ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОМОЛА ЦЕМЕНТА

Тонкое измельчение материалов является одним из наибо­лее энергоемких процессов в производстве цемента: на него за­трачивается около 60% всей расходуемой на производство це­мента электроэнергии. Очевидно, поэтому каждое мероприя­тие, способствующее интенсификации процессов измельчения, может в общем масштабе дать весьма значительный экономи­ческий эффект.

Чтобы яснее представить возможные пути интенсификации процессов измельчения материалов в трубных мельницах, рас­смотрим основные факторы, от которых зависит эффективность работы помольного агрегата.

Эти факторы условно можно разделить на три группы.

К первой группе относятся те, которые связаны с кон­струкцией мельниц:

А) схема измельчения (помол в открытом и замкнутом цик­ле, одностадийный, двухстадийный помол и т. д.);

Б) скорость вращения мельницы;

В) профиль и поверхность броневых плит.

Во вторую группу входят факторы, обусловливающие режим работы мельницы:

А) степень заполнения объема мельницы мелющими телами;

Б) качество и ассортимент мелющих тел;

В) интенсивность аспирации рабочего пространства мельниц;

Г) величина и равномерность питания мельниц материалом, автоматизация мельниц.

Третью группу составляют физико-химические свойства размалываемого материала и среды в мельнице, определяющие его сопротивляемость размолу, крупность исходного и конечного продуктов, температуру и влажность, адсорбционные свойства среды.

В настоящее время развитие техники цементного производ­ства идет по пути увеличения тонкости помола.

Бесспорным является положительное влияние тонкого помо­ла, заключающееся в ускорении процессов гидратации и гидро­лиза зерен цемента за счет увеличения его удельной поверхно­
сти, а следовательно, и в повышении прочности в ранние сроки твердения. Вместе с тем тонкое измельчение цемента, как из­вестно, сопровождается снижением производительности мель­ниц, увеличением удельчого расхода электроэнергии, повыше­нием температуры в мельнице и соответственно цемента на вы­ходе из нее. В ряде случаев наблюдаются явление ложного схватывания, изменение зернового состава порошка и т. д.

Одной из основных причин снижения эффективности про­цесса измельчения по мере повышения его тонкости является наряду с увеличением сопротивляемости размолу клинкера ухудшение условий процесса помола в результате налипания на мелющие тела мельчайших частиц цемента! и агрегирования их между собой. При этом мелющие тела и внутренняя по­верхность мельницы покрываются довольно прочным слоем це­мента, что снижает кинетическую энергию удара мелющих тел, увеличивает количество работы трением и повышает темпера­туру материала в мельнице. Агрегирование при тонком помоле выражается в образовании из мельчайших частиц «агрегатов» (пластинок, комочков), и это приводит к значительному умень­шению удельной поверхности готового продукта. При гидрата­ции агрегаты ведуг себя, как одна крупная частица, уменьшая тем самым скорость взаимодействия цемента с водой.

Практика показала, что налипание и агрегирование частиц цемента являются серьезным препятствием при тонком помоле. Природа этих явлений изучена еще мало. Между тем устране­ние налипания (хотя бы частичное) могло бы явиться важным фактором интенсификации процесса помола.

Давно уже было замечено, что если при помоле твердых материалов в мельницу вводить в небольших количествах такие добавки, как каменный уголь, канифоль, лигнин или поверхност но-активные вещества (ПАВ)—триэтаноламин, соапсток, мыло­нафт, контакт Петрова и др., то налипания размалываемого ма­териала не происходит, он измельчается интенсивнее и произво­дительность мельницы повышается. Эти интенсификаторы помо­ла "действуют по-разному на процесс измельчения. Такие, как каменный уголь, канифоль и лигнин, взятые в соответствующих количествах, устраняют налипание (при небольшом содержании получается малый эффект, а при избытке (0,3—0,5%), в некото­рых случаях снижается качество цемента); иногда эти добавки слишком дороги.

Характер влияния подобных добавок на процесс измельчения до конца не выяснен. Однако можно считать установленным, что при добавках поверхностно-активных веществ процесс из­мельчения в трубных мельницах протекает весьма интенсивно. Интенсифицирующее действие малых количеств ПАВ при по­моле клинкера может быть объяснено, с одной стороны, адсорб­ционным снижением его твердости (механизм этого процесса показан в ряде работ Ребиндера [49]), а с другой, — уменынени - ем и даже предотвращением налипания и агрегирования це­мента.

Эффективность действия интенсифицирующих добавок в большой мере зависит от способа их введения в мельницу.

Обычно интенсифицирующие добавки подаются в клинкер на питательной тарелке. Однако такой способ малоэффективен. Пока интенсифицирующая добавка равномерно распределится по поверхности всего материала, потребуется довольно продол­жительное время и материал успеет пройти в камеру тонко­го измельчения. В таких условиях функция интенсификатора в основном сводится к устранению налипания.

Если же Поверхностно-активные вещества вводить в первую камеру мельницы в токкодисперсном виде, то их действие бу­дет значительно эффективнее. Введенные даже в малых дозах (сотых долях процента), они в этом случае с самого начала процесса измельчения соприкасаются со вновь обнаженными поверхностями размалываемого материала, адсорбируются на них и действуют как понизители твердости. В НИИЦементе проведена большая работа в этом направлении, разработаны условия подачи ПАВ в первую камеру мельницы, определены оптимальные дозировки некоторых наиболее активных ПАВ. Установлено, что при таком способе введения ПАВ в мельни­цу оптимальная их дозировка будет в десятки раз меньше при­меняемой при обычной подаче их вместе с материалом на пи­тательную тарелку.

Проведенные исследования позволили также установить, что интенсифицирующее действие некоторых ПАВ проявляется тогда, когда их вводят в весьма малых количествах, иногда в сотых долях процента по отношению к весу размалываемого материала, причем диапазон активных дозировок весьма узок. При повышенных дозировках по сравнению с установленным оп­тимальным значением некоторые ПАВ, даже весьма активные в случае их применения в больших количествах, практически прекращают интенсифицировать процесс измельчения. В силу таких свойств ПАВ при введении их в мельницу вместе с мате­риалом в концентрированном виде интенсифицирующее их дей­ствие проявляется только частично и на отдельных этапах из­мельчения.

Наилучшие условия введения ПАВ в мельницу в распылен­ном виде создаются в том случае, если они растворены в воде. Водный раствор ПАВ, легко распыляемый с помощью специ­альной установки, обеспечивает соприкосновение интенсифика­тора с большой поверхностью размалываемого материала в самом начале процесса измельчения. Этот способ применения ПАВ эффективен еще потому, что минералы цементных клин­керов обладают высокой гидрофильностью и сильно адсорбиру­ют воду на вновь образующихся поверхностях. Уже сама во­да вызывает значительное адсорбционное понижение прочно­сти клинкерных минералов при их измельчении.

Введение в первую камеру водного раствора добавки ПАВ сопровождается не только понижением твердости размалыва­емого материала. Адсорбированные поверхностно-активные ве­щества создают оболочку вокруг частичек материала и тем самым препятствуют агрегированию и налипанию. Некоторые ПАВ, например водный раствор триэтаноламина, поданный в первую камеру в распыленном состоянии в количестве 0,02— 0.0jl% к весу цемента, повышают производительность мельницы на 20—25% и больше.

В НИИЦементе разработана типовая схема установки для подачи ПАВ в первую камеру мельницы. В схему установки (рис. 82) входят приемные бачки 1, в которые переливают по-

Рис. 82. Типовая схема установки для подачи ПАВ в распыленном со­стоянии в первую камеру цементной мельницы 1—11 (см. текст); 12 — мельница; 13— вода; 14 — воздух; 15 — ТЭА и С СБ

Ступающие на завод ТЭА и ССБ. Из них насосом 2 производи­тельностью 3—5 мг/ч добавки перекачивают в смесительно- дозировочный бак 3, в котором осуществляются дозирование (по объему) ПАВ и воды, а также перемешивание сдозирован - ного раствора сжатым воздухом. Готовый раствор самотеком поступает в основной расходный бак 4, емкость которого равна примерно суточной потребности цеха в ПАВ. Из расходного ба­ка через коллектор раствор подают индивидуальными шесте­ренчатыми насосами 5 к форсункам 6. Сюда же по воздушной магистрали поступает сжатый воздух под давлением 2—3 атм, который, разбивая струю раствора в форсунке, образует тон­кодисперсную туманообразную смесь. Длину выходящей из форсунки струи и угол распыления при постоянном давлении воздуха и раствора регулируют изменением величины воздуш­ного кольцевого зазора в форсунке. Для контроля и регулиро­вания работы установки используется следующая контрольно - измерительная аппаратура.

Уровень ПАВ и воды в смесительно-дозировочном баке ре­гулируется с помощью сигнализатора уровня СУ-1 7. Поддер­жание необходимого количества воды в смесительно-дозировоч­ном баке осуществляется с помощью запорного вентиля 8.

Уровень в расходном баке контролируется с помощью элек­тросигнализатора уровня ЭСУ-2А 9. Для измерения расхода раствора ПАВ используют дистанционный электрический рота­метр РС-5 10. Давление раствора и воздуха определяется ма­нометрами. Если установка обслуживает группу мельниц, т© регулировка подачи ПАВ на каждую мельницу осуществляется регулировочными кранами с электроприводом РК.-3 И.

Понижение твердости размалываемого материала в самом начале процесса (при введении в распыленном состоянии вод­ного раствора ПАВ в первую камеру мельницы) обусловливает снижение средневзвешенного диаметра шара за счет удаления из ассортимента загрузки шаров больших размеров.

Интенсифицирует помол и небольшое количество влаги. Из­вестно, что при помоле клинкера с добавками влаги (в преде­лах 1 % к весу подаваемой в мельницу шихты) уменьшается или полностью предотвращается налипание и агрегирование мелких частиц цемента. Возможно, это объясняется тем, что образую­щиеся на частицах цемента мономолекулярные гидратные обо­лочки оказывают изолирующее действие, локализуя электроста­тические заряды и предотвращая таким образом их взаимодей­ствие. С увеличением же влажности материала свыше 1 % эф­фективность измельчения резко снижается. Однако налипания на мелющие тела не наблюдается даже при довольно высоких значениях влажности (свыше 2%) и удельной поверхности 3000—3500 см2!г, либо оно очень незначительно. Из этого сле­дует, что налипание и агрегирование при тонком помоле вызы­вается не повышенной влажностью материала. Напротив, влаж­ность, даже относительно большая (2%)> предотвращает этот нежелательный процесс. Установлено, что эффективность про­цесса измельчения снижается вследствие изменения свойств размалываемого материала, которое выражается в уменьшении подвижности цемента, потере им «текучести», вследствие чего процесс измельчения замедляется. По мере дальнейшего из­мельчения и развития поверхности материала подвижность его снова восстанавливается. Это явление объясняется тем, что при образовании полимолекулярных слоев и их сцепления («склеи­
вании») возникает структура из гидратных оболочек и частиц цемента, обладающая некоторой прочностью. Особенно сильно это проявляется в начале процесса, в области грубого измель­чения, где удельная поверхность материала сравнительно не­велика.

Необходимо отличать явление налипания, которое надо рас­сматривать как следствие действия электростатических зарядов на поверхности частиц, возникающего при высоких значениях удельной поверхности, от явления уменьшения подвижности («склеивания») цемента вследствие образования коагуляцион - ных структур из гидратных оболочек и частиц цемента. Именно это уменьшение подвижности материала при повышенной его влажности в начале процесса и приводит к «замазыванию», «запариванию» в первых камерах мельниц.

Исследования показали, что возрастание по мере повышения температуры сопротивляемости материала размолу (рис. 83)

Происходит в основном из - за увеличения агрегирова­ния и налипания его на ме­лющие тела и броневые плиты. Повышение темпе­ратуры особенно сильно сказывается при высоких значениях удельной поверх­ности материала.

Влияние температуры на процессы налипания и агре­гирования можно объяснить следующим образом. В ходе измельчения цемента мел­кие его частицы адсорбиру­ют на своей. поверхности воздух, и образующиеся воз­душные оболочки препятст­вуют контакту частиц, т. е. как бы изолируют действие электростатических заря­дов. При температуре свы­ше 100°С воздушные оболочки разрушаются, и частицы, сопри­касаясь под влиянием электростатических зарядов, образуют прочные агрегаты. Кроме того, в процессе измельчения в ре­зультате ударных воздействий на поверхности мелющих тел также возникает электрический потенциал, и шары, соприкаса­ясь с мелкими частицами, притягивают их.

Исследования процесса помола клинкера и изучение влия­ния на сопротивляемость размолу влажности и температуры позволяют сделать следующий вывод: введение определенного' количества влаги в полость мельницы может оказаться эффек­
тивным средством интенсификации процесса помола вследствие возникновения адсорбционного эффекта, уменьшения твердости материала, сокращения налипания и снижения температуры.

На основании этих данных лабораторией помола НИИЦе - мента была проверена эффективность введения воды в цемент­ную мельницу. Воду подавали в последнюю камеру мельницы в тонкодисперсном виде (воздушно-водяная смесь) [50]. Это обусловлено тем, что в камерах тонкого измельчения материал находится в высокодисперсном состоянии, а температура и ве­личина налипания максимальные. Подача распыленной воды в область высоких температур и больших значений удельной по­верхности обеспечивает эффективный отбор тепла и интенсив­ное испарение влаги, а также предотвращает снижение под­вижности материала, которое возникает при введении тех же количеств воды на первоначальной стадии процесса помола.

Кроме того, распыленная вода, подаваемая в мельницу, по­зволяет поддерживать большую влажность аспирационного воз­духа, просасываемого через полость барабана. Как известно, воздух при сильном увлажнении обладает хорошей электропро­водностью. Но в мельнице в результате трения мелющих тел значительная часть энергии, затрачиваемой на помол, превра­щается в тепловую, которая нагревает не только размалывае­мый материал, мелющие тела и мельницу, но и проходящий че­рез нее аспирационный воздух. При нагревании электропровод­ность воздуха резко снижается, так как уменьшается его отно­сительная влажность. Если, например, температура воздуха пе­ред входом в мельницу равна + 10°С, а насыщение его івлагой со­ставляет 80%, то при температуре +80°С относительная влаж­ность его будет не более 5% и, следовательно, он становится плохим проводником электричества.

Искусственное увлажнение воздуха путем испарения вводи­мой в мельницу воды отбирает значительную часть тепла. Ко­нечно, количество добавляемой воды не должно быть больше того, чем это нужно для испарения. При добавке воды в мель­ницу в количестве 1 % на тонну цемента необходимо испарить 10 кг воды, на что затрачивается около 6000 ккал тепла. Если же в мельницу подается горячий клинкер, то дополнительно вносится много тепла, в связи с чем количество подаваемой в мельницу воды необходимо увеличивать порой на короткие про­межутки времени до 2%-

Как это установлено, на некоторых заводах температура клинкера, подаваемого в мельницу, колеблется в широких пре­делах— от 150 до 215°С. При этом температура цемента иэ выходе из мельницы составляет 160—190°С (в летних условиях); при прочих равных условиях температура цемента на выходе находится в прямой зависимости от температуры клинкера.

Проведенные в НИИЦементе исследования дали возмож­ность установить, что с охлаждением цемента в мельнице уменьшаются агрегирование, налипание и улучшаются условия процесса измельчения. Это было достигнуто в результате введе­ния воды в камеру тонкого измельчения. Были изучены условия диспергирования воды и сконструирована автоматическая ус­тановка для введения воздушно-водяной смеси в полость мель­ницы, снабженной периферийным приводом (рис. 84).

Рис. 84. Схема автоматической установки для подачи воздушно-водя­ной смеси в камеру тонкого измельчения цементной Мельницы

Вода распыляется форсункой /, к которой по двойной тру­бе 2 подаются сжатый воздух от компрессора под давлением 1,5—3 атм (избыточных) и вода под давлением 1,5—2 атм. Во­да поступает по внутренней трубке, воздух — по внешней. Двойная труба закрепляется на ложе 3, которое изготовляют из обычного углового железа 50X50 мм. Часть трубы консоль­но входит в аспирационную коробку и разгрузочную цапфу так, чтобы форсунка попадала в центральное аспирационное отвер­стие выходной решетки. С наружной стороны аспирационной коробки двойная труба с форсункой неподвижно крепится к ложу зажимной шайбой 4 и болтом. Труба устанавливается строго по оси мельницы, иначе форсунка будет касаться решет­ки и ее во время работы может срезать. Ложе прикрепляется к стойкам аспирационной коробки растяжками 5. Вода подает­ся через два электромагнитных вентиля 6 типа ЭМВ-15 или СВМ-15, перед которыми установлены обычные вентили 7. Для удобства вентили и трубы соединены эластичными резиновыми шлангами 8. Давление воды, подаваемой в мельницу перед двойной трубой, замеряется манометром 9, количество подава­емой воды — водомером 10.

Принятый способ крепления трубы с форсункой обеспечивает Надежную и бесперебойную работу установки, позволяет в слу­чае необходимости извлекать трубу из мельницы, не останав­ливая ее.

Количество воды, подаваемой в мельницу, в основном за­висит от температуры цемента на выходе; она, следовательно, является основным параметром при автоматическом регулиро­вании подачи воды в полость мельницы. Но абразивность це­мента и его сравнительно высокая температура не позволяют погружать воспринимающий орган термосигнализатора непо­средственно в струю цемента. В связи с этим возникает необхо­димость найти другой параметр, который был бы равнозначен основному и обеспечивал надежность измерений. Таким пара­метром является температура аспирационного воздуха на вы­ходе из мельницы, которая практически равна температуре це­мента.

Уже упоминалось о том, что в качестве регулируемых эле­ментов в автоматической установке подачи воды используются электромагнитные вентили марки ЭМВ-15 или СВМ-15. При температуре цемента выше 115°С включается один электромаг­нитный вентиль, который может подать от 100 до 270 л воды в час, а если этого недостаточно и температура поднимается до 135°С, то включается второй электромагнитный вентиль. При понижении температуры поочередно отключаются электромаг­нитные вентили, и подача воды в мельницу прекращается.

Введение 1—2% воды в распыленном виде в камеру тонко­го помола цементной мельницы снижает температуру цемента на выходе до 115—116°С.

Снижение температуры аспирационного воздуха и повыше­ние его влагосодержания благоприятно отражается на работе электрофильтра. Установлено, что для хорошей работы элект­рофильтров требуются значительное охлаждение газов-—до 50°С — и повышение относительной влажности до 90%. Факти­ческая температура аспирационного воздуха перед входом в электрофильтр без введения воды в мельницу достигает 130— 150°С, а в отдельных случаях — и более высоких значений. При этом, как правило, напряжение составляет 200—230 в, а ток короны — 2,6 ма. С введением же 1—2% воды в мельницу (к весу цемента) в результате снижения температуры аспираци­онного воздуха и повышения его влагосодержания режим ра­боты электрофильтра резко улучшается: напряжение увеличи­вается до 280—300 е, а ток короны до 10—20 ма. Это наиболее хорошие показатели работы электрофильтра Ц-13.

Испытания установки НИИЦемента показали, что введение воды в мельницу улучшает условия измельчения размалываемо­го материала. Производительность мельницы при введении воз­душно-водяной смеси в камеру тонкого помола увеличивалась в среднем на 10%, а влажность цемента на выходе из мельни­цы даже при максимальном количестве подаваемой воды (2—2,5%) не превышала 0,1%.

Таким образом, повышение эффективности процесса помола в цементной мельнице при введении распыленной воды в каме­ру тонкого помола происходит за счет интенсифицирующего действия небольших количеств влаги, которое выражается в адсорбционном понижении прочности размалываемого материа­ла и уменьшении налипания цемента на мелющие тела; этому в значительной мере способствует и понижение температуры в мельнице.

Большое влияние на показатели работы мельницы оказыва­ет предварительное дробление клинкера, обеспечивающее пи­тание мельниц более однородным по размеру материалом. При этом повышается эффективность действия мелющих тел, умень­шаются колебания тонкости помола и часовой производитель­ности.

Для получения цемента повышенной прочности в первые сроки твердения требуется размалывать клинкер до удельной поверхности 5 = 4000-7-5000 см2/г, причем, как уже говорилось, достижение такой тонкости помола в мельнице с однократным прохождением материала связано с большим снижением ее производительности и перерасходом энергии на помол.

В этой связи большое значение приобретает вопрос о созда­нии благоприятных условий для эффективной работы мелю­щих тел в мельницах.

Обычно в камеры трубной мельницы для грубого и среднего измельчения загружают шары восьми или девяти размеров. При этом в ассортимент загрузки включают шары таких раз­меров, которые обеспечивают измельчение наиболее крупных кусков материала. В мельницах с цилиндрической бронефуте­ровкой шары разных размеров перемешаны, причем наблюда­ется переход крупных шаров к разгрузочному концу камеры. Поэтому подбор шаров постепенно убывающих размеров обес­печивает не столько измельчение соответствующих по размеру кусков материалов, сколько компактность упаковки дробящей загрузки. Действительно, можно ли говорить о соответствии размеров кусков материала и мелющих тел по длине камеры с цилиндрической бронефутеровкой, когда вся загрузка представ­ляет собой хаотическую смесь мелющих тел с преобладанием крупных шаров в конце камеры, где материал, как правило, уже раздроблен до мелкой крупки. При этом крупные зерна клинкера (или другого твердого материала) попадают под уда­ры мелких и крупных шаров так же, как и мелкие зерна. Но мелкие шары, падая на крупные зерна клинкера, не разруша­ют их с первого удара. В то же время тяжелые шары легко разрушают мелкие зерна материала. Между тем такой же ре­зультат может быть получен с помощью шаров меньшего разме­ра или при падении больших шаров с меньшей высоты.

Очевидно, максимальный эффект при измельчении будет до-
стигнут в том случае, когда имеется соответствие между разме­рами шаров и зернами размалываемого материала.

В первой камере от шаровой загрузки требуется главным образом ударное действие. Чтобы обеспечить оптимальные ус­ловия работы шаров наибольшего размера, которыми загружа­ется первая камера, мельница должна работать с большей, чем обычно принято в производственных условиях, скоростью. На практике принимается такая скорость вращения мельницы, при которой не происходит переброски шаров через «пяту». Это значит, что в лучшем случае работа шаров только одного раз­мера (из общего ассортимента загрузки) протекает в оптималь­ных условиях, остальные же, и главным образом крупные, ра­ботают с пониженной эффективностью.

В то же время нельзя загружать в одну и ту же камеру (с цилиндрической бронефутеровкой) слишком крупные и мелкие шары, так как это приводит к весьма значительному расслое­нию мелющих тел, что снижает эффективность их работы и тормозит нормальное движение материала вдоль камер.

Чтобы обеспечить эффективный помол клинкера в трубных мельницах иногда предварительно измельчают его до крупности минус 3, минус 1 мм в коротких мельницах большого диаметра или дробят до крупности минус 10 мм в специальных дробилках.

При этом создается возможность сократить ассортимент за­гружаемых в каждую мельницу мелющих тел до двух-трех размеров и тем самым обеспечить оптимальные условия работы мелющих тел путем подбора их размеров в соответствии со ско-. ростью вращения мельницы и профилем броневых плит.

В зарубежной практике применяют агрегаты двухступенча­того помола, работающие в открытом цикле: однокамерную мельницу для грубого или предварительного измельчения и мельницу для тонкого измельчения. При установке мельниц для предварительного измельчения, как видно из данных табл. 50» повышается производительность и снижается расход энергии на помол.

В настоящее время в Советском Союзе применяют кониче­скую бронефутеровку в первой камере мельницы. Коническая бронефутеровка оправдала себя почти повсеместно, поэтому сортирующие плиты являются обязательной принадлежностью хорошо работающей трубной мельницы. Однако следует заме­тить, что самосортировка выгодна только тогда, когда размеры мелющих тел соответствуют величине зерен размалываемого материала в любом сечении корпуса мельницы, а поверхность размалываемого материала находится в правильном соотноше­нии с поверхностью мелющих тел. В противном случае даже при хорошей самосортировке эффективного измельчения не будет [43, 44]. Лишь при оптимальных условиях помола на­грев материала, даже если его измельчают до высокой удель­ной поверхности, будет не особенно большим, агрегирование

Показатели работы агрегата двухступенчатого помола

Мельницы грубого помола

Мельннцы тонкого помола

Удельный расход энергии иа всю установку в квт-ч/т

Размер в м

Производи­тельность В т/ч

Удельный рас-| ход энергии ; в квт-ч/т

Остаток на си­те № 008 в %

Размер в м

Производи­тельность в т/ч

Удельный рас­ход энергии в квт-ч/т

Остаток иа си­те № 008 в %

Удельная поверх­ность в см*/г

3,2X5,6 2,6X4,5

3,7x4,5

85 40

120

7 9

6,6

72 70

70

2,4X13

2,4X13

2,2X12

1,8X9

1,6x8

2,4x12

2,4x12

32 32 20 12 8 55 55

20 20 22 20 22 12 12

10 10

2900 2900 2800 2800 2600 2500 2500

27

31

29 31

22 22

Частиц незначительным, а эффективность размола интенсивной. При высокой тонкости помола до удельной поверхности 4000— 5000 см2!г, которую вполне можно получить в многокамерных мельницах, соблюдение этого правила является обязательным, иначе, несмотря на хорошую самосортировку, большая часть энергии мелющих тел будет превращаться не в полезную рабо­ту измельчения, а в тепло. Изменение конечной тонкости помо­ла в многокамерных мельницах в значительных пределах не­возможно без изменения ассортимента загрузки мелющих тел.

В мельнице же с конической бронефут'еровкой сортировка мелющих тел (при правильном сочетании скорости вращения мельницы и характера поверхности футеровки) может оста­ваться практически постоянной, но гранулометрический состав клинкера и его сопротивление размолу будут все же перемен­ными величинами. Особенно большие колебания наблюдаются в гранулометрическом составе. Если клинкер подвергать дроб­лению, то гранулометрический состав его будет примерно по­стоянным или при наличии мелочи наиболее крупные фракции не превысят заданного размера. Но на практике на многих за­водах предварительное дробление клинкера не нашло приме­нения. Поэтому при значительны* колебаниях гранулометриче­ского состава клинкера совмещение грубого и среднего измель­чения в одной камере создает определенные трудности в рабо­те мельницы, вследствие чего требуется особый подбор ассор­тимента загрузки.

Этот ассортимент в первой камере мельницы с сортирую­щей бронефутеровкой необходимо подбирать с таким расчетом, чтобы самые крупные куски клинкера измельчались в зоне круп­ных шаров до размеров, обеспечивающих в последующих зонах соответствие между размерами мелющих тел и крупностью зе­рен размалываемого материала. В противном случае, если в ас­
сортименте мелющих тел мало крупных шаров и в зоне их рабо­ты не обеспечивается последующая подготовка, то крупные куски клинкера переходят в зону средних и мелких шаров, пере­полняют первую камеру и резко снижают эффективность из­мельчения.

В зоне средних и мелких шаров кинетическая энергия ме­лющих тел является недостаточной и не может с первого удара разрушать крупный кусок материала. Чтобы такой кусок в этой зоне раздробить, необходимо какое-то время подвергать его многочисленным ударам шаров, вызвать в нем структурные из­менения, в результате которых и наступает разрушение. Таким образом, при нарушении соответствия между размерами кусков размалываемого материала и размерами мелющих тел мелкие шары выполняют не свойственную им функцию — с малым эф­фектом дробят крупные куски клинкера, вместо того чтобы осу­ществлять процесс дальнейшего измельчения. Это является причиной скопления в конце камеры большого количества круп­ных кусков и крупки, переполнения камеры материалом и сни* жения эффективности измельчения.

Для создания нормальных условий работы мельницы необ­ходимо изменять ассортимент загрузки, увеличивая зону круп­ных шаров с таким расчетом, чтобы крупные куски клинкера не выходили в зону средних шаров.

При помоле клинкера без предварительного дробления в мельницах с сортирующей бронефутеровкой ассортимент за­грузки и размеры мелющих тел в ней следует подбирать в за­висимости от гранулометрического состава и степени сопротив­ления размолу измельчаемого материала. Обычно при помоле клинкера вращающихся печей без предварительного его измель­чения в мельницах с сортирующей бронефутеровкой в ассорти­менте загрузки мелющих тел для первой камеры содержание шаров 100 мм должно составлять 25—35% от веса всей загрузки камеры.

Несмотря на явное преимущество сортирующей броневой футеровки перед цилиндрической, применение ее на некоторых заводах из-за неудачного подбора ассортимента загрузки ме­лющих тел не дало положительного результата.

При помоле шлакопортландцемента особое значение приоб­ретает предварительное измельчение.

Если устранить основные недостатки шлакопортландцемен­та — медленное нарастание прочности в первые сроки твердения и низкую прочность їв пластичном растворе,—то, очевидно, шла­копортландцемент по качеству ни в чем не будет уступать порт­ландцементу.

Исследованиями установлено, что при увеличении тонкости помола шлакопортландцемента до удельной поверхности в 1,5— 1,8 раза против обычной, его прочность (в жестких растворах) повышается, достигая прочности исходного портландцемента
обычного помола. Однако в пластичных растворах прочность нарастает незначительно. Некоторые ученые полагают, что ак­тивность смешанных портландцементов возрастает по мере уве­личения степени измельчения клинкера. Иногда активность та­ких цементов снижается из-за чрезмерного измельчения добав­ки, и потому считают, что наиболее рациональным методом по­лучения смешанных цементов является раздельный помол, при котором можно более тонко измельчать активную часть вяжу­щего.

В свое время было предложено [51] применять такой раз­дельный помол. При этом исходили из того, что реакционная способность шлака невелика, а гидратируется он медленно. Ре­комендовалось применять тонкий помол клинкера и грубый помол шлака. Однако на практике столкнулись с большими трудностями, поскольку помол шлака в трубной мельнице до тонкости рядового цемента сопровождается снижением произ­водительности мельницы почти вдвое. Поэтому от раздельного помола клинкера и шлака отказались.

Практикуемый же совместный помол гранулированного до­менного шлака и портландцементного клинкера в многокамер­ной трубной мельнице приводит, как правило, к переизмельче­нию шлака или недомолу клинкера. При совместном помоле ос­новного доменного шлака мокрой грануляции и портландце­ментного «линкера шлак, как легкоразмалываемый компонент, измельчается лучше. И это даже в какой-то мере препятствует тонкому измельчению клинкера. Было установлено, что в шихте из шлака и клинкера, взятых в соотношении 3 : 7, размолотой в многокамерной мельнице до удельной поверхности 5 = = 3760 см2!г, после разделения на составляющие оказалось, что клинкерный компонент был измельчен до удельной поверх­ности 5=2870 см2/г, а шлаковый компонент — до 5 = 5260 CM2Je, т. е. почти в два раза мельче [52].

Очевидно, что качество такого цемента не может быть вы­соким, поскольку шлак — менее активный компонент, чем клинкер.

Влияние тонкости помола отдельных компонентов шлако­портландцемента — клинкера и шлака — на прочность цемента характеризуется данными табл. 51. В ней приведены прочност­ные показатели шлакопортландцементов, полученных в резуль­тате смешивания в отношении 1 : 1 отдельно размолотого клин­кера Днепродзержинского цементного завода до удельной по­верхности 2000, 3000, 4000 и 6000 см2]г и основного доменного гранулированного шлака, размолотого до удельной поверхности 2000, 3000, 5000 и 6000 см2!г с 5% добавки гипса.

Как видим, во все сроки испытаний большое влияние на прочность шлакопортландцемента оказывала тонкость помола клинкера. При тонкости помола клинкера до удельной поверх­ности 2000 см2!'г и увеличении тонкости помола шлака от 2000

Зависимость прочностных показателей шлакопортлаидцемента от степени измельчения его компонентов при испытаниях в жестких растворах 1 :3

Удельная поверхность

Предел прочности в

КГ/см* на сжатие через

В см"/е

Время в сутках

Клинкера

Шлака

1

3

7

28

2000

2000

30

78

135

275

2000

3000

32

90

177

300

2000

5000

50

127

220

360

2000

6000

57

140

245

395

3000

2000

48

100

162

315

3000

3000

55

115

195

340

3000

5000

66

148

248

342

3000

6000

71

165

278

428

4000

2000

67

127

203

362

4000

3000

77

138

235

382

4000

5000

98

172

290

445

4000

6000

108

199

328

474

6000

2000

120

175

272

465

6000

3000

123

187

302

484

6000

5000

125

218

350

540

6000

6000

127

230

365

570

До 6000 см2/г суточная прочность выросла с 30 до 57 кГ/см2. В то же время при удельной поверхности шлака 2000 смУг увели­чение тонкости помола клинкера до 6000 см2/г повышало проч­ность цемента от 30 до 120 кГ/см2.

Следовательно, чтобы повысить активность шлакопортлаид­цемента, особенно в ранние сроки твердения, необходимо, что­бы в этом цементе наиболее тонко был измельчен активный его компонент — клинкер.

При помоле быстротвердеющего шлакопортлаидцемента на базе клинкера и основного доменного шлака наиболее эффек­тивен двухстадийный помол с предварительным измельчением клинкера и дальнейшим домолом его вместе со шлаком. Следу­ет подчеркнуть, что двухстадийная схема помола шлакопорт­лаидцемента имеет существенные технологические и экономиче­ские преимущества перед одноступенчатой.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Измельчение твердого технологического топлива в порошко­образное форсуночное — трудоемкая операция. Обычно перед тонким измельчением осуществляется предварительное дробле­ние углей, горючего сланца или коксовой мелочи в быстроход­ных молотковых дробилках до кусков размером …

Налаживание режима питания мельницы материалом

Эффективность работы мельницы во многом зависит от рав­номерной и правильной загрузки мельницы. размалываемым ма­териалом. О загрузке мельницы материалом можно судить по силе звука, издаваемого мелющими телами. По этому принципу работают …

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Во многих отраслях промышленности в процессе производ­ства большие количества твердых материалов перерабатывают­ся в тонкодисперсный порошок. Для интенсификации процессов производства и увеличения скорости химических реакций в ря­де случаев необходимо. повышать удельную …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.