ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

Измельчение и разделение по крупности

1. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

Сырье для производства огнеупоров поступает на заво­ды в виде кусков разной формы и размеров. Материал условно разделяют по степени крупности, мм:

Крупный..... 500

Средний.............................. 500—100

Мелкий (порошок) . 10

Измельчение крупных и средних кусков называют дроблением, а мелких — помолом. Машины для измель­чения называют дробилками и мельницами.

Сущность процесса измельчения (дробления и по­мола) заключается в разрыве поверхностного слоя ма­териала, связь частиц которого определяется поверхно­стной энергией, и в разъединении внутренних частиц вещества, которые связаны между собой объемными си­лами сцепления. При дроблении крупных кусков на не­сколько частей поверхностная энергия в сравнении с объемными силами ничтожна. При помоле материала главное значение имеет поверхностная энергия.

Степенью измельчения п называют отношение попе­речного размера наиболее крупных кусков до измель­чения D к поперечному размеру наиболее крупных кус­ков после измельчения d, или

П = Did. (IV.1)

Более точно под степенью измельчения следует по­нимать отношение диаметра Dcp средневзвешенного ис­ходного продукта к диаметру dcp средневзвешенного дробленого продукта.

Поскольку при разной степени измельчения возни­кают различные условия процесса, то требуются и рад- личные машины для измельчения. Измельчение рацио­нально проводить по стадиям:

Размер кусков, Степень из - мм мельчения

TOC o "1-3" h z Крупное дробление................................... 1000—100 10

Среднее » .................................................. 150—10 15

Средний помол.......................................... 10—0,3—0,1 30—100

Тонкий » ............................................................... 0,1 >100

Дробление и помол производят путем раздавлива­ния, удара, изгиба, истирания, раскалывания, разреза­ния или же сочетания этих способов. Для прочных и хрупких материалов при крупном и среднем дроблении более эффективны раздавливание, изгиб, удар и раска­лывание; для вязких, влажных материалов типа гли­ны — разрезание. Для прочных и хрупких материалов при тонком помоле эффективен удар в сочетании с исти­ранием и истирание; для мягких и вязких материалов (глины) — удар.

Способность материалов размалываться зависит не Только от их прочности и твердости, но и от их однород­
ности, трещиноватости, вязкости, пластичности и дру­гих свойств. Поэтому для оценки способности материа­лов измельчаться установлен особый сравнительный показатель — коэффициент размолоспособности, опреде­ляемый опытным путем.

Ниже приведены значения коэффициентов размоло­способности для некоторых материалов:

Клинкеры вращающихся печей: средней размалываемости. . повышенной размалываемости пониженной размалываемости песок кварцевый.....

Глина сухая..................................

Известь.................................................

Каменный уголь...................................

Семилукский шамот:

Доменный.....................................

Ковшовый......................................

Рядовой.......................................

Аркалыкский шамот:

Высокоглиноземистый . . .

Основной.....................................

Боровичский шамот вращающихся печей:

Ковшовый.....................................

Рядовой.......................................

Боровичский шамот кольцевых печей:

Ковшовый................................

Рядовой..................................

Часов-ярский шамот:

Ковшовый................................

Рядовой............................... .'

Богдановичский рядовой шамот Суворовский рядовой шамот. Кварцит билимбаевский. . . Магнезит вращающихся печей. Магнезит шахтных печей. . . Известняк........................................

Коэффициенты размолоспособности позволяют опре­делять' производительность помольных машин при по­моле различных материалов. Например, при помоле из­вестняка шаровая мельница дает производительность 15 т/ч. Эта же шаровая мельница при помоле извести будет иметь производительность 15-1,64:1,00=24,6 т/ч, где 1,64 и 1,00 — коэффициенты размолоспособности из­вести и известняку.

Важным вопросом дробления и помола является оп­ределение работы, необходимой для измельчения. При дроблении тела работа расходуется на преодоление сил сцепления и поверхностного натяжения, преодоление сил внутреннего трения частиц, возникающих при де­формации тела, и на преодоление сил внешнего трения частиц о частицы и частиц о детали машин.

При крупном и среднем дроблении работа, необхо­димая собственно для процесса измельчения, пропорци­ональна изменению (уменьшению) объема кусков мате­риала, т. е. пропорциональна кубам линейных размеров кусков (закон Кика).

При тонком и мелком измельчении работа, затрачи­ваемая на помол, пропорциональна поверхности вновь образовавшихся частиц материала (закон Реттингера).

На собственно процесс измельчения расходуется в большинстве случаев значительно меньше 50% общей затраты работы на дробление. Работу на внутреннее и внешнее трение при дроблении и помоле учесть очень трудно.

Опытом установлено, что только внешнее трение, пе­реходящее в теплоту, составляет значительную долю всей затрачиваемой при дроблении и помоле работы. Порошок, выходящий из мельниц, всегда бывает замет­но нагретым. Для предупреждения чрезмерного разо­грева самих трубных мельниц их аспирируют.

При дроблении и помоле необходимо соблюдать ос­новное правило: не измельчать ничего лишнего. Из это­го правила вытекает следующее положение. Измельче­ние любого материала необходимо вести только до той степени тонкости, которая требуется для дальнейшей его переработки или применения; частицы материала, измельченные до требуемого размера, должны удалять­ся из машины.

Различают два метода непрерывного помола: по от­крытому циклу (I) и по замкнутому (II).

Сущность помола по открытому циклу заключается в том, что материал находится в машине до тех пор, пока его размеры не будут соответствовать заданным.

При помоле по замкнутому циклу продукт, выходя­щий из машины, разделяется на две части. Одна часть, состоящая из частиц, крупнее заданного размера, не­прерывно возвращается в машину для повторного из­мельчения, другая же часть, соответствующая заданной
тонкости помола, выводится из цикла измельчения. При такой схеме помола питание машины производится как за счет загрузки в нее свежего материала со стороны, так и за счет возвращаемого материала.

Замкнутый цикл помола лучше отвечает основному требованию—-не измельчать ничего лишнего.

При работе по замкнутому циклу всегда получается большая производительность и меньший расход энер­гии на тонну продукта помола. Замкнуть цикл можно, кроме описанного, другим способом — путем передачи материала из одной мельницы в другую с фракциони­рованием после каждой мельницы или с фракциониро­ванием в конце последней мельницы. Эту схему помола называют стадийной.

Стадийный помол приобретает особое значение для измельчения шихты, состоящей из компонентов разной размолоспособности. В этом случае в первой мельнице размалывается один более твердый компонент до неко­торой крупности и домалывается совместно с менее твердым до заданной крупности во второй мельнице.

Совместный помол шамота (шамот трудно размалы­вается) и глины (глина измельчается в 4 раза быстрее, чем шамот) целесообразно осуществлять по описанной схеме.