м и его сравнение с одностадийным открытым циклом измельчения в мельнице 0x1^=0,5x2,5 м (при 1*008=10%). Применение двухстадийного измельчения материала с использованием шаровой барабанной мельницы 0=0,6 м без внутримельничных устройств, с цилиндрическим внутримельничным классифицирующим устройством (ЦВКУ) и ЭВКУ позволяет соответственно повысить производительность при тонком измельчении со значения (^,=210,2 кг/ч (100%) до С?цвку=228,2 кг/ч (108,6%); СЬвку=237,8 кг/ч (113%) и снизить удельный расход электроэнергии со значения q1=38,03 Вт*ч/кг (100%) до ЧцВКу=33,98 Вт*ч/кг (89,4%); Чэвку=30,91 Вт*ч/кг

(81,3%). При одностадийном измельчении в мельнице БхЬ=0,5х2,5 м получены значения ОК008=189 кг/ч (89,9%); якоо8=39,88 Вт*ч/кг (104,9%).

Установлена адекватность предлагаемого математического описания измельчения известняка в шаровой барабанной мельнице с ЭВКУ.

Разработана основанная на математических описаниях процессов движения мелющих тел, измельчения и классификации частиц материала инженерная методика расчёта основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого и тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала в зависимости от их производительности, удельного расхода электроэнергии на подготовку тонкомолотого материала и характеристик материалов на входе и выходе мельниц.

Использование результатов работы на промышленной цементной мельнице ОхЬ=3,2х15 м ЗАО «Катавский цемент» открытого цикла измельчения обеспечило повышение производительности мельницы с 49 т/ч до 52,2 т/ч (на 6,5%), снижение удельного расхода электроэнергии с 37,8 кВт*ч/т до 34,7 кВт*ч/т (на 8,2%).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате анализа направлений развития помольного оборудования установлена целесообразность совершенствования шаровых барабанных мельниц технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала, конструкций энергообменных внутримельничных классифицирующих устройств, разработки теоретических основ расчёта процессов измельчения и классификации материала.

2. Получено адекватное математическое выражение для определения критической скорости разрушения несущественно анизотропных частиц материала в зависимости от их характеристик и скорости взаимодействия с другими объектами.

3. Получено адекватное математическое описание для определения критического количества соударений, необходимого для разрушения частиц цементного клинкера, в зависимости от их размеров, температуры, скорости взаимодействия с другими объектами.

4. Получено адекватное математическое описание процесса классификации частиц материала, позволяющее рассчитать вероятность их прохождения через отверстия плоской и колосниковой просеивающих поверхностей предлагаемой конструкции энергообменного внутримельничного классифицирующего устройства, в зависимости от геометрических характеристик просеивающих поверхностей, размера и скорости частиц материала.

5. Разработана для технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения патентно-защищённая конструкция шаровой барабанной мельницы грубого помола с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством, обеспечивающая повышение производитель-

ности и снижение удельного расхода электроэнергии мельницы тонкого помола.

6. Разработана методика проведения компьютерных численных экспериментов по описанию совмещённых процессов движения мелющих тел, измельчения и классификации частиц материала в шаровой барабанной мельнице, включающая структурное и функциональное представления процедуры описания процессов движения шароматериальной среды, разрушения частиц материала и их классификации в мельнице с различными конструкциями внутримельничных устройсгв на основе объектно-ориентированного представления и позволяющая осуществить переход от математических описаний процессов измельчения и классификации одиночных частиц материала к их обобщённому описанию с использованием процедуры численных расчетов шаровой барабанной мельницы.

7. Исследован процесс измельчения материала на мельницах различных типоразмеров, оснащённых различными конструкциями внутримельничных устройств. Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие исследуемые процессы, проведена их оптимизация. Установлено, что рациональные значения параметров мельницы 0=0,5 м при тонком помоле цементного клинкера с максимальной крупностью с!м=0,02 м задаются следующими параметрами: 1,1=1,45 м, 0=245 кг/ч, с1ш,=0,066 м, ^ =0,26, 1.2=1,5 м, ¿Ш2=0,015 м, <р2=0,29; для мельницы 0=0,6 м с ЭВКУ при грубом помоле цементного клинкера с максимальной крупностью частиц с1м=0,02 м,: Ьп=0,735 м; ап=0,0038 м; с1шп = 0,069 м; <рп =0,29.

8. Произведено сравнение двухстадийного открытого цикла измельчения цементного клинкера в мельницах 0=0,6 м и ОхЬ=0,5х2,5 м и их сравнение с одностадийным открытым циклом измельчения в мельнице ОхЬ=0,5х2,5 м (при КоОг=10%). Применение двухстадийного измельчения материала с использованием шаровой барабанной мельницы 0=0,6 м без внутримельничных устройств, с цилиндрическим внутримельничным классифицирующим устройством (ЦВКУ) и ЭВКУ позволяет соответственно повысить производительность при тонком измельчении со значения (^=210,2 кг/ч (100%) до С?цвку=228,2 кг/ч (108,6%); дЭВку=237,8 кг/ч (113%) и снизить удельный расход электроэнергии со значения Я|=38,03 Вт*ч/кг (100%) до Чцвку=33,98 Вт*ч/кг (89,4%); Чэвку=30,91 Вт*ч/кг (81,3%). При одностадийном измельчении в мельнице ОхЬ=0,5х2,5 м получены значения £>К008=189 кг/ч (89,9%); чК008=39,88 Вт*ч/кг (104,9%).

9. Проведены численные и физические эксперименты на мельнице с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством диаметром 0,6 м при измельчении известняка. Установлена адекватность результатов экспериментов и математического описания процесса разрушения несущественно анизотропных частиц материала.

10. Разработана инженерная методика расчёта основных конструктивно-

технологических параметров шаровых барабанных мельниц технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала в зависимости от их производительности, удельного расхода электроэнергии на подготовку тонкомолотого материала и характеристик материалов на входе и выходе мельниц и рекомендации для промышленного применения результатов исследования для мельниц ЭхЬ=Зх8 м и ОхЬ=3,2х15 м ЗАО «Катавский цемент» при измельчении цементного клинкера.

11. Осуществлено применение результатов исследования на цементной мельнице ОхЬ=3,2х15 м ЗАО «Катавский цемент», позволившее повысить производительность на 6,5% и снизить удельный расход электроэнергии на 8,2%.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Ханин, С. II. Повышение эффективности работы трубной шаровой мельницы [Текст]/ С.И. Ханин, В.В. Ломакин, Д.Н. Солодовников, С.С. Тру-хачев // Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Материалы межвузовского сборника статей. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2004- СЛ 82—185.

2. Ханин, С. //. Структуризация подходов к построению математических моделей процесса измельчения материалов [Текст]/ С.И. Ханин, В.В. Ломакин, С.С. Трухачев // Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: материалы меж-вуз. сб. ст. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2004. - С. 189-193.

3. Ломакин, В. В. Компьютерное моделирование процессов измельчения и классификации материалов в трубной шаровой мельнице [Текст]/ В.В. Ломакин, С.И.Ханин, С.С.Трухачев // Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования: 6-10 дек.2004, Москва, Россия / под. ред. В.П.Савиных, В.В. Вишневского-М.: Академия наук оЗемле,2004.-С.161-162.

4. Ломакин, В. В. Математическая модель процесса измельчения материала в ТШМ на основе теории систем массового обслуживания [Текст]/ В.В. Ломакин, С.И. Ханин, С.С. Трухачев // Информационные технологии в управлении и моделировании: сб. докладов Междунар. науч.-техн. интернет-конф,-Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2005.-С. 115-117.

5. Ломакин, В. В. Трехмерная модель процесса классификации материала в трубной шаровой мельнице с внутримельничными устройствами [Текст]/ В.В. Ломакин, С.И. Ханин, С.С. Трухачев // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: материалы Междунар. науч. -практ. конф. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2005. -Вып. 11.-С. 34-37.

6. Ханин, С. И. Моделирование процессов измельчения и классификации в трубной шаровой мельнице на основе системы обслуживания потоков и объектно-ориентированного подхода [Текст]/ С.И.Ханин, В.В.Ломакин, С.С. Трухачев, М.Г.Яворский // Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: материалы меж-вуз. сб. ст.-Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г.Шухова,2005.-Вып.У. - С.192-198.

7. Ломакин, В. В. Программная реализация процедуры имитационного

моделирования процессов измельчения и внутримельничной классификации материалов в трубной шаровой мельнице [Текст]/ В.В. Ломакин, С.И. Ханин, С.С. Трухачев // Машины и аппараты для производства строительных материалов: материалы межвуз. сб. ст. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2006.-С. 101-108.

8. Ханин, С. И. Структурное представление имитационной модели трубной шаровой мельницы на основе иерархии классов [Текст]/ С.И. Ханин, В.В. Ломакин, С.С. Трухачев // Машины и аппараты для производства строительных материалов: материалы межвуз. сб. ст. - Белгород: Изд-во БГТУ им.

B.Г. Шухова, 2006. - С. 150-156.

9. Пат. 2279923 РФ, МПК В02С 17/06. Барабанная мельница [Текст]/

C.И. Ханин, B.C. Богданов, В.В. Ломакин, Д.Н. Старченко, С.С. Трухачев; заявитель и патентообладатель Белгородский гос. технол. университет им.

B.Г.Шухова;-№2004137593/03, заявл.22.12.2004; опубл.20.07.2006. Бюл.№20.

10. Пат. 57141 РФ, МПК В02С 17/06. Трубная мельница [Текст] /

C.И. Ханин, B.C. Богданов, В.В. Ломакин, Д.Н. Старченко, С.С. Трухачев, О.С. Ханина; заявитель и патентообладатель Белгородский гос. технол. университет им. В.Г. Шухова; - №2006100203/22, заявл. 10.01.2006; опубл. 10.10.2006. Бюл. №28.

11. Трухачев, С. С. Структурное представление математической модели процесса измельчения материала в трубной шаровой мельнице [Текст]/ С.С. Трухачев, В.В. Ломакин, С.И. Ханин // Научные исследования наноси-стемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. докл. Меж-дунар. научно-практич. конф., Белгород, 18-19 сент. 2007г. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2007. - Ч. 6 -С. 149-151.

12. Ломакин, В. В. Математическое моделирование процессов в барабанной мельнице на основе объктно-ориентированного подхода [Текст]/

B.В. Ломакин, С.И. Ханин, С.С. Трухачев // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-20: сб. тр. XX Междунар. науч. конф. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2007. - Т. 5. - С. 40-43.

13. Ханин, С. //. Математическое описание процесса разрушения частиц материалов цементного производства [Текст]/ С.И. Ханин, В.П. Воронов,

C.С. Трухачев // Вест. БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2009. - №1. - С. 69-72.

14. Ханин, С. И. Определение критической скорости разрушения частиц материала в трубной шаровой мельнице [Текст]/ С.И. Ханин, В.П. Воронов, С.С. Трухачев // Изв. вузов. Стр -во. - 2009. - №2. - С. 123-128.

15. Ханин, С. II. Определение рациональных конструктивно-технологических параметров трубных мельниц [Текст]/ С.И. Ханин, С.С. Трухачев // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-23: сб. тр. XXIII Междунар. науч. конф.- Саратов: Изд-во СГТУ, 2010.-Т.11. - С. 43-44.

Подписано в печать 09.07.10. Формат 60x84/16

Усл. печ. л. 1,16._Тираж 100 экз. Заказ

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

Введение.

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВНИЙ.

1.1.Оборудование для измельчения материалов цементного производства

1.2.Анализ применения шаровых барабанных мельниц и пути их совершенствования.

1.3. Су шествующие теории, описывающие процессы измельчения материалов в шаровой барабанной мельнице.

1.4.Аналитическое описание процесса внутримельничной классификации материала.

1.5.Анализ теорий в области механики разрушения зернистых материалов и их применение для расчета шаровых барабанных мельниц.

1.6.Разработка конструкции шаровой барабанной мельницы с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством.

1.7.Цель и задачи исследований.

Выводы.:.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЁТА ОСНОВНЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ШАРОВОЙ БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЕ.

2.1 .Разрушение частицы материала.

2.1.1 .Разработка математического описания процесса разрушения частицы материала.

2.1.1.1.Разрушение частицы материала при контакте с мелющим телом.

2.1.1.2.Взаимодействие двух частиц материала с возможным разрушением одной из них.

2.1.1.3.Процесс разрушения частицы материала о внутримельничные устройства.

2.2.Математическое описание процесса классификации материала.

2.2.1 .Классификация частиц материала на плоской просеивающей поверхности с отверстиями прямоугольной или эллипсной формы.

2.2.2.Классификация частиц материала на просеивающих поверхностях колосникового типа.

Выводы.

3.МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИЗМЕРЕНИЙ, ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ И ИЗМЕЛЬЧАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1.Характеристики стендовых установок и средств контроля измерений.

3.2.Планы, программы и методики проведения экспериментов.

3.2.1.План и программа исследований процесса разрушения частиц материала.

3.2.1.1.Определение количества повторных опытов.

3.2.1.2.Методика проведения экспериментов по разрушению меловой, известняковой и клинкерной частиц материала.

3.2.2.План и программа экспериментальных исследований процесса измельчения клинкера в мельнице DxL = 0,5x1,5 м и предизмельчителе DxL = 0,6x0,8 м, оснащенным ЭВКУ.

3.2.2.1.Определение количества повторных опытов.

3.2.2.2.Характеристика гранулометрического состава клинкера и ассортимента мелющих тел.

3.2.3.Методика проведения компьютерных численных экспериментов совмещенных процессов движения мелющих тел, измельчения и классификации материала в шаровой барабанной мельнице.

3.2.3.1 .Принимаемые допущения.

3.2.3.2.Реализация алгоритма процедуры численных расчетов.

3.2.4.Методика измерения потребляемой мощности и описание измерительного программного комплекса.

Выводы.

4.АНАЛИЗ И ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 .Разрушение существенно анизотропных частиц материала на примере цементного клинкера.

4.2.Подтверждение адекватности математического описания процесса разрушения несущественно анизотропных частиц материала при ударе о массивную стальную плиту.

4.3.Исследование влияния конструктивно-технологических параметров мельницы DxL-0,5xl,5 м на показатели её работы при измельчении клинкера.

4.3.1.Проверка адекватности результатов численных экспериментов.

4.3.2.Определение рациональных параметров камеры грубого помола.126 4.3.3.Определение рациональных параметров камеры тонкого помола. 133 4.3.4,Определение соотношения длин камер мельницы DxL=0,5x2,5 м.

4.4.Исследование влияния конструктивно-технологических параметров шаровой барабанной мельницы с полезным диаметром камеры 0,6 м на показатели её работы при грубом помоле клинкера.

4.4.1 .Проверка адекватности результатов численных экспериментов.

4.4.2,Определение основных конструктивно-технологических параметров шаровой барабанной мельницы при её оснащении ЭВКУ.

4.5.Сравнение результатов работы шаровых барабанных мельниц технологических систем двухстадийного открытого цикла измельчения цементного клинкера.

4.6.Применение энергообменных внутримельничных классифицирующих устройств в однокамерной шаровой барабанной мельнице грубого помола при измельчении известняка.

4.7.Инженерная методика расчета основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала и рекомендации для промышленного применения результатов.

Выводы.

На сегодняшний день в России работают 52 цементных заводов общей мощностью около 53 млн. тонн в год [1], большинство из которых имеют высокий уровень физического износа производственных мощностей. Наблюдается ряд сложностей в цементном рынке России, связанных с общемировым финансовым кризисом. По результатам 2008 г. было заявлено более ста инвестиционных проектов по строительству и реконструкции цементных заводов [1]. Данная тенденция не подтверждается на конец 2009 г. Наблюдается как спад производства, так и уменьшение спроса на готовую продукцию. По исследованиям информационного агентства InfoLine [2], [3] объемы выпуска продукции на конец 2008 г. выросли более чем на 50%, а цены в 4 раза по сравнению с 2000 годами. Но несмотря на все сложности, мировая позиция России по объемам потребления цемента находится на пятом месте, что на одно место выше по сравнению с 2006 годом. По прогнозам аналитиков это же положение будет сохраняться за Россией до 2010 года, после чего существует вероятность подняться на четвертое место после Китая, Индии и США.

Несмотря на текущий финансовый кризис, по результатам анализа экспертов [3]-[5] в ближайшее время в ряде регионов России будет наблюдаться дефицит цемента, оказывающий сдерживающее влияние на понижение цены. В результате чего можно сделать вывод об экономической привлекательности разработок в цементной отрасли.

При производстве цемента на долю тонкого измельчения приходится до 50% всей затрачиваемой электроэнергии. Традиционным агрегатом для тонкого измельчения в России является шаровая барабанная мельница (ШБМ), среди недостатков которой выделяется повышенный удельный расход электроэнергии. Увеличение энергоэффективности существующего цементного оборудования является актуальной задачей, решение которой по мнению специалистов [6] будет направлено на использование эффективных внутримельничных устройств. К таким устройствам относятся внутримельничные энергообменные и классифицирующие устройства, позволяющие управлять процессами движения мелющих тел, своевременно удалять кондиционные фракции из измельчаемого материала, тем самым улучшая условия доизмельчения крупных частиц материала и повышая энергетическую эффективность процесса измельчения.

Большую роль в повышении эффективности работы помольного агрегата играет конструкция внутримельничных устройств. Рациональные значения конструктивных параметров внутримельничных устройств, коэффициентов загрузки материалом и мелющими телами, соотношение диаметра и длин камер, частоты вращения барабана мельницы, ассортимента мелющей загрузки и ряда других конструктивно-технологических параметров целесообразно установить с использованием математического описания протекающих в мельнице процессов. Совершенствование методик расчета конструктивно-технологических параметров помольного оборудования и применение эффективных способов измельчения наряду с внедрением современных энергообменных внутримельничных устройств является актуальной задачей в настоящее время.

Цель работы: повышение эффективности процесса помола материала в шаровых барабанных мельницах двухстадийного открытого цикла измельчения, разработка методики расчёта их параметров.

Научная новизна. Получены:

- математическое описание процесса разрушения несущественно анизотропных частиц материала, позволяющее рассчитать критическую скорость разрушения в зависимости от характеристик взаимодействующих объектов;

- эмпирическое выражение для определения критического количества соударений, необходимого для разрушения частиц цементного клинкера, в зависимости от их размеров, температуры, скорости взаимодействия с другими объектами;

- математическое описание процесса классификации частиц материала, позволяющее рассчитать вероятность их прохождения через отверстия плоской и колосниковой просеивающих поверхностей предлагаемой конструкции энергообменного внутримельничного классифицирующего устройства в зависимости от геометрических характеристик просеивающих поверхностей, размера и скорости частицы материала;

- математические выражения в виде уравнений регрессии для расчета основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого помола с ЭВКУ и тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала.

Практическая ценность работы заключается в разработке инженерной методики расчета основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого помола при её оснащении ЭВКУ и без устройства и тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала. Разработаны рекомендации по выбору основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц в промышленных условиях, а также новая патентно-защищенная конструкция шаровой барабанной мельницы с ЭВКУ, обеспечивающая повышение производительности мельницы тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала на 13% и снижение удельного расхода электроэнергии на 18,7%.

Автор защищает:

1. Патентно-защищённую конструкцию шаровой барабанной мельницы с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством.

2. Математическое описание процесса разрушения несущественно анизатропных частиц материала при взаимодействии с другими частицами, мелющими телами, внутримельничной поверхностью.

3. Математическое описание для определения критического количества соударений, необходимых для разрушения частиц цементного клинкера.

4. Математическое описание процесса классификации частиц материала через отверстия плоской и колосниковой просеивающих поверхностей предлагаемой конструкции ЭВКУ.

5 Математические выражения в виде уравнений регрессии и инженерную методику расчёта основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабанных мельниц грубого помола с ЭВКУ и без него и тонкого помола технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала.

6. Результаты экспериментальных исследований процесса измельчения одиночных меловых, известняковых и клинкерных частиц материала.

7. Результаты экспериментальных исследований процесса измельчения частиц материала в шаровой барабанной мельнице, оснащенной ЭВКУ и без устройства.

Реализация работы. Осуществлено применение результатов исследования на цементной мельнице DxL=3,2xl5 м ЗАО «Катавский цемент», позволившее повысить производительность на 6,5% и снизить удельный расход электроэнергии на 8,2%. Результаты работы используются в учебном процессе кафедры механического оборудования БГТУ им. В.Г.Шухова.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и практические результаты исследований обсуждались и получили одобрение на Международном форуме по проблемам науки, техники, образования (Академия наук о Земле, 2004, г. Москва); Международной научно-технической Интернет-конференции «Информационные технологии в управлении и моделировании», Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», Международной научно-практической t конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (БГТУ им. В.Г.Шухова, 2005, 2007, г. Белгород); XX Междунар. научной конференции «Математические методы в с технике и технологиях ММТТ-20» (Яросл. гос. техн. ун-т, 2007, г. Ярославль), XXIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-23» (Сарат. гос. техн. ун-т, 2010, г. Саратов).

Публикации. По результатам работы опубликовано 15 печатных работ, в том числе две в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получены патенты РФ: один на изобретение и один на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержащего основные выводы и результаты. Работа включает 258 страниц, в том числе 187 страниц основного текста, 12 таблиц, 40 рисунков, список литературы из 143 наименований и 19 приложений на 71 странице.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате анализа направлений развития помольного оборудования установлена целесообразность совершенствования шаровых барабанных мельниц технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала, конструкций энергообменных внутримельничных классифицирующих устройств, разработки теоретических основ расчёта процессов измельчения и классификации материала.

2. Получено адекватное математическое выражение для определения критической скорости разрушения несущественно анизотропных частиц материала в зависимости от их характеристик и скорости взаимодействия с другими объектами.

3. Получено адекватное математическое описание для определения критического количества соударений, необходимого для разрушения частиц цементного клинкера, в зависимости от их размеров, температуры, скорости взаимодействия с другими объектами.

4. Получено адекватное математическое описание процесса классификации частиц материала, позволяющее рассчитать вероятность их прохождения через отверстия плоской и колосниковой просеивающих поверхностей предлагаемой конструкции энергообменного внутримельничного классифицирующего устройства, в зависимости от геометрических характеристик просеивающих поверхностей, размера и скорости частиц материала.

5. Разработана для технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения патентно-защищённая конструкция шаровой барабанной мельницы грубого помола с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством, обеспечивающая повышение производительности и снижение удельного расхода электроэнергии мельницы тонкого помола.

6. Разработана методика проведения компьютерных численных экспериментов по описанию совмещённых процессов движения мелющих тел, измельчения и классификации частиц материала в шаровой барабанной мельнице, включающая структурное и функциональное представления процедуры описания процессов движения шароматериальной среды, разрушения частиц материала и их классификации в мельнице с различными конструкциями внутримельничных устройств на основе объектно-ориентированного представления и позволяющая осуществить переход от математических описаний процессов измельчения и классификации одиночных частиц материала к их обобщённому описанию с использованием процедуры численных расчетов шаровой барабанной мельницы.

7. Исследован процесс измельчения материала на мельницах различных типоразмеров, оснащённых различными конструкциями внутримельничных устройств. Получены уравнения регрессии, адекватно описывающие исследуемые процессы, проведена их оптимизация. Установлено, что рациональные значения параметров мельницы D=0,5 м при тонком помоле цементного клинкера с максимальной крупностью ём=0,02 м задаются следующими параметрами: Li=l,45 м, Q=245 кг/ч, dnn=0,066 м, Ф] =0,26, L2=l,5 м, duj2=0,015 м, Ф2=0,29; для мельницы D=0,6 м с ЭВКУ при грубом помоле цементного клинкера с максимальной крупностью частиц dM=0,02 м,: L„=0,735 м; ап=0,0038 м; dmn = 0,069 м; срп= 0,29.

8. Произведено сравнение двухстадийного открытого цикла измельчения цементного клинкера в мельницах D=0,6 м и DxL=0,5x2,5 м и их сравнение с одностадийным открытым циклом измельчения в мельнице DxL=0,5x2,5 м (при Roo8=10%)- Применение двухстадийного измельчения материала с использованием шаровой барабанной мельницы D=0,6 м без внутримельничных устройств, с цилиндрическим внутримельничным классифицирующим устройством (ЦВКУ) и ЭВКУ позволяет соответственно повысить производительность при тонком измельчении со значения Qi=210,2 кг/ч (100%) до С2цвку=228,2 кг/ч (108,6%); СЬвкУ=237,8 кг/ч (113%) и снизить удельный расход электроэнергии со значения q!=38,03 Вт*ч/кг (100%) до Яцвку=33,98 Вт*ч/кг (89,4%); qDBKy=30,91 Вт*ч/кг (81,3%). При одностадийном измельчении в мельнице DxL=0,5x2,5 м получены значения Qroo8=189 кг/ч (89,9%); qr008=39,88 Вт*ч/кг (104,9%).

9. Проведены численные и физические эксперименты на мельнице с энергообменным внутримельничным классифицирующим устройством диаметром 0,6 м при измельчении известняка. Установлена адекватность результатов экспериментов и математического описания процесса разрушения несущественно анизотропных частиц материала.

10. Разработана инженерная методика расчёта основных конструктивно-технологических параметров шаровых барабаных мельниц технологической системы двухстадийного открытого цикла измельчения материала в зависимости от их производительности, удельного расхода электроэнергии на подготовку тонкомолотого материала и характеристик материалов на входе и выходе мельниц и рекомендации для промышленного применения результатов исследования для мельниц DxL=3x8 м и DxL=3,2xl5 м ЗАО «Катавский цемент» при измельчении цементного клинкера.

11. Осуществлено применение результатов исследования на цементной мельнице DxL=3,2xl5 м ЗАО «Катавский цемент», позволившее повысить производительность на 6,5% и снизить удельный расход электроэнергии на 8,2%.

173

1. Инвестиционная привлекательность цементной промышленности России: аналитическая справка. -М.: ИА "ИнфоЛайн", 2009. - 10 с.

2. Трощина, А.Г. CEMBUREAU — цементный и энергетический рынки в Европе и мире / А.Г.Трощина // Цемент и его применение. 2009. - № 3. — С. 15-25.

3. Рынок цемента в России 2007-2010 гг. : отраслевой обзор / М. : ИА "ИнфоЛайн", http://www.advis.ru/demo/15cement.pdf, 2008. 250 с.

4. Коробова, Н.Л. Финансовый кризис, цементная промышленность и Киот-ский протокол / Н.Л.Коробова // Цемент и его применение. 2009. - №3. — С. 100-102.

5. Скороход, М.А. Развитие цементной промышленности России и СНГ в 2008 году. Оценка текущей ситуации и тенденций посткризисного развития / М.А.Скороход. // Цемент и его применение. 2009. - №2. - С. 16-19.

6. Пироцкий, В. 3. Современные системы измельчения для портландцемент-ного клинкера и добавок. Схемы. Эффективность. Оптимизация / В. 3. Пироцкий. СПб.:Изд-во Центра профессионального обновления «Информатизация образования», 2000. - 71 с.

7. Богданов, B.C. Современные измельчители и оценка для процесса помола клинкера / В.С.Богданов, В.З.Пироцкий // Цемент и его применение. 1998. -№4.-С. 10-15.

8. Белгород : Изд-во БелГТАСМ, 2002. С. 125-130.

9. Перов, В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых : учеб. пособие для вузов / В.А.Перов, Е.Е.Андреев, Л.Ф.Биленко. 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Недра, 1990. - 301 с.

10. Сиденко, П.М. Измельчение в химической промышленности / П.М.Сиден-ко. 2-е изд., перераб. - М. : изд-во "Химия", 1977. - 368 с.

11. Клейс, И.Р. Износостойкость элементов измельчителей ударного действия / И.Р.Клейс, Х.Х.Ууэмыйс. М. : Машиностроение, 1986. —160с.

12. Пироцкий, В. 3. Цементные мельницы : технологическая оптимизация / В. 3. Пироцкий. СПб. : Издательство Центра профессионального обновления "Информатизация образования", 1999. - 145 с.

13. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества : технология и свойства / А.В.Волженский, Ю.С.Буров, В.С.Колокольников. 3-е изд. перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1979. - 476 с.

14. Касаткин, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии /

15. A. Г. Касаткин. -М. : Гос. науч.-техн. изд-во хим. лит., 1961. 832 с.

16. Банит, Ф.Г. Механическое оборудование цементных заводов / Ф.Г.Банит, О.А.Несвижский. М. : Машиностроение, 1975. - 318 с.

17. Богданов, В. С. Шаровые мельницы / В. С. Богданов, Е. Ф. Катаев. Белгород : БелГТАСМ, 1983. - 88 с.

18. Трубная шаровая мельница. А.С. СССР №1404110 И02 С 17/06. БИ №23,1988.

19. Трубные шаровые мельницы с внутренним рециклом / В.С.Богданов и др. // Цемент. 1989. - №1. - С. 15-16.

20. Севостьянов, B.C. Барабанные мельницы с внутренним рециклом /

21. B.С.Севостьянов, В.С.Богданов, С.И.Ханин // Изв. вузов. Горный журнал.1989. №7.-С. 118-121.

22. Сырьевая мельница с лопастными эллипсными сегментами / В.С.Севостьянов и др. // Цемент. 1989. - №6. - С. 22-23.

23. Севостьянов B.C. Неиспользованные резервы тонкого измельчения сырьевых материалов в трубных мельницах. / Севостьянов B.C., Богданов B.C., Платонов B.C., Шевченко И.Н., Редько Ю.Г., Ханин С.И.// Цемент. №1, 1990. С.4-5.

24. Исследование кинематических параметров мельниц, оснащенных лопастными энергообменными устройствами / В.С.Севостьянов и др. // Строительные материалы. 1990. - №8. - С. 19-21.

25. Cement grinding systems : international cement review // Rock products. -1989. -№4. -P. 28-33.

26. Оптимизация систем для измельчения цемента // Экспрес-обзор. Сер. 1, Цементная промышленность. 1990. - Вып. 5. - С. 4-6.

27. Сычев, М. М. Физико-химические аспекты измельчения // Технология сыпучих материалов Химтехника 86 : тез. докл. к предстоящей Всесоюз. конф., Белгород, 16-18 сент. 1986 г. - Белгород, 1986. - Ч. 1. Процессы измельчения, процессы классификации. - С. 14.

28. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов / В.В.Кафаров, И.Н.Дорохов, С.Ю.Арутюнов. М. : Наука, 1985. - 440 с.

29. Mular, A. L. Design and installation of comminution circuts / A. L. Mular, G.V. Jergensen. New York : Society of mining engineers AIME, 1982. - страницы С.509-522

30. Овчинников, П.Ф. Математические модели процессов измельчения / П.Ф.Овчинников // Технологии сыпучих материалов : тез. докл. Всесоюз. науч. конф.-Ярославль, 1989.-С. 125-126.

31. Жуков, В. П. Интенсификация процессов измельчения сыпучих материалов в шаровых барабанных мельницах : дис. . канд. техн. наук / В. П. Жуков.- Иваново, 1985.- 175 с.

32. Александровский, А. А. Исследование процесса смешения и разработка аппаратуры для приготовления композиций, содержащих твердую фазу : авто-реф. дис. д-ра техн. наук / А. А. Александровский. Казань, 1976. - 48 с.

33. Кафаров, В.В. Математическая модель кинетики смешения бинарных смесей, содержащих твердую фазу / В.В.Кафаров, А.А.Александровский, И.Н.Дорохов // Доклады АН СССР. 1975. - Т.224, №5. - С. 1134-1137.

34. Ходаков, Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов / Г.С.Ходаков- М.: Стройиздат, 1972. 238 с.

35. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов / И.М.Борщ и др. . Киев : Вища школа, 1981. -296 с.

36. Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов / Н.Ф.Еремин . М. : Высш. школа, 1986. - 280 с.

37. Вердиян, М.А. Процессы измельчения твёрдых тел / М.А.Вердиян, В.В. Кафаров // Процессы и аппараты хим. технологии. -1977.- Т.5.- С. 5-89.

38. Андреев, С.Е. Закономерности измельчения и исчисление характеристик гранулометрического состава / С.Е Андреев, В.В Товаров, В.А.Перов. М. : Металлургиздат, 1959. - 434 с.

39. Ромадин, В.П. Пылеприготовление / В.П.Ромадин. М. : Госэнергоиздат, 1953. - 519 с.

40. Шинкоренко, С.Ф. Технология измельчения руд черных металлов / С.Ф.Шинкоренко. М. : Недра, 1982. - 215 с.

41. Линч, А.Дж. Циклы дробления и измельчения. Моделирование, оптимизация, проектирование и управление : пер. с англ. / А.Дж. Линч. М. : Недра, 1981.-343 с.

42. Жуков, В. П. Измельчение-классификация как процесс с распределенными параметрами : моделирование, расчёт и оптимизация : дис. . д-ра техн. наук. -М., 1993.-358 с.

43. Исследование процесса измельчения в вибромельнице / А.А.Александровский и др. . // Изв.вузов. Химия и хим. технология. — 1979. — Т.22, №1. — С. 97- 100.

44. Падохин, В.А. Стохастические дифференциальные уравнения кинетики измельчения сыпучих материалов / Падохин В.А. // Интенсивная механическая технология сыпучих материалов : межвуз. сб. науч. тр. Иваново, 1990. — С. 23-26.

45. Тихонов, В.И. Марковские процессы / В.И.Тихонов, М.А.Миронов. — М. : Сов. Радио, 1977. 488 с.

46. Протодьяконов, И.О. Статистическая теория явлений переноса в процессах химической технологии : учеб. пособие для вузов / И.О.Протодъяконов. С.Р.Богданов. Л.: Химия, 1983. - 400 с.

47. Непомнящий, Е.А. Кинетика некоторых процессов переработки дисперсных материалов / Е.А.Непомнящий // Теор. основы хим. технологии. -1973.-С. 754-763.

48. Кляцкин, В.И. Статистическое описание динамических систем с флуктуирующими параметрами /В.И.Кляцкин. М.: Наука, 1975. — 239 с.

49. Кляцкин, В.И. Динамические системы с негауссовскими дельта-коррелированными флуктуациями параметров / В.И.Кляцкин // Изв. вузов. Радиофизика. 1975.-С. 1454.

50. Падохин, В.А Анализ интегродифференциального управления кинетики измельчения сыпучих материалов / В.А.Падохтн // Интенсивная механическаятехнология сыпучих материалов. — 1990. — С. 19-22.

51. Кирпичев, В.А. Журнал русского физико-химического общества Т. 6/ В.А.Кирпичев. 1874. - № 11. - 48 с.

52. Griffith, A. A. The Phenomenon of Rupture and Flow in Solids / A. A. Griffith // Phil. Trans. Roy. Soc. London. 1921. - № 221, Ser. A. - P. 163-198.

53. Румпф, Г. Об основных физических проблемах при измельчении / Г. Румпф // Труды европейского совещания по измельчению / пер. Л. А. Ласточкина. М.: Изд-во лит. по строит., 1966. - С. 7-40.

54. Вердиян, М.А. Математическое описание кинетики процессов измельчения сырьевых материалов цементного производства / М.А.Вердиян, Е.В.Николаев, Е.А.Кандыбей. М. : НТТцемент, 1978. - №1. С. 45-49.

55. Жуков, В.П. Математическое описание размольно-классифицирующих структур произвольной формы / В.П.Жуков // Совершенствование техники и технологии измельчения материалов: сб.тр. — Белгород: БТИСМ,1989.-С.9-17.

56. Мизонов, В.Е. О расчете дисперсного состава сыпучих материалов при измельчении / В.Е.Мизонов, В.П.Жуков, С.Г.Ушаков // Теор. основы хим. технологии. 1988. Т.22, №3. - С. 435.

57. Загустин, А.И. Теория дробления в шаровой мельнице / А.И.Загустин // 15 лет на службе социалистического строительства / под ред. В.А.Рундквиста. -М.; Л. : НКТП, 1935. С. 348-366.

58. Гарднер, Р.П. Исследование измельчения в мельнице периодического действия / Р.П.Гарднер, Л.Г.Аустин. // Труды Европейского совещания по измельчению. М. : Стройиздат., 1966. - С. 219-248.

59. Математическая модель процесса измельчения / С.М.Техов и др. // Интенсивная механическая технология сыпучих материалов : межвуз. сб. науч. тр. Иваново, 1991. - С. 29-32.

60. Применение экспертных систем в технологии измельчения сыпучих материалов / В.В.Кафаров и др. // Интенсивная механическая технология сыпучих материалов : межвуз. сб. научн. тр. Иваново, 1990. - С. 13-19.

61. Гнеденко, Б.В. Элементарное введение в теорию вероятностей / Б.В.Гне-денко, А.Я.Хинчин. М. : Наука, 1982. - 160 с.

62. Пугачев, B.C. Стохастические дифференциальные системы / В.С.Пугачев, И.Н.Синицын. М.: Наука, 1985.-560 с.

63. Воробьев, Н. Д. Прогнозирование фракционного состава продуктов измельчения / Н. Д. Воробьев, В. 3. Пироцкий, М. Ю. Ельцов // Модернизацияоборудования предприятий по производству строительных материалов : сб. науч. тр. Белгород, 1988. - С. 61-167.

64. Кузнецова, Т.В. Механоактивация портландцементных сырьевых смесей / Т.В.Кузнецова, Л.М.Сулименко // Цемент. 1985. - №4. - С. 20-21.

65. Кляцкин, В.И. Статистическое описание динамических систем с флуктуирующими параметрами / В.И.Кляцкин. М. : Наука, 1975. - 239 с.

66. Гихман, И.И. Введение в теорию случайных процессов / И.И.Гихман,

67. A.В.Скороход. М. : Наука, 1965. - 568 с.

68. Математическая модель измельчения / В.Е.Мизонов и др. // Цветные металлы. 1984. - №1. - С. 92-94.

69. Ханин, С.И. Структуризация подходов к построению математических моделей процесса измельчения материалов / С.И.Ханин, В.В.Ломакин, С.С.Тру-хачев // материалы межвуз. сб. ст. Белгород: Изд-во БГТУ им.В.Г.Шухова, 2004.-С. 189-193.

70. Ушаков, С.Г. Инерционная сепарация пыли / С.Г.Ушаков, Н.И.Зверев. -М. : Энергия, 1974. 169 с.

71. Мизонов, В.Е. Обратная задача расчета фракционирования порошков /

72. B.Е.Мизонов, Е.В.Барочкин, С.Г.Ушаков // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1986. - Т.29, №2. - С. 125-127.

73. Барочкин, Е.В. Выбор кривой разделения классификатора в мельничной установке замкнутого цикла / Е.В.Барочкин, В.Е.Мизонов // Хим. промышленность. 1986. - №6. - С. 69-70.

74. Мизонов, В.Е. О расчете дисперсного состава сыпучих материалов при измельчении / В.Е.Мизонов, В.П.Жуков, С.Г.Ушаков // Теор. основы хим. технологии. 1988. Т.22, №3. - С. 435.

75. Барский, М.Д. Фракционирование порошков / М.Д.Барский. М. : Недра,1982.-328 с.

76. Мизонов, В.Е. Расчет производительности мельничной установки в замкнутом цикле / В.Е.Мизонов, С.Г.Ушаков, С.И.Шувалов // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1983. - Т.26, №5. - С. 642-643.

77. Жуков, В.П. Исследование распределенных процессов классификации / В.П.Жуков // Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии. 1991. -№3. - С. 46.

78. Мизонов, В. Е. Связь функциональных и критериальных характеристик процесса классификации / В. Е. Мизонов // Интенсивная механическая технология сыпучих материалов : межвуз. сб. науч. тр. Иваново, 1990. - С. 80-84.

79. Мизонов, В.Е. Процессы классификации при тонком измельчении материала /В.Е.Мизонов, С.Г.Ушаков //Хим. промышленность—1989.-С. 613-617.

80. Кутепов, A.M. Стохастический анализ гидромеханических процессов разделения гетерогенных сред / А.М.Кутепов // Теор. основы хим. технологии, -1987. Т.22, №2. - С. 147-156.

81. Мизонов, В.Е. Стохастическая модель равновесной классификации порошков / В.Е.Мизонов // Теор. основы хим. технологии, 1984. — Т. 18, №6. — С. 811-815.

82. Мизонов, В.Е. К расчету разделительной способности вихревых классификаторов / В.Е.Мизонов, С.Г.Ушаков // Журнал прикладной химии. — 1984. -№7.-С. 1539-1544.

83. Мизонов, В. Е. Современные проблемы математического моделирования классификации порошкообразных материалов / В. Е. Мизонов // Совершенствование техники и технологии измельчения материалов : сб. тр. Белгород, 1989.-С. 150-161.

84. Honig, F. Zerkleinerungsversuche an Zementmorteln und Ziegeln / F. Honig // VDI Beiheft-Verfahrenstechnik, 1937. - C. 21-21.

85. Smekal, A. G. Druckzerkleinerung wurfelformiger Probekorper / A. G. Smekal // VDI Beiheft-Verfahrenstechnik, 1938. - C. 159-165.

86. Axelson, J. W. Crushing of Single Particles of Crystalline Quartz,Application ofslow Compression Ind / J.W. Axelson, E.L. Piret // Engng. Chem.-1950.- C.665-670.

87. Kennys, W. J. Slow Compression Crushing of Single Particals of Glass / W. J. Kennys, E. L. Piret//AICHE -Journal. 1961. - C. 199-202.

88. Никифоров, Ю. П. Хрупкое разрушение неоднородных тел / Ю. П. Никифоров // Технологические комплексы, оборудование предприятий строительных материалов и стройиндустрии : сб. докл. Междунар. Интернет-конф. -Белгород, 2003. С. 117-119.

89. Барабанная мельница / Ханин С.И., Богданов B.C., Ломакин В.В. и др. -Патент на изобретение №2279923 РФ, В02С 17/06 Опубликовано 20.07.2006 Бюл. №20.

90. Ханин, С. И. Определение критической скорости разрушения частиц материала в трубной шаровой мельнице / С. И. Ханин, В. П. Воронов, С. С. Труха-чев // Изв. вузов. Строительство. 2009. - № 2. - С. 123-128.

91. Породы горные. Термины и определения : ГОСТ Р 50544-93 / -М. : ГОССТАНДАРТ РОССИИ, 1993. 63 с.

92. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород / под ред. Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, М.М. Протодьяконова. М.: Недра, 1975 — 279 с.

93. Иродов, И.Е. Основные законы механики / И.Е.Иродов. — М. : Высш. школа, 2002.-251 с.

94. Яблонский, А.А. Курс теоретической механики: учеб. для техн. вузов / А.А.Яблонский, В.М.Никифорова. СПб. : Изд-во "Лань", 1999. - 768 с.

95. Разрушение. Математические основы теории разрушения : пер. с англ. / под ред. Г. Либовиц. М.: Мир, Т.1, 1975. - 764 с.

96. Механика хрупкого разрушения /Т.П. Черепанов. -М.: Наука, 1974- 640 с.

97. Элементарный учебник физики. Колебания, волны. Оптика. Строение атома/ под ред. Г.С.Ландсберг.-изд.8-е изд.стереотип.-М.: Наука, 1973.-638 с.

98. Ходаков, Г. С. Физика измельчения : монография / Г. С. Ходаков. М. : Наука, 1972.-308 с.

99. Алимов, О.Д. Удар, распространение волн деформации в ударных системах / О.Д.Алимов, В.К.Манжосов, В.Э.Эремьянц. М. : Наука, 1985. - 357 с.

100. Иродов, И.Е. Физика макросистем. Основные законы / И.Е.Иродов. М. : Высш. школа, 2002. - 199 с.

101. Разрушение. Микроскопические и макроскопические основы механики разрушения : пер. с англ. / под ред. Г. Либовиц. М. : Мир, 1973. - 616 с.

102. Калиткин, Н.Н. Численные методы / Н.Н.Калиткин. М.: Наука, 1978. -512 с.

103. Солодовников, Д.Н. Цилиндрическое внутримельничное классифицирующее устройство трубной мельницы : дис. . канд. техн. наук / Д.Н. Солодовников. Белгород, 2009. 162 с.

104. Кельтон, В. Имитационное моделирование. Классика CS / В.Кельтон, A.JIoy.-3-е изд. СПб. : Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2004. - 847 с.

105. Бондарь, А.Г. Планирование эксперимента при оптимизации процессов химической технологии (алгоритмы и применение) : учеб. пособие / А.Г.Бон-дарь, Г.А.Статюха, И.А.Потяженко. Киев. : Вища школа. 1980. - 264 с.

106. Львовский, Б.Н. Статистические методы построения эмпирических формул / Б.Н.Львовский. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. школа, 1988. -239 с.

107. Вердиян, М.А. Новые принципы анализа и расчета процессов измельчения в технологии цемента. Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. д.т.н. / М.А. Вер-диян-М., 1983.-50 с.

108. Дешко, Ю.И. Измельчение материалов в цементной промышленности / »

109. Ю.И.Дешко, Г.С. Крыхтин., М.Б. Креймер. 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1966. -270 с.

110. Роберт, Седжвик Фундаментальные алгоритмы на С++. Анализ. Структуры данных. Сортировка. Поиск : пер. с англ. / Седжвик Роберт. — К. : изд-во "ДиаСофт", 2001.-688 с.

111. Ханин, С. И. Математическое описание процесса разрушения частиц материалов цементного производства / С. И. Ханин, В. П. Воронов, С. С. Трухачев // Вестн. БГТУ им. В. Г.Шухова. 2009. - № 1. - С. 69-72.

112. Березин, И.С. Методы вычислений / И.С.Березин, Н.П.Жидков. М. : Наука, 1962.-464 с.

113. Демидович, Б.П. Численные методы анализа. Приближение функции, дифференциальные и интегральные уравнения / Б.П.Демидович, И.А.Марон, Э.З.Шувалова. 3-е изд., - М. : Наука, 1967. - 383 с.

114. Ракитин, В.И. Практическое руководство по методам вычислений с приложением программ для персональных компьютеров: учеб. пособие / В.И.Раки-тин, В.Е.Первушин. М. : Высш. школа, 1998. -383 с.

115. Бахвалов, Н.С. Численные методы / Н.С.Бахвалов, Н.П.Жидков, Г.М.Кобельков. М.: Наука, 2003. - 630 с.

116. Арутюнов, С. Ю. Моделирование и оптимизация процесса измельчениязернистых материалов : автореф. дис. канд. техн. наук. / С. Ю. Арутюнов. -М, 1982.-20 с.

117. Yourdon, Е. Case studies in object-oriented analysis & design / E.Yourdon, C.Argila. NJ: Prentice Hall PTR; Har/Dis edition, 1996. - 384 p.

118. Бенькович, E.C. Практическое моделирование динамических систем / Е.С.Бенькович, Ю.Б.Колесов, Ю.Б.Сениченков. СПб. : БХВ- Петербург, 2002. -464 с.

119. Кватрани, Т. Визуальное моделирование с помощью Ration Rose 2002 и UML: пер. с англ. / Т.Кватрани.-М.: Издательский дом "Вильяме",2003—192 с.

120. Рыжиков, Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии / Ю.И.Рыжиков. СПб. : КОРОНА принт; М. : Альтекс-А, 2004. - 384 с.

121. Труб, И. Объектно-ориентированное моделирование на С++ : учеб. курс / И.Труб. СПб. : Питер, 2006. - 411 с.

122. Старченко, Д.Н. Особенности процесса движения мелющих тел в трубноймельнице с различными конструкциями внутримельничных устройств : авто-реф. дис. к-та техн. наук / Д.Н. Старченко. Белгород, 2010. - 20 с.

123. Рихтер, Дж. Windows для профессионалов : создание эффективных Win-32 приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows : пер. с англ. / Дж. Рихтер. 4-е изд. - СПб. : Питер; М. : издательско-торговый дом "Русская редакия", 2004. - 749 с.

124. Schruben, L. W. Simulation modeling with event graphs / L.W. Schruben // Commun. Assoc. Comput. Mach. 1983. -N 26. - P. 957-963.

125. Som, Т. K. A formal development of event graphs as an Aid to structured and efficient simulation programs / Т. K. Som, R. G. Sargent // ORSA J. Comput. 1989. - N 1. - P. 107-125.