ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Определение производительности мельницы расчетным путем

При проектировании новых мельничных агрегатов, а в неко­торых случаях и при нормировании работы действующих уста­новок производительность мельницы можно подсчитать по фор­муле

B = KaNrtb, (12)

Где Ка — коэффициент интенсивности аспирации (см. табл. 55);

N — полезная мощность мельницы; г) — коэффициент использования мощности; b — удельная производительность мельницы при данной тонкости измельчения; определяется на основании данных по размолу в промышленной или лаборатор­ной мельнице по методике Гипроцемента.

Определение удельного расхода электроэнергии

Количество потребляемой мельницей электроэнергии следу­ет определять ежечасно по счетчику. Количество израсходован­ной мельницей энергии в киловатт-часах определяют по разно­сти показаний счетчика на конец и начало контролируемого пе­риода, умноженной на постоянный переводный коэффициент счетчика.

Полное количество энергии, расходуемое помольной уста­новкой, устанавливают путем суммирования энергии, потреб­ляемой электродвигателем мельницы и электродвигателями вспомогательного оборудования за все время испытания.

Ввиду отсутствия счетчиков и амперметров на электродвига­телях вспомогательных устройств следут брать (в случае уста­новки электродвигателя в соответствии с проектом) количество расходуемой ими электроэнергии по обозначенному в паспорте электродвигателя номиналу. Если же установленный электро­двигатель не соответствует проекту и мощность его значительно превышает требуемую, го следует замерять каждые 15 мин на­пряжение и силу тока ,и рассчитывать мощность по. следующей формуле

1,73/acosco к. п. д. г

N - ---------------- і---------- — кет,

1000

Где /—средний за испытание ток по показаниям ампермет­ра в а;

V—напряжение по показателям вольтметра в в; cos 9 — загрузка электродвигателя; при невозможности не­посредственного определения принимается установ­ленная на данном заводе величина cos <р; к. п. д. — коэффициент полезного действия двигателя (прини­мается по паспортным данным последнего);

2— время работы агрегата в ч.

Удельный расход электроэнергии определяется делением расхода ее в киловатт-часах на полную выработку за испыта­ние.

Для определения химического состава, влажности, гранулометрии, размалываемости и процентного соотношения компонентов шихты отбирают среднюю пробу материала за испытание.

При помоле одного компонента пробы отбирают с питателя равными порциями через одинаковые промежутки времени.

При помоле шихты, состоящей из двух или нескольких ком­понентов, и раздельной подаче их в мельницу с питателей отби­рают пробы каждого компонента.

Если в мельницу подается заранее сдозированная шихта, среднюю пробу каждого компонента следует отбирать перед его дозировкой.

Пробы для определения влажности и химического состава отбирают раздельно и помещают их в ящики или банки с плот­но закрывающимися крышками.

Собранную таким образом за время испытания пробу весом 8—10 кг .измельчают, и от нее квартованием отбирают среднюю пробу весом 400 г и просушивают для определения 'влажности.

При помоле шлакопортландцемента или пуццоланового це­мента влажность определяют в каждой ежечасно отбираемой пробе. Ежечасно определяют и процент добавки, а содержание гипса.— один раз в два часа.

Вес отбираемой за время испытания пробы для определения гранулометрического состава и размалываемости материала должен быть (в зависимости от размера кусков) следующим:

Максимальные размеры кусков в мм. . 50 30 20 не менее 20 Вес пробы в кг 250 150 100 не менее 50

Из отобранной пробы 7 л оставляют для определения раз­малываемости, а остальной материал подвергают рассеву на ситах с отверстиями размером 50, 30, 20, 10, 7, 5, 3 мм для оп­ределения гранулометрического состава.

По результатам рассева выявляют процент остатка на каж­дом сите, а также средневзвешенный размер кусков материала.

Влажность каждого из компонентов размалываемой шихты не должна превышать норм, установленных на заводе техноло­гической картой. Повышенная влажность размалываемого ма­териала вызывает налипание его на мелющие тела, приводя­щее, особенно при недостаточной интенсивности аспирации мельницы, к резкому падению ее производительности и укруп­нению помола.

Влажность кусковых негигроскопических материалов можно определять в среднесменной пробе. Влажность угля и других гигроскопических, а также сыпучих материалов необходимо оп­ределять каждый час.

Влажность материала находят следующим образом [63]: 400 г испытуемого материала помещают на плоскую тарелочку диаміетром 160 мм и высушивают в сушильном шкафу при тем­пературе 105—110° С в течение 3 ч. После охлаждения матери­ал взвешивают и снова просушивают в течение часа для про­верки постоянства веса.

Влажность определяют по формуле

А '

Где w— содержание влаги в материале в °/'о; А—исходная навеска материала в г;

А — разность в весе материала до и после высушивания в г.

В случае подачи в мельницу материала повышенной круп­ности помол затрудняется и производительность падает. Поэто­му для оценки работы мельницы необходимо определять круп­ность размалываемого материала (гранулометрический состав).

ІПо. результатам рассева материала на ситах определяют процент остатка ;на каждом сите.

Пример расчета приведен в табл. 64.

Таблица 64 Определение гранулометрического состава кусков материала

Заданное .процентное соотношение компонентов в размалы­ваемой шихте обеспечивается настройкой каждого дозатора по весовому количеству.

При отсутствии весовых дозаторов процентное соотношение двух компонентов определяют по 'Химическому составу каждого из них и шихты. При размоле шихты, состоящей из трех и бо­лее компонентов, содержание каждого из них определяют по количеству ковшей грейферного крана или другими методами, применяемыми для дозирования компонентов. Наиболее точные данные о процентном содержании компонентов дает химиче­ский анализ.

Размалываемость материала определяют по методике Гип - роцемента [64], которая имеет два варианта: основной, приме­няемый при размоле в две стадии, и упрощенный, используемый при размоле в одну стадию.

По первому способу получают результаты, более близкие к показателям работы промышленных многокамерных мельниц. Но он более трудоемок, чем второй. Измельчение осуществляет­ся в лабораторной мельнице конструкции Гипроцемента ( 0 0,5X 0,56 м, п=48 об/мин), разделенной глухой перегород­кой на два отделения или камеры.

На первой стадии измельчение материала производится стальными шарами, на второй — цилиндриками.

Ассортимент мелющих тел, загружаемых в шаровую камеру, приведен в табл. 65.

Таблица 65 Ассортимент загрузки лабораторной шаровой мельницы

'При размоле в две стадии измельчают материал шарами до 30—40°/'о остатка на сите № 008; затем весь материал выгружа­ют из мельницы, взвешивают и. помещают в отделение, загру­женное цилиндриками (55 кг), при помощи которых осущест­вляется дальнейшее измельчение до заданного остатка на конт­рольном сите или заданной удельной поверхности.

При размоле в одну стадию весь процесс измельчения про­исходит в камере с шаровой загрузкой указанного выше ассор­тимента. Крупность загружаемого в мельницу твердого мате­риала ограничивают 10 мм, а легкоизмельчаемого 15—20 мм. С этой целью исходный материал просеивают через сито. Ос­тавшиеся щ сите куски подвергают дроблению до их полного прохождения через сито. В камеру за один прием загружают 10 кг материала (или 6 л).

Размалываемость устанавливают путем периодического от­бора проб материала (через принятое число оборотов мель­ницы) и просева его на сите № 008 до тех пор, пока тонкость помола не достигает заданной величины (10°/о полного остатка на сите № 008) или заданной удельной поверхности.

Удельный расход полезной энергии, затраченной при размо­ле в течение п оборотов мельницы, вычисляется по формуле

А 0,28-lOOn

А„ = -------------- квт-ч/т,

Р-60-48

Іде п — число оборотов мельницы, считая от начала размола;

Р — вес загружаемого материала в кг;

48 — скорость 'вращения мельницы в об/мин;

0,28—полезная мощность мелющих тел, развиваемая в од­ном отделении мельницы при загрузке 55 кг мелю­щих тел и пробы материала, в кет.

Размалываемосгь материала характеризуется величиной

Удельного расхода энергии или соответствующей величиной

Удельной производительности, вычисляемой по формуле

И 1000 , b - —д— кг/квт-ч.

Результаты, получаемые по данной методике, являются весьма приближенными; кроме того, для определения нужны большие количества материала и значительная затрата време­ни.

В НИИЦементе В. 3. Пироцким я Э. Я. Алкснисом разрабо­тан новый прибор по определению размалываемости твердых материалов. В этом приборе испытываемый образец раздавли­вают в стальной чаше определенных размеров стальными ша­рами d=25 мм. Вес образца пробы равен 30 г.

Размалываемость углей определяется по методике Всесоюз­ного ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского. Коэффициент размолоспособности (Кпо), характеризующий со­противляемость топлива размолу, используется при расчете уг - леразмольных мельниц, определении их производительности я удельного расхода электроэнергии на размол.

Для определения размолоспособности отбирают пробы топ­лива с соблюдением обычных правил получения представитель­ной пробы. При атом вес пробы должен составлять 5—15 кг в зависимости от крупности угля (при крупности кусков от 1 до 5 мм—5 кг и выше 10 мм— 15 кг). Пробу топлива дробят на лабораторной дробилке до полного прохода через сито с отвер­стиями 10 мм, измельчают и затем рассеивают для получения фракции с размерами кусков в пределах 3,2—1,25 мм.

Измельчение производится металлическим катком весом 70 кг, диаметром 240 мм, длиной 200 мм на железном листе, причем топливо на листе необходимо рассыпать слоем шириной 140 мм и высотой 10—12 мм. В зависимости от твердости топ­лива после. каждых 2—4 проходов катка (например, для под­московного угля — 2, для антрацита класса АШ—4) рассеива­ют измельченное топливо на просевочной машине либо вручную па ситах с отверстиями размерами 3,2 и 1,25 мм.

Мелочь, прошедшую через сито с отверстиями размером 1,25 мм, отбрасывают. Кусочки топлива, оставшиеся на сите 3,2 мм, доизмельчают и вновь просеивают до полного прохода их через сито. Фракция с размерами зерен 1,25—3,2 мм посту­пает затем для определения коэффициента размолоспособности.

Если влажность первичной пробы топлива высока, что при­водит к замазыванию сит при просеивании, то топливо предва­рительно подсушивают до восстановления сыпучести.

После подсушки пробу топлива с помощью делителя или вручную путем квартования сокращают примерно до 2 кг. Под­сушенную пробу доводят до воздушно-сухого состояния. Для этого ее выдерживают в течение 16 ч при комнатной температу­ре в слое не выше 10 мм. Об окончании подсушки судят по из­менению веса пробы. Изменение веса пробы за последние 4 ч не должно превышать 0,3%.

Доведенную до воздушно-сухого состояния пробу следует вновь подвергнуть рассеву на сите с отверстиями размером 1,25 мм с тем, чтобы окончательно отсеять куски топлива раз­мером меньше 1,25 мм, которые могли образоваться в резуль­тате первого рассева и сушки. Подрешетный продукт отбрасы­вают, а остаток на сите представляет собой подготовленную пробу топлива для определения ^коэффициента размолоспособ­ности. С помощью делителя или квартованием пробу сокраща­ют до остатка весом 500 г, остальное количество ее собирают в банку и хранят на случай проведения контрольного определе­ния.

Взвешивают пробу на технических весах с точностью до 0,5 г. Отвешенную пробу топлива (500 г) ссыпают с тарелки ве­сов в барабан мельницы, который предварительно очищают от остатков продукта предыдущего размола, и заполняют требуе­мым количеством фарфоровых шаров. Сначала загружают ша­ры (по весу — половину), потом всю навеску топлива и затем остальные шары. После этого барабан мельницы закрывают, устанавливают в рабочее положение и включают в работу элек­тродвигатель.

Пробу топлива размалывают в мельнице за 624 оборота барабана.

После окончания размола топлива мельницу раскрывают и содержимое ее (измельченную пробу топлива и шары) высы­пают в небольшой бункер с сеткой вместо дна, под которую положен противень. Для прохода измельченной пробы через сетку на противень весь выгруженный материал перемешива­ют на сетке.

Шары, мельницу и сетку осторожно обметают мягкой щет­кой так, чтобы смахиваемая с них пыль собиралась на том же противне. При проведении этой операции необходимо следить за тем, чтобы не было большого пыления и потерь топлива.

После того как все топливо собрано, его тщательно переме­шивают на противне и отбирают навеску для рассева. Для это­го топливо разравнивают в слой высотой 10 мм. Взаимно-пер­пендикулярными линиями этот. слой делят на равные по пло­щади 12—16 квадратов. Из середины каждого квадрата равно­мерно на всю глубину слоя набирают необходимое число пор­ций, вес которых в сумме должен составлять 25 г. Порции пы­ли с противня отбирают маленькими совочками и ссыпают на чашку весов.

Рассев взятой навески топлива производят два раза на сите с отверстиям^ размером 90 ц механическим способом или вруч­ную. В первом случае продолжительность рассева должна со­ставлять 10 мин, во втором — 20 мин с контрольной проверкой окончания рассева над листом белой бумаги.

За окончательный результат принимают среднее значение по двум рассевам при расхождении между ними не более 2% (относительных) от среднего значения. При расхождении ре­зультатов двух рассевов более чем на 2°/о, необходим третий рассев, и за результат уже следует принять среднее значение из двух близко совпадающих величин.

■После окончания рассева пыль, оставшуюся на сите, взве­шивают на технических весах с точностью 0,01 г.

Подрешетный продукт также взвешивают и определяют по­терю пыли при рассеве, которая не должна превышать 2% от взятой навески; в противном случае рассев надо произвести вновь.

Остаток на сите выражают в процентах от взятой навески (25 г) и вычисляют по формуле

Яво = 4 G,

Где G — остаток на сите после рассева. Например, при G = 10 г Rv о=40%.

Коэффициент размолоспособности Кло вычисляют по форму­ле

Где Rijo — среднее значение остатков на сите № 90 в °/о.

Определяют коэффициент размолоспособности, как прави­ло, два раза.

При повторном размоле используют часть подготовленного заранее топлива.

Для двух определений коэффициента размолоспособности Кл0 одной и той же пробы топлива отклонения не должны пре­вышать 5% от среднего значения этих определений. Если от­клонение выходит за указанные пределы, необходимо дополни­тельное определение. В этом случае за результат принимают среднее значение из двух близко совпадающих величин.

Применяемая для определения размолоспособности топлива мельница представляет собой круглый, цилиндрический фар­форовый барабан диаметром 270 мм и длиной 210 мм. Емкость барабана 12 л. Вращается он со скоростью 41,6 об! мин. Вес за­гружаемых фарфоровых шаров составляет 8 кг, из них 6 кг ша­ров диаметром 30—36 мм и 2 кг шаров диаметром 15—20 мм.