ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Конструктивные особенности Стержневых, валковых и вибрационных мельниц

Стержневые мельницы отличаются от шаровых по типу загрузки. Мелющими телами в них служат стальные стержни.

При измельчении материала в этих мельницах в продукте помола оказывается мало мелких фракций. Стержневые мель­ницы в отечественной цементной промышленности не применя­ют.

В горнорудной промышленности стержневые мельницы ис­пользуют много лет для подготовки обогащаемых горных пород к окончательному помолу в шаровых мельницах. При этом
было доказано, что в стержневых мельницах можно размалы­вать. материал до прохождения его через сита >с размером от­верстий 2 и 1,4 мм при ^минимальном остатке в материале крупных зерен.

На цементных заводах Европы, особенно в ГДР и ФРГ, для помола сырьевых материалов применяют среднеходные вал­ковые мельницы. конструкции Леше. Мельницы этой кон­струкции работают в замкнутом цикле с сепараторами. В них совмещен помол с одновременной сушкой при влажности ма­териала до 20—25%.

В мельнице Леше (рис. 50) основными мелющими узлами являются горизонтальная вращающаяся тарелка, укрепленная на вертикальном валу, и два больших валка или катка, на,- саженные на неподвижные оси и прижимаемые к тарелке нажимными пружинами Та­релка и валки заключены в металлический кожух. Мате­риал попадает через специаль­ное боковое отверстие на та­релку и затем вовлекается под валки. Измельчение происхо­дит в основном раздавлива­нием и частично истиранием. Через кольцевой канал, раз­мещенный вокруг тарелки, в мельницу подается холодный или горячий воздух. Воздуш­ный поток увлекает размоло­тый материал из мельницы че­рез разгрузочную трубу в верхней части кожуха. Круп­ные фракции материала, вы - Рис - 5а Mej™a конструкции деленные сепаратором, воз - "

Вращаются в мельницу. Сепа­ратор может быть встроен в верхней части кожуха или же вы­несен из мельницы.

Производительность мельницы конструкции Леше зависит от размера катков, скорости вращения тарелки, степени за­грузки материалом, аспирации, давления нажимных пружин и доходит до 40 т/ч. при тонкости помола 8—10% остатка на сите № 008. Удельный расход электроэнергии в больших мель­ницах составляет 11—12 квт-ч/т.

В СССР мельницы такого типа применяются для помола угля на электростанциях, но могут быть использованы и на цементных заводах, работающих. по сухому способу производ­ства аїри. помоле сырьевых материалов.

На цементных заводах Европы эксплуатируются также кольцевые валковые мельницы фирмы «Берц», «Пфей- фер» и кольцевые шаровые мельницы фирмы «Фуллер— Петере».

Производительность кольцевых валковых мельниц «Берц» (рис. 51) составляет 90 т/ч. Давление валков в этих мельни-

Цах достигает 200 т. От­личаются они тем, что в них отсутствует рычаж­ная система и пружины непосредственно воздей­ствуют на валки, что ис­ключает удары по кожуху мельницы. Зазоры меж­ду тремя размалывающи­ми валками в процессе помола поддерживаются постоянными. Усилие пе­редается валками через сменное нажимное коль­цо. Эта система передачи I усилия снимает нагрузки L не только с кожуха мель- р. ницы, но и со всех болто - ✓ вых и анкерных соедине­ний. Сжатие пружин осу-

Ческими цилиндрами и может регулироваться.

Горячий газ или циркуляционный воздух подается в мельницу через сопла. Продукт помола подхватывается по­током воздуха или газа и подается в классификатор лопастного типа, расположенный в верхней части мельницы. На кожухе мельницы могут быть также установлены воздушные сепарато­ры любых конструкций. Сконструирован специальный пластин­чатый сепаратор, позволяющий получить любой продукт помо­ла. В мельницах данного типа предусмотрена возможность сов­мещения помола и сушки при температуре до 400°С.

Конструкция кольцевых валковых мельниц фирмы «Пфейфер» сходна с конструкцией мельниц фирм «Леше» и «Берц». Валки и системы пружин такие же, как и в мельнице фирмы «Берц», за исключением того, что вместо свободной на­садки валки шарнирно прикреплены к нажимному кольцу.

Кольцевые шаровые мельницы фирмы «Фуллер—Петере» (рис. 52) включают мелющий элемент, сепаратор и привод. Мелющий элемент состоит из верхнего и нижнего кольца, ша­ров и системы пружин. Нижнее кольцо вращается, а верхнее прижимает шары к нижнему кольцу. Шары размещены межд}
кольцами и расположены близко один от другого. Тонкость по­мола готового продукта регулируют при помощи верхнего при­жимного кольца, которое можно поднимать и опускать.

Сырье подается на середину нижнего кольца и центробеж­ной силой натравляется под шары. Продукт помола подхваты­вается воздушным пото­ком, проходит сепаратор и выносится из мельнн - цы.

Мельницы эти приме­няют для помола мягких пород, так как при из­мельчении твердых мате­риалов мелющие тела быстро изнашиваются. В цементной промышленно­сти их используют для помола цементного сырья и угля. Влажность мате­риалов, поступающих в мельницу, допускается: для угля — до 25%, дія цементного сырья — до 15—18%. Удельный рас­ход электроэнергии при помоле мергеля средней твердости и влажности 8% до остатка на сите № 008 12% составляет 12 kbt-hJt, а при помоле угля — около 13,5 квт-ч/т

Вибрационные мельницы применяют для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов как при сухом, так и при мокром их помоле. Они характеризуются низкой производи­тельностью и используются главным образом для домола це­мента с целью повышения его качества. Их применяют на же­лезобетонных заводах при производстве местных вяжущих ма­териалов, измельчении минеральных красок.

Мельницы этого типа изготовляются объемом от 10 до 4000 дм3. Число колебаний достигает 1500—3000 кол/мин с амплитудой 2—5 мм. Мелющими телами служат мелкие шары.

Во многих отраслях промышленности зарубежных стран, в том числе и в цементной промышленности США и Австралии [45], эксплуатируются гравитационные мельницы (рис. 53), в которых дробление и помол совмещены. Измельчение матери­ала в мельницах этого типа осуществляется путем удара из­мельчаемых кусков друг о друга и футеровку специальной кон струкции без мелющих тел. Для увеличения числа соударений
между кусками и повышения производительности мельницы к внутренней боковой стенке корпуса приварены лопасти (/), расположенные равномерно по окружности и направленные по радиусам к центру сечения корпуса. Лопасти способствуют

Подъему размалываемых кусков на большую высоту. К внутренним поверхностям торцовых стенок мельницы приварены стальные плиты- отражатели (2) зубчатой формы. Часть кусков мате­риала при падении ударяет­ся о плиты-отражатели и частично разрушается, дви­жение других кусков в ре­зультате удара о плиты из­меняется и увеличивается

Число столкновений. Частично измельчение происходит за счет трения материала о стенки мельницы и в слоях самого материа­ла. Диаметр действующих. мельниц достигает 9 м при малом отношении длины к диаметру — 0,31—0,32. Мельница вращается с большой скоростью.

Обязательным условием производительной работы гравита­ционной мельницы является определенное соотношение между относительно крупными кусками материала и мелочью, содер­жащимися в поступающей в мельницу смеси. При отсутствии в материале известной доли крупных кусков производительность мельницы снижается. В таких случаях в мельницу загружают мелющие тела в количестве 1,5—2,5% к объему мельницы. Мельница работает в замкнутом цикле с воздушно-проходным сепаратором и вентилируется регулируемым потоком воздуха. При подаче горячего воздуха влажность загружаемого мате­риала может достигать 10—12%.

Для тонкого помола материалов применяются также цен­тробежные мельницы, в которых происходит самоизмельче­ние частиц (без мелющих тел). Мельницы этого типа работают в замкнутом цикле при разрежении внутри полости. Скорость вращения чаши достигает 1450—2440 об/мин, производитель­ность—50—100 кг/ч [19].

В мельницах струйного помола (рис. 54) измельчение твердых материалов происходит без мелющих тел. В них ис­пользуется принцип самоизмельчения, когда роль мелющих тел выполняют куски или частицы самого измельчаемого материа­ла. Измельчение в струйных мельницах основано на соударе­нии потоков, направляемых с большой скоростью навстречу друг другу, и взаимном истирании материала. Эти мельницы просты по конструкции и характеризуются большой скоростью процесса измельчения при высокой удельной производительно­
сти. Расход металла очень мал, так как измельчающей средой является сам продукт измельчения. Рабочие поверхности раз­гонных трубок и камеры измельчения можно изготовлять или футеровать из высокопрочных керамических материалов, износ которых весьма незначителен.

Для сообщения материалу необходимой скорости движения в - качестве энергоносителя могут быть использованы сжатый воздух, перегретый водяной пар, продукты сгорания жидкого или газообразного топлива.

Материал, предварительно раздробленный до крупности•- 6 мм, загружается в бункер 1, из которого вибропитателем 2 подается в центральную трубу и под действием интенсивного потока энергоносителя, выходящего из камеры измельчения 3, попадает в классификатор 4. Вентилятор 5 создает в системе разрежение.

В классификаторе или сепараторе струйной мельницы оте­чественной конструкции, разработанной во ВНИИНСМ, враща­ется с определенной скоростью ротор 6, состоящий из отдель­ных колосников. При вращении ротора сепаратора зерна мате­риала определенной крупности отбрасываются к стенкам клас - сгіфикатора и по трубам 7 поступают в эжекторные камеры 8. Готовый продукт проходит через колосники ротора и дальше поступает в циклон 9, где и осаждается в бункере 10.

При измельчении цементного клинкера в струйной мельнице тонкость помола цемента по удельной поверхности регулирует­ся скоростью вращения ротора сепаратора. Цемент струйного
помола отличается от цементов, размолотых в шаровых мель­ницах, высокой дисперсностью. По зерновому составу он ха­рактеризуется узким диапазоном фракций. Цемент с удельной поверхностью 5 = 2500 см2/г в основном состоит из фракций ми­нус 40 мк, цемент с удельной поверхностью 5 = 4000 см2/г и вы­ше— из фракций минус 30 мк.