Deshko_Yu_I__i_dr_Izmelchenie_materialov_v_tsementnoy_promyshlennosti

Similar
Измельчение материалов в цементной промышленности
Производство цемента
Проектирование цементных заводов
Цемент
Text
                    Ю.И.ДЕШКО, М.Б.КРЕЙМЕР, ПС.КРЫХТИН
ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ
МАТЕРИАЛОВ
В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Ю. И. ДЕШКО, М. Б. КРЕЙМЕР, Г. С. КРЫХТИН

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ
МАТЕРИАЛОВ
В ЦЕМЕНТНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Издание второе

ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

Москва —1966
ВВЕДЕНИЕ

В цементном 'производстве измельчение сырьевых материа-
лов, твердого топлива, клинкера и добавок является основным
и наиболее энергоемким процессом.

Измельчение материалов оказывает решающее влияние на
качество выпускаемых клинкера и цемента, а также на эконо-
мику всего производственного процесса в целом.

Между тем проблема измельчения цементных материалов
пока еще недостаточно разработана теоретически. Известно,
что от способа и степени измельчения сырьевых материалов
зависит как ход реакций клинкерообразования, так и исполь-
зование тепловой энергии в процессе обжига.

Рядом исследований установлена прямолинейная зависи-
мость между содержанием свободной СаО в клинкере и процен-
том остатка сырья на сите № 008. Установлено также, что высо-
кая степень тонкости измельчения сырья обеспечивает равно-
мерный состав клинкера. Известно к тому же, что на качество
клинкера излишне тонкий размол сырья с большим содержани-
ем в смеси частиц размером 2—3 мк влияет отрицательно.

Чрезмерно тонкий помол повышает водопотребность шла-
ма, что снижает производительность печей и вызывает пере-
расход топлива. При этом надо иметь в виду, что такое измель-
чение связано оо снижением производительности мельницы, вы-
1* Зак. 823	3
соким расходом электроэнергии и повышенным износом мелю-
щих тел и бронефутеровки.

В свою очередь предварительное дробление материала
существенно влияет на последующий .процесс измельчения,
сушку и на работу помольной установки.

Оптимальная тонкость измельчения для различных видов
сырья будет, очевидно, неодинаковой, так как она зависит от
его минералогического состава. Так, для мергелей, в которых
контакт между глинистыми и карбонатными частицами более
тесный, допустимо более грубое измельчение, чем для сырье-
вой шихты, состоящей из известняка и глины. ,

Доказана соответствующая связь между необходимым из-
мельчением частиц известняка и его минералогической харак-
теристикой, в связи с чем рекомендуется применять сырьевые
смеси с содержанием не более 0,5% частиц кальцита крупнее
150 мк и только в мергелях процент крупных частиц может быть
повышенным.

Установлено, что необходимая по условиям технологии сте-
пень тонкости помола сырьевой смеси изменяется при измель-
чении одного и того же известняка с различными глинами. При
этом измельчение известняка с запесоченными глинами вызы-
вает необходимость более тонкого помола сырья.

Большое влияние на обжиг клинкера оказывает грануломет-
рический состав сырьевой смеси. В зарубежной литературе
приводятся данные о том, что при помоле сырья по замкнутому
циклу с сепараторами или классификаторами общее количест-
во крупных частиц в конечном продукте снижается и получает-
ся сырьевая смесь, однородная по гранулометрическому соста-
ву, чем достигается лучшее ее спекание.

Большое значение в технологии ведения нормального про-
цесса обжига клинкера имеет тонкость помола твердого топли-
ва. При грубом измельчении угля увеличивается время сгорания
угольной пыли в печи. Крупные частицы угля, попадая на клин-
кер, выносятся с пчм из печи, что вызывает понижение темпера-
туры факела.

Чрезвычайно большое значение для экономичного измель-
чения цементного .клинкера в зависимости от его физико-хими-
ческих свойств и необходимой марки цемента имеет правиль-
ный выбор технологической схемы измельчения. В последние
годы у нас и за рубежом исследуются роль и влияние степени
дисперсности отдельных компонентов сырьевой смеси на про-
цессы клинкерообразования, качество клинкера и готового про-
дукта, значение зернового состава и отдельных фракций це-
мента. Ведутся исследования по усовершенствованию техноло-
гии измельчения твердых карбонатных пород, обеспечивающей
рациональный фракционный состав, при котором быстро и
полно усваивается известь при наименьших затратах тепла на
обжиг и формируется заданный зерновой состав цемента в
процессе его измельчения.

Внедряется автоматизация работы отдельных агрегатов. Ве-
дутся исследования в области комплексной автоматизации и
создания полностью автоматизированных цементных заводов.
Эти исследования представляют значительный интерес для ра-
ботников цементной промышленности, но публикуются они, как
правило, в многочисленной по названиям и направлениям со-
ветской н зарубежной периодической специальной литературе,
вследствие чего в ряде случаев пользование ими затруднено.

Авторы настоящей книги задались целью обобщить новей-
шие данные по затронутым вопросам.

В книге дается краткое описание дробильно-помольного
оборудования и технологических процессов, указаны способы
подготовки материалов к измельчению. Более подробно излага-
ются новые исследования в области тонкого измельчения, еще
не получившие широкого освещения в специальной литературе,
в частности вопросы классификации мелющих тел в трубных
мельницах с сортирующей бронефутеровкой, связь скорости
вращения мельницы и формы поверхности бронефутеровки, ин-
тенсификация процесса измельчения, теоретические основы ин-
тенсивной аспирации цементных мельниц и т. д.

За последние годы на многих цементных заводах Советско-
го Союза установлены трубные мельницы, работающие в зам-
кнутом цикле. Советскими конструкторами разрабатывается
новое помольное оборудование большой мощности. Учитывая
необходимость скорейшего освоения мельниц, работающих по
замкнутому циклу, авторы сочли необходимым более подробно
осветить основные схемы и процессы помола цемента в таких
агрегатах.

В книге использованы материалы испытаний и наладки про-
мышленного помольного и дробильного оборудования, про-
веденных институтами и наладочными организациями в цемент-
ной промышленности, а также результаты исследований, вы-
полненных авторами. Значительная часть исследований публи-
куется впервые, поэтому не исключена возможность каких-либо
упущений или неточностей. Авторы будут признательны .за отзы-
вы и критические -замечания по существу изложенного матери-
ала.

Глава I, пп. 1—0 и глава 2, п. 3 написаны Ю. И. Дешко; гла-
ва 2, пп. 4, 5, 8 написаны М. Б. Креймером; глава 3 написана
Ю. И. Дешко и М. Б. Креймером совместно; глава 2, пп. 1, 2, 6,
7 написаны Г. С. Крыхтиным.
Глава I

ДРОБЛЕНИЕ И ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА
СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ

В цементном производстве дроблению (и измельчению) под-
вергают материалы, имеющие различные твердость, абразив-
ность и крепость. При их дроблении, т. е. в процессе разделе-
ния твердого куска материала на отдельные части, внешние ме-
ханические силы преодолевают внутренние силы сцепления
между отдельными частицами вещества и при этом образуются
новые поверхности.

Процессы дробления и измельчения материалов основыва-
ются на известных из теории упругости деформациях —сжа-
тии, растяжении, изгибе и сдвиге —с переходом напряжений
за .предел прочности материала.

В теории дробления имеются две основные гипотезы: по-
верхностная— Риттингера и объемная—Кирпичева, которые
дополняют друг друга и отражают физические явления, проис-
ходящие в процессе дробления.

Согласно поверхностной гипотезе энергия, затрачиваемая
при дроблении, пропорциональна вновь полученной обнаженной
поверхности материала, т. е.

A = adS,

где о— коэффициент пропорциональности;

dS — величина вновь образованной поверхности.

По объемной гипотезе Кирпичева «работа внутренних сил
(сил упругости) пропорциональна объемам подобных тел».
Она основывается на формуле теории упругости, дающей аб-
солютную величину работы деформации.

Дробление материала достигается в основном комбиниро-
ванным действием дробящих деталей машины, т. е. раздавли-
ванием, раскалыванием и изломом, что сопровождается появле-
нием нормальных напряжений.

При этих деформациях

dAt = KxdV,
где dAi — элементарная работа сил упругости в деформиро-
ванном объеме разрушаемого куска;

dV — уменьшенный первоначальный объем дробимого
куска;

К\ — коэффициент пропорциональности.

Так происходит при крупном, среднем и мелком дроблении
материала, когда дробимые куски имеют значительные разме-
ры и наблюдается относительно малое приращение поверхно-
сти [2].

Проф. Л. Б. Левенсон [3] рекомендует при подсчете расхода
энергии по указанному уравнению принимать значение коэф-
фициента пропорциональности Д] равным сг, т. е. напряжению,
являющемуся сжимающим усилием Р, отнесенным к единице
площади поперечного сечения куска. При этом предусматрива-
ется, что в данном случае мы имеем дело с простейшим видом
деформации — простым сжатием.

Тогда, по уравнению Кирпичева — Левенсона при переходе
от абсолютного к относительному сокращению длины образца
имеем'

dA =

где dA— элементарная работа сил упругости материала
в кГ • см;

о—напряжение материала (куска) в кГ]см2;

Vo— начальный объем куска в см3;

dl— элементарное относительное сжатие куска в см.

Известно, что по закону Гука с=Е1, где Е—модуль упругости
(Юнга), a t — величина сжатия. Тогда при интегрировании
правой и левой частей последнего уравнения можно рассчитать
затраты энергии по следующему выражению:

А = $dA = Vojcdl = Vo =^- Vo, (кГ-см)
о	о

где а — напряжение в кГ/см2;

Vo — первоначальный объем деформируемого тела в см3;

Е — /модуль упругости в кГ^см2.

Если принять степенной закон ат =Е1 (для известняка
1,1), то работа дробления составит

А = Vo ( — d (И =-----cm+'V0.

° J E ' 7	B(m+1)

Если принять напряжение о, равным разрушающему напря-
жению на сжатие (пределу прочности или пределу временно-
го сопротивления), о= атах, то полная работа дробления мо-
жет быть рассчитана по формуле

а2

Д = v0

или А = —ОЙ4
Е (т + 1)
Такие образом, по закону Кирпичева работа дробления за-
висит только от степени измельчения.

Бонд на основе проведенных исследований [4] предложил
«третью теорию» дробления, по которой работа дробления за-
висит от степени измельчения и крупности кусков исходного
материала:

/1	1 \

А = К -=-------— Q,

\Р dcp	У Dcp /

где К — коэффициент (пропорциональности;

dCp и DQp—средние диаметры соответственно кусков исходно-
го материала и дробленого продукта;

Q —количество дробимого материала.

Следует отметить, что эта формула применима только для
приближенного определения полной работы при среднем
дроблении.

Таким образом, работа дробления одного куска материала
при определенной степени измельчения может быть выражена
формулами:

по Кирпичеву (Кику) А = Лк

по Риттингеру	А = Кр D2;

по Бонду	А = Кб D2’5 .

Указанные формулы различаются коэффициентами пропор-
циональности и показателями степени при D — диаметре дроби-
мого куска.

Андреевым [5] рекомендована обобщенная формула
A = KpDm,
где А — работа дробления одного куска;

Кр — коэффициент пропорциональности;

D —диаметр дробимого куска;

т — определенная степень измельчения куска.

При этом работа дробления массы материала (Q в т) при
той же степени измельчения

Ар = КрD” JV = KpDTp-^=KP DcT3 <2.
J£)cp

где Ар — работа дробления в кГм\

Лр	1

Кр =— (Кр — коэффициент пропорциональности,— —насыпной
6	в

вес материала в т/м3)-,
Dcp — средний диаметр дробимого куска в м;

т —определенная степень измельчения дробимого
куска;
Q — количество дробимого материала в т;

N—число кусков материала.

Все указанные выше формулы законов дробления имеют
один существенный недостаток — неизвестен коэффициент про-
порциональности, вследствие чего невозможно определить аб-
солютное значение работы дробления. Они поэтому пригодны
лишь для определения относительной величины работы дробле-
ния материалов, т. е. при качественном исследовании процессов
дробления.

2.	ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА

И ХАРАКТЕРИСТИКА ДРОБИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

С дробления и измельчения сырьевых материалов начинает-
ся технологический процесс производства цемента.

При дроблении добиваются такого уменьшения размеров
кусков, при котором последующее их измельчение в помольных
агрегатах происходит более эффективно и при меньших затра-
тах электроэнергии. В этой связи следует отметить, что дроб-
ление выгоднее осуществлять постадийно путем постепенного
уменьшения размеров кусков материала в специально пред-
назначенных для этой цели машинах.

Выбор схемы, а тем самым и оптимальной степени дробле-
ния важен не только с технологической, но и с экономической
точки зрения.

Известно, что в конечном продукте после первичного и вто-
ричного дробления твердых известняков содержится значитель-
ное количество крупных кусков материала, а это в итоге сни-
жает степень дробления на каждой последующей стадии.

Между тем на многих цементных заводах .применяют в ос-
новном не более двух стадий дробления сырьевых материалов,
поэтому значительная часть продукта, поступающего на из-
мельчение в трубные мельницы, содержит куски повышенной
крупности — более 20 мм [6]. При такой крупности дробленых
материалов, хотя несколько и удешевляется цикл дробления,
но в то же время возрастает стоимость последующих операций
тонкого измельчения.

Исследованиями В. К. Захваткина [7] и Б. Н. Дубровина [8]
установлена зависимость роста производительности помольных
мельниц от уменьшения исходной крупности материала. В
частности, при уменьшении размеров кусков с 50 до 10 мм про-
изводительность мельницы возрастает на 50%, ас 19 до 6 мм —
на 31 %.

Особое значение при этом приобретают рекомендации по
применению при помоле кусков твердого известняка размером
10 мм. Целесообразно использование при помоле сырьевых ма
териалов с крупностью куска до 15—49 мм [9].

Используемые при дроблении машины-дробилки характери-
зуются постоянно разомкнутыми дробящими деталями в отли-
чие от мельниц, в которых возможен 'непосредственный контакт
измельчающих деталей.

По технологическому назначению различают дробил-
ки первичного, или 'крупного, дробления и дробилки вторично-
го, или среднего и мелкого, дробления. Конструктивные осо-
бенности дробильных машин определяются прежде всего их
техн о логическим н азн ан ен и ем.

По принципу действия дробилки подразделяют на
два основных вида: а) с прерывным нажатием дробящих поверх-
ностей за счет попеременного их сближения и удаления друг от
друга (щековые и конусные); б) с непрерывным нажатием,
при котором подвижные дробящие поверхности имеют постоян-
ный зазор (валковые).

Ударные и молотковые дробилки, в которых дробление ма-
териала происходит за счет ударного действия движущихся
при высоких скоростях частей, образуют отдельную группу.

П о конструктивным признакам дробильные машины
в соответствии с классификацией, предложенной проф. Л. Б.
Левенсоном, разделяют на:

1)	щековые, дробящая щека которых совершает качание
около неподвижной или перемещающейся в пространстве оси.
Эти дробилки раздавливают, раскалывают и ломают куски;

2)	конусные, дробящий конус которых качается в простран-
стве около неподвижной точки. При сближении конусов мате-
риал раздавливается, раскалывается и ломается;

3)	валковые, в которых валки вращаются вокруг собствен-
ных параллельно расположенных осей. В зависимости от фор-
мы валков материал либо раздавливается, либо раскалывается;

4)	молотковые, в которых материал дробится ударами мо-
лотков, укрепленных на вращающихся с 'большой скоростью
дисках. При этом молотки непосредственно раскалывают пада-
ющие на них куски материала или же отбрасывают их с боль-
шой скоростью на неподвижные брони, при ударах о которые
куски разрушаются.

3.	ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ДРОБЛЕНИЯ

Известно, что размеры кусков твердого известнякового ком-
понента, добываемого на карьерах цементных заводов,— 100—
1000 мм, а глинистого — 50—<500 мм. При этом влажность извест-
няка в летнее время года на большинстве отечественных цемент-
ных заводов колеблется в пределах от 2 до 8%, а на некоторых
(Акмянский) доходит до 16%. Влажность мела и глины 16—28%.

На размеры кусков разрыхленной массы существенно влияет
дробимость пород, зависящая от их прочностных характеристик,
а также от степени нарушенности массива. Все породы разделя-
ют на три группы: легкодробимые, средне,дробимые и труднодро-
бимые, характеризуемые выходом фракций крупнее 1200 мм со-
ответственно до 1—2%, до 7% и выше 7%.

Буровзрывные работы с применением распространенных в
настоящее время скважин диаметром 200—250 мм и соответст-
вующей им сетки скважин не могут обеспечить дробление карбо-
натных пород до кусков размером 500 мм даже при условии
максимального использования энергии взрывчатых веществ. Это
вызывает необходимость создания в горном массиве большого

числа очагов разрушения, т. е. сужать сетки скважин при умень-
шении их диаметра.

Зависимость как результатов дробления горных пород от сте-

пени рассредоточения взрывчатого вещества во взрываемом мас-

сиве, так и размеров сетки скважин от их диаметров свидетель-

Рис. 1. Зависимость степени
дробления пород от диамет-
ра скважин

/ — труднодробимые; 2 — средне-
дробимые; 3 — легкодробимые по-
роды

ствует о том, что степень дробле-
ния пород является функцией при-
нятого диаметра скважин. Из гра-
фика (рис. 1) видно, что для пород
средней дробимости при скважинах
диаметром 150 мм максимальный
размер куска достигает 1000 мм, а
при скважинах диаметром 200мм—
1200—1300 мм.

Опыт применения скважин ма-
лого диаметра дает основание пред-
положить, что для получения кусков
максимальным размером 500 мм
при взрывании пород средней дро-
бимости потребуется применение
взрывных скважин диаметром 80—
100 мм. В первом приближении
можно принять, что для легкодро-
бимых пород максимальный размер
куска 500 мм может быть получен

при скважинах диаметром около
125-—150 мм, а для труднодробимых пород 50—70 мм.

Поскольку бурить глубокие скважины диаметром 50—70 мм
трудно, целесообразно буровзрывные работы для получения кус-
ков заданного размера — 500 мм — проводить в первую очередь
на лепкодробимых и среднедробимых породах.

На карьерах цементных заводов качество дробления извест-
няковых пород средней крепости и дробимости характеризуется
максимальным размером куска 1200—1300 мм при выходе нега-
барита до 7%, что обеспечивает нормальную работу экскавато-
ров с .ковшом емкостью 3—4 м3 и дробилок с размером приемно-
го отверстия 1500—2100 мм.

На карьерах США в дробилки первичного дробления направ-
ляют куски сырьевых материалов, размеры которых на 30—50%
меньше размеров приемных отверстий дробилки, что предотвра-
щает возможность забивания дробилок.

Для крупного или первичного дробления всех видов цемент-
ного сырья обычно применяют щековые, ударные, конусные, а
также валковые и молотковые дробилки (последние — при дроб-
лении мягких, хрупких и вязких пород).

В настоящее время цементные заводы СССР эксплуатируют
более 500 дробилок различных конструкций, в том числе молот-
ковых более 200; щековых около 100. С успехом применяются и
валковые дробилки, количество которых уже превысило 80 шт.

На современных отечественных цементных заводах принята
усовершенствованная двухстадийная схема дробления твердых
материалов по открытому циклу( см. ниже) с использованием
двух дробильных машин — щековой и молотковой (рис. 2).

Мягкие пластичные сырьевые материалы, диспергируемые
водой (мел, глины и пр.), измельчают в две стадии: вначале их
дробят в валковых дробилках, а затем измельчают и отмучивают
в болтушках (рис. 3).

В цементной промышленности ряда зарубежных стран пере-
работка сырья осуществляется как в две, так и три стадии, часто
с использованием замкнутого цикла дробления с грохочением.

Для первой стадии дробления крепких и средней крепости из-
вестняков на зарубежных цементных заводах также используют
щековые, конусные и ударного действия дробилки, а при среднем
дроблении известняка—‘конусные дробилки типа «Саймонс» и
«Гидрокон», обычные и реверсивные молотковые дробилки. При-
меняются на этой стадии дробления и ударные дробилки. Для
дробления же мягких пород цементного сырья используют само-
очищающиеся молотковые дробилки типа «Дикси» и валковые.

Обычно схему дробления выбирают, исходя из требований к
гранулометрическому составу измельчаемого материала. Опре-
деляется он по данным ситового анализа.

Для рассева материала крупнее 25 мм можно применить ка-
чающиеся горизонтальные грохоты и ручные сита, а мельче
25 мм — лабораторные сита. Рассев проб осуществляют сухим
или мокрым способом в зависимости от крупности материала и
необходимой точности ситового анализа.

В результате ситовых анализов получают два основных пока-
зателя: класс крупности и количество продукта данного класса
по весу (выход класса в %).

Гранулометрический состав сыпучего материала можно выра-
зить и графически, т. е. построить кривые суммарных характери-
стик крупности соответствующих продуктов.

Такие кривые строят в прямоугольной системе координат, при
этом в определенном масштабе по оси абсцисс откладывают ве-
личины крупности зерен, а по оси ординат — выход отдельных
классов пробы в процентах. На рис. 4 представлены кривые си-
тового анализа двух проб. При этом вогнутая кривая характери-

Рис. 3. Схема переработки глины на современном цементном заводе
1 — автосамосвал; 2 — транспортер; 3 — дробилка; 4 — пластинчатый транспортер;
5 — глиноболтушка; 6 — горизонтальный шламбассейн; 7 — вертикальный шламбассейн

зует пробу, в которой материал раздроблен более мелко, а вы-
пуклая — более крупно. Пользуясь подобным графиком, можно
определить выход материала всех промежуточных классов круп-

ности применительно к данной пробе.

Для определения гранулометри-
ческого состава материала поль-
зуются также седиментационным
методом, предусматривающим раз-
деление частиц на фракции по ско-
ростям их падения в жидкой среде
(для материалов крупностью от 50
до 5 мк), анализом под микроско-
пом — для более мелких и тонкоди-
сперсных материалов.

При выборе схемы дробления
исходят из того, что крупное дроб-
ление материалов должно обеспечи-
вать выход продукта с верхним пре-
делом крупности более 150—200 мм;
среднее дробление включает опера-
ции по уменьшению крупности ма-
териала от 150—200 до 70—40 мм;

,«о

Рис.

"g too

Е

90
80

70

60

50

40

30-
20
W

0,5 2,5	5 6	8 10

Крупность зерен 6 мм

4. Кривые ситового ана-

лиза сыпучего материала
1 — проба 1; 2— проба 2



мелкое — с 40—70 до 30—20 мм при открытом цикле и до 15—
5 мм при замкнутом цикле.

Эффективность процесса дробления принято характеризовать
степенью дробления, т. е. отношением диаметра наибольших
кусков исходного материала, поступающих в данную дро!билку, к
диаметру наибольших кусков в конечном продукте. Степень
дробления можно определить по отношению ширины загрузочно-
го отверстия дробилки к ширине выходной щели. Для крупных
и средних кусков цементного сырья и материалов в основном
степень дробления составляет от 3 до 8, для мелких — от 10 до
30 и более. В случае увеличения крепости дробимого материала
степень дробления уменьшается. По общей требуемой степени
дробления судят о необходимом количестве стадий дробления с
определенными степенями дробления в каждой.

Различают открытый и замкнутый циклы дробления цемент-
ного сырья. В первом случае ни один из прошедших через дро-
билку кусков материала в нее вторично не возвращается. При
замкнутом же цикле дробленый продукт поступает на грохот, где
крупные куски отделяются и направляются затем вновь в дро-
билку для дополнительного дробления.

На отечественных цементных заводах применяется в основном
открытый цикл дробления. Между тем можно считать установ-
ленным, что дробление в замкнутом цикле с грохотом позволяет
значительно повысить производительность помольных установок,
улучшить качество получаемого продукта и снизить удельный
расход электроэнергии.

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, при двухстадий-
ном дроблении сырьевых материалов по открытому циклу в це-
ментной промышленности удельный расход электроэнергии со-
ставляет в среднем: в щековых дробилках 0,57 квт-ч/т и в мо-
лотковых 1,1 квт-ч/т-, при одностадийном дроблении в молотко-
вых дробилках 1,5 квт-ч/т; в валковых дробилках 0,6 квт-ч/т.
Следует отметить, что в других отраслях народного хозяйства
расход электроэнергии на дробление материалов в подобных
дробильных установках несколько меньше, хотя общие условия
идентичны.

К сожалению, эксплуатируемые на цементных заводах дро-
бильные установки работают недостаточно эффективно. Это под-
тверждается тем, что из общей массы дробленого известняка,
выходящей после щековой дробилки на Еманжелинском, Нижне-
Тагильском и ряде других заводов, от 40 до 60% составляют
куски размером более 300 мм. Это, естественно, резко ухудшает
работу молотковых дробилок вторичного дробления, поэтому
куски материала после вторичного дробления остаются больши-
ми. В частности, размер кусков после вторичного дробления до-
стигает 50 мм, а содержание класса +20 мм в дробленом про-
дукте на Еманжелинском заводе составляет 54% и на Магнито-
горском— даже до 68% при нивкой общей степени дробления.

Особенно низки технико-экономические показатели работы
имеющихся одностадийных дробильных установок по зерновому
составу дробленого продукта и среднему размеру кусков сырье-
вых материалов, идущих на помол.

Пользуясь методикой, предложенной Береновым [10], можно
графически изобразить распределение степени дробления по
стадиям дробления цементного сырья (рис. 5). Этот график по-
Технико-экономические показатели работы дробилок при дроблении сырьевых
материалов на отечественных цементных заводах

ifh-iw 0
иилбэне Vox
aed

XPX G ЧХЭОНЪПОН

виннихмаффе BUwaBi/^adxou  iw 0 Birax  -ejhhV hxoohIhow  В0НЧ1Г0НИНОН	"'fee	—	oo	mo	см	о  oq	oo	m	ooo	о	о  mm	oom  CM CM	О CM CM  Ю О	'	о  XX	52 2 XX X	52  CM CM	CM CM CM
hjl 0  4i3OH4iraiHVo0EH  -odn ввмэаьихмБф	oo	о	о	oo	о	о  mo	см	oo	m	oo	m  CM <M	(M —< CM	CM
Goir uHdaiFw xiqeaqdna винаь -qirawcH чиаиэхэ	m	mm	r-  m	co co	co
Оо

№ п/п	1	Стадия дробления и завод	Тип и размер дробил- ки в мм	Цементное сырье и его влажность в %	Степень измель- чения сырьевых материалов	Фактическая про- изводительность в т[ч	Номинальная мощность двига- теля в кет	Потребляемая эффективная мощность в кет	Удельный рас- ход энергии В КвТ“Ч[т	Примечание
9	„Октябрь”	Шековая 1200Х  Х1500	Крепкий мер- гель	4	200	155	90	0,45	—
С мыи кру бил  1  2  3  4 5  6  7  8	эедний по про- менности	(по  гу щековых дро- ок)  II. Среднее дробление  Азербайджан- ский  Пикалевский  Ново-Паший-  ский  Спасский  Нижне-Тагиль- ский  Спасский Магнитогорский  „Октябрь”	Однороторная молотковая 02000  Однороторная молотковая 02000  То же, 01600  01500  01600  „	01400  02000  ,	02000	Крепкий извест- няк 1,5—8  Крепкий извест- няк 10—12  То же, 8—12  2-3 2-3  Туф 18-20  Крепкий извест- няк 2—6  Крепкий мергель	8  8,5  10,5  12  7,5  12  3  8	ПО  80  100  150  90  70  100  100	160  160  135  200  200  180  170  160	109  68  109  125  130  102  121  100	0,57  1  0,85  1  0,82  1,5  1,4  1.2  1	При поступлении влажного сырья дробилка замазы- вается  Наблюдается бы- стрый износ молот- ков и колосников  То же

Продолжение табл. 1

1 № п/п	1	Стадия дробления и завод	Тнп и размер дробил- ки в мм	Цементное сырье и его влажность в %	Степень измель- чения сырьевых материалов	Фактическая про- hi unm-v	к	Номинальная мощность двига- теля в кет	Потребляемая 'beKrKtSTZ-rw ПЧ-1 с.	мощность в кет	Удельный рас- ход энергии в квт-ч/т •	Примечание
9	Сухоложский	Двухроторная молотковая	Очень крепкий известняк 2—5	7,5	40,9		120	20-	100	0,5-1,2	При поступлении влажного сырья за- мазывается дробил-
10	Еманжелинский	Однороторная молотковая 01200	Уголь 1—2	12	.50		61	42		0,84	ка
11	Черноречен- ский	То же, 01400	»	1-1,5	10	30		63	45		1,5	—
12		»	01400	Средней крепо- сти известняк 1-1,6	10	180		260	200		1,1	—
С мыв гу бил	редний по про- нленности (по кру- молотковых дро- ок)  III. Первичное среднее дробление	—	—	—			—			1,1	—
1	Брянский	Двухвалковая 01500X1200	Мел 16—20	10	120		61		57	0,48	—
2	Себряковский	Двухвалковая 01500X1200	»	16-18	10	100		75	52		0,52	—
№ п/п	1	Стадия дробления и завод	Тип и размер дробил- ки в мм	Цементное сырье и его влажность в %		Степень измель- чения сырьевых материалов	Фактическая про- из водите л ьность в т/ч	1  Номинальная мощность двига- теля в кет	Потребляемая эффективная мощность в кет 1		Удельный рас- ход энергии в кет-ч/т	Примечание
3	Алексеевский	Двухвалковая 01500X1200	Мергелисто-ме- ловая порода 12—14		8	130	115	95	0,73	—
4	Подгоренский	Двухвалковая 01500X1200	Крепкий мергель 5-8		8	120	115	98	0,81	—
5	Ново-Па Шийский	Двухвалковая 01100X1250	Глина	16-18	10	30	65	40	1,3	—
6	Еманжелинский	Двухвалковая 01250X1600	»	16-18	8	80	' 42	35	0,43	—
7	Спасский	Двухвалковая фирмы	„Смидт“  01000	»	20—23	10	60	40	24	0,4	—
8	»	Двухвалковая зубчатая	Уголь	2-4	12	35	46	29	0,8	—
9	Магнитогорский	Двухвалковая 01100X1000	Глина	16-18	10	40	44	32	0,8	—
строен на основании приведенных выше (см. табл. 1) практиче-
ских данных о степенях дробления известняка на цементных за-
водах.

При этом номинальная степень измельчения для трубных
мельниц принята равной 10, фактически же степень измель-
чения будет значительно меньше.

В нижней части графика нанесены значения суммарного
расхода энергии в квт-ч1т продукта для всех предшествующих
стадий дробления и измельчения. Заштрихованная часть меж-
ду ломаными линиями показывает границы максимального и
минимального расходов энергии.

Эти графики наглядно свидетельствуют о том, что отсутст-
вие в технологической цепи третьей мелкой стадии дробления
значительно влияет на суммарный расход энергии на дробление
и измельчение цементного сырья.

'Следует поэтому иметь в виду, что при выборе схемы дроб-
ления и дробильных установок должен быть обеспечен подбор
соответствующих степеней дробления. Только при правильном
их подборе можно добиться требуемых результатов при мини-
мальных удельных энергозатратах.

Очевидно, что схему работы дробильно-размольных отделе-
ний цементного завода надо подбирать индивидуально для каж-
дого конкретного случая после анализа местных условий. При
этом решающим фактором является учет физико-механических
свойств сырьевых материалов, подвергающихся дроблению.

Ниже, в табл. 2, приведены исходные данные, позволяющие
в зависимости от характеристики материала предварительно
выбрать схему дробления и тип дробильного оборудования.

Окончательную схему дробления выбирают, учитывая дан-
ные об экономической целесообравности данного способа пере-
работки материалов. Схемы дробления разрабатывают на ос-
нове лабораторных или промышленных испытаний сырье-
вых материалов.

В зависимости от физических свойств сырьевых материалов,
а также от принятого способа их транспортирования с карьера,
дробильное оборудование устанавливают непосредственно на
карьере или на цементном заводе. При переработке известня-
ков с глинистыми включениями на карьере осуществляют толь-
ко крупное дробление, а среднее дробление — на заводе.

Анализ данных работы действующих дробильно-размоль-
ных отделений цементных заводов показывает, что наилучшие
результаты при измельчении твердого цементного сырья дости-
гаются при одностадийном крупном дроблении, одно- или двух-
стадийном среднем дроблении и одно- или двухстадийном тон-
ком измельчении.

В целях усовершенствования процесса дробления сырья, по-
лучения более мелких фракций дробленого продукта и повыше-
О)

rt

Г4

S3

ю

сЗ

Н

вные физнко-механические показатели пород и материалов, применяемых
при производстве цемента, и выбор типа дробильной машины

% н чхэои
- auhioir jouorog

zWj/jyt н 3 н1Э

-o-iAduA чеЛЯодо

As oHOMBaVo lod ц
oil HioouadM
д.нанйнффео>1

гКэ/jV я

ЭИ1ВЖЭ PH

HxooHhodu iratfadjj

CW/X H Н±ЗОНЖВ1ГН
jjoHHaeioaiaa

HdU Э1ГЭХ MOHWIfU

н эан 1рчниач,оо

s


Тип дробильной машины для стадий дробления	треть- ей			1	
	второй			1	
	первой	с 5= г а  0  С а а с	вая или само- очищающаяся молотковая	S  §	ь  *	с  j	‘	*	щечно-валковая или самоочища- ющаяся молот- ковая
% н чхэоп - авЪпоь’joiiotfод		с о  О'	и  с	0,2—2 Ч	00	
zwj/jyi н $ ИЮ  -OJAdnA чиАгоде		с с с с LT	270 000	8	§	18  0 о	о	о °  -оч	О  S	
АНОНОМБЧЛ/ОКХЗЦ он нюоиайя хизиЬиффео^		с**  с-	со	со  1	1	1  —’	со	—1		
zWJfjy н  ЭН1ВЖЭ ВН HiooHhodu iratfadjj		о	о	о	о  О	О	ф  СО	СО	—<  1111  о	о	о	о  Ю	ь-	ю	со  —<	СО			
zW/i. Н ИЮОНЖЕ1/Н уонна ялоэпэ Hdu airax wohxouti н Оан ijjqHwa<L9O		со	со	ю	со  о?	—<	~	с?  1111  со	—	со	со			
Категория пород по Протодъяко- нову		О	о	о  a	w	я	я  Я	W	Я	Я  и	Ф	U	§	К	О	«  О	=	К	о	«	о	g  Ч	£	€	Ч	g	Ч	g  R	К	К  S	S	S			
Структура		Осадочная гор- ная порода, туф- вулканическая		1 a wiuyipn щсмш порода  То же Продукт разру- шения осадочных и вулканических пород. Мел—оса- дочная порода	
Породы и материалы		m	Р-  - S	*	s	s  Ч о	ST  О	с	я	_	Е	с;  Е О	3  О	Од	Е—	В  -	J- Я	Я	«=  Н -S-	>> к	<	U  >->	ш  Е-	S			мел

ния производительности сырьевых мельниц Гиироцементом ре-
комендовано:

а)	яа новых мощных цементных заводах, которые будут по-
строены в текущем семилетии, дробить сырьевые материалы
по следующим схемам:

для очень твердых мате-

риалов— 1-я стадия — конусная дробил-
ка; 2-я стадия — конусная дро-
билка; 3-я стадия — конусная
дробилка с последующим гро-
хочением;

для материалов средней

твердости — 1-я стадия — щековая дробил-
ка; 2-я стадия — двухроторная
молотковая дробилка;

для мягких сырьевых ма-

териалов — 1-я стадия — щечно-валковая
дробилка; 2-я стадия — само-
очищающаяся молотковая дро-
билка;

б)	для проектируемых цементных заводов рекомендовать
применение схем двухстадийного дробления с внедрением дро-
билок ударно-отражательного типа.

4.	КОНСТРУКЦИИ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ДРОБИЛЬНЫХ МАШИН

Щековые дробилки для крупного дробления

В цементной промышленности щековые дробилки применя-,
ются в основном для крупного, а иногда и для среднего дроб-
ления материалов крепких и средней крепости.

Максимальная степень дробления, которая достигается в
щековых дробилках, равна 8. Обычно указанные дробилки в
условиях цементного производства работают при степенях дроб-
ления от 3 до 6. Удельный расход электроэнергии на дробление
составляет от 0,3 до 1,1 квт-ч/т.

Щековые дробилки относятся к группе машин с прерывным
нажатием и свободной разгрузкой дробленого продукта под
влиянием силы его тяжести. В дробилке две дробящие поверх-
ности расположены под небольшим углом друг к другу и сбли-
жаются в нижней части.

Щековые дробилки в соответствии с предложенной проф.

Л. Б. Левенсоном [11] схематической классификацией
делят:

1)	по характеру движения качающейся щеки — на
дробилки с простым качательным движением и дробилки со

Рис. 6. Щековая дробилка с простым качанием
подвижной щеки

сложным движением — качательным и продольным (вдоль по-
верхности щеки); 2) по расположению качающейся ще-
ки— на дробилки с верхним подвесом оси подвижной щеки и
дробилки с осью подвеса внизу, у выходной щели.

Различают щековые дробилки и по конструктивному выпол-
нению движущего механизма: дробилки с шарнирно-рычажным
механизмом, приводимым от коленчатого вала, сообщающего
щеке простое или сложное движение, и дробилки с кулачко-
вым механизмом с обычным простым движением щеки.

Шире всего в цементной промышленности применяются ще-
ковые дробилки с рифлеными футеровками, простым качанием
и с верхним подвесом подвижной щеки (рис. 6). Поступающие
в эту дробилку сырьевые матеоиалы дробятся в момент при-
Техническая характеристика основных типов щековых дробилок

Таблица 3

Марка машины	Размеры за- грузочного отверстия в мм	Производи- тельность в мг[ч	Ширина вы- пускной щели в мм	Число оборотов вала в об[мин	Устано- вочная мощность в кет	Габаритные размеры в мм  длина |ширина | высота	Вес маши- ны в т	Завод-изготовитель

I. Дробилки с простым качанием щеки

Ш-7	330x600	13—20	45—85	220—275	18	3050	1790	1680	11	Выксунский
С-644	400x600	40	40—100	250	75	2250	2280	2480	15	
Щ-9	500X800	25—60	60—125	220—275	40 ’	3680	2230	2150	19,5	—
СМ-211	500X800	22—62	60—125	225	40	2420	2330	2150	19,2	Выксунский
СМ-204А	600X900	45—120	75—200	275	75	3570	2400	3000	26	я
ЩКД7  VIIIb	900X1200  900X1400	90—125  100—160	150—200  140-250	170  180	ПО  120	4840  4480	3690  3490	2700  2800	69  50,8	УЗТМ „Цементанлагенбау”
№ 20	1200X1500	170—260	190—250	170	206	5565	4520	4100	130	Им. Тельмана
ЩКД8	1200X1500	160—250	200—250	135	175	6200	4450	4650	140	УЗТМ
П1КД9	1500X 2100	250—400	250—300	100	280	7750	5810	4500	210	УЗТМ
№ 21	1400X1800	250—350	300	170	250	6310	4890	4500	201	Им. Тельмана
	1500X2100	До 400	180	100	280	7700	7178	4800	250	УЗТМ
		II. Дробилки со сложным качанием щеки (по ГОСТ 7084—61)								
С-182Б	250X400	4—12	20—80	275	22	1400	1300	1450	2,6	Нязепетровский
СМ-11А	400X 600	9—22	40—100	250	30	1650	1750	1550	6	Выксунский
СМ-166	250X 900	6-25	20—80	275	28	1400	2100	1500	6	»
СМ16А	600X900	35—120	75—200	250	80	2250	2300	2450	16	
ЩС	900X1300	200-300	100—250	250	100	3550	3300	3600	50	»
ЩС	1300X2000	400—600	150—300	250	250	5100	4900	5300	150	»

Примечание. Техническая характеристика щековых дробилок с простым качанием щеки, изготовляемых в СССР, приведена в
g ГОСТ 7084 54 (взамен ОСТ НКТП 3427 и 3428).
ближения подвижной щеки к неподвижной и затем по мере
дробления опускаются вниз под действием собственной силы
тяжести. Качание подвижной щеки вокруг подвижной оси до-
стигается при помощи механизма, состоящего из вала-эксцент-
рика, шатуна с тягами и распорных плит.

На рис. 7 изображена щековая дробилка со сложным кача-
нием подвижной щеки — качательным и продольным вдоль по-
верхности щеки; подвижная щека, подвешенная на эксцентри-
ке вала, при вращении последнего производит сложные кача-
ния. В такой дробилке материал не только раздавливается, но
и истирается, материал выталкивается из разгрузочной щели
под воздействием направленной вниз силы трения. Это облегча-
ет разгрузку дробилки и повышает на 20—30% ее производи-
тельность по сравнению с дробилками с простым качанием ще-
ки. Дробилки этого типа применяются, как правило, для вто-
ричного дробления сырьевых материалов, но иногда использу-
ются и для первичного.

Вместе с тем применение щековых дробилок со сложным
качанием щеки ограничено из-за большого износа дробящих
плит.

Техническая характеристика основных типов щековых дро-
билок, применяемых в отечественной цементной промышленно-
сти, приведена в табл. 3.

Как уже упоминалось, щековые дробилки предназначаются
для дробления цементного сырья с пределом прочности до
2000 кГ/см2, что соответствует коэффициенту крепости 15 по
шкале Протодьяконова. Первичная сортировка по габаритам
такого кускового материала перед его доставкой для дробления
обычно производится непосредственно на карьере с помощью
погрузочных экскаваторов. При этом максимальная емкость
ковша экскаватора лимитируется величиной загрузочного от-
верстия дробилки, а размер поступающего в дробилку куска
принимают не более 0,85 ширины загрузочного отверстия дро-
билки, что диктуется условиями захвата куска дробилкой.

Зависимость емкости экскаватора и размера куска от загру-
зочного отверстия щековой дробилки приведена ниже.

Емкость ковша экскаватора в м3		0,5	1	2	3
Размер загрузочного отвер- стия дробилки в мм		600X900	900X1200	1200X1500	1500x2100
Наибольший размер куска (в одном из измерений) в мм .	600	800	1000	1300

Размер кусков материала, подаваемого в щековую дробил-
ку непрерывно, зависит как от размеров загрузочного отверстия,
30
так и от допускаемого угла захвата материала и от угла меж-
ду щеками дробилки.

Если угол между плоскостями подвижной и неподвижной
щек будет чрезмерно большим, то кусок породы будет выжи-
маться из загрузочного отверстия дробилки и не раздробится.
Чтобы можно было дробить сырье в щековых дробилках, угол
захвата дробилки должен быть меньше двойного угла трения
между куском породы и поверхностью щеки.

По данным проф. Л. Б. Левенсона [3] рекомендуется прини-
мать угол захвата для щековых дробилок в пределах 15—20°,
а максимально допускаемый угол захвата для обыкновенных
пород —32°.

Производительность щековых дробилок зависит от следую-
щих основных факторов: состава дробимого сырья, размеров
выпускной щели дробилки и крупности загружаемых кусков,
конструктивных особенностей дробилки (угла захвата, числа
качаний щеки, профиля плит и т. д.).

Для упрощенного определения производительности щековых
дробилок может быть рекомендована формула проф. Л. Б. Ле-
венсона [3]

Q=0,03^nbS(d + D т/Чг
tga

где Q — часовая производительность дробилки;

п — числю оборотов в минуту;

I—расстояние между щеками в нижней части при минь,
мальном разгрузочном отверстии в см;

S — ход подвижной щеки в см;

b — длина выпускной щели в см;

d = l+S;

р— коэффициент разрыхления породы (0,3 до 0,7);

у — объемный вес сырья в кг]см3;

а — угол захвата дробилки.

Пользуются также эмпирической формулой Таггарта [12],
справедливой при условии, что производительность дробилки
может быть определена по количеству материала, протекаю-
щего под влиянием силы тяжести через выпускное отверстие:

Q = 0,093 Ld т/ч,

где L—длина загрузочного отверстия в см.

d — размер выпускного отверстия дробилки при наиболь-
шем удалении щек в см.

Расчеты по данной формуле дают достаточно точные ре-
зультаты при определении производительности дробилок сред-
него размера, для малых же результаты расчета получаются
завышенными, а для больших — заниженными.

Установлено также, что производительность щековых дро-
билок с простым качанием щеки при постоянном числе оборо-
Тов приводного вала и одинаковой степени дробления прямо
пропорциональна площади разгрузочной щели (рис. 8). Это со-
отношение для дробилок со сложным качанием щеки при тех
же условиях имеет параболическую зависимость.

Из 'приведенного графика явствует, что до определенного
значения площади разгрузочной щели (примерно до 900 см2)
рост производительности щековых дробилок обоих типов при
увеличении площади разгрузочной щели одинаков. Затем при
увеличении щели производительность щековой дробилки со
сложным качанием резко возрастает, а при площади щели
1800—2200 см2 производительность в 1,6 раза выше, чем у дро-
билок с простым качанием.

На производительность щековых
ный вес материала, его плотность, а

дрооилок влияют удель-
для твердого сырья также
и сопротивляемость раз-
давливанию. Причем при
дроблении более плотного
сырья производительность
дробилки увеличивается,
а при дроблении пластич-
ных материалов (сугли-
нистых пород и слан-
цев) несколько снижа-
ется.

Влажность сырья не-
значительно влияет на
производительность дро-
билок первичного дроб-
ления, если дроблению
подвергаются породы с
небольшим содержанием
глины. При вторичном
дроблении, особенно если
обрабатывается мелкое
сырье влажностью до 6%.

Рис. 8. График зависимости производи-
тельности щековых дробилок от площади
разгрузочной щели

1 — щековые дробилки со сложным качанием
щеки — наиболее вероятное значение зависимо-
сти; 2 — щековые дробилки с простым качани-
ем подвижной щеки — наиболее вероятное зна-
чение зависимости

производительность резко снижается (в отдельных случаях до
50%) изтза комкования материала в зоне мелкого дробления.

Увеличение размаха щеки (измеряемого длиной ее хода) спо-
собствует более быстрому перемещению сжатой мелочи и уско-
ряет разгрузку дробилки от мелкого продукта. Поэтому необхо-
димо в каждом конкретном случае регулировать ширину разгру-
зочной щели в зависимости от свойств дробимого сырья.

В случае, если сырье твердое и хрупкое, необходима мини-
мальная ширина щели. Когда же дробят крепкие и вязкие сырь-
евые материалы, для которых характерны местные изломы, де-
формации под давлением и трещинообразование (но вместе с
тем они не распадаются), следует применять максимальную ши-
рину щели.
Обычно ширину щели дробилки регулируют, изменяя угол
наклона распорных плит или меняя эксцентрик.

Определению производительности щековых дробилок посвя-
щен ряд работ [13, 14]. Установлено, что производительность
щековой дробилки повышается с увеличением числа качаний
щек, но не прямо пропорционально. Увеличение числа оборотов
сверх оптимального значения влечет за собой повыше-
ние удельного расхода электроэнергии и снижение производи-
тельности из-за того, что один и тот же кусок, не успевший про-
валиться вниз после первого зажатия, зажимается вторично.

Число оборотов главного вала щековой дробилки определя-
ется [12] по формуле	__

л = 665 ]/^,

где а — угол захвата между щеками в град;

S — ход подвижной щеки в см.

Для получения наивыгоднейшей угловой скорости главного
вала щековой дробилки рекомендуется уменьшить величину
оборотов на 5—10% против расчетной. Твердая, сухая и хруп-
кая порода загружается легче пластичной и влажной, поэтому
для первой обороты вала дробилки можно не уменьшать.

Изменяя число оборотов вала двигателя или передаточное
число привода, регулируют скорость щековой дробилки.

Расчет усилий в дробилках и параметры механического ре-
жима подробно освещены в специальной литературе, и поэтому
здесь не приводятся.

Установочная мощность двигателя щековой дробилки боль-
ше действительно потребляемой для преодоления максималь-
ной нагрузки в пусковой момент. Среднее отношение расхода
энергии при полной нагрузке к установочной мощности близко
к 0,85. Если данное соотношение сильно завысить, то это при-
ведет к снижению скорости, что в свою очередь вызовет забива-
ние щековой дробилки при работе на полной нагрузке.

По данным Бонвича [15] мощность одного двигателя для
дробилки крупного дробления можно определить по формуле

Д7 АВ

N = — кет,

120

где АВ—площадь загрузочного отверстия дробилки в см2.
Мощность дробилки при работе двух двигателей составит:
а) мощность главного двигателя

АВ

N, =-----кет;

300

б) мощность вспомогательного двигателя

кг АВ
=--------кет.
Для щековых дробилок среднего дробления
лг’ Ав	АВ

от Ni =----до Л/2 = ----кет

100	150

и для дробилок мелкого дробления

АВ
N =------• кет.

60

Для более точного выбора типа двигателя производят за-
меры расхода энергии во время работы аналогичных по раз-
меру дробилок.

Эффективность работы щековой дробилки принято измерять
в квт-ч]т или в т)квт-ч. Количество дробленого материала на
1 квт-ч меняется в зависимости от ширины разгрузочного от-
верстия (при 'Предельной нагрузке машины и постоянном рас-
ходе энергии) и является критерием практической эффектив-
ности щековой дробилки. Таким же образом оценивается эф-
фективность работы и других дробильных машин.

Взаимозаменяемые дробящие плиты щековой дробилки, ис-
пользуемой для переработки мягких материалов — известняка,
гипса и т. п., отливают из закаленного чугуна, реже —из ста-
ли с наваркой сталинитом. Для твердых материалов, а также
в дробилках с шириной выпускного отверстия от 600 мм и вы-
ше рекомендуется отливка плит из марганцовистой стали с со-
держанием 6—112% Мп. В среднем плиты из марганцовистой
стали служат 2—16 месяцев и боле'е; расход их составляет
0,004—0,026 кг, а плит из закаленного чугуна — 0,009—0,088 кг
на одну тонну дробимого материала.

Рекомендуется [16] расход дробящих плит из марганцови-
стой стали рассчитывать по формуле

Р = 0,5 г1т>

где Р — расход стали на 1 т материала в г;

f — коэффициент крепости породы по шкале Протодьяко-
нова.

Практически принято считать, что при изготовлении плит из
марганцовистой стали расход колеблется в пределах от 0,005 до
0,03 кг, а из закаленного чугуна — от 0,01 до 0,1 кг на тонну
дробленого продукта.

Наладочные технологические испытания дробильной маши-
ны обычно проводят в процессе опробования и пуска новой дро-
билки, а эксплуатационные ведут по необходимости в усло-
виях нормальной работы.

После окончания монтажа или капитального ремонта дро-
билки осуществляется ее пробный пуск. Вначале дробилку за-
пускают вхолостую для приработки трущихся частей, после че-
го испытывают под нагрузкой. Продолжительность испытания —
не менее 12 ч для малых дробилок и 3 суток для больших.
Перед пуском дробилку осматривают, проверяют и подтяги-
вают все основные крепежные детали. При этом особенно тща-
тельно проверяют работоспособность всех смазочных устройств.

Посторонние шумы (стук, дребезжание), а также чрезмер-
ный нагрев масла в подшипниках свидетельствуют о непра-
вильном монтаже.

Установлено, что статический момент при выводе щековой
дробилки из состояния покоя превышает максимальный мо-
мент, который может развить приводной электродвигатель. Ве-
личина этого момента зависит от:

времени простоя дробилки (при длительных остановках тя-
желые массы маховиков и эксцентрикового вала выдавливают
масло из подшипников и нарушают целостность масляной
пленки, поэтому в начальный момент движения возникает су-
хое трение);

|количества и качества масла в системе смазки, а также от
температуры окружающей среды, влияющей на вязкость масла
и коэффициент трения;

степени приработанности подшипников главного вала.

Установлено, что указанные выше факторы изменяют стати-
ческий момент сопротивления механизма дробилки на 100—
500 кГм.

Обычно электродвигатели дробилок питаются от трансфор-
маторных подстанций, и напряжение в период пуска не снижа-
ется меньше номинального. Но даже при этом запуск затруд-
нен, а пуск дробилки при нижнем положении шатуна почти не-
возможен. В этом случае необходимо повернуть маховик на
угол, обеспечивающий переход через мертвую точку. Этого до-
стигают обычно с помощью мостовых кранов, лебедок или дру-
гих приспособлений.

Для облегчения запуска щековых дробилок предусматри-
вается вспомогательный привод, оборудованный фрикционными
муфтами с гидроприжимом или др.

Момент, создаваемый электродвигателем вспомогательного
привода, передается через клиноременную передачу на ведо-
мый вал редуктора.

Передача момента от вспомогательного привода на привод-
ной вал дробилки осуществляется через полумуфты (рис. 9),
одна из которых (со стороны редуктора) служит наружной обой-
мой обгонной муфты, а другая—обоймой зубчатой муфты, ус-
тановленной на валу контрпривода.

Ролики обгонной муфты заклиниваются между ободом ше-
стерни передачи и ротором муфты, в результате чего момент пе-
редается на главный вал контрпривода.

Тогда же включается главный электродвигатель, который
разгоняет дробилку до полного числа оборотов. Когда скорость
главного электродвигателя превысит скорость ведущего вала
редуктора, вспомогательный привод автоматически отключается.
Применение вспомогательного привода на щековых дробил-
ках позволяет уменьшить установленную мощность электро-
двигателей на 40—'45%, осуществить автоматическое дистанци-

400

Рис. 9. Полумуфты вспомогательного при-
вода щековой дробилки

1 — приводной вал шкнва дробнлкн; 2 — выход-
ной вал редуктора вспомогательного привода;
/ — обгон при запуске дробнлкн; II — рабочий
ход вспомогательного привода на запуск

дается при достижении нормальной
билки.

онное. управление, сокра-
тить работу вхолостую п
повысить использование
энергии привода, что да-
ет экономию электроэнер-
гии около 200 тыс. квт-ч в
год на каждую дробилку,
а также улучшает условия
обслуживания оборудова-
ния.

При нормальном дроб-
лении электродвигатель
используется лишь на
30—40% от установленной
мощности.

Пуск щековой дробил-
ки производится только
вхолостую. Материал по-
скорости вращения дро-

Оовобождать рабочее пространство щековых дробилок от
застрявших 'кусков материала можно только при помощи «кош-
ки», подвешиваемой <к крюку мостового крана, или других при-
способлений.

Дробилка нормально работает только- при наличии полного
комплекта клиновидных ремней. Во избежание пробуксовыва-
ния и перекосов приводные ремни должны быть всегда пра-

вильно и хорошо натянуты.

Останавливать дробилку необходимо после полного осво-
бождения рабочего пространства от материала.

Для густой смазки дробилки рекомендуется мазь марки со-
лидол 1 эмульсионный, а также индустриальная ИП-1-3 (ГОСТ
3257—46). Для жидкой смазки следует применять масло ма-
шинное марок С и СУ или индустриальное 45 или 50 (ГОСТ
1707—51).

Нормальная температура масла в баке-отстойнике 25—40°С
при пуске и 35—50°С при нормальной работе дробилки. Темпе-
ратура отработанного масла на сливе после подшипников не
должна превышать 60°С.

Систему охлаждения нужно включать постепенно во избе-
жание резкого охлаждения масла и образования на стенах тру-
бы переохлажденного слоя. Необходимо следить за тем, чтобы
давление охлаждающей воды всегда было ниже давления мас-
ла на 0,5 ат (иначе вода может попасть в масло).

Расход масла СУ зависит от размера дробилки и колеблет-
ся от 4 т в год для дробилок размером 900X1200 мм и до 10 т
в год для дробилок размером 1500X0100 мм.

К достоинствам щековой дробилки следует отвести просто-
ту конструкции и эксплуатации, компактность, а к недостат-
кам— наличие больших качающихся масс, невозможность по-
лучения кусков заданного размера, относительно высокий рас-
ход электроэнергии, замазывание.

Конусные дробилки

В отечественной цементной промышленности конусные дро-
билки используются преимущественно для среднего и мелкого
дробления клинкера и твердых абразивных материалов. Наме-
чается применение машин этого типа для дробления материа-
лов и большой крупности (известняков, мрамора, мергелей и
пр.).

В конусной дробилке куски материала раздавливаются под
влиянием прерывного, постепенно нарастающего сжатия в
кольцеобразном пространстве между двумя усеченными конуса-
ми, вставленными друг в друга, или между футеровкой станины
и внутренним дробящим конусом. Когда дробящие поверхности
сближаются, материал дробится, а когда расходятся, измель-
ченный материал проваливается вниз.

Конусные дробилки имеют ряд серьезных преимуществ пе-
ред щековыми: они производительнее (до 3000 т/ч), могут ра-
ботать «под завалом» и без питателя, менее чувствительны к
перегрузкам, для них характерно гирационное движение вместо
возвратно-поступательного.

По технологическому назначению различают дробилки:

крупного дробления. Размер поступающих на дробление кус-
ков находится в пределах от 300 до 1500 мм, при ширине вы-
ходного отверстия от 50 до 200 мм. Степень дробления 3—4;

среднего дробления. Размер поступающих на дробление кус-
ков составляет от 75 до 350 мм при ширине выходного отвер-
стия от 15 до 50 мм. Степень дробления 4—5;

мелкого дробления. Максимальный размер поступающих на
дробление кусков колеблется в пределах от 30 до 75 мм, ши-
рина выходного отверстия от 3 до 15 мм. Степень дробления
составляет 4—6.

По конструктивным признакам различают:

дробилки с подвешенным валом;

дробилки эксцентриковые;

дробилки с консольным валом, которые в свою очередь
подразделяются на нормальные, средние и короткоконусные.

В СССР Уралмашзавод изготовляет тирационные дробилки
ККД (конусные крупного дробления). До 1957 г. эти дро-
билки выпускались с боковой разгрузкой, что препятствовало
их широкому распространению и применению для переработки
вязких или глинистых 'пород. С 1958 г. выпускаются дробилки с
центральной разгрузкой, значительно менее чувствительные к
перегрузкам и более приспособленные для дробления вязких и
глиносодержащих пород. Бронеплиты у этих дробилок имеют
криволинейный профиль, угол захвата—'переменный (от 15 до
25°). Для облегчения запуска под завалом разрабатываются
специальные гидравлические муфты, позволяющие плавно рас-
кручивать дробилку, используя всю мощность одного электро-
двигателя с постепенным доведением числа оборотов до нор-
мального.

Применение гидравлических муфт позволит существенно
облегчить и упростить монтаж и эксплуатацию дробилок, так
как при этом из установки исключается комплект второго
контрпривода и электродвигателя.

В табл. 4 приведена техническая характеристика основных
типов конусных дробилок, рекомендуемых к применению на це-
ментных заводах, а на рис. 10 представлена конусная дробилка.

В связи с тем, что по характеру разрушающих усилий и
форме рабочего пространства конусные дробилки близки к ще-
ковым, все сказанное ранее в книге о зависимости между про-
изводительностью, скоростью и степенью измельчения может
быть отнесено и к этим дробильным машинам.

Наивыгоднейшее число оборотов эксцентрика конусной дро-
билки для крупного дробления рассчитывается по формуле [17]

п = 470	,

где п — число оборотов эксцентрика в об/мин;

аг и а2 — углы наклона образующих дробящего и неподвижного
конусов относительно вертикали в град\

г—величина эксцентрика оси дробящего конуса относи-
тельно оси дробилки на уровне разгрузочной щели
в см.

При увеличении против паспортных данных числа оборотов,
эксцентрика возрастает удельный расход электроэнергии и ма-
териал переизмельчается. С уменьшением скорости производи-
тельность дробилки снижается почти пропорционально умень-
шению числа оборотов эксцентрика.

В конусной дробилке регулируют ширину разгрузочного от-
верстия, эксцентрицитет вертикального вала и скорость враще-
ния.

Производительность конусных дробилок подсчитывают па
следующим формулам [2]:'

а)	для крупных дробилок

Q = 0,755 ^nrDadK,

где Q — производительность в т/ч;

р —коэффициент разрыхления (0,25—0,5);

сз

X

ко

СО
Н
7 —удельный вес дробимого материала в кг!см3\
п — ЧИ'СЛО оборотов 'В об!мин\

г —эксцентрицитет дробилки в ему

D„ —диаметр основания дробящего конуса в ему
dK — размер конечного продукта в ему

- нижняя

билки;

2 — вал-эксцентрик;

13 — подвеска

14 — заливка

пара;

вал дробилки

цементная;

16 — при-

са; 1
нуса;

Рис. 10. Вертикальный разрез
конусной дробилки ККД-1200

;	12 — травер-

дробящего ко-

75 — коническая

ВОДНОЙ 1

часть корпуса

конус); 11 — колпак;

дро-
3 —

вертикальный стакан; 4 — уплот-
нение от пыли; 5 — вал дробяще-
го конуса; 5 — корпус конуса; 7 —
цинковая заливка; 8 — броня ко-
нуса; 5 — средняя часть корпуса;
10 ~ броня корпуса (неподвижный

б)	для средних и мелких дробилок
Q = Ь т/ч,
где Q — производительность в т]чу

К. — опытный коэффициент (0,98);

у — объемный (насыпной) вес материала в t/jm3;

D — диаметр дробящего конуса в му

Ь — наименьшая ширина разгрузочной щели в м.

Мощность двигателя рассчитывают по эмпирической фор-
муле [2]: для дробилок крупного дробления — Мдв = 85 D2 кет,
для дробилок среднего и мелкого дробления N в =80 D2 кет, где
D — конструктивный диаметр конуса в м.

Расход электроэнергии на дробление у конусных дробилок
несколько 'Ниже, чем у щековых, и составляет от 0,1 до 1,3 квт-ч
на тонну дробленого продукта для крупных и от 0,5 до 2,5 квт-ч
для дробилок среднего и мелкого дробления.
Средний удельный расход сменных деталей 'при работе на
известняке составляет 3 г/т породы [16].

Запуск конусных дробилок производится при отсутствии ма-
териала в рабочем 'пространстве. Перед пуском проверяют ра-
боту циркуляционной маслосистемы.

В процессе работы необходимо следить за системой смазки
и за разгрузкой дробленого продукта. Температура масла при
работе дробилки не должна превышать 60°С.

Для смазки конусных дробилок применяется как жидкая
смазка — машинное СУ, так и консистентная ИП-1-3, а расход
их соответственно составляет от 3,7 до 11 г и от 0,06 до 0,3 т в
год на одну дробилку.

К недостаткам конусных дробилок следует отнести громозд-
кость, большой вес и значительную стоимость.

Молотковые дробилки

К наиболее распространенным дробильным машинам в оте-
чественной цементной промышленности относятся молотковые
дробилки. Они используются как для одностадийного дробления
сырьевого материала, когда получают куски размером до 25 мм,
так и для вторичного дробления материала крупностью 100—
300 мм до размера 15 мм и 'мельче. Молотковые дробилки при-
меняют также для первичного дробления хрупких неабразивных
пород и известняков средней пластичности (вязкости) с влаж-
ностью не более 15%.

Дробление материала в молотковой дробилке осуществляет-
ся при соударении кусков материала с молотками ротора и по-
верхностями бронефутеровки, а также раздавливанием и исти-
ранием на колосниковой решетке.

Достоинство молотковых дробилок — невысокие удельные
энергозатраты. Дробление ударом в этой дробилке дает также
больший эффект измельчения, чем дробление раздавливанием.

Широкое распространение получили однороторные молотко-
вые дробилки со степенью дробления до 12 и двухроторные со
степенью дробления 15—30.

Молотковые дробилки рис. 11, 12 и 13 по конструкции весь-
ма разнообразны. Они различаются по способу крепления мо-
лотков, их расположению, числу роторов, по форме дробящих
плит, по типу и положению загрузочного устройства. Кроме то-
го, молотковые дробилки различают по направлению враще-
ния роторов (нереверсивные и реверсивные). Выпускают дро-
билки с колосниковыми решетками и без них.

В табл. 5 приведена техническая характеристика неревер-
сивных однороторных, а в табл. 6 двухроторных молотковых
дробилок, применяемых и рекомендуемых для эксплуатации на
цементных заводах. В отличие от однороторных дробилок у
последних размеры загрузочной воронки несколько больше,
что позволяет дробить в них кусковой материал размером до
1200 мм. Конструкция загрузочной воронки при наличии двух

*1800

вращающихся навстречу друг другу роторов сокращает до ми-
нимума возможность налипания в дробилке увлажненных мате-
риалов.
Молотковые реверсивные дробилки, техническая характе-
ристика которых приведена на стр. 47, имеют роторы, вращаю-
щиеся в обе стороны. Их конструкция допускает двухстороннее
использование молотков без частичной разборки дробилки для

Рис. 12. Двухроторная молотковая дробилка

перестановки их путем поворота на 180° вокруг продольной
оси.

Для дробления цементного сырья повышенной влажности
(мела, трепела, опоки и других материалов, имеющих влаж-
ность до 35%) в последние коды начали применять специаль-
ные молотковые дробилки с подвижной плитой. Степень дроб-
ления в дробилках этого типа составляет практически 10—16.
Дробилка (рис. 14) состоит из быстровращающегося ротора
с молотками, привод которого осуществляется от индивидуаль-
ного двигателя, а также из дробильной 'плиты — бесконечной
медленнодвижущейся ленты — полотна. Вращение ротора и
движение ленты встречные. Поступающий в дробилку материал

Рис. 13. Реверсивная молотковая дробилка размером 1450X1300 мм завода
«Электрост альтяжмаш»

измельчается молотками ротора, а также ударами о подвиж-
ную плиту. Отбрасываемые к задней торцовой стенке мелкие
куски материала удаляются из дробилки с помощью очистного
устройства. Дробящее полотно представляет собой наклонную
цепь, собранную из литых звеньев из марганцовистой стали;
звенья связаны в два ряда при помощи шарниров. Колоснико-
вые решетки, изготовленные тоже из марганцовистой стали,
имеют тяжелую конструкцию.

Эти дробилки применяются на 'ряде цементных заводов
(Брянский, Белгородский и пр.) как для первой, так и для вто-
рой стадии дробления сырьевых материалов. Питать их круп-
нокусковым материалом не рекомендуется, так как при этом
резко снижаются степень дробления и производительность.

Техническая характеристика молотковых дробилок с под-
вижной плитой приведена в табл. 7.
Техническая характеристика однороторных нереверсивных молотковых дробилок

вииаойхэ  -онитви олотгажвх Е^ОНВЕ ололэчтгвхэ -odxMaire ое-ог-w	2000	О о о со	300— 375-500	О  О	ОО  Г-	СО	U3	—’	g  О 1	1	1 10 S  Ч	°	S	Й  СО о				4000  3100
винэобхэоннгпвн  О.1О1ГЭЖВХ EtfO0E€ о JOMoqifE xDOcUMairg	2000	2100 490 До 600 0—20 300—400 700-900  55 3560						3800  3100
(dtfj)  ЕИЕИЧ1ГЭХ ИИ tO0E£	2000	О	ООО	U3	ООО  ОО	CO	Xt« — о	-	0 0 04  U3	о	О	О и<Э Г-	—  —	£	£	— со	СОЮС4						
„ZEQHaJEIf  -нихHawaii“ 1ду hw  -эхэиэ EMirngodtf-xas	1600	о о г-	О  Э	О	Ю	О  Г4	СО	О	U3	О	о  34	о	СО	04	04	—	Г-  Е(	-	- со	<N					О о о из >4 04 04
£-tfW	1470	5	300  До 800 30-60			-3	'	из	<*~р  ОООГ^	ggg  э хиз  3	04		
БННЭО(1ХЭОНИГПЕИ  OJOlfaWBX E1/O0EE  О ЛОЯЗЧ1ГЕХЗОС1ХЯЭ1ГС	1450	1300 740  До 400 30—40 До 175  ООП					3	00	000  0	-	ОО 04 00  3	СО	00	04  04	04 0404	
(dtfj)  EHEwqirax -ни eVooe£	1400	1200	э	о	S	о с  О	I	о с  -	О	Д>	с  *4	°				ZUU 23,6 2200	э О э о  Э СО “О —'
VOZl-WD	c c о о г о с со о  с t		□ои—/ои До 400 1 п	ол		о  < 7 g	Sc  5 d 04 2 “с  - из			1924
, АЕ9НЭЛЕ1ГВЕХ  -Hawaii" ‘4IX-IIX  -эхзиэ EMifH9odir-xa£	о	ОО  ОО	О	U3	LO	О	Г-	ООО  ОО	О	04	1	—	о	—<оо  04 ОО	СО	Л	1	о	О	04	о ОО г-  —	fS	О	S	—	04 04 —  СД.	со							
V6I-W3	ОО с  ОО с о ОО с		1UUU  300 л л л		3	U3	СО	ю	ос  1	—	о	со -  1	—	-	04 L  3 из	из	04-  03			1515
t'-wV	1000  800 580—950  200 дп_л				о	о  g	g	ю	ООО  Т	V	гЙ	ОСО—ч  I	|	°°	ОСОЮ  О	О	LO	—ч 1			
821’9	ООО	о	с  О Ю -1О	о  О	04	—  —	L."  с<				о  г-  —	14  1,3 1050 1 ЛОО		1  1122
Показатели	Диаметр ротора в мм . . Длина	,	, , . .  Число оборотов ротора  В MHHVTV		J J	  Размер загружаемых кус- ков в мм	  Размер выдаваемых кус- ков в мм	  Производительность в т/ч Мощность двигателя в кит .				 :  . ’  CQ  3	’	g	Я  и.	р,	CJ	t—  X	ж	X	о  а	о,	х	о  а	ч	5	а  о	\О	3	m  си	оз  CQ	(_	
О

ОЗ

К

КО

03

Техническая характеристика основных типов двухроторных молотковых дробилок

Следует отметить, что (сопротивление цементного сырья де-
формациям, возникающим при дроблении в молотковых дро-

Рис. 14. Дробилка молотковая самоочищающаяся с подвижной пли-
той

Техническая характеристика молотковых реверсивных
дробилок Электростальского завода

Диаметр ротора в мм . .  Рабочая длина ротора в мм		1000  1000	1450  1300	1500  1500
Скорость вращения ротора в об/мин 		750-1000-1500	750—1000	1500
Влажность дробимого ма- териала (известняк илн уголь) в % 		5-8	5—8	7—9
Производительность в т/ч	100—90—80	175—250—250	275—550
Максимальный размер кус- ков загружаемого материала в мм		80	80	120
Крупность	дробленого  продукта в мм		0-5, 0—3, 0—2	0-3	0-3
Мощность электродвига- теля в кет		200—250	400—500—630	1000
Вес дробилки без электро- двигателя ВТ		8,95—9,1	18,45—20,6	26,6

билках, значительно ниже, чем в дробилках других типов. Наи-
больший эффект дробления в этих машинах достигается в ре-
зультате ударов по материалу на лету. Вместе с тем при пита-
нии молотковых дробилок крупными кусками большую роль
играет дробление ударами о плиты, а .при мелком —раздавли-
вание и истирание на колосниковой решетке.
о.	О

Основными рабочими частями молотковых дробилок явля-
ются молотки, колосниковая решетка .и отбойные плиты.

Молотки дробилки изготовляют из кованой высокоугле-
родистой стали и литой марганцовистой стали. Они бывают <раз-
лич'Ной формы, и вес их 'колеблется от 6 до 120 кг 'каждый.

При дроблении пластичных материалов рекомендуется тон-
кая и даже 'заостренная форма молотков. В этом случае поми-
мо ударных возникают и срезывающие усилия.

Молотки устанавливают в несколько рядов. При крупном
дроблении выгоднее меньшее число рядов (тогда получаются
сильные удары и ускоряется разгрузка), а при мелком дробле-
нии — большее число рядов.

Известно, что дробящее действие молотков зависит от их
кинетической энергии, которая пропорциональна квадрату ок-
ружной скорости и весу молотков. Рекомендуется при подаче в
молотковую дробилку 'больших кусков прочного материала
увеличивать окружную скорость молотков и вес молотка. По-
этому при крупном дроблении целесообразно применять неболь-
шое количество более тяжелых молотков, а при мелком —
большое количество более легких.

Необходима также тщательная балансировка всех вращаю-
щихся частей дробилки. Для этой цели при износе 'молотков
лучше 'всего заменить весь комплект или симметрично распо-
ложенные молотки.

Скорость вращения дробилки следует повышать в случае
дробления прочных и крупных кусков материала, а также с
увеличением степени измельчения.

Для компенсации износа молотков и регулировки крупности
дробленого продукта колосниковая решетка имеет специаль-
ные регулирующие приспособления. При дроблении влажных
материалов часто вообще не ставят колосниковую решетку. Мо-
лотковые дробилки без 'колосниковых решеток обеспечивают
получение равномерного по крупности дробленого продукта
без кусков повышенной крупности за счет увеличенной скорости
вращения ротора, при которой куски дробимого материала
подвергаются многократному ударному воздействию молотков
за время прохождения через дробилку.

•Колосники обычно имеют клинообразную форму, их коли-
чество зависит от требуемой крупности конечного продукта и
условий дробления. Увеличение толщины колосников приводит
к уменьшению производительности дробилки и увеличению рас-
хода 'энергии. При вторичном дроблении мягких известняков
износ молотков составляет примерно 0,002 кг на 1 т породы.
Потеря в весе дробящих плит и колосников в среднем составля-
ет 0,12 кг на 1 т дробленого продукта.

Известно, что производительность молотковой дробилки,
расход энергии и крупность дробленого материала взаимоза-
висимы. Степень дробления повышается при снижении произ-
водительности дробилки и одновременном снижении потребляе-
мой мощности и наоборот.

Производительность дробилки зависит от свойств дробимо-
го материала, размеров и числа оборотов ротора, величины за-
зора между молотками и решеткой, веса молотков и других
конструктивных особенностей дробилки.

Установлено, что производительность молотковой дробилки
увеличивается с повышением числа оборотов ротора при одно-
временном снижении расхода потребляемой мощности.

Поэтому применение больших скоростей вращения ротора в
молотковых дробилках при необходимости получить высокие
степени дробления себя оправдывает.

На основании практических данных рекомендуется при круп-
ном дроблении оставлять между колосниками щель, размер ко-
торой в полтора-два раза больше кусков дробленого материала
[18]. Рабочий зазор между внутренней поверхностью колосников,
и ротором выбирают в зависимости от необходимой крупности
продукта дробления. Его величина должна быть больше попе-
речника максимальных кусков продукта дробления: при круп-
ном дроблении — в два раза, при мелком — в три-четыре раза.

Объемную производительность молотковой дробилки опре-
деляют по формулам [1.8]:

Q = 100 D2 Ln м3/ч при £> > L
и

Q = 100 DI? п м3/ч при D < L,

где D — диаметр ротора в >м\

L — длина ротора в М;

п — скорость вращения ротора в тыс. об/мин

Производительность молотковой дробилки при дроблении
угля можно ориентировочно определить по формуле [19]

„ KLD2n2
3 600 (< — 1)

т/ч,

где Q — производительность дробилки в т/ч;

К — коэффициент, зависящий от конструкции дробилки и
твердости дробимого материала (для угля
Л=0,12-И),22);

L — длина ротора в м;

D — диаметр окружности вращения молотков в ж;

п — скорость вращения ротора в об/мин-,
i — степень дробления.

Мощность двигателя молотковой дробилки рассчитывают по
эмпирическим формулам [18]:

Лодвиг = 0,15 D2 Ln кет или Мдвнг = 7,5DL (-ед-) кет,
где W — 'мощность двигателя в кет,

L — длина ротора в м;

п — число оборотов ротора в минуту;

D — диаметр ротора в м.

Следует указать, 'что по расходу электроэнергии молотковая
дробилка достаточно экономична — потери холостого хода со-
ставляют 'всего 12—14% от мощности, потребляемой дробил-
кой. Удельный расход энергии в молотковых дробилках состав-
ляет: в однороторной при одностадийном дроблении известня-
ка 0,4—1,8 квт-ч/т продукта при степени измельчения до 8; в
двухроторной — до 1,6 квт-ч!т при степени измельчения до
25 [17].

Основные достоинства молотковых дробилок: простота и на-
дежность /конструкции, небольшой вес, высокая производитель-
ность, /большая степень измельчения, малый расход энергии.
Вместе с тем для них характерен быстрый износ основных ра-
бочих элементов.

Балковые дробилки

В цементной промышленности валковые дробилки применя-
ются в основном для первичной переработки мягких пород це-
ментного сырья (глины, мела, мертелей). Характеризуются эти
дробилки тем, что не переивмельчают /конечный продукт.

В зависимости от физических свойств измельчаемого мате-
риала различают валковые дробилки: однороторные или двух-
роторные с гладкими, /рифлеными и зубчатыми /валками.

В отечественной /цементной промышленности используют в
основном двухроторные /зубчатые валковые дробилки (табл. 8,
рис. 15). Материал дробится между двумя /зубчатыми валками,
вращающимися с одинаковой скоростью навстречу один друго-
му. Дробилки работают по принципу раскалывания и раздав-
ливания кусков материала, загружаемого между валками, при
одновременном небольшом истирании.

Степень измельчения /в зубчатых валковых дробилках при
переработке мягких пород достигаете—10, а твердых—3—4.
Окружная скорость в быстроходных зубчатых валках (для мяг-
ких материалов) доходит до 5 м]сек, а в тихоходных (для бо-
лее твердых материалов) она не выше 2 м)сек.

В зарубежной цементной промышленности большое распро-
странение получили также одновалковые /зубчатые дробилки,
измельчение в которых достигается за счет раздавливания ма-
териала между вращающимся зубчатым валком и неподвиж-
ной дробящей плитой.

Одновалковые дробилки /применяются для 'крупного дроб-
ления мергелей средней твердости, слабых известняков, твер-
дых глин, сланцев и пр. Степень измельчения материала в них
до 15 и 'более.
Таблица 8

	Техническая		характеристика		двухроториых зубчатых			валковых	дробилок			
Показатели	№ 3 (ОСТ. НКТП3435)	№ 4 (ОСТ НКТП3435)	СМ-92	Завода тяже- лого машино- строения (г. Электросталь)	Завода им. Тель- мана	„Цемент- аилагеи- бау“	УЗТМ 2ВР	№ 5 (ОСТ НКТП3435)	№ 6 (ОСТ НКТП3435)	Завода нм. Тель- мана	Завода тяже- лого машино- строения (г. Электросталь)	„Цементам- лагенбау-*
Диаметр вал- ка в мм ...  Длина валка в мм	  Размер загру- жаемых кусков в мм, до . , ,  Число оборо- тов валков в минуту ....  Требуемая мощность в кет  Производи- тельность в т/ч  Ориентиро- вочные габарит- ные размеры в ММ '.  длина . . . ширина .  высота . . Вес вт ...	900  900  300  40—100  20—40  40—100 (при ши- рине ще- ли до 60 мм)  3500 3250  1100  10	900  1200  300  40—100  20-40  55—135 ,(при ши- рине ще-  ли до 60 мм)  3750 3750  1100  15	935  900  400  40  26  до 125 (при ши- рине ще- ли до  100 мм)  3450 2900 1200  3,4	1100  1000  500  16  28  50-70  3380  4560  1700  19	1100  1000  600  15  40  35-50 (при ши- рине ще-  ли до 100 мм)  5070  3200  1400  20	1100  1250  600  14  50  45 (при величине кусков ДО 100 мм)  7500 4500 3000  34	1200  500  200  75  40  До 75  4000  3300  2200  36	1200  900  400  30—75  30-75  60—150 (при ши- рине' ще-  ли  80 мм)  4400  3900  1300  15	1200  1200  400  30-75  40—100  80—200  (при ши- рине ще-  ли  80 мм)  4500  4000  1300  20	1250  1600  600  15  50  До 100 (при ши- рине ще- ли 90 мм)  41	1500  1200  700  20  60  До 150  5000  4200  1500  34	700  500  100  41/43 (вечх) 52,'-55 ,1из)  20  15 (при ши- рине щели второй па- ры валков  7 мм)  2910  2240  2375  15,2

Двухрядная, для измельчения клинкера.
90St

По AA

1340
Одновалковая дробилка (рис. 16) состоит из одного зубча-
того валка и неподвижной щеки. Щека, подвешенная на оси,
удерживается в этом положении тягой с пружиной, что 'позволя-
ет ей отодвигаться, когда в машину попадают недробимые ма-
териалы. Обычно диаметр валка колеблется от 400 до 1600 мм
при длине, превышающей диаметр в 1,5—3 раза.

В табл. 9 приведены эксплуатационные данные одновалковых
дробилок [12].

Таблица 9

Техническая характеристика одновалковых зубчатых дробилок

Показатели	Размеры одновалковой дробилки (диаметрх Xдлина валка) в мм			
	610x1524	800x900	1100 X 2500	1300x4500
Размеры кусков загружаемого мате- риала в мм, до	  Крупность дробленого продукта в мм 		400	800	1000	1000
	150	100—200	150	150—20»
Производительность (по известняку) ь т/ч 		До 200	До 100	120	До 400
Число оборотов валка в минуту . .	58	36	14	14
Установочная мощность двигателя в кет		75	20	55	81

Максимально допустимая величина кусков загружаемого ма-
териала зубчатых валков определяется по 'формуле

„ . , У

где t — размер щели между валками в мм;
D — диаметр валков в мм;

х — поправочный коэффициент: для твердых пород—5, для
мягких пород —2,5.

В табл. 10 приведены данные, характеризующие зависимость
между диаметром валков и размером кусков материала, посту-
пающего на измельчение.

Таблица 10

Крупность кусков исходного материала в зависимости от размеров валков

Диаметр валков в мм	Крупность дробленого продукта в мм	Наибольший размер дробимого материала в мм		
		наиболее выгодный	допустимый	возможный
1200	150	450	550	750
1200	120	400	450	550
900	100	350	400	450
900	60	200	250	300
600	40	100	125	175

Для достижения максимальной производительности матери-
ал в валковые дробилки рекомендуется загружать с постоян-
ной скоростью, чтобы поток материала равномерно распреде-
лялся по ширине.

При неравномерном питании дробилки забиваются материа-
лом.

Производительность валковой дробилки определяют по фор-
муле [2]

Q = 60 п д DLbp = 3600 vLb р. ма/ч,
где п — числю оборотов валков в минуту;

D — диаметр валков в м;

L — длина одного валка в м;

b — ширина выпускной щели в м;

v — окружная скорость валков в м/сек;

ц— коэффициент разрыхления: для известняка ц = 0,35;
для глины (.1=0,4-г 0,6.

Для расчета мощности двигателя зубчатых валковых дроби-
лок'пользуются эмпирической формулой [21]

А\в = KLDn кет,

где L — длина валка .в м;

D — диаметр валка в м;

п — число оборотов валка в минуту;

К — коэффициент (0,85).

Расход энергии на дробление цементного сырья в валковых
дробилках составляет 0,4—1,6 квт-ч/т.

Достоинства валковых зубчатых дробилок — простота кон-
струкции, надежность в работе. Недостаток — значительный не-
равномерный Износ валков.
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДРОБЛЕНИЯ
В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Техническое перевооружение цементной промышленности и
внедрение мощного основного технологического оборудования
невозможны без применения новых, более совершенных дро-
бильных машин.

Совершенствование дробильного оборудования должно ре-
шить задачи дальнейшей автоматизации и механизации техно-
логических операций, снижения удельного расхода электро-
энергии, увеличения часовой производительности и повышения
степени измельчения, уменьшения габаритов и веса и т. д.

В последнее время в Советском Союзе и за рубежом ведут-
ся работы по модернизации щековых дробилок, предусматри-
ваются увеличение высоты зоны дробления, замена прямолиней-
ных дробящих плит криволинейными с безболтовым креплением,
регулировка и поддержание в заданных пределах величины раз-
грузочной щели, применение на (главном эксцентриковом валу
подшипников качения вместо подшипников скольжения, увели-
чение числа качаний щеки и повышение жесткости станин и, на-
конец, усовершенствование привода.

Все это (позволит увеличить производительность дриоилок,
удлинить межремонтные сроки, облегчить эксплуатацию и улуч-
шить их энергетические показатели.

В современных крупных щековых дробилках значительно
уменьшена ширина разгрузочной щели при сохранении и даже
повышении ее производительности. Это достигается увеличе-
нием высоты зоны дробления и введением криволинейного про-
филя брони с переменным углом захвата, позволяющим повы-
сить пропускную способность дробилки и выпускать из дробил-
ки куски размером не более 310 мм.

Применение в цементной промышленности таких щековых
дробилок позволит значительно улучшить эффективность дроб-
ления известняка.

В последнее время в -зарубежной цементной промышлен-
ности [22] с успехом применяются ударные щековые дробилки.

Ударная щековая дробилка (рис. 17) имеет неподвижную и
качающуюся щеку на пружинной опоре, отличающуюся от
обычной большим наклоном и увеличенным ходом. Ширина вы-
ходного отверстия регулируется. Параллельный участок в кон-
це дробящей зоны 'служит для дополнительного измельчения
выходящих кусков и получения равномерного продукта дроб-
ления. При перегрузке или при попадании недробимых пред-
метов нижняя щека может отодвигаться, предотвращая тем са-
мым возможные поломки механизма.

Для дробилок (табл. И) характерны высокая производи-
тельность, незначительный износ основных частей, высокая сте-
пень измельчения и большая равномерность размеров кусков
Рис. 17. Ударная щековая дробилка

1 — качающаяся дробильная щека; 2 — неподвижная дробильная щека; 3 — ка-
чающаяся челюсть; 4— ось челюсти; 5 — эксцентриковый вал; 6 — сферический
роликовый подшипник; 7 — кожух тяги; 8 — тяга; 9 — гайка для регулировки
ширины выходного отверстия; 10 — предохранительная пружина; 11 — труба с
шайбой; 12 — подшипник упора; 13 — упорная часть; 14 — маховик; 15 — станина
дробилкн; 16 — установочная часть

Таблица 11

Техническая характеристика ударных щековых дробилок фирмы «Крупп»
(ФРГ)

f  Показатели	Дробилки		
	№ 5	№ 6	№ 7
Размер загрузочного отверстия в мм Размер загружаемых кусков в мм,	450x800	630x1000	900—1250
до		650	900	1000
Ширина выводной щели в мм . . .	40—120	50—150	120—250
Производительность в т/ч		20-50	35—90	100—160
Потребная мощность в кет ....	60	88	148
Общий вес вт		26,7	42	78

выпускаемого материала (0—15 мм). Они применяются для од-
новременного крупного и среднего дробления твердых материа-
лов (известняков, мергелей,'клинкера и пр.).

Весьма перспективна для дробления известняков и мергелей
невысокой крепости и мягких пород цементного сырья повышен-
ной влажности щечно-валковая дробилка (рис. 18), валок кото-
рой приводится в движение с помощью электродвигателя через
двухступенчатый редуктор.

На валке имеются выступы, высота которых достигает
100 мм. Верхний конец подвижной щеки подвешен на шарнире,,
нижний удерживается тягами с мощной упорной пружиной на
концах.

Техническая характеристика щечио-валковой дробилки
Производительность при дроблении известняка с

пластичным мергелем........................ 500 т/ч

Максимальный размер кусков поступающего мате-
риала ....................................... 1000 мм

Допускаемая влажность	материала.................. до	20%

Размер кусков выходящего	материала.............. 300	мм

Диаметр валка................................... 1700	„

Длина валка.................................. 2400	„

Число оборотов валка ........................ 33,9 об/мин

Номинальная мощность приводного электродвига-
теля ........................................ 400 кет

Привод ..................................... электродвига-

тель и двух-
ступенчатый
редуктор с пе-
редаточным
числом 29,05
Вес с электрооборудованием................. 177 т

Габариты:
ширина . .	.	................ 7 270 мм

длина ...	. . •..................... 10672	„

высота ................................. 3 250 ,

Такая дробилка установлена на цементном заводе «Гигант»
и дает хорошие результаты при дроблении влажных материа-
лов.

"Институтом ВНИИСтройдормаш разработан проект дробиль-
ного агрегата ударного действия для дробления влажного и гли-
нистого известняка, 'мергеля и тому подобных материалов
(рис. 19). Основная особенность новой установки — возмож-
ность совмещения в одном агрегате двух стадий дробления.

Первая осуществляется в однороторной дробилке ударного
действия с жестко закрепленными билами, вторая — в молотко-
вой дробилке с 'молотками, шарнирно закрепленными на рото-
ре, и подвижной разгрузочной плитой (типа Дикси).

Техническая характеристика агрегата

Предел прочности дробимого материала (коэффи-

циент крепости по Протодьяконову—до 10) . . до 1000 кГ/см^
Предельный размер наибольших кусков, поступаю-

щих в дробилку............................... до 1000 мм

Размер кусков продукта дробления.............. 25—0 мм

Максимальная степень измельчения.............. до 40

Часовая производительность при материале с на-

сыпным весом -/=1,5 т/м3 (например, извест-

няк) ........................................ 500 т/ч

Ширина приемного отверстия.................... 2000 мм

Техническая характеристика дробилки для первой стадии
дробления

Диаметр ротора................................ 1400 мм

Длина „ . .................................... 1950 „

Число оборотов ............................... 485 об/мин

Количество бил ............................... 2

Мощность электродвигателя .................... 350 кет

Ширина щели между колосниками ................ 150 — 200 мм

Техническая характеристика дробилки для второй стадии
дробления

Диаметр ротора................................. 2100	мм

Длина „	............. . .............. 1800	„

Число оборотов............................. 490 об/мин

Количество рядов молотков........................ 6

„ молотков (общее)........................... 42

Мощность электродвигателя....................... 525	кет

Размер выпускной щели (зазор между ротором

и плитой)...................................... 25	мм

Пределы регулирования зазора...................... +	7 г

Скорость движения подвижной плиты .... 0,172—0,343 л»/сек
Мощность электродвигателя подвижной плиты	10	кет

Общий бес дробилки ............................. 100	т
Рис. 19. Дробилка ВНИИСтройдормаша
Исходный материал в кусках подается пластинчатым пита-
телем в дробилку (через вертикальное загрузочное окно. По на-
клонному лотку материал направляется в камеру первой стадии
дробления и дробится под ударами 'бил ротора. При этом кус-
ки мелкого и среднего размера дробятся частично ударом о
броню верхней части дробилки или о фигурные колосники.

Из первой камеры куски, прошедшие колосниковую решет-
ку, поступают во вторую. Крупные же куски, оставшиеся на ре-
шетке, возвращаются вниз на ротор первой камеры и здесь до-
полнительно дробятся. Нижняя часть передней торцовой стенки
камеры оборудована очистным устройством.

В последнее время Уралмашзаводом созданы усовершенст-
вованные конструкции конусных дробилок, которые можно
использовать в цементном производстве.

В новых конусных дробилках применена нижняя централь-
ная разгрузка дробленого материала вместо боковой. Это дает
возможность устранить забива-
нием дробилки при дроблении
влажного цементного сырья,
уменьшить строительную высо-
ту и вес машины. Применение
гидромуфты позволяет умень-
шить установочную мощность
приводного электродвигателя.
Криволинейный профиль брони
дробилки дает возможность обес-
печивать нужный размер раз-
грузочной щели до полного из-
носа брони и способствует по-
лучению более равномерного
продукта. Уралмашзаводом соз-
даны также образцы конусных
дробилок с гидравлической ре-
гулировкой разгрузочной щели.

Перспективными для цементной промышленности являются
как однороторные, так и 'двухроторные ударно-отражательные
дробилки (рис. 20 и 21). В этих дробилках .можно получить ма-
териал с заданной степенью измельчения (до 20) при минималь-
ном содержании 'мелких фракций, что не достигается в щековых
и в дробилках других типов. Отличительная конструктивная
особенность этих дробилок — специальные отбойные бронепли-
ты. Подвешивают плиты совершенно свободно или снабжают их
п ружини ы м и а м ортиз а то р а м и.

Показатели, приведенные в табл. 12, характеризуют работу
ударных, щековых и конусных дробилок и подтверждают значи-
тельные преимущества ударных дробильных машин (20].

В табл. 13 приведена техническая характеристика ударных
однороторных дробилок, выпускаемых отечественными заводами
к применяемых для дробления неабразивных пород с пределом
прочности до 1500 кГ^см?.

Рис. 21. Однороторная дробилка зарубежной фирмы

Таблица 12

Сравнительные показатели работы щековых и конусных дробилок

Показатели	Дробилки				
	ударные		щековые		конус- ные
Размер загрузочного от- верстия в мм		1000x600	1500x1000	650x400	1000X650	1450
Средняя производитель- ность в м9/ч		45—75	100—180	12—15	35-45	40-50
Установленная мощность в кет		40—60	75—120	- 15—30	45-60	40-50
Вес вт 		9,4	20,4	11,2	31,2	28,2
Относительная стоимость дробилки на 1 м3/ч произво- дительности 		1	1,25	5,9	4,8	4,5

На Нижне-Тагильском цементном заводе с успехом использует-
ся для дробления клинкера одна из ударно-отражательных дро-
билок фирмы «Хацемаг» (ФРГ) (рис. 22), техническая характе-
ристика которой представлена в табл. 14. Отличительной чертой
этих дробилок является 'наличие массивного 'вращающегося ро-
со

«3

S

Техническая характеристика дробилок ударного действия по данным
КБ Выксунского завода ДРО
тора со вставленными в него молотками, форма которых дает
возможность использовать .молотки с двух сторон.

Двухроторные ударные дробилки (рис. 23) изготовляют с

роторами, вращающимися один навстречу другому или в проти-

воположные стороны. Ука-
занные дробилки предназ-
начены для первичного
дробления известняков
прочностью до 2000 кГ1см2,
а дробилка СМ-559, обору-
дованная очистным конвейе-
ром, пригодна для дробле-
ния материалов, имеющих
повышенную влажность.

Машиностроительный за-
вод им. Тельмана (ГДР)

Рис. 22. Однороторная дробилка (раз-
рез) фирмы «Хацемаг»

изготовляет двухроторные
дробилки (рис. 24) с тех-
нической характеристикой,
приведенной в табл. 15, ко-
торые также
странстве.

рекомендуются для применения в цементном про-

Техническая характеристика дробилок

СМ-429	СМ-559

Диаметр ротора в мм................... 100t)	1250

Количество роторов в шт................... 2	2

Ширина загрузочного отверстия в мм . .	750	1250

Максимальный размер куска загружаемо-

го материала в мм..................... 650	1000

Производительность (при дроблении из-

вестняка) в т/ч................... 100—200	200—400

Окружная скорость ротора в м)сек . . . 20—30—40 20—30—40

Установленная мощность в кет .... НО	156

Вес в т ............................ 19,5	64,5

Завод-изготовитель........................... Выксунский

Таблица 14

Техническая характеристика однороторных дробилок фирмы «Хацемаг»

Тип дробилки	Размер загру- зочного от- верстия в мм	Произво- дитель- ность в т/ч	Потребляе- мая мощ- ность в кет	Вес в т	Основные размеры в мм		
					длина	ширина	высота
АР-4		430x1000	25-80	30—70	9	3000	2620	2275
ЛР-5		1000x1500	80—250	60—150	23,5	3600	3428	3500

Институтом Механобр создана и испытана новая конструк-
ция конусной безэксцентриковой инерционной дробилки. В от-
личие от обычных конусных дробилок эксцентрикового типа
0/19

I
чэ

эта машина является инерционной и приводится в движение от
дебалансного вибратора (рис. 25).

Дробилка состоит из вала с .насаженным на него дробя-
щим конусом, дробящей чаши, стальной полусферы на верхнем

конце дробящего вала и
сферической пяты в тра-
версе корпуса. Дебаланс-
ный вибратор размеща-
ется внутри вала, кото-
рый вращается от элект-
родвигателя при помощи
карданного соединения.

Материал в этой дро-
билке дробится в кольце-
вом зазоре между двумя
конусами за счет сил,
развиваемых при .враще-
нии дебаланса и конуса.
Пружинные подвески вос-
принимают вес конуса и

Рис. 24. Схема двухроторной дробилки
машзавода им. Тельмана

чаши и служат для изо-

ляции опорной конструкции от воздействия неуравновешенных
сил и моментов, возникающих при дроблении. Регулируют за-
зор, поднимая или опуская дробящий конус вместе с обоймой,
несущей сферический шарнир.

Таблица 15

Техническая характеристика двухроторных дробилок завода им. Тельмана

Показатели	Дробилки для дробления	
	первичного	вторичного
Диаметр ротора в мм		1250	800
Длина	„	„ „ ............  Максимальный размер куска загружаемого ма-	1600	1000
териала в мм 		700	350
Крупность дробленого продукта в мм 		0—70	0—20
Производительность по известняку в т/ч ....	200	120
Установленная мощность в кет		2x100	2x63
Вес вт		40	16

Испытания модели инерционной дробилки диаметром
2100 мм показали, что она может обеспечить степень измельче-
ния твердых материалов до 30—40. На каждую тонну веса ма-
шины приходится 11 кет мощности, в то время как обычные
дробилки потребляют от 3 до 3,7 кет.

Применение на цементных заводах инерционной дробилки
диаметром 1650 мм (табл. 16) в качестве агрегата Предвари-

Зак. 823

67
тельного измельчения клинкера позволит получить дробленый
продукт размером до 2—3 мм. Установка такой дробилки сов-
местно с трубной мельницей даст возможность создать эффек-
тивный и 'высокопроизводительный помольный агрегат.

Рис. 25. Безэксцентриковая конусная дробилка института
Механобр

1 — дробящий конус; 2 — футеровка; 3 — сферический шарнир; 4 —
вибратор дебалаисиого типа; 5 — вал; 6 и 7 — карданные муфты; 8—
приводной электродвигатель; 9 — трос; 10 — пружины; 11 — рама; 12—
обойма; 13 — неподвижный коиус; 14 — траверса; 15 — подшипник ка-
чения
Техническая характеристика инерционных дробилок Механобра

Показатели	Механобр-600	Мех анобр-1650 (проект)
Диаметр основания дробящего конуса в мм . .	620	1650
Максимальная производительность в т/ч . . . .	25	180—200
Предельная крупность питания в мм		120	250—300
Крупность конечного продукта 		80% менее 3 мм	80—95% ме- нее 3—5 мм, из них мель- че 0,3 мм  35 %
Мощность электродвигателя в кет 	  Число оборотов электродвигателя и качаний дро-	75	620
бящего конуса в минуту		985	735
Общий вес дробилки с электродвигателем в т . Габаритные размеры в мм:	12,4	96
длина и ширина		2500	4400
высота				6200	7700

6. ОБЕСПЫЛИВАНИЕ ДРОБИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Дробление материалов в цементном производстве сопровож-
дается большим выделением пыли, что связано с переизмель-
чением части материала.

Известно, что способность материалов к пылеобразованию
зависит от их физических свойств. Она растет с уменьшением
размеров частиц материала и уменьшается с повышением содер-
жания в нем влаги.

Кроме того, количество пыли зависит от скорости движения
материала и запыленного воздуха в дробилке, что обусловли-
вается типом и технической характеристикой дробильного обо-
рудования.

Для ликвидации пылевыделения из дробилок обычно исполь-
зуют следующие средства, выбор которых определяется коли-
чеством и свойствами выделяющейся пыли:

1)	оборудование источников пылевыделения кожухами (ме-
стные укрытия) без применения аспирации, т. е. отсоса запы-
ленного воздуха;

2)	устройство местного укрытия дробилок с обеспечением в
нем разрежения путем отсоса запыленного воздуха центробеж-
ным вентилятором;

3)	искусственное увлажнение дробимых материалов распы-
ленной водой при входе их в дробилку или в перегрузочную
течку, если такое увлажнение допускается технологическими
нормами. При этом расход воды составляет примерно 4% от ве-
са проходящего материала.

Оборудование источников пылевыделения кожухами даже
без применения вентиляторов (рис. 26) позволяет снизить коли-
чество пыли, выделяющейся в производственное помещение на
90% [23].

Для того чтобы запыленный 'воздух потерял скорость, внутри
местного укрытия необходимо создать разрежение, в 1,5—2 ра-
за превышающее скоростной напор пылевого потока. При этих

ПО 1-1

Рис 26. Общий вид аспирируемого укрытия щековых дробилок типов
ШДС и СМ

1 — фартук; 2 — щиток; 3 — аспирационная воронка; 4 — дробилка; 5 — питатель

условиях пыление устраняется [24]. В табл. 17 указаны пример-
ные скорости воздуха в отверстиях местного укрытия дробилок,
при которых исключается пылевыделение.

Таблица 17

Скорости подсасывания воздуха в отверстиях кожуха,
при которых отсутствует пылевыделение

Вид дробильного оборудования и скорость движения материала в нем в м/сек.	Скорость воздуха в м/сек в отверстиях кожуха при тем- пературе в °C	
	ДО 40	до 100
Щековая дробилка, грохот, конусная дробилка при скорости движения материала ниже 0,7 ...  Молотковая дробилка при скорости движения материала до 2,5—3		0,9—1,2  3,5—4	До 1,8  4,5- '
При этом следует учитывать, что во избежание просасывания
больших количеств излишнего воздуха через неплотности для
создания такого разрежения необходима: герметизация обору-
дования, установка грузовых питателей (мигалок) на течке для
выгрузки материала или обводной трубы, соединяющей загру-
зочную и разгрузочную течки, применение кожухов в месте па-
дения материала на транспортер и др. Выполнение таких меро-
приятий позволяет уменьшить 'необходимое количество отсасы-
ваемого воздуха в 2—4 раза.

Для обеспыливания загрузочной части щековых дробилок на
цементных заводах часто предусматривается установка герме-
тичных аспирационных укрытий. При этом у входа материала
в укрытие устанавливается уплотняющий фартук. Аспирацион-
ная воронка 'присоединяется <к боковой несъемной стенке укры-
тия, а перед ней устанавливается отбойный щиток.

Молотковые дробилки для снижения давления воздуха в их
нижней части обычно оборудуют обводными трубами (байпаса-
ми), соединяющими загрузочные и разгрузочные течки. При
этом сечение каждой обводной трубы принимается из расчета
0,05 м'2 на 100 т часовой производительности агрегата.

Грохоты всех типов заключают в стационарные емкие аспи-
рационные кожухи, имеющие горловины для присоединения за-
грузочных и разгрузочных течек, и рабочие проемы с уплот-
ненными дверками для смены решеток.

Для обеспыливания отсасываемого воздуха применяются ци-
клоны, скрубберы или рукавные фильтры. Эффективность этих
аппаратов оценивают по степени осаждения пыли в них и по
запыленности очищенного в них воздуха. Выбирают их с уче-
том следующих основных факторов:

1)	свойств пыли (размеры частиц, удельный вес, способность
к налипанию и др.);

2)	количества пыли, выделяющейся в единицу времени;

3)	влажности и температуры запыленного воздуха;

4)	места расположения обеспыливающего устройства (в от-
крытом или закрытом помещении).

Выбранный пылеуловитель и «режим его эксплуатации долж-
ны обеспечивать санитарные нормы по запыленности воздуха, в
соответствии с которыми содержание минеральной пыли в воз-
духе, выбрасываемом в атмосферу обеспыливающими и аспира-
ционными устройствами дробилок, не должно превышать
150 мг/м3, а при содержании в пыли более 50% свободной
SiO2 —20 мг/м3.

В соответствии с этим аспирационные и обеспыливающие
устройства в дробильных отделениях цементных заводов следу-
ет устанавливать, руководствуясь «Указаниями пб проектиро-
ванию санитарно-технических устройств основных цехов и отде-
лений заводов огнеупоров» (СН 155—61).
7. ГРОХОЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Выше уже отмечалось, что одним из 'недостатков двухста-
дийных схем дробления твердых сырьевых материалов являет-
ся отсутствие эффективного отбора крупных кусков материалов,
особенно после вторичного дробления, что ,в конечном счете
сказывается «а производительности мельниц. Поэтому для вы-
деления крупных фракций дробленого продукта рекомендуется
подвергать конечный продукт грохочению, 'классифицируя та-
ким образом дробленый продукт.

На отдельных цементных заводах .к грохочению продукта
дробления прибегают почти <на всех стадиях дробления, исполь-
зуют грохоты и при тонком измельчении материалов.

В ряде случаев перед первичным дроблением для грохоче-
ния твердых сырьевых материалов крупностью до 1000 мм и вы-
деления из них фракций, не подвергающихся дроблению
(<150—200 мм), применяют стационарные неподвижные ко-
лосниковые решетки-грохоты и тяжелые качающиеся колоснико-
вые питатели-грохоты.

Наклонные стационарные решетки-грохоты, устанавливае-
мые перед щековыми дробил-ками, весьма просты по конструк-
ции и состоят из наклонно расположенных 'металлических ба-
лок. Поступающие на грохот крупные куски материала спол-
зают по наклонной плоскости, а мелкие — проваливаются между
балками и не попадают в дробилку.

Качающиеся колосниковые питатели-грохоты тяжелого типа
хорошо зарекомендовали -себя на цементных заводах.

Колосниковый питатель-грохот (рис. 27) состоит из двух от-
дельных колосниковых систем, подвешенных на тягах к опорным
балкам, приводимым в движение от эксцентриково-шатунных
механизмов. При этом колосники, движущиеся вперед, несколь-
ко приподнимают транспортируемый материал и медленно про-
талкивают его. Колосники же, движущиеся назад, проходят под
транспортируемым материалом в направлении, обратном дви-
жению материала. Мелкие куски материала проваливаются
между колосниками и поступают на транспортер, минуя дробил-
ку.

Техническая характеристика колосниковых питателей-грохо-
тов, применяемых в цементной промышленности, представлена
в табл. 1'8.

На заводах принят следующий режим грохочения: крупное —
на колосниках и решетках с отверстиями 300—150 мм, среднее
150—25 мм, мелкое—25—3 мм, тонкое — на ситах с отверстия-
ми менее 3 мм. С учетом этих параметров машиностроительные
заводы выпускают грохоты тяжелого, среднего и легкого типа,
которые с успехом применяют на отдельных стадиях переработ-
ки материалов.

Рис. 27. Колосниковый питатель-грохот
Техническая характеристика качающихся питателей-грохотов

Показатели	Завод-изготовитель			
	„Цемент- ам лагеи- бау* (ГДР)	им. Тель- мана (ГДР)	Сибтяж- маш	Волгоцем- тяжмаш
Ширина питателя в мм		1250	1680	1680	2004
Длина	„	„ „			6500	7000	7000	7500
Максимальные размеры кусков, по- ступающих на питатель, в мм, до . .  Угол наклона в град 		800	1000	1000	1200
	15	15	15	15
Производительность (по известняку) в т/ч		100	300	До 300	До 500
Ход колосников в мм		40	60	60	60
Мощность установленных электро- двигателей в кет		15/20	17/22	20—28	36
Общий вес (без электрооборудова- ния) ВТ		16,7	29	30,4	50,4

Особое место среди различного типа грохотов занимают
вибрационные; их и чаще применяют. Эти грохоты выпускаются
однодечными и двухдечными. Более совершенна конструкция
caMoueHTpHDvjoujHX'CH грохотов с одной парой подшипников.

ш

Рис. 28. Вибрационный грохот (подвесной)
Вибрационные грохоты (рис. 28) применяются для грохоче-
ния как мелких (от 0,1 мм), так и крупных твердых'материалов
(до 250 лои). При мокрой 'классификации их можно использо-
вать и для 'более тонкого грохочения. В табл. 19 приведена тех-
ническая характеристика отдельных типов вибрационных грохо-
тов, рекомендуемых к. применению на цементных заводах.

Плоские качающиеся грохоты используются для грохочения
твердых материалов с исходной крупностью не 'более 100 мм.
Один из недостатков таких грохотов —повышенная вибрация.

При грохочении крупных и влажных материалов требуется
большая амплитуда колебаний при малом числе оборотов при-
водного вала. При грохочении мелких и легко классифицируе-
мых материалов рекомендуется работать с малыми амплитуда-
ми.

Практика показала, что целесообразнее применять двухдеч-
ные грохоты, так как при этом возрастает производительность
и увеличивается срок службы нижней сетки.

При грохочении твердого мелкого материала большое влия-
ние оказывает его влажность. Если частицы влажного материа-
ла слипаются и не расслаиваются, то происходит залипание
отверстий сита. При этом мелкие частицы прилипают к поверх-
ности крупных кусков и остаются на них, не просеиваясь —
классификация прекращается.

Для улучшения условий классификации влажных материа-
лов и предотвращения залипания отверстий сит применяют раз-
личные способы очистки. Наиболее простым из них является
электрообогрев сит.

Методика определения производительности и эффективности
грохочения разработана советскими учеными Л. Б. Левенсоном
и 3. Б. Канторовичем. Большие экспериментальные работы и
теоретические 'исследования выполнены институтом Механобр
(Олевский, Андреев и др.) [26].

Производительность вибрационных грохотов рассчитывается
по формуле [21]

V = 0,4 + 0,65 FgiZ^ м3/ч,

где F — площадь сита в м2;

gi — удельная производительность в м.31м21ч (табл. 20);

Zj—коэффициент, учитывающий процентное содержание
продуктов нижнего класса в исходном материале
(табл. 21);

z2— коэффициент, учитывающий процентное содержание
зерен нижнего класса размером менее половины раз-
мера отверстия сита (табл. 21).
СП

га

=Г
S

Ч
ю

Техническая характеристика вибрационных и качающихся грохотов

Значения gx в зависимости от размера отверстий в свету

Размер отверстий в свету в мм	5	7	10	16	22	26	35	42	48	52	65	80	85
gl	18	22	28	38	45	49	58	64	69	71	80	89	92

Таблица 21

Значение коэффициента Zi и г2

Содержание зерен нижнего класса в %	10	20	30	40	50	60	70	80	90
Z1	0,58	0,66	0,76	0,84	0,92	1	1,08	1,17	1,25
z2	0,63	0,72	0,82	0,91	1	1,09	1,18	1,28	1,37

8. МОКРОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

И ПЕРВИЧНОЕ ОБОГАЩЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Вязкие и пластичные сырьевые материалы (мел, мягкий мер-
гель и глина), легка диспергируемые водой, измельчают в не-
сколько стадий: первая — дробление в зубчатых валковых или
молотковых дробилках; вторая — измельчение и отмучивание в
болтушках и третья — помол в трубных мельницах.

Болтушка (рис. 29), техническая характеристика которой
дана в табл. 22, представляет собой бетонный резервуар диа-

Техническая характеристика глиноболтушек

Показатели

s

S сп
о 2

оз

Таблица 22

Завод-изготовитель

нм. Тельмана (ГДР)

Диаметр в м......................

Производительность в лс3/ч:
для глины........................

» мела .......................

Мощность электродвигателя в кет .

Вес металлическах частей в т . . ,

5

7-9

16—31

34

6,5

6	8	12	12

6—8

14—18

14

13

10-14

24—32

23

56,5

26-32
60—72
55-75

109

26-32

60—72
75

100

12

36

75

55

52
ООК!

Рис. 29. Глиноболтушка диаметром 12 м
рама поворотная; 2 — мост; 3 — центральная опора; 4 — смазка центральной опоры; 5—.редуктор; 6 — опора ре-
дуктора; 7 — приводная шестерня; 8 — борона; 9 — облицовка бассейна
метром 5—12 м и глубиной 1,8—5,5 м. В центре резервуара на
бетонном фундаменте расположен вертикальный вал, на кресто-
вине которого подвешены стальные зубчатые бороны. Посред-
ством зубчатой передачи вал с крестовиной и боронами при-
водится во вращение. При этом бороны и зубья разбивают по-
ступающий в болтушку материал и перемешивают его с водой.
Измельченный материал превращается в сметанообразную
нульпу-шлам и через боковое отверстие с решеткой поступает
в отводной приямок.

В табл. 23 приведены результаты испытаний болтушек с
ручным управлением процессом приготовления шлама. Маши-
нист болтушки на глаз определяет качество выходящего шлама
и в соответствии с его текучестью регулирует подачу воды в
болтушку; при этом, естественно, наблюдаются большие коле-
бания всех показателей качества шлама.

Таблица 23

Результаты испытаний болтушек

Место испытания		Диаметр болтуш- ки в м	Число оборотов болтушки в мину- ту		Мощность приво- да электродвига- теля в кет	Измельчаемое сырье	Производитель- ность по сухому материалу в т/ч	Остатки на ситах		1 Влажность шлама/ в %
							№ 021	ОО о  %	
Брянский цементный									42,3
завод	  Белгородский	це-	7,8	10,5	16	Мел и глина совмест- но	16,6	7,09	14,1	
ментный завод Себряковский	це-	8	11	35	Мел	27,6	10,4	15,3	37,6
ментный завод	• • *	8	9,4	55	Мел и глина совмест- но	56	6	13	37,1

Обычно влажность глиняного шлама, приготовленного в
болтушках, 60—70%, а мелового 35—42%. При этом удельный
съем шлама с 1 м3 болтушки выражается (по сухому материа-
лу) для мела 0,5—0,6 т!ч и для глины 0,2 т/ч. Расход электро-
энергии на приготовление шлама в болтушках достигает 0,75—
1 квт-ч на 1 т мела и до 3 квт-ч)т глины.

Очевидно, что повышенная .пластичность и естественная
влажность пород создает серьезные технологические трудности
при их переработке и особенно транспортировании.

Наиболее перспективной технологией переработки и транс-
портирования мягких пород цементного сырья следует считать
гидромеханизацию с использованием гидромониторов или схе-
мы с применением отдельных механизмов для переработки ма-
териала по мокрому способу.

Опыт промышленного транспортирования по трубам глини-
стых гидросмесей с карьера на завод (Белгородский, Ново-
Здолбуновский, Каспский и другие цементные заводы) пока-
зал, что помимо экономической целесообразности гидромехани-
зация поможет решить основные задачи, связанные с разработ-
кой и транспортированием мягких видов сырья.

Добываемое сырье доставляют к расположенным на карье-
ре болтушкам в транспортных емкостях, а шлам по трубам
транспортируют на цементный завод для домалывания. Такая
схема позволила сократить количество операций и уменьшить
пробег колесного транспорта.

Внедрение прогрессивных технологических схем добычи и
приготовления сырьевых шламов из мягких пород с последую-
щим гидротранспортированием шлама по трубам вызвало необ-
ходимость использования новых видов дробильно-измельчитсль-
ного оборудования [27 и 28].

Дело в том, что для создания оптимальных условий гидро-
транспортирования породы необходимо рационально органи-
зовать подготовку водогрунтовой смеси, т. е. процесс приготов-
ления пульпы.

Установлено, что размываемость породы зависит от ее
свойств: гранулометрического состава, пористости и коэффи-
циента сцепления частиц. Поэтому гидромониторный процесс
пульпоприготовления эффективен только при несвязных (сыпу-
чих) хорошо размываемых породах, так как размыв определя-
ется в данном случае не только величиной динамического уда-
ра струи, но и проникновением воды в поры между частицами
(динамическая фильтрация), которое нарушает силы взаимо-
действия (силы трения) между ними.

Рыхлые породы с высокими фильтрационными свойствами,
характеризующиеся почти полным отсутствием сил сцепления
между частицами, под действием струи гидромонитора легко
распадаются на отдельные элементарные зерна и образуют хо-
рошие с точки зрения гидротранспортирования водогрунтовые
смеси.

Работы по выбору наиболее эффективных механизмов для
дезинтеграции и пульпоприготовления при разработке пластич-
ных видов цементного сырья (мел, глина) велись в двух направ-
лениях:

а)	измельчение породы с целью получения гетерогенной
гидросмеси суспензионной среды с частицами, максимальный
размер которых не более 100 мк, и кускового материала, макси-
мальный размер кусков которого не превышал бы 30—40 мм;

б)	измельчение породы для получения в смеси с водой гру-
бодисперсных однородных суспензий, максимальный размер ча-
стичек в которых не превышал бы 100 мк.

Наиболее эффективно удалось решить вторую задачу по-
средством применения мельницы .роторного типа конструкции
канд. техн, наук А. С. Сладкова. В этой мельнице исполь-
зован принцип абразивного измельчения материала, что позво-
ляет измельчать мягкие породы в одну стадию. Мельница-ме-
шалка состоит из 'барабана, внутри которого вращается ротор
дезинтеграторного типа (рис. 30).

Рис. 30. Роторная мельница-мешалка системы А. С. Сладкова

/ — крышки; 2 — корпус; 3 — вал; 4 — ротор; 5 — загрузочный патрубок; 6 — молоток;

7 — ступица для крепления молотков; 8 — сита в сборе; 9 — шламосбориик; Ю — люки
для очистки; 11 — сливной патрубок шламосбориика

Материал поступает в мешалку через загрузочную воронку
вместе с водой. При вращении ротора со скоростью 250—
400 об!мин куски материала дробятся до крупности 50—70 мм
и затем, интенсивно перемешиваясь в водной среде внутри
мельницы- мешалки, окончательно 'измельчаются в результате
соударений и взаимного трения, а также при ударах о поверх-
ность кожуха и о билы ротора.

Продукты измельчения мела или глины после смешения их
с водой в виде шлама выходят из мельницы-мешалки через бо-
ковые сита.

Опыт эксплуатации мельниц-мешалок показывает, что ма-
териал эффективно измельчается только тогда, когда ротор
достигнет соответствующей скорости вращения, обеспечиваю-
щей необходимую интенсивность перемешивания гидросмеси.

Испытание роторной мельницы-мешалки с размером ротора
диаметром 700X3000 мм (на глине и меле.) показало, что дости-
гается измельчение материалов в одну стадию до .необходимой
тонкости помола (остаток на сите № 008—4—9%), влаж-
ности (40% для мела и 60% для глины) и текучести (47—
48 мм на приборе МХТИ) шлама. Часовая производительность
одной такой мельницы-мешалки: по глинистому шламу 60—
70 м3, по меловому шламу 125 м3. Удельный расход электро-

энергии на приготовление шлама

в мельницах-мешалках со*
ставил 0,6—0,8 квт-ч/т для
мела и до 2 квт-ч/т для гли
ны [27].

Производительность мель-
ницы-мешалки рассчитыва-
ют по формуле [29].

1	Т 4-

Рис. 31. Схема замкнутого цикла из-
мельчения материала в болтушках с
применением виброгрохочепия шлама

а — с доизмельцением надситных фракций в
болтушке; б — с доизмельчением надситных
фракций в мельнице; 1 — подача сырья и
воды; 2 — болтушка; 3 и 4 — подача шлама
иа виброгрохот; 5 — виброгрохот; 6 — шламо-
вый центробежный насос; 7 — мельница

где Q—производительность
мельницы - .мешал-
ки в условиях нор-
мального режима
работы в т/ч по
сухому материалу;

V — объем мельницы
в м3;

8 — удельный вес гид-
росмеси в т/м3;

Р — количество твердо-
го вещества в гид-
росмеси в долях
единицы;

ф — безразмерный коэффициент, учитывающий крупность
сырья (значение от 0,5 до 1 при остатке на сите с от-
верстиями' диаметром 100 мм от 100 до 0%);

tx — кинетический параметр, численно равный времени,
которое необходимо для размола 50% исходного ма-
териала до требуемой крупности в принятых услови-
ях, в мин;

<7 — количество готового продукта в исходном сырье (по
данному контрольному ситу) в т/ч по сухому веще-
ству.

В соответствии с технологическими нормативами по тонко-
сти помола цементный шлам должен содержать не более 1%
остатка на сите № 021 и до 10% остатка на сите № 008. Поэто-
му шламовую пульпу, получаемую из мягких пород, цементного
сырья и содержащую после болтушек крупные фракции, допол-
нительно доизмельчают в трубных мельницах. При этом значи-
тельная часть материала, поступающая в мельницу.и содержа-
щая, наряду с крупными фракциями шлама, и тонкие фракции,
не нуждается в доизмельчении.

С учетом этого следует считать целесообразным классифи-
кацию шлама с отсевом крупных фракций и их доизмельчением
в мельнице [30].

На рис. 31 представлена схема замкнутого цикла измельче-
ния мягкого материала в болтушках с применением виброгро-
хочения шлама.

В этой связи представляют интерес работы, проведенные
на ряде цементных заводов, в ходе которых испытывались ука-
занные схемы. При этом применялись грохоты с сетками, име-
ющими ячейки 1; 0,6X0,8; 0,4X0,5 и 0,3 мм, в частности одно-
дечный гидрационный грохот завода им. Котлякова (Ленин-
град) марки 2ГГО-2. Ниже приведена его техническая харак-
теристика.

Размер сита.................................. 800	X 1600 мм

Полезная площадь сита ....................... 1,2 ж2

Возможные углы наклона....................... 0—30°

Число оборотов вала........................... 1500	об/мин

Эксцентрицитет вала............................   2	мм

Амплитуда колебаний короба................... 4 „

Установочная мощность ....................... 3,2 кет

Результаты испытаний виброгрохотов с сеткой 1 мм пока-
зывают (табл. 24), что если в подситных фракциях после виб-
рогрохочения содержится незначительное количество крупных
частиц, то необходимость доизмельчения шлама в сырьевых
мельницах отпадает.

Таблица 24

Показатели испытаний виброгрохота для шлама

Угол наклона внброгро- хота в град	Произво- дитель- ность гро- хота в т/м2ч	Выход фракций в %		Влажность			Г раиулометрическнй состав подситиой фракции	
		надситной	подситной	исходного шлама 1	надситной фракции	подситной фракции	остаток на сите №_02	остаток на снте № 008
8	51,1	4,05	95,95	47.32	20,51	48,7	3,69	9,46
10	53,8	5,93	94,07	44,21	20,39	45,43	3,57	8,56
12	61,6	7,7	92,3	43,47	21,1	45,34	3,84	8,62
18	66,9	5,6	94,3	43,18	21,9	44,43	3,31	7,8
22	79,7	10	90	44,57	24,2	46,98	3,19	7,29

Испытание указанных выше схем на Амвросиевском немент-
ном заводе показало, что виброгрохочение дает возможность
получить шлам нормальной текучести. При этом удельная про-
у*
изводительность (при сите с отверстиями 0,39X0,39 мм и ча-
стоте вибрации 1900 в мин) грохота составила на:

шламе из мергеля..............................

„	„ мела I ..............................

„	.	„ II • ............................

„	„ Краматорского сырья .................

30 — 35	т,'м2ч

50 — 55	,

65 — 70	„

70 — 75	„

По предварительным экономическим подсчетам, сделанным
в Южгипроцементе, на Амвросиевском цементном заводе при
схеме приготовления сырьевой смеси без применения сырьевых
мельниц по замкнутому циклу (болтушки-виброгрохоты) по-
лучаемая экономия составляет 32 коп. на 1 т клинкера по срав-
нению с обычным способом приготовления шлама в болтушках
с последующим помолом ,в сырьевых мельницах.

Таким образом, применение вибрационных грохотов при
переработке мела и глины дает возможность значительно со-
кратить стоимость приготовления шлама и уменьшить капита-
ловложения на постройку новых цементных заводов.

На ряде цементных заводов болтушки работают в замкну-
том цикле с гидроциклонами, в которых шлам классифицирует-
ся под действием центробежной силы. Схема с гидроциклонами
наиболее приемлема при получении
шлама из мягких пород сырья, со-
держащих примеси тонкозернистых
карбонатов кальция, остатки микро-
организмов, зерна кварца и полево-
го шпата.

Исходный шлам под давлением
подается в гидроциклом (рис. 32)
по питающему патрубку ус-
тановленному тангенциально непос-
редственно под днищем Под дейст-
вием главной действующей силы,
которой является центробежная си-
ла, возникающая благодаря танген-
циальной подаче питания, сравни-
тельно крупные и тяжелые частицы
отбрасываются к стенке гидроцик-
лона и затем разгружаются через
нижний патрубок d„. Более мелкие,
легкие частицы выносятся со вли-
вом через верхний патрубок dB.

Расчет гидроциклонов сводится

[31] в основном к определению основных геометрических разме-
ров и показателей, характеризующих их работу, а именно, про-
изводительности, минимальной крупности разделения, выхода
продуктов разделения и эффективности классификации.

На основании лабораторных данных и заводских испытаний
на Белгородском цементном заводе Южгипроцементом состав-
лена номограмма (рис. 33) для определения основных конст-
руктивных размеров гидроциклона при его работе с давлением
2,5 атм и углом конусности 15°.

Рис. 33. Номограмма для определения основных размеров гидроциклона

Ход классификации сырьевых материалов в гидроциклонах
в основном зависит от реологических свойств шлама; наиболь-
шую постоянную вязкость шлам имеет при практически нераз-
рушенной структуре, а наименьшую постоянную вязкость — при
предельно разрушенной структуре.

Институтом Южгипроцемент были проведены исследования
реологических свойств сырьевых материалов Белгородского,
Краматорского, Балаклейского, Амвросиевского, Вольских и
ряда других заводов. В результате этих исследований (рис. 34)
была выведена зависимость между наименьшей постоянной вяз-
костью предельно разрушенной структуры и влажностью шла-

ма для ряда сырьевых материалов,
Глинистое вещество в основной своей массе состоит из ча-

стиц размером 0,005 мм, которые отличаются большой прочно-

пуазы

1 — Амвросиевский цемзавод: 2 — Вольский: 3 —
Белгородский; 4 — Краматорский; 5 — Балаклей-
ский

стью, повышенными ад-
сорбционной способно-
стью и набуханием по
сравнению с частицами
известнякового компонен-
та, а следовательно, и
большей вязкостью и во-
доудерживающей способ-
ностью.

Так как глинистый
компонент в сырьевой
смеси составляет при-
мерно 20—25%, ют него в
существенной мере зави-
сят классифицирующие
свойства шламов — он
увеличивает их вязкость.
Однако в отдельных слу-
чаях глинистый компо-
нент может оказать и об-
ратное действие. Так,
производственная теку-
честь глиняного шлама
Белгородского цементно-
го завода достигается
при влажности 46,5%, ме-
лового— при влажности
56—58%. Если же доба-
вить в меловой шлам до

20% глиняного шлама, то получится та же текучесть глино-ме-
лового шлама при влажности 40,5—41%. Добавка глины в ме-
ловой шлам Балаклейского цементного завода в пределах 20—
25% позволяет получить глино-меловой шлам с влажностью
44—46% (при влажности глиняного шлама 60 %! и мелового
52%).

Следовательно, зная реологические свойства сырьевых ма-
териалов, можно судить о возможности классификации их в
гидроциклонах й наметить пути регулирования этого процесса.

Основываясь на результатах большого количества исследо-
ваний, проведенных на шламах различного состава, Южгипро-
цемент рекомендует шлам из болтушек подавать в гидроцикло-
ны, где он будет классифицироваться. В процессе классифика-
ции влажность готового продукта увеличится на 1,5—2,5% и
соответственно уменьшится влажность продукта, направляемо-
го в мельницу на домол.

В связи с тем что в шламе, поступающем на домол, много
крупных частиц, его водопотребность снижается и требуемая
текучесть достигается при сравнительно пониженной влаж-
ности. При дальнейшем измельчении его в мельнице, несмотря
на резкое увеличение общей смачиваемой поверхности, теку-
честь шлама не уменьшается, так как наряду с измельчением
разрушается структура сырья, что снижает его вязкость. Гото-
вый продукт из гидроциклона, минуя мельницу, подается в
приямок насосной станции, .куда поступает также шлам после
помола в мельнице.

По приведенной схеме на Белгородском цементном заводе
была введена в действие промышленная установка, состоящая
из двух гидроци'клонов с d=350 мм.

Чтобы установить оптимальные параметры процесса, Юж-
гипроцемент провел промышленные испытания, результаты ко-
торого приведены в табл. 25.

Таблица 25

Результаты испытаний установки по классификации шлама гидроциклонамн

					• S		
	О'»		S		л Я ч	о о S Е\О Г*	ч
	К		о		о о ..		к
Продукты	Влажность	О й*  Н	Остаток иа № 008 в %	Титр В %	Производи! ИОСТЬ ОДИО1 лона в л3/*	Давление е водящем тр проводе в <  (изб.)	Степень ра: иия в %
Исходный продукт ....	41,9	68	13,3	77	92	2,6	100
Верхний слив 		43	70	6,6	77,6	.—.	—	70
Нижний „			40,3	59 '	29,4	—	—.	.—.	30
Смесь 		42,1	62	5,1	77,1	—	—	—
Исходный продукт ....	41	66	16,4	78	92	2,5	100
Верхний слив 		42,5	68	6,5	78,25	.—.	—	68
Нижний „			40,3	59	24,4	—	—			32
Смесь		41,5	60	5,3	78	—	—	
Исходный продукт ....	41,3	65 .	16,8	77,75	100	3,5	100
Верхний слив 		43,1	70	6,7	78,85	——	—	70
Нижний „			40,8	60 .	27,9	.—.	—			30
Смесь 		41,2	60	. 6,1	77,5	—г	—	—
Исходный продукт ....	41,9	65	13,8	78	110	4	100
Верхний слнв 		42,6	68	6,9	79,1	.—.	—.	70
Нижний „			38,4	58	22,1	•—	—.	—	30
Смесь 		41,8	61	6,8	78,1	—	—	ТГ
Исходный продукт ....	40,7	63	18,8	—	108	3,5	100
Верхний слив 		41,7	65 '	6,1	—	—	.—.	65
Нижний „			39	58	24,2	—	—.	.—-	35
Смесь . . .''		40,6	59	6	—	—	' —	• —
Эти испытания позволили установить следующее:

1)	результаты классификации зависят от отношения диамет-
ра нижнего патрубка к диаметру верхнего патрубка. При уве-
личении сечения верхнего патрубка повышается количество
крупных частиц в верхнем сливе (готовый продукт), произво-
дительность гидроциклона и выход верхнего слива возрастают;

2)	оптимальным предельным давл-ением следует считать
2,5—3,5 стлц

3)	конечная влажность шлама при работе 'мельниц по дан-
ной схеме не изменяется.

На Кричевском цементном заводе для обогащения глиняно-
го шлама (счистка глины от песка) были установлены гидро-
циклоны конструкции НИИЦемента диаметром 150 мм.

В процессе испытаний, результаты которых приведены в
табл. 26, установлено, что гидроциклон может хорошо очищать
глину с запесоченностью 30% (первоначальный остаток на си-
те № 02—15%, после обогащения остаток на сите № 02—2—
3%), увлекая с песком до 10% глины в отбросы.

Таблица 26

Результаты испытаний гидроциклона при обогащении глиняного шлама

Показатели	Первое испытание	Второе испытание	Третье испытание
Поступающий шлам			
Давление в подводящем трубопроводе в атм"\	2	2	1,5
Производительность гидроциклона в м3/ч . .	26,76	28,3	27,3
Производительность гидроциклоиа в пересче- те на сухой материал в т/ч 		13,6	16,4	12
Влажность шлама в % 		60	56	62,12
Остаток в % на ситах:			1,99
№ 020 		2,5	3,48	
№ 008 		2,5	8,48	7,16
Запесоченность в % 		21,4	27,1	19,6
Обогащенный шлам (слив)			
Производительность гидроциклона в м3/ч . .	23	24	23
Производительность гидроциклона в пересче- те на сухой материал в т/ч 		10,7	12	8,6
Остаток в % на ситах:			0,3
№ 020 		0,5	1,18	
№ 008 		0,8	1,52	0,9
Отходы			
Диаметр выходного отверстия в. мм ....	20	22	22
Производительность гидроциклона в м3/ч . .	3,76	4,3	4,2
Производительность гидроциклона в, пересче- те на сухой материал в т/ч		2,9	4,4	3,4
Потери глины с песком в %		15,4	13,8	16,5
.	.	.	» в т/ч 		1,64	1,66	1.6
Для более тонкой очистки шлама можно применять двух-
ступенчатый процесс, тогда гранулометрический состав шлама
будет соответствовать технологическим требованиям.

Следует отметить, что результаты указанных работ с вибро-
грохотами и тидроциклонами не учитываются еще в должной
степени при проектировании новых отечественных цементных
заводов и реконструкции старых.

9. АВТОМАТИЗАЦИЯ ДРОБИЛЬНЫХ МАШИН
И БОЛТУШЕК

Применяемые в настоящее время в дробильных отделениях
средства автоматизации не могут в полной мере решить задачи
автоматического управления и регулирования технологических
процессов.

В основном здесь используют систему местного дистанцион-
ного управления механизмами и электрическую блокировку
электродвигателей, обеспечивающую запуск и остановку техно-
логического оборудования в определенной последовательности.

На рис. 35 представлена схема автоматизации отделения
дробления известняка на современном цементном заводе [25].

Управление оборудованием первичного и вторичного дробле-
ния сводится к их включению в работу или отключению и осу-
ществляется с агрегатного щита, устанавливаемого у щековой
дробилки. Включают все механизмы при помощи одной кнопки.
При этом вначале автоматически подается предпусковой сиг-
нал, затем включается оборудование 8—7, 5—4; 3, а потом 6
и 14, причем последовательность пуска обеспечивается электри-
ческой блокировкой. Транспортеры 9 и 10 приводятся в дви-
жение при появлении материала на ленте но сигналам дач чиков
контроля 15 о наличии материала.

Основной недостаток этой системы заключается в отсут-
ствии элементов дистанционного контроля технологического про-
цесса.

Блокировка не предотвращает завалы дробилок материа-
лом, обрыв транспортера, поломки распорных плит дробилки
и т. д.

Следует отметить, что процесс переработки известняка и
глины, связанный с транспортированием и дроблением больших
количеств крупнокусковых и высокоабразивных материалов,
сопровождается непрерывными ударными нагрузками и абра-
зивными воздействиями на машины, что затрудняет, конечно,
применение автоматизации. Изучение работы средств автома-
тики в этих условиях показало, что в производственной зоне
следует располагать только датчики для контроля изменения
тех или иных технологических параметров. Вся же остальная
аппаратура с пультом управления должна размещаться в изо-
лированном от пыли отдельном помещении.
с©
о

Рис. 35. Схема автоматизации процесса дробления известняка

/ — автомашина-самосвал; 2 — приемный бункер: 3 — пластинчатый транспортер; 4 — щековая дробилка; 5 — ленточный транспортер;
6 — транспортер для просыпи; / — самоочищающаяся молотковая дробилка: S — ленточный транспортер: Р —ленточный транспортер;
/0 — ленточный транспортер; // — песковый насос; 12 — вентилятор; 13 — устройство для удаления металлических предметов с леиты;
/•/ — устройство, контролирующее положение и исправность ленты; 15 —• устройство, контролирующее наличие материала на ленте

При защите же технологического оборудования от аварий-
ных режимов хорошо зарекомендовали себя металлоискатели.

Для централизованного управления операциями дробления
необходимо обеспечить дистанционный контроль за ходом тех-
нологического процесса и работой оборудования. Наиболее ра-
дикальным решением этого вопроса является применение про-
мышленного телевидения, а также пуск поточно-транспортных
линий и использование реле скоростей.

Автоматизация процесса приготовления шлама в болтушках
сводится к автоматическому поддержанию оптимальной вяз-
кости, а следовательно, и влажности шлама.

Известно, что по вязкости шлама можно приближенно су-
дить о его влажности и растекаемости. На рис. 36 и 37 пред-
ставлены эти зависимости для шлама одного из цементных за-
водов (заштрихованная часть графика — оптимальные значе-
ния этих параметров). На основе этих данных на Себряковском
цементном заводе освоено автоматическое регулирование про-
цесса приготовления шлама в болтушках (рис. 38).

Основные параметры для контроля и регулирования про-
цесса приготовления шлама — сила тока электродвигателей
болтушек и вязкость шлама на выходе в приямок. Регулируют
ход процесса при помощи задвижек трубопровода воды, управ
ления скоростью подающего транспортера и шибером подачи
сырья.

Автоматическое регулирование процесса приготовления шла-
ма позволило повысить производительность болтушек на 25—
30% и несколько снизить влажность шлама.
Глава II

ТОНКОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

1.	ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

ПРОЦЕССА ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Во многих отраслях промышленности в процессе производ-
ства большие количества твердых материалов перерабатывают-
ся в тонкодисперсный порошок. Для интенсификации процессов
производства и увеличения скорости химических реакций в ря-
де случаев необходимо повышать удельную поверхность мате-
риалов путем их измельчения. При этом наряду с совершенст-
вованием и улучшением существующих производственных про-
цессов возникает возможность получения качественно новых
свойств, которые невозможны без тонкого измельчения.

В цементном производстве тонкому измельчению подверга-
ются сырьевые материалы, твердое топливо, цементный клинкер
и различные добавки.

Степень дисперсности размолотых материалов характеризу-
ется тонкостью помола, определяемой ситовым анализом или
удельной поверхностью и зерновым составом.

Ситовой анализ применяют для определения тонкости помо-
ла порошкообразных материалов или шлама при текущем конт-
роле производства и различных исследованиях. Для просеива-
ния употребляют стандартные металлические сита с квадратны-
ми отверстиями размерами 0,21 мм и 0,08 мм. Тонкость помола
определяется по весу остатка на контрольном сите, выраженно-
му в процентах от общего веса просеиваемой пробы. При таком
определении тонкости помола не удается получить представле-
ния о работе измельчения. Остаток на сите указывает лишь на
количество части порошка, которая по своим размерам больше
отверстия ячейки сита. По ситовому анализу нельзя установить
фракционный состав зерен, прошедших через контрольное си-
то. Пределы тонкости помола, выявляемые по ситовому анали-
зу, недостаточны для характеристики современных цементев.
Такой вид анализа в настоящее время во многих стандартах
заменяется или дополняется определением удельной поверх-
ности. Для этой щели применяются поверхностемеры и турби-
диметры. В некоторых странах испытание тонкости помола во-
обще не предусмотрено стандартами, но это не означает, что
при текущем контроле производства не пользуются каким-либо
методом определения тонкости помола измельченного продукта.

Исследованиями установлено, что прочность цемента в ран-
ние сроки твердения пропорциональна величине удельной по-
верхности. Однако на практике бывают значительные расхож-
дения в прочности цементов одинакового минералогического
состава, размолотых до одной и той же удельной поверхности.
Исследования [32, 33, 34] показали, что для более полной ха-
рактеристики цемента необходимо учитывать не только удель-
ную поверхность, но и зерновой состав. Зерновой состав или
гранулометрия размолотого материала является особенно важ-
ным показателем, который дает представление о рациональной
работе, затрачиваемой на измельчение.

Развитие скоростного строительства предъявляет новые тре-
бования к свойствам и качеству цемента. Во многих случаях
темп выполнения строительных работ вызывает необходимость
применения специальных быстротвердеющих цементов. Потреб-
ность в таких цементах особенно ощущается при изготовлении
изделий с предварительно напряженной арматурой, где требу-
ются высокие прочности на сжатие в ранние сроки твердения и
при изготовлении железобетонных изделий.

Производство высокопрочных и быстротвердеющих цемен-
тов связано с более тонким их измельчением до удельной по-
верхности 3500—4000 см1 [г, а в отдельных случаях и 5000 см21г.
Это обеспечивает лучшее использование химической потенци-
альной энергии клинкера и экономию цемента.

Применение в строительстве высокопрочных цементов по-
зволяет уменьшить нормы расхода цемента на единицу объема
бетона. Повышение активности цемента на одну марку за счет
более тонкого его измельчения равносильно увеличению объе-
ма производства на 15%.

Повышение тонкости измельчения материала обычно приво-
дит к значительному снижению производительности мельниц.
Это обстоятельство вызывает необходимость разработки наибо-
лее рациональных и экономичных схем помола.

При производстве цемента необходима такая схема помола,
которая дает возможность получить полидисперсный продукт
измельчения. При помоле же цементного сырья и угля для вра-
щающихся печей желательно получить продукт, однородный по
зерновому составу.

Получить цемент высокого качества можно лишь при соот-
ветствующей подготовке сырьевых материалов. Тонкое измель-
чение основных компонентов сырьевой смеси определяет каче-
ство клинкера.

В этой связи представляют интерес данные Хендрикса [35],
указывающие на изменение спекаемости сырьевых материалов
однородного химического состава при различной степени из-
мельчения.

Практика показывает, что при обжиге крупные частицы
кремнезема и кальцита не успевают прореагировать полностью
в условиях заводского обжига. Как показывает опыт [36], в
сырьевой смеси с коэффициентом насыщения известью (КН),
равным 0,95, не должно содержаться >0,5% частиц кремнезема
размером свыше 200 мк и больше 1% частиц рамером от 90
до 200 мк. Однако при более низком КН, равном 0,89. количест-
во частиц указанных размеров может быть двое больше. При-
сутствие в смеси до 5% чистого кальцита размером свыше
150 мк не оказывает серьезного влияния на ее спекаемость. При
наличии загрязненных кремнистых известняков крупных ча-
стиц в смесях может содержаться больше.

На спекаемость сырьевой смеси мало влияют небольшие из-
менения в зерновом составе мелких фракций. Однако чтобы
обеспечить практически достаточно хорошую спекаемость, не-
обходимо наличие в сырьевой смеси около 35% мелких частиц
величиной до 15 мк.

Для получения цемента высокого качества не всегда нужно
стремиться к очень тонкому измельчению. Исследованиями ус-
тановлено, что соответствующим подбором -рационального зер-
нового состава портландцемента можно значительно повысить
активность и улучшить ряд других свойств цементов.

Увеличение удельной поверхности цемента дает положитель-
ный эффект только до определенного предела, выше которого
этот процесс уже не сопровождается повышением прочности, а
иногда приводит к ее снижению.

Снижение прочности цемента при увеличении удельной по-
верхности сверх определенной оптимальной величины объясня-
ется тем, что более тонкий помол наряду с ускорением процес-
са твердения вызывает повышение водопотребности цемента.

От крупности зерен в цементе в значительной мере зависят
его свойства. Так, установлено, что наибольшей прочностью
обладают цементы, которые наряду с мелкими фракциями со-
держат некоторое количество относительно более крупных час-
тиц. Роль отдельных фракций необходимо рассматривать в све-
те теории твердения, по которой схватывание и твердение порт-
ландцемента происходят вследствие уплотнения масс геля за
счет «внутреннего» отсасывания. Значительные массы геля об-
разуются из зерен самых мелких фракций размером менее
20 мк, которые гидратируются полностью в сравнительно ко-
роткие сроки. По данным Ю. М. Бутта [37], зерна размером ме-
нее 5 мк гидратируются в течение двух-трех недель, а фракции
размером 5—20 мк через один-два месяца. Фракция с зернами
20—40 мк частично служит для образования геля, но основное
ее назначение уплотнять гель путем отсасывания из него воды,
необходимой для продолжения гидратации этих зерен в более
поздние сроки. Фракция размером 40—60 мк также участвует
в уплотнении геля путем «внутреннего» отсасывания, но зерна
фракции частично остаются дегидратированными. Зерна 60—
100 мк мало гидратируются при твердении, придавая структуре
затвердевшего цементного теста характер микробетона; более
крупные зерна имеют то же назначение, что и фракции 60—
100 мк, и подвергаются лишь поверхностной гидратации.

Согласно исследованиям Б. Беке [38], в процессе роста
прочности цемента основную роль играет фракция зерен раз-
мером от 3 до 30 мк. Фракция размером 3 мк способствует рос-
ту прочности лишь в ранние сроки твердения, но прочность ее в
длительные сроки твердения сравнительно невелика. Фракция
размером 60 мк почти не влияет на прочность бетона.

Венюа [39] также считает, что величина прочности цемента
на сжатие через 1—2 суток обусловлена наличием зерен менее
5—7 мк, через 7 суток — наличием зерен менее 20—25 мк,
а через 28 суток — наличием зерен менее 25—30 мк. Зерна
более 40 мк способствуют повышению прочности только через
несколько лет, так как очень медленно гидратируются. Что
же касается прочности на растяжение, то по результатам
исследований М. Венюа зерновой состав в этом случае имеет
меньшее значение. Прочность через одни сутки зависит от на-
личия зерен менее 7—9 мк, через двое — от .наличия зерен ме-
нее 15—25 мк, через семь суток — от наличия зерен 25—50 мк.
На конечную же прочность на растяжение зерновой состав не
влияет. Другие свойства цемента, по данным того же исследо-
вателя, .в зависимости от зернового состава изменяются следу-
ющим образом:

1)	самые мелкие фракции содержат в большем количестве
СаОсвоб- КгО и SO3. В этих зернах больше C3S, что объ-
ясняется лучшей размолоспособностью последнего. К тем же
выводам пришел Матоушек [40] и А. Н. Иванов-Городов [34];

2)	чем тоньше размолот цемент, тем короче сроки схваты-
вания и трещинообразования;

3)	чем больше мелких фракций в цементе (при одинаковом
ВЩ), тем меньше растекаемость;

4)	с увеличением тонкости помола цемента уменьшается
водоотделение;

5)	с увеличением размера цементных зерен увеличивается
капиллярная абсорбция;

6)	усадка образцов всех возрастов возрастает пропорцио-
нально росту удельной поверхности;

7)	грубо измельченные цементы наиболее морозоустойчивы.

Установлено [34], что для равномерного твердения цемент-
ного камня в естественных условиях и достижения им высокой
механической прочности в возрасте свыше одних суток, необ-
ходимо следующее примерное соотношение зерен по размерам:
зерен менее 5 лк...................  20%

„ от 5 до 20 мк	.	. около 45—40%

» .20 , 40 „	.................... 25—20%

крупнее 40 лис.................. „	15—20%

При этом величина удельной поверхности цемента (опреде-
ленная по поверхностемеру В, В. Товарова) указанного зерно-
вого состава была 3800—4000 см2! г.

Очевидно, что приведенный зерновой состав не может быть
одинаковым для клинкеров различного минералогического со-
става. Процентное содержание отдельных фракций в цементе
следует уточнять в зависимости от предъявляемых к нему тре-
бований и обязательно с учетом химико-минералогического со-
става клинкера.

Оптимальным содержанием фракций размером от 3 до
30 мк в обычных портландцементах принято считать 40—50%,
в портландцементах высоких марок — 55—65°/о, а самых вы-
соких марок — более 70%.

Установлено, что с увеличением содержания мелких фрак-
ций в цементе реакции гидратации и твердения проходят
быстрее, а значит, качество готового продукта находится, в ос-
новном, в зависимости от минералогического состава клинкера
и степени измельчения.

В связи с этим совершенствование технологии тонкого из-
мельчения в цементной промышленности приобретает особо
важное значение.

2.	ПАРАМЕТРЫ

И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОМОЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Основными агрегатами для тонкого измельчения материа-
лов при производстве цемента являются шаровые и трубные
мельницы, в которых материал измельчается под действием
мелющих тел.

Скорость вращения

В зависимости от скорости вращения барабана мельницы
различают два основных режима ее работы: при малой скоро-
сти — каскадный, при большой —водопадный. При каскадном
режиме мелющие тела перекатываются и материал измельча-
ется под действием раздавливающих и истирающих усилий.
При водопадном режиме шары внешнего ряда (рис. 39) в ре-
зультате трения о внутреннюю поверхность корпуса поднима-
ются вместе с корпусом мелышпы до точки отрыва А, отделя-
ются от нее и вначале под действием сил инерции продолжают
двигаться немного вверх, слегка поднимаются, а затем пада-
ют вниз к точке падения В. В этой точке происходит измельче-
ние материала под действием ударных усилий. Кривая АВ
свободного падения шаров представляет собой параболу.

Таким образом, основная работа измельчения материала в
шаровой мельнице осуществляется ударами свободно падаю-
щих мелющих тел.

Упрощенно можно следующим образом представить дей-
ствие мелющих тел (рис. 40). При работе мельницы каждый

Рис. 39. Траектория движения
шара

Рис. 40. Примерная схема
движения мелюших тел в
шаровой мельнице

шар в слое между линиями а—а и в—в подвергается воздей-
ствию двух сил: одна из них приложена в точке контакта
с бронёфутеровкой и направлена в сторону вращения бараба-
на, другая приложена на диаметрально противоположном
конце и направлена в другую сторону. Эти силы образуют па-
ру сил, которые вращают шар вокруг его оси (параллельной
оси мельницы). Шары в смежных слоях находятся в аналогич-
ных условиях. В результате этого мелющие тела скользят
друг по другу и измельчают, истирая, попадающие между ни-
ми частички материала. Однако доля работы, затраченной на
истирание, весьма незначительна и не превышает 1,5—2% [12].

'При водопадном режиме работы мелющие тела после от-
рыва от поверхности бронефутеровки падают по параболиче-
ской кривой, не соприкасаясь друг с другом (от d—d до с—с),
и измельчают материал.

Падающие шары дробят материал на поверхности а—d
при ударе о шары, лежащие на этой поверхности. Зона а—а,
с—с, d—d («пята») — наиболее активный участок, где проис-
ходит интенсивное движение шаров и протекает основная ра-
бота измельчения дроблением. Часть шаровой загрузки не от-
рывается от общей массы мелющих тел, а только скользит
и перекатывается. Эта «сосредоточенная» часть загрузки тем
меньше, чем больше работа дробления ударом и выше ско-
рость мельницы (в допустимых пределах). С уменьшением же
скорости мельницы количество мелющих тел в сосредоточен-
ной части загрузки увеличивается.

Следовательно, при водопадном режиме ' часть мелющих
тел работает ударом, а вторая часть дробящей загрузки — пе-
рекатом. Такой режим характерен для большинства мельниц,
установленных на цементных заводах.

Кинетическая энергия шара в момент удара зависит от
веса шара и высоты падения. При вращении корпуса шар на-
ходится под действием центробежной силы Р и силы тяже-
сти G (см. рис. 39). Шар может подняться до точки А, опре-
деляемой углом отрыва а, лишь при условий

Р - G cos а.

Заменяя в этом уравнении центробежную силу инерции ее
значением, выраженным через массу шара и центростреми-
тельное ускорение, в результате преобразований получим
уравнение

n2R
cos а =----

900

Это уравнение называется основным уравнением движения
шара в мельнице, связующим угол его отрыва с числом обо-
ротов корпуса и радиусом последнего в свету. Из него следу-
ет, что угол отрыва шара от корпуса, как и высота подъема
шара, не зависит от его веса.

С увеличением скорости вращения корпуса мельницы мож-
но достигнуть такого положения, при котором шар поднимется
на максимально возможную высоту и будет вращаться вместе
с корпусом, не отрываясь от него. При этом шар не дробит
материал.

'Скорость вращения мельницы, при которой находящиеся
в ней мелющие тела не отрываются от корпуса барабана, а
вращаются вместе с ним, не производя работы, называется
критической скоростью вращения мельницы или критическим
числом оборотов мельницы.

При критическом числе оборотов мельницы угол отрыва
равен нулю, поэтому основное уравнение движения шара для
такого числа оборотов принимает вид

1 =

900 ’

откуда критическое число оборотов мельницы будет

30	42,3

”кр = W = Wоб1мин'

где £)—внутренний диаметр барабана мельницы в м.
При небольших же скоростях вращения мельницы, как
уже говорилось, шары вместе с измельчаемым материалом
поднимаются на некоторую высоту, поворачиваясь при этом
в сторону вращения барабана и образуя наклон к горизон-
тальной оси. Когда угол наклона всей массы шаров достигает
величины угла естественного откоса (примерно 40—50°), ша-
ры скатываются каскадом по образовавшемуся откосу. Эф-
фективность работы по измельчению материала при каскад-
ном режиме невелика.

Оптимальной скоростью вращения шаровых мельниц, обес-
печивающей необходимую высоту подъема шаров, считается
такая, при которой угол отрыва шара внешнего ряда от стен-
ки мельницы а будет равен 54°40/, что соответствует числу
оборотов

32

^опт = ИЛИ Попт " 0,76 Пкрит •

Г D

В мельницах, футерованных гладкими бронеплитами, воз-
можен помол материала при (скорости выше критической.

В мельнице, работающей при скорости выше критической,
любая точка на поверхности футеровки движется с большей
скоростью, чем предусмотрено формулой критической скоро-
сти, в то время как любое мелющее тело, расположенное .в
наружном слое мелющей загрузки СО' стороны футеровки, дви-
жется в этом же направлении со скоростью ниже той, которая
соответствует критической скорости шара. Эта разница в ско-
ростях создает между поверхностью футеровки и наружным
слоем массы мелющих тел весьма эффективную зону помола
истиранием. Доля помола истиранием по отношению ко всему
помолу быстро увеличивается по мере увеличения диапазона
скоростей выше критической [41].

Однако этот принцип измельчения еще мало изучен и осу-
ществлен практически лишь на одной помольной установке на
обогатительной фабрике в Швеции.

Бронефутеровка

Высота подъема шаров при неизменном числе оборотов и
постоянной степени заполнения барабана шарами зависит от
формы броневых плит, .которыми футеруется корпус мельницы.

Чтобы увеличить высоту подъема шара и повысить эффек-
тивность работы мелющих тел, в шаровой мельнице взамен
гладких броневых плит устанавливают броневые плиты раз-
личного фигурного профиля (ступенчатые, волнистые и др.).

В последнее время в цементной промышленности помимо
волнистых и ступенчатых плит получили распространение бро-
невые плиты, на рабочей поверхности которых имеются высту-
пы цилиндрической или сфероидальной формы (так называе-
мые «каблуки»). Устройство выступов создает условия для
лучшего подъема шаров, а также способствует упрочению
рабочей поверхности броневых плит, а следовательно, увели-
чению их износостойкости вследствие наклепа, осуществляе-
мого шарами в процессе их работы.

Наблюдения позволили установить, что при заполнении
мельниц шары различной величины неблагоприятно распреде-
ляются по длине рабочей камеры мельницы. Более крупные
шары всегда перемещаются к ее разгрузочному концу, оттесняя
мелкие к загрузочному. Это отрицательно сказывается на эф-
фективности измельчения материала, так как в результате та-
кого распределения шаров более крупные частицы материала
подвергаются дробящему действию мелких шаров, а мелкий
материал, наоборот, дробится крупными шарами.

Для устранения такого явления в последнее время за ру-
бежом и в отечественной цементной промышленности стали
применять для футеровки 'мельниц конусно-ступенчатые броне-
вые плиты с каблучковой поверхностью.

Такие плиты устанавливают в основном в двухкамерных
мельницах (с одной шаровой и одной щильпебсной камерами).
В шаровой камере устанавливаются конусно-ступенчатые бро-
неплиты с каблучковой поверхностью, а в цильпебсной —обыч-
ные (цилиндрические). В некоторых случаях для уменьшения
скольжения мелющих тел по броне в цильпебсных камерах
устанавливаются продольные стальные планки, образующие на
плитах ребристые выступы.

Соотношение длин камер в каждом отдельном случае под-
бирается на основании опытных данных в зависимости от
свойств измалываемого материала.

Со стороны загрузочного конца шаровой камеры устанав-
ливаются 2—3 ряда цилиндрических (гладких или каблучко-
вых) плит с целью некоторого уменьшения принудительной
сортировки мелющих тел .в начале камеры, что способствует
равномерному распределению материала по длине камеры.

У между,камерной перегородки на протяжении 500—700 мм
также устанавливаются цилиндрические плиты, чтобы улуч-
шить условия размола накапливающихся при неравномерном
питании крупных кусков материала.

В результате применения конусно-ступенчатых броневых
плит шары по длине шаровой камеры распределяются по
крупности.

В связи с тем, что наличие каблучков на рабочей поверх-
ности броневых плит значительно уменьшает скольжение ша-
ров, при слишком большой скорости вращения мельницы
возможно снижение ее производительности из-за переброса
части шаровой загрузки через так называемую «.пяту» выше
слоя материала на оголенную футеровку.
В связи с этим перед монтажом конусно-ступенчатых плит
в мельнице необходимо увязать фактическую скорость ее вра-
щения с оптимальной, установленной для конусных плит с
каблучковыми выступами.

По имеющимся данным [42], при каблучковой поверхности
бронеплит наилучшее размалывающее действие шаров обес-
,	26

печивается при числе оборотов мельницы п = или п =

VD

= 0,62 пкрит. Исследования НИИЦемента подтверждают, что
мельница с каблучковой футеровкой работает более эффектив-
но при скорости вращения, составляющей 60—7О°/о от крити
ческой.

Установлено [43, 44], что классификация шаров в мельнице
с конусной бронефутеровкой осуществляется только в том
случае, если на наклонную поверхность бронеплит попадают
крупные шары.

Одновременно следует отметить, что при работе мельницы
происходит расслоение шаровой загрузки, которое зависит от
скорости вращения мельницы, формы поверхности бронеплит
и сцепления шаров и материала с бронефутеровкой. При ско-
рости вращения п=0,6пкрит в мельнице с гладкой 'бронефуте-
ровкой расслоения шаровой загрузки почти не происходит
(рис. 41, а).

В мельнице с гладкой бронефутеровкой в зависимости от
скорости вращения можно отметить три состояния процесса
расслоения шаровой загрузки.

Первое состояние (рис. 41, б). Скорость мельницы
сравнительно невелика. Основная масса шаров работает глав-
ным образом перекатом. Наблюдаются заметные признаки
расслоения шаровой загрузки (или отделение мелких шаров
от крупных). Мелкие шары поднимаются выше крупных, но
разница в величине угла отрыва у тех и других незначитель-
ная. Крупные шары выходят на внешний слой почти у самого
его верха и скатываются по лежащим ниже слоям шаров на
броневую футеровку. При таком состоянии расслоения шаро-
вой загрузки происходит четкая, почти идеальная, сортировка
шаров вдоль камер мельницы при угле наклона рабочей по-
верхности бронеплит а =10°.

Второе состояние. Скорость вращения мельницы по-
вышается, расслоение шаровой загрузки увеличивается. Пре-
обладающее количество крупных шаров концентрируется в
средней части загрузки и только у «пяты» они перемещаются
во внешний ряд и броневую футеровку (рис. 41,в). Сортиров-
ка мелющих тел в мельнице не совсем четкая. Часть крупных
шаров проходит в конец камеры, к разгрузочной ее части. В
этом случае, чтобы улучшить сортировку мелющих тел, необ-
ходимо устанавливать броневые плиты с углом наклона ра-
бочей поверхности 12—13°.
Третье состояние, Мельница вращается с большой
скоростью и шаровая загрузка работает главным образом
ударом. Наблюдается четко выраженное расслоение мелющих
тел. Крупные шары концентрируются в средней части загруз-
ки. Мелкие шары, имеющие большую скорость, сосредоточи-
ваются во внешних рядах. Крупные шары не выходят .на по-
верхность .броневой футеровки, а как бы перекатываются на
слоях из мелких шаров (рис. 41, а).

Рис. 41. Схема расслоения шаровой загрузки в
мельнице с гладкой поверхностью бронефутеровки
при различных скоростях вращения мельницы
а, 6. в. г — скорости вращения

При таком расслоении шаровой загрузки, когда крупные
шары не перемещаются во внешний ряд и <на поверхность бро-
невой футеровки, сортировки (мелющих тел в мельнице с ко-
нусной бронефутеровкой не происходит. Иногда .наблюдается
даже «обратная сортировка», т. е. крупные шары концентри-
руются у выходной части камеры.

Мелкие шары при этих условиях движения шаровой за-
грузки выходят на внешние ряды и, достигнув броневой фу-
теровки, как 'бы покрывают ее слоем, преграждая доступ круп-
ним шарам. При больших скоростях крупные шары, сосредото-
чиваясь внутри загрузки, передвигаются по слоям мелких

шаров к концу камеры.

Расслоение шаров по окружности объясняется тем, что
центр массы малого шара может быть ближе к барабану
мельницы, чем центр массы большого шара. Вследствие этого
радиус вращения малых шаров больше, а значит больше и
скорость по сравнению с крупными шарами. Следовательно,
малый шар при вращении барабана при последующих оборо-

тах поднимается выше и оказывается во внешнем слое шаро-
вой загрузки, большой же шар имеет меньшую скорость, под-
нимается на меньшую высоту и4 отрываясь" от бронефутеров-
ки, остается в одном из внутренних слоев. В результате боль-
шие шары остаются в средней части загрузки и не смешива-
ются с малыми шарами во всей массе загрузки.

Не трудно убедиться, что в трубных мельницах, которые
вращаются со скоростью л = 0,85 пкрит (и даже больше), воз-
можна сортировка мелющих тел (шаров), но для этого долж-
на быть установлена конусная бронефутеровка с гладкой по-

верхностью.

В мельнице с каблучковой бронефутеровкой наблюдается

такое же расслоение шаровой загрузки, как и в мельнице с

гладкой бронефутеровкой. Однако каждому состоянию рас-

слоения шаровой загрузки соответствуют другие скорости вра-
щения, Скорости вращения мельницы с .каблучковой .поверх-
ностью футеровки и =--0,6 «Крит такие же, как у мельницы с глад-

кой поверхностью броневых плит и=0,85 пКрит. В мельницах

с каблучковой бронефутеровкой при скорости вращения п—

= 0,6 «Крит происходит значительное расслоение шаровой за-

грузки, но на поверхность броневой
футеровки попадает достаточно боль-
шое количество крупных шаров, обес-
печивающих хорошую классификацию
мелющих тел (рис. 42).

На сортировку шаровой загрузки
значительно влияют диаметр бараба-
на мельницы и ассортимент мелю-
щих тел. Так, чем больше диаметр
мельницы, тем продолжительнее время
самостоятельного движения шара и
тем больше времени остается для вы-
хода крупных шаров на «пяту» и бро-
нефутеровку. В этом можно легко
убедиться, сопоставляя периоды дви-

Рис. 42. Схема расслоения
шаровой загрузки в мель-
нице с каблучковой по-
верхностью броневых плит

жения шара по параболе и круговую

траекторию в мельницах разных диаметров.

Из динамики шаровой мельницы известно, что период дви-
жения шара, т. е. время его движения от точки отрыва А до
нее же, не совпадает со временем одного оборота мельницы и
неодинаков для всех слоев движущейся загрузки (см. рис. 39).

Подтвердим это примерным расчетом полного периода дви-
жения шара по круговой траектории ВА и по параболе АВ, от
точки падения В до нее же, или, как его называют, цикла
движения этого шара.

Для мельницы с п об/мин продолжительность одного обо-
рота составит

Шары от точки В до точки отрыва А, расположенные по
окружности радиуса В, движутся вверх по этой круговой тра-
ектории вместе с мельницей. От точки отрыва А до точки па-
дения В шары движутся самостоятельно по параболе АВ.
Определим продолжительность этих двух периодов движения
шара.

Центральный угол б=АОВ, соответствующий прохождению
шаром параболы АВ, будет равен!

8 = а + 90 + ₽ = а + 90 + (За - 90) = 4а,
где р = 3а—90.

Центральный угол у=АОВ, соответствующий движению
шара вместе с мельницей, составит ф—360—6=360—4а.

Время t, в течение которого шар проходит этот угол, вра-
щаясь одновременно с мельницей, находим из условия

tx: t = : 360 = (360 - 4а): 360,
откуда

_ /ср   60 360 -— 4а   90 — а

1 ~ 360 ~ п 360	~ 1,5п ‘

Время самостоятельного перемещения шара по параболе
АВ на горизонтальное расстояние х определим по формуле

л	»

V COS а
где абсцисса х

х = 47? sin cos2 а,

а линейная скорость шара v в точке отрыва А

TtnR
v = — .
зо

Тогда время самостятельного движения шара по пара-
боле будет

х _ 4R sin a cos2a-30 19,1 sin 2а

<2 — ----------------—	—------------- .

V COS а	r.nR COS а	П
Из данных табл. 27 видно, что ,в модели мельницы с каб-
лучковой бронефутеровкой при скорости вращения п=0,7лКрит
угол отрыва шара d=50 мм примерно равен 54°, что соответ-
ствует наивыгоднейшим условиям работы шаровой загрузки.

Таблица 27

Величина угла огрыва в модели мельницы с каблучковой бронефутеровкой
в зависимости от скорости вращения, коэффициента заполнения
и размера шаров

Диаметр шаров в мм	Коэффициент заполнения	Угол отрыва в град прн скорости вращения мельницы в долях единицы от критической скорости			
		0,6	0,72	0,85	0,98
-	0,25	50	40	30	20
30	0,3	50	40	30	20
	0,35	50	40	30	20
	0,4	50	40	30	20
	0,25	60	50	40	30
50	0,3	60	50	40	30
	0,35	60	50	40	30
	0,4	60  60	50  50	40	30
	0,25	75	70	65	60
on	0,3	65	60	55	50
	0,35	60	55	50	45
	0,4	55	50	45	35

Определим время движения шара вместе с мельницей по
круговой траектории

* _ 90 —а _ 90 — 54 _ 24

1	1,5п	1,5 п п

Время самостоятельного движения шара по параболе АВ
будет

, __ 19,1 sin 2а 19,1 sin (2-54)	18

rs —	=--------------------.

п	п	п

Полный цикл движения шаров слоя, для которого угол от-
рыва а=54°, составит

4 = 4 + 4= — + — = — .

п п п
Для мельницы диаметром D=1 м оптимальная скорость
равна

Пх =	= 32 об/мин,

а для мельницы диаметром £) = 2,6 м

32	32 оп ,,

п2& = —т=. = г— — 20 об мин.

VD l/2,6	'

В мельнице D=\ м шар внешнего ряда совершает полный
цикл за время
/	42	42	,

t0 = — = — = 1,31 сек.

п 32

Рассчитаем время самостоятельного движения шара по
параболе в мельнице Д=1 м

>'	18	18	сс

/2 = — = — = 0,56 сек.

п	32

В мельнице 0 = 2,6 м шар
цикл за время

внешнего ряда совершит полный

42

to--------

п

42 о ,
— = 2,1 сек,
20

а время самостоятельного движения шара по параболе соста-
вит

18	18	„ п

t2 =----= ----= 0,9 сек.

п	20

Исходим из того, что при одном и том же коэффициенте
заполнения и одинаковых скоростях вращения (по отношению
к критической скорости) подъем шаровой загрузки и угол
отрыва шаров внешнего ряда будут одинаковы у мельницы
диаметром 1 м и мельницы диаметром 2,6 м. Тогда время са-
мостоятельного движения шара по параболе в мельнице боль-
шего диаметра превысит это время в мельнице малого диамет-
ра в 1,6 раза

t2: t2 = 0,9 : 0,56= 1,6.

Получается, что чем больше времени шар находится во
взвешенном состоянии, т. е. в отрыве от основной массы за-
грузки, тем больший путь проходят шары во внешнем слое
сосредоточенной части загрузки. А так как в сосредоточенной
части загрузки в основном концентрируются крупные шары, то
в мельницах большего диаметра у них больше времени для
преодоления завесы внешних слоев, состоящих из малых ша-
ров взвешенной части загрузки. Этим и объясняется, что в
производственных условиях в мельницах большего диаметра
с каблучковой бронефутеровкой классификация шаров осуще-
ствляется и при скорости и = 0,7пкрнт.
При постоянной скорости вращения по мере увеличения до-
ли крупных шаров в загрузке соответственно увеличивается
сосредоточенная часть и уменьшается взвешенная часть ее,
что1 также влияет на самосортировку мелющих тел в мельнице
с конусной бронефутеровкой.

Если на поверхности бронеплит имеются каблучки, то зна-
чительно снижается или полностью устраняется скольжение
шаров и материала по бронефутеровке, в результате чего
создаются оптимальные условия работы шаровой загрузки
при сравнительно низких скоростях вращения.

Таким образом, движение шаровой загрузки в мельнице с
каблучковой бронефутеровкой иное, чем при гладкой бронефу-
теровке. При этом угол отрыва шаров диаметром 30—50 мм<не
зависит от коэффициента заполнения, а определяется только
скоростью вращения мельницы, поскольку шары указанного
размера входят в углубления между каблуками, которые под-
нимают их на значительную высоту. Из этого следует, что из-
менение коэффициента заполнения не должно отражаться на
величине угла отрыва шара, что мы наблюдаем в действитель-
ности.

Как мы видели (см. табл. 27), оптимальный угол отрыва
шаров 0 30—50 мм обеспечивается при скорости п=0,6-5-
— 0,7 пКрИТ.

Шары диаметром 90 мм и больше .не входят в пазы между
каблуками, поэтому сила сцепления у них во много раз мень-
ше, чем у шаров диаметром 30—50 мм. Шары d^> 90 мм во
внешнем ряду загрузки скользят по поверхности каблучковой
футеровки почти как ПО' гладкой.

Установлено, что сила сцепления мелющих тел с каблучко-
вой поверхностью футеровки уменьшается по мере увеличения
диаметра шара. Так, хорошее сцепление с ней создается у ша-
ров диаметром до 80 мм. Мелющие тела размером 20—30 мм
заклиниваются между каблуками, поэтому применять их не
следует. Наименьший размер шара в камере с каблучковой
бронефутеровкой должен быть не более 40—50 мм.

В мельницах с каблучковой бронефутеровкой шары диамег
ром до 80 мм работают эффективно при скорости п = 0,6 -5-
-5-0,7’Пкрит  При этой же скорости расслоение шаровой загруз-
ки еще не достигает максимального уровня, что обеспечивает
достаточно хорошую классификацию мелющих тел. Шары d
^>90 мм при скорости вращения п = 0,6-н0,7 /гкрит работают с
пониженной эффективностью, так как при этих скоростях они
не поднимаются на наибольшх ю высоту.

Из этого следует, что мельница с каблучковой сортирующей
бронефутеровкой может работать наиболее эффективно в том
случае, если скорость вращения м=0,6 т-0,7пкрИт, а размер ша-
ров в загрузке не превышает 80 мм.
Необходимая предпосылка для создания таких условий —
предварительное дробление клинкера.

В том случае, когда нет необходимости вводить в ассорти-
мент шаровой загрузки шары 80 мм, установка каблучко-
вых сортирующих бронеплит может повысить производитель-
ность трубных мельниц до 20%•

На Волховском алюминиевом комбинате, к примеру, произ-
водительность мельницы размером 2,2X13 м, отфутерованной
каблучковыми сортирующими бронеплитами, при помоле пред-
варительно измельченного клинкера увеличилась с 17 до 21 т/ч.

На отечественных цементных заводах предварительного
дробления клинкера, как правило, нет. Поэтому для измельче-
ния крупных кусков клинкера, поступающих в мельницу, при-
ходится применять мелющие ,шары//^90 мм. Но в мельнице
с каблучковой бронефутеровкой вращающейся со скоростью
« = 0,64-0,7 Икрит, такие шары работают с пониженной эффек-
тивностью. Чтобы обеспечить измельчение крупных кусков мате-
риала, необходимо увеличить долю шаров d>90 мм в шаровой
загрузке до 35—40% и удлинить камеры с шаровой загрузкой
до 3/g об.шей длины мельницы. При помоле в мельницах с ко-
нической каблучковой броневой футеровкой клинкера без пред-
варительного дробления удается повысить производительность
до 10°/о.

Сортировать мелющие тела можно в трубных мельницах,
работающих со скоростью от «=0,6«критдо « = 0,9 ^крит 9 НО ДЛЯ
каждой скорости необходимо подбирать соответствующий про-
филь броневых плит. Конусные броневые плиты с каблучковой
поверхностью обеспечивают классификацию шаровой загрузки
и оптимальные условия работы мелющих тел при скорости вра-
щения мельницы «=0,64-0,7 пКрит . Эти скорости находятся в
26	29

пределах от-----до------.

КТ/	Vd

При скорости вращения мельницы «=0,74-0,8 пКрит необхо-
димо применять конусные бронеплиты с волнистой поверх-
30	33

ностью, которым соответствуют значения « от —— до—

Vd	Vd

а при скорости вращения мельницы «=0,84-0,9 «крнт — броне-
вые плиты с гладкой поверхностью. Им соответствуют значения
34	38

оптимальной скорости « от —— Д° —— •

Vd	Vd

Известно, что конусная бронефутеровка внутри барабана
мельницы образует усеченные конуса. Скорость движения ша-
ров, расположенных на наклонной плоскости конуса, не одина-
кова, в связи с чем увеличивается трение как между шарами,
так и внутри слоев размалываемого материала. В данном слу-
чае в мельнице с сортирующей бронефутеровкой трение внутри
слоя материала будет значительно больше, чем при цилиндри-
ческой футеровке, что является важным фактором интенсифи-
кации измельчения методом истирания.

Разница в скорости движения шаров, расположенных по
длине одной наклонной плоскости, достигает больших разме-
ров. Так, например, для мельницы диаметром 2,2 м с конусной
бронефутеровкой при скорости вращения и=20,5 об!мин внут-
ренний диаметр в вершине усеченного конуса £>1 = 1,88 мм, а
скорость составит

ni — П>о = 0’66Пкрт '
х 42,3

В то же время для шара на этой плоскости броневой плиты,
расположенного у основания усеченного конуса, т. е. по окруж-
ности наибольшего диаметра £)2 = 2,07 м, скорость будет равна

Следовательно, скорость движения шаров внешнего ряда,
расположенных по наклонной плоскости броневых плит и об-
разующих усеченный конус футеровки, только в пределах высо-
ты одной плиты изменяется на 4°/о.

С изменением диаметра мельницы по длине усеченного ко-
нуса, образуемого конусной бронефутеровкой, изменяется и
окружная скорость шаров, расположенных вдоль броневой пли-
ты.

Окружная скорость шара по наибольшему диаметру состав-
ляет:

2г-г2и	2-3,14'1,035-20,5	-п оо	,

v« ----— =---------------— =2,22 м сек,

0	60	-

а по наименьшему диаметру

2тгГ!П	2-3,14-0,94-20,5	о	,

v, = —— =----------------!— = 2,02 м сек.

60	60

Изменение окружной скорости движения шаров по длине
одной броневой плиты на 0,2 м/сек увеличивает трение между
шарами в самой шаровой загрузке и в слоях размалываемого
материала, что интенсифицирует процесс измельчения за счет
истирания. При измельчении же методом истирания образуют-
ся мельчайшие частички материала. Поэтому при гонком помо-
ле цемента конусная бронефутеровка значительно эффективнее
цилиндрической с любой поверхностью.

Применение сортирующей бронефутеровки при оптимальных
условиях работы шаровой загрузки создает необходимые пред-
посылки для повышения производительности трубных мельниц
и тонкости измельчения цемента.

Мелющие тела

В качестве мелющих тел в цементной промышленности ис-
пользуют стальные и чугунные шары и стальные или чугунные
цилиндрики (цильпебс). В последние годы вместо цилиндриков
в .ряде случаев стали применять мелющие тела эллипсоидаль-
ной формы (эллипсоиды) из отбеленного чугуна. Их изготовля-
ют литьем в кокиль центробежным способом на специальных
машинах карусельного типа. Эллипсоиды, изготовленные из
белого чугуна, в 2,5—3,5 раза износоустойчивее чугунного циль-
пебса, легированного хромом и никелем.

Шары могут быть литыми, коваными или штампованными.
Изготовляют их из углеродистой, марганцовистой и хромистой
стали и чугуна. По техническим условиям твердость стальных
шаров по Бринеллю должна составлять 250—310 кГ]мм2 при
пределе прочности на растяжение 90—ПО kI'Imm2.

Диаметр стальных цилиндриков составляет 16—25 лои, а
длина 25—40 мм. Они эффективнее работают на истирание, гак
как имеют большую, чем шары, поверхность соприкосновения с
материалом.

Доизмельчение мелового, глиняного шлама из болтушек в
трубных многокамерных мельницах осуществляется интенсив-
нее, если во всех камерах в качестве мелющих тел применяется
иильпебс.

На рис. 43 приведены две кривые сухого измельчения твер-
дых материалов в мельнице с шаровой и цильпебсной загрузкой.

Вес мелющих тел, необходимый для загрузки, рассчитывают
по формуле

О = К— 1л = 0,785 £)2 Li fpf,

где Q — вес мелющих тел в т;

D — внутренний диаметр мельницы в м\

Li — внутренняя длина мельницы в м за вычетом толщины
перегородок;

<р— коэффициент заполнения мельницы в долях единицы;
Производительность мельниц

Производительность трубных мельниц зависит от сопротив-
ления материала размолу, его гранулометрического состава,
влажности и температуры, коэффициента заполнения, ассорти-
мента мелющих тел, режима их работы (высота подъема, клас-
сификация по размерам по длине мельницы), интенсивности ас-
пирации, адсорбционных свойств среды и ряда других факторов.

Влияние этих факторов на процесс измельчения изучалось
многими исследователями, но до сих пор не получено соответ-
ствующей зависимости. К тому же на каждом заводе и даже
на каждой мельнице есть своя специфика. Поэтому дать обос-
нованную формулу производительности, которая учитывала бы
влияние всех факторов в их взаимодействии на процесс помо-
ла, до сих пор не удалось.

В. В. Товаровым разработана методика определения произ-
водительности многокамерных мельниц, работающих в откры-
том Цикле. В основе этой методики лежит предположение, что
решающим фактором, от которого зависит возможная произво-
дительность мельницы, является величина «полезной» мощ-
ности, с которой мелющие тела воздействуют на .размалывае-
мый материал, т. е. той мощности, которая расходуется непо-
средственно на подъем и ускорение мелющих тел.

Вторым фактором, обусловливающим производительность
мельницы, является коэффициент использования полезной мощ-
ности мельницы в процессе измельчения. Величина данного ко-
эффициента зависит от соответствия ассортимента мелющих
тел крупности измельчаемого материала и его сопротивлению
размолу.

Третьим фактором является величина удельной производи-
тельности, т. е. производительности, приходящейся на единицу
полезной мощности при коэффициенте ее использования, рав-
ном единице, и заданной тонкости измельчения. Удельная про-
изводительность мельницы при принятой тонкости измельчения
определяется на основании данных по размолу в промышлен-
ной или лабораторной мельнице по методике Гипроцемента.

Из сказанного следует, что производительность мельницы
пропорциональна произведению

В = В^ф,

где В—производительность мельницы в т/ч;

N—полезная мощность мельницы в кет;

— коэффициент использования полезной мощности в до-
лях единицы;

Ь—удельная производительность при помоле материала
до заданной тонкости измельчения в т/квт-ч.

Величину полезной мощности мельниц, загруженных мелю-
щими телами с насыпным весом около 4,5 т/м3 и относительной
скоростью вращения корпуса п=0,75 пкрит определяют по фор-
муле

W = 6,45 V VD^-y 'j0’8,

где V— внутренний объем мельницы в м3;

D — внутренний диаметр мельницы в м;

G — вес загрузки мелющими телами в т.

На основании этих формул и рассчитывают производитель-
ность мельницы

Вх = 6,45V VD (-у)0’8 ЦЬ,

где 8 — поправочный коэффициент на тонкость помола.

Ориентировочные значения удельной производительности b
указаны ниже.

Производительность мельниц, работающих по замкнутому
циклу с сепараторами, определяется также по этой формуле с
введением поправочного коэффициента. В зависимости от сте-
пени измельчения этот коэффициент обычно принимают рав-
ным 1,1—1,25 (т. е. повышение производительности мельницы
в замкнутом цикле принимается равным 10—25%).

Мощность, требуемая для привода мельницы

При работе мельницы мощность ее приводного электродви-
гателя расходуется на подъем мелющих тел (и материала), со-
общение им кинетической энергии и на преодоление вредных
сопротивлений (трения в цапфовых подшипниках и подшипни-
ках приводного механизма).

Общая мощность, необходимая для вращения мельницы, со-
ставит

дг _ 0.4GRu

1

кет,

где G—общий вес мелющих тел, загруженных в мельницу, в г;
/?—радиус корпуса мельницы в свету в и;

п —число оборотов мельницы в минуту;

т; — механический коэффициент полезного действия мель-
ницы, учитывающий потери на преодоление трения в
подшипниках приводного механизма и цапфовых под-
шипниках. Для мельниц с центральным приводом
ц=0,94-ъ0,9; для мельниц с периферийным приводом
т] = 0,88 4-0,85.
Конструктивные отличия шаровых
и трубных мельниц

Для измельчения материалов в различных отраслях про-
мышленности применяется много типов измельчающих машин,
различных по конструкции и эффективности. Однако до сих
пор еще не разработана единая методика, позволяющая срав-
нивать эти измельчающие машины и точно определять области
их применения.

Некоторые исследователи за основу простейшей классифи-
кации принимают дисперсность измельчаемого' материа-
ла, различая при этом дробилки для крупного, среднего и мел-
кого дробления; мельницы для грубого, среднего и тонкого по-
мола. Такую классификацию нельзя считать удовлетворитель-
ной, так как она не отражает конструктивных особенностей из-
мельчающих установок, а принятая качественная оценка степе-
ни измельчения весьма условна: понятия «грубое», «среднее» и
«мелкое» дробление, «тонкое» и «сверхтонкое» измельчение
толкуют довольно широко.

Представляет интерес классификация, предложенная Таг-
гартом [12], по которой измельчающие машины разделяются
на три Труппы в соответствии со значениями относитель-
ной скорости движения мелющих тел: «малой»,
«средней» и «большой» (табл. 29). Таггарт считает, что этим
скоростям движения соответствует «способ измельчения» и,
следовательно, с относительными скоростями и «способом из-
мельчения» связаны типы материалов, наиболее пригодные для
измельчения в данных мельницах. Он разделяет материалы на
следующие группы или типы:

а)	твердые, абразивные, хрупкие;

б)	средней твердости, неабразивные, хрупкие;

в)	мягкие и хрупкие или мягкие и неабразивные.

Для измельчения каждой группы материалов он рекомен-
дует примерную конструкцию мельниц, приводит их технико-
экономические показатели, указывает область применения. Од-
нако и эта классификация не лишена недостатков. Прежде все-
го в ней нет четкого обоснования выбора относительных скоро-
стей движения мелющих тел и не указаны числовые значения
этих скоростей. Нельзя также согласиться с распределением аг-
регатов по классам.

Для обогатительной промышленности Л. Б. Левенсон [11]
предложил классифицировать шаровые мельницы:

по внешней форме — цилиндрические (шаровые и
трубные) и конические;

по способу работы: а) мельницы со свободным выхо-
дом продукта через пустотелую цапфу; б) мельницы с выходом
продукта через выходную решетку (периферийная разгрузка);
в) мельницы с выходом продукта через наружное цилиндриче-
ское сито;

по типу загрузки: а) с загрузкой из металлических
шаров; б) из стержней; в) из кремневой гальки.

В цементной промышленности принята классификация мель-
ниц по линейным размерам. В зависимости от .отно-
шения длины к диаметру мельницы делят на трубные и шаро-
вые. Мельницы могут работать как по открытому, так и по
замкнутому циклу. Помол по открытому циклу характеризует-
ся однократным прохождением материала через мельницу при
измельчении до заданной конечной тонкости, а помол по замк-
нутому циклу — многократным. В этом случае не требуется,
чтобы за одно прохождение в мельнице заканчивалось измель-
чение исходного материала до заданной конечной тонкости.
Выделение частиц заданного размера осуществляется сепара-
торами.

Для тонкого измельчения твердых материалов в цементной
промышленности чаще всего применяют мельницы, у которых
отношение длины корпуса к его диаметру колеблется в преде-
лах от 2 до 6. Такие мельницы называют трубными. Однока-
мерные мельницы, у которых отношение длины к диаметру
корпуса не превышает 2, принято называть шаровыми.

В цементной промышленности Советского Союза для тон-
кого измельчения в основном применяются трубные мельницы.
Для помола твердого топлива широко используются шаровые
мельницы.

В отечественной цементной промышленности Советского
Союза применяют трубные мельницы, изготовленные как на
отечественных, так и на зарубежных машиностроительных за-
водах. Широкое распространение получили мельницы размера-
ми 2,2X13 и 2,6X43 м. На вновь строящихся заводах устанав-
ливают мельницы размерами 3X14; 3,2X15; 3X8,5 и 3,2X8,5 м,
работающие по открытому и замкнутому циклам. Корпус
мельницы 2,2x13 м изготовлен из стальных листов толщиной
26 мм, корпус мельницы 2,6X13 М— из стальных листов тол-
щиной 36—40 мм.

С торцовой стороны корпус обычно закрыт днищами, отли-
тыми вместе с пустотелыми цапфами, которыми мельница опи-
рается на цапфовые подшипники. Внутренняя полость корпу-
са разделена междукамерными перегородками на 3—4 каме-
ры, а с сортирующей 'бронефутеровкой — на две камеры. В
конце барабана мельницы устанавливается разгрузочная или
вйходная решетка.

Каждая камера имеет люковое отверстие прямоугольной
или овальной формы.

Широкое применение получила трубная мельница 2,2X 13 м
с центральным приводом и центральной разгрузкой материа-
ла. Корпус мельницы сварен из стальных листов. Люковые от-
верстия, предназначенные для загрузки мелющих тел во внут-
реннюю полость корпуса, имеют овальную форму, вследствие
чего уменьшается концентрация напряжений в кромках метал-
ла. Люки расположены по одной образующей корпуса, и
крышки их шарнирно подвешены к телу корпуса.

С торцовых сторон корпус мельницы закрыт двумя сталь-
ными днищами. Внутренняя боковая поверхность корпуса, а
также внутренняя поверх-
ность днищ защищена от
износа стальными броне-
плитами. Загрузочная

Рис. 44. Загрузочная часть мельницы с во-
ронкой в полости цапфы

часть мельницы
на рис. 44.

Чугунная
расположенная
для материала

показана

наклюнно
течка 1
закрепле-

— на на фундаментной пли-

те при помощи четырех
болтов. Во внутреннюю
полость цапфы вставлена
чугунная воронка 2, име-
ющая форму усеченного
конуса- Своим торцом во-
ронка упирается в футе-
 ровочные плиты днища <3,
1- в силу чего материал не
соприкасается с днищем
и, следовательно, не исти-
рает его. Между загру-
зочной течкой и воронкой

установлены шайбы 4 и 5, зажимающие уплотнитель 6.

По конструкции загрузочной части мельницы Уралмашза-
вода отличаются от других. В этих мельницах между течкой 1
(рис. 45) и загрузочной цапфой установлено специальное гру-
шевидное загрузочное устройство 2, жестко связанное с тор-
цом цапфы и .вращающееся вместе с ней. Загрузочное устрой-
ство изготовляют из листовой стали. Внутри загрузочного
устройства радиально расположены лопасти, которые подают
материал в цапфу. В цапфу вставлена стальная втулка 3. Она
неподвижно закреплена гг'имеет винтовые лопасти 4 для пе-
ремещения материала в первую камеру. Стальная втулка пре-
дохраняет цапфу от износа.

В зависимости от характера привода и разгрузочно-
го устройства различают конструкции:

1)	с центральным приводом и центральной разгрузкой ма-
териала;

2)	с периферийным приводом и центральной разгрузкой
материала;
Рис. 45. Загрузочная часть мельницы с грушевидным
загрузочным устройством

Рис. 46. Разгрузочная часть мельницы с центральным приводом и
центральной разгрузкой материала
3)	с центральным приводом и периферийной разгрузкой ма-
териала.

В разгрузочной части мельницы с центральным 'приводом
и центральной разгрузкой материала (рис. 46) разгрузочная
решетка 1 соединена с торцовым днищем болтами 2, проходя-
щими через днище 3.

В центральной части разгрузочной полости расположен
разгрузочный конус 4. Между решеткой, днищем и конусом
находятся стальные лопасти. Размолотый материал, прошед-
ший через выходную решетку, попадает на лопасти, .которые
подают его на конус и в .разгрузочную цапфу 5, а из нее

Рис. 47. Разгрузочная часть мельницы с периферийным приводом
и центральной разгрузкой

в разгрузочный патрубок 6, расположенный между корпусом
мельницы и ее приводным 'валом. Через овальные отверстия
в разгрузочном патрубке готовый материал проходит на конт-
рольное сито 7.

При отсутствии центрального привода значительно упро-
щается конструкция разгрузочного устройства мельниц
(рис. 47). Разгрузочное приспособление этого типа располо-
жено между решеткой 1 и днищем 2. Оно состоит из легких
винтовых лопастей 3, которые поднимают продукт и ссыпают
его на вторые винтовые лопасти 4. Эти винтовые лопасти по-
дают материал во внутреннюю полость разгрузочной втулки 5,
вставленной в цапфу.

Винтовые лопасти 4 проталкивают готовый продукт к вы-
ходному концу разгрузочной цапфы в воронку 6, прикреплен-
ную болтами к наружному торцу цапфы. В воронке крепится
контрольное сито 7, которое закрывается кожухом 8 для пред-
отвращения распыления материала и подсосов наружного
воздуха в аспирационную систему мельниц.

Разгрузочная часть мельницы с центральным приводом и
периферийной разгрузкой (рис. 48) по своей конструкции от-

Рис. 48. Разгрузочная часть мельницы с центральным
(приводом и периферийной разгрузкой материала

личается от днищ мельниц с центральной разгрузкой. Между
внутренней поверхностью днища 1 и разгрузочной решеткой 2
образуется свободное кольцевое пространство.

В стенках днища имеются овальные отверстия 3, через ко-
торые из мельницы выходит готовый продукт.

Разгрузочный конец мельницы вместе с ситом заключен
в металлический кожух — аспирационную коробку. Зазор меж-
ду неподвижным кожухом и вращающимися частями мельни-
цы в местах сочленения во избежание пылевыделения в поме-
щение цеха и подсоса наружного воздуха в аспирационную
систему уплотняется. Верхняя часть аспирационной коробки
соединяется с вытяжной трубой аспирационной системы мель-
ницы.
В мельницах 2,6X13 м, предназначенных для помола клин-
кера, в последней камере иногда устанавливают радиальные
перегородки (рис. 49). При .наличии таких 'перегородок сни-
жается расход энергии на помол, одновременно уменьшается
и производительность мельницы. Поэто-

Рис. 49. Специальная
перегородка последней
камеры

му на многих заводах радиальные пере-
городки из мельниц удаляют.

Трубная мельница 3,2X15 м с цент-
ральным приводом также имеет сварной
барабан. Днища — литые с полыми цап-
фами, опирающимися на два подшипника
скольжения. Редуктор трехступенчатый
соединен валом с муфтой полой цапфы
заднего днища. Барабан мельницы раз-
делен на две камеры. Первая камера
грубого измельчения загружается шара-
ми разной величины. Вес шаровой за-
грузки первой камеры 78 т. Вторая ка-
мера тонкого помола загружается циль-
пебсом весом 62 т.

В камере с шаровой загрузкой установлена .конусная бро-
нефутеровка, обеспечивающая желательную .классификацию ме-
лющих тел по длине камеры, в результате чего производитель-
ность мельницы повышается. Мельницы размером 3,2X15 м
работают по открытому и замкнутому циклам.

В настоящее время разрабатываются конструкции помоль-
ного оборудования, которое должно ‘быть внедрено на вновь
строящихся и реконструируемых цементных заводах в составе
технологических линий производительностью 75 и 127 т/ч по
клинкеру. Для этих технологических линий создаются цемент-
ные и сырьевые трубные мельницы размерами 4X13,5 м и
4,5X16 м. Производительность этих мельниц по сухому сырью
составляет соответственно 130 и 250 т/ч, а по цементу при ра-
боте их по замкнутому циклу 92 и 160 т/ч.

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 мель-
ницы в отечественной цементной промышленности не применя-
ют.

В горнорудной промышленности стержневые мельницы ис-
пользуют много лет для подготовки обогащаемых горных пород
к окончательному помолу в шаровых мельницах. При этом
было доказано, что в стержневых мельницах можно размалы-
вать материал до прохождения его через сита с размером от-
верстий 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 вал-
ковые мельницы конструкции Леше. Мельницы этой кон-
струкции работают в замкнутом цикле с сепараторами. В них
совмещен помол с одновременной сушкой при влажности ма-
териала 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- Та-
релка и валки заключены в
металлический кожух. Мате-
риал попадает через специаль-
ное боковое отверстие на та-
релку и затем вовлекается под
валки. Измельчение происхо-
дит в основном раздавлива-
нием и частично истиранием.
Через кольцевой канал, раз-
мещенный вокруг тарелки, в
мельницу подается холодный
или горячий воздух. Воздуш-
ный поток увлекает размоло-
тый материал из мельницы че-
рез разгрузочную трубу в
верхней части кожуха. Круп-
ные фракции материала, вы-
деленные сепаратором, воз-
вращаются в мельницу. Сепа-
ратор может быть встроен в вс
несен из мельницы.

Рис. 50. Мельница конструкции
Леше

части кожуха или же вы-

Производительность мельницы конструкции Леше зависит
от размера катков, скорости вращения тарелки, степени за-
грузки 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 мель-
ницах 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 производ-
ства при помоле сырьевых материалов.
На цементных заводах Европы эксплуатируются также
кольцевые валковые мельницы фирмы «Берц», «Пфей-
фер» и кольцевые шаровые мельницы фирмы «Фуллер—
Петерс».

Производительность кольцевых валковых мельниц «Берц»
(рис. 51) составляет 90 т/ч. Давление валков в этих мельни-
цах достигает 200 т. От-
личаются они тем, что в
них отсутствует рычаж-
ная система и пружины
непосредственно воздей-
ствуют на валки, что ис-
ключает удары по кожуху
мельницы. Зазоры меж-
ду тремя размалывающи-
ми валками в процессе
помола поддерживаются
постоянными. Усилие пе-
редается валками через
сменное нажимное коль-
цо. Эта система передачи
усилия снимает нагрузки
не только с кожуха мель-
ницы, но и со всех болто-
✓ вых и анкерных соедине-
ний. Сжатие пружин осу-
Рис. 51. Кольцевая	валковая мельница ществляется гидравли-

фирмы «Берц»	ческими цилиндрами и

может регулироваться.
Горячий газ или циркуляционный воздух подается в
мельницу через сопла. Продукт помола подхватывается по-
током воздуха или газа и подается в классификатор лопастного
типа, расположенный в верхней части мельницы. На кожухе
мельницы могут быть также установлены воздушные сепарато-
ры любых конструкций. Сконструирован специальный пластин-
чатый сепаратор, позволяющий получить любой продукт помо-
ла. В мельницах данного типа предусмотрена возможность сов-
мещения 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 на-
садки валки шарнирно прикреплены к нажимному кольцу.

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

Сырье подается на середину нижнего кольца и центробеж-
ной силой направляется под шары. Продукт помола подхваты-

Рис. 52. Кольцевая шаровая мельница
фирмы «Фуллер — Петерс»

вается воздушным пото-
ком, проходит сепаратор
и выносится из мельни-
цы.

Мельницы эти приме-
няют для помола мягких
пород, так как при из-
мельчении твердых мате-
риалов мелющие тела
быстро изнашиваются. В
цементной промышленно-
сти их используют для
помола цементного сырья
и угля. Влажность мате-
риалов, поступающих в
мельницу, допускается:
для угля — до 25°/о, для
цементного сырья — до
15—18%. Удельный рас-
ход электроэнергии при
помоле мергеля средней
твердости и влажности
8% ДО остатка на сите
№ 008 12% составляет
12 квт-ч! т, 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 производи-
тельностью и используются главным образом для домола це-
мента с целью повышения его качества. Их применяют на же-
лезобетонных заводах при производстве местных вяжущих ма-
териалов, измельчении минеральных красок.

Мельницы этого типа изготовляются объемом от 10 до
4000 дм&. 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 матери-
ала в мельницах этого типа осуществляется путем удара из-
мельчаемых 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

Рис. 53. Гравитационная мельница

подъему размалываемых
кусков на большую высоту.
К внутренним поверхностям
торцовых стенок мельницы
приварены стальные плиты-
отражатели (2) зубчатой
формы. Часть кусков мате-
риала при падении ударяет-
ся о плиты-отражатели и
частично разрушается, дви,-

жение других кусков в ре-
зультате удара о плиты из-

меняется и увеличивается

число столкновений. Частично измельчение происходит за счет

трения материала о стенки мельницы и в слоях самого материа-
ла. Диаметр действующих .мельниц постигает 9 м при малом
отношении длины к диаметру — 0,31—0,32. Мельница вращается
с большой скоростью.

Обязательным условием производительной работы гравита-
ционной мельницы является определенное соотношение между
относительно крупными кусками материала и мелочью, содер-
жащимися 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 мате-
риала может достигать 10—12%.

Для тонкого помола материалов применяются также цен-
тробежные мельницы, в которых происходит самоизмельче-
ние частиц (без мелющих тел). Мельницы этого типа работают
в замкнутом цикле при разрежении внутри полости. Скорость
вращения чаши достигает 1450—2440 об]мин, производитель-
ность— 50—100 кг 1ч [19].

В мельницах струйного помола (рис. 54) измельчение
твердых материалов происходит без мелющих тел. В них ис-
пользуется принцип самоизмельчения, когда роль мелющих тел
выполняют куски или частицы самого измельчаемого материа-
ла. Измельчение в струйных мельницах основано на соударе-
нии 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 раз-
гонных трубок и камеры измельчения можно изготовлять или
футеровать из высокопрочных керамических материалов, износ
которых весьма незначителен.

Рис. 54. Схема струйной мельницы с
мерой

противоточной помольной ка-

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 оте-
чественной конструкции, разработанной во ВНИИНСМ, враща-
ется с определенной скоростью ротор 6, состоящий из отдель-
ных колосников. При вращении ротора сепаратора зерна мате-
риала определенной крупности отбрасываются к стенкам клас-
сификатора 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 регулирует-
ся скоростью вращения ротора сепаратора. Цемент струйного
помола отличается от цементов, размолотых в шаровых мель-
ницах, высокой дисперсностью. По зерновому составу он ха-
рактеризуется узким диапазоном фракций. Цемент с удельной
поверхностью 5 = 2500 слт2/г в основном состоит из фракций ми-
нус 40 мк, цемент с удельной поверхностью 5 = 4000 сл12/г и вы-
ше— из фракций минус 30 мк.

3. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

В цементной промышленности применяют различные схемы
измельчения сырьевых материалов, предусматривающие ис-
пользование помольного оборудования разных типоразмеров.
Различают помол по замкнутому и открытому циклу, по мокро-
му и сухому способу, а также помол с одновременной сушкой
материала в мельнице.

Установлено, что качественный цементный клинкер получа-
ется при обжиге во вращающихся печах сырьевой смеси, не со-
держащей частиц крупнее 0,1 мм и с небольшим содержанием
очень мелких фракций. Этого и добиваются, совершенствуя
схемы и способы помола исходных сырьевых материалов. Тон-
кое измельчение сырья осуществляют в мельницах, работаю-
щих по открытому или замкнутому циклу. Преимущественно
используют схему открытого цикла. По этой схеме дробленый
материал из бункеров подается объемными или весовыми до-
заторами (питателями) в мельницу и после измельчения в ви-
де шлама (при мокром способе производства) или в виде тон-
кодисперсного порошка — сырьевой муки (при сухом способе
производства)—выходит из мельницы в зависимости от ее
конструкции через выходную цапфу либо через отверстия, рас-
положенные по периметру выходного днища мельницы.

Мокрый способ помола. По мокрому способу помола измель-
чают обычно сырьевые материалы, обладающие высокой есте-
ственной влажностью, мягкие и легко диспергируемые водой.
При этом в зависимости от свойств сырьевых материалов, в
первую очередь от твердости, влажности, сопротивления размо-
лу, некоторые из них предварительно подвергают размучива-
нию в болтушках. Так, в болтушки подают вязкие, мягкие по-
роды цементного сырья (мел, глину, мергелистый мел и др),
причем пульпа из болтушек содержит значительный процент
крупных фракций. Твердые же сырьевые материалы (известняк,
мергели и др.) направляют непосредственно в трубные мельни-
цы.

В табл. 30 приведена техническая характеристика сырьевых
трубных мельниц, применяемых на отечественных цементных
заводах, работающих по мокрому способу.

Следует при этом отметить, что схема помола в открытом
цикле имеет ряд недостатков: в частности, относительно высок
удельный расход электроэнергии (20—25 квт-ч!т). К недостат-

ке
Техническая характеристика трубных мельниц для мокрого помола сырьевых материалов

* На мягких породах.

Включая электродвигатель и редуктор.
кам сырьевой трубной мельницы следует отнести наличие в го-
товом продукте крупных недомолотых частиц.

При помоле твердого сырья (известняки и некоторые мерге
ли) по схеме однократного прохождения материала в ряде слу-
чаев возможен выход гальки, что нарушает нормальную работу
центробежных насосов. Засоряются задвижки, желоба и приям-
ки. Галька, осаждаясь в горизонтальных шламбассейнах, при
води;' к остановке мешалок, а при осаждении в вертикальных
шламбассейнах к тому же снижает полезный объем бассейна.

Шлам, полученный из твердых пород в многокамерных
мельницах, работающих в открытом цикле по схеме однократ-
ного прохождения материала, содержит также больгпое коли-
чество псреизмельченных частиц. Объясняется это тем, что ма-
териал, размолотый в первой камере мельницы, уже. содержит
частицы требуемой тонкости, которые в дальнейшем, проходя
последующие камеры, переизмельчаются. В частности, отмеча-
ется, что при помоле новороссийских мергелей в первой камере
мельниц содержится около 70% частиц размером менее 0,08 мм.

Присутствие переизмельченных частиц материала в мельни-
це приводит к снижению эффективности процесса измельчения.

Приведенные в табл. 31 результаты технологических испы-
таний ряда сырьевых трубных мельниц свидетельствуют о том,
что эффективность измельчения в них в немалой степени зави-
сит от количества и размеров мелющих тел, а также от соот-
ношения между длиной отдельных камер.

При мокром помоле сырья в мельницах для удаления из
шлама крупных зерен материала стали применять различные
классифицирующие устройства, работающие в замкнутом цик-
ле.

Измельчение сырья по замкнутому циклу с классификато-
рами широко применяется при размоле руд в отечественной
горнообогатительной промышленности и при размоле углей в
энергетической промышленности.

В мельницах, работающих по замкнутому циклу с класси-
фикаторами, тонкие частицы, образовавшиеся в первой камере,
не поступают во вторую, а удаляются, другая же, неизмельчен-
ная часть материала вторично направляется в мельницу на до-
измельчение. При работе по такой схеме исключается как пе-
реизмельчение материала, так и выход крупных фракций.

Практика других отраслей промышленности показывает, что
при размоле сырья по замкнутому циклу с классификаторами
может быть достигнуто значительное повышение производи-
тельности мельниц.

На рис. 55 представлена наиболее простая схема мокрого
помола в замкнутом цикле с применением в качестве класси-
фицирующего устройства вибрационного сита. По этой схеме
поступающий из многокамерной мельницы шлам подается на
вибросито. Крупные зерна, не проходящие через сито, возвра-
Показатели работы сырьевых трубных мельниц

СО

ГО

S
«=;
\о
го

Н

I телами		го  а>  ЗЕ го			0,32		сч о			см о			0,27			0,26		0,28
ж ЗЕ X  2 ч о ЗЕ  2 ЕГ X  X  <у ЗЕ  ГО X		X  •—< —	apni  В Т	-36,5*	ОО	-46,3	см	>46,5		см	о—46,2		СМ	ю  7		ОО	-71,4	19,4
		го  <и  ЗЕ	3  к”	Всего	0,2	|	Всего-	0,29	|	Всегс		0,29	|	Всег		0,29 I	Всегс		0,26	|	Всего	0,27 I
т  го СП		S	ь  м  1		6,7		13,2			13,5			13,2			СО		О
Тип между - камерных перегородок					' Одинарные		Двойные			Л			Л			Одинарные		й
Число			камер				со			со			СО			СО		СО
Число оборотов мельницы			X X ЗЕ  га		23		20,8			20,8			20,8			20,5		20,5
	ры мель-	Ц В Л	длина		10,5		СО			СО			—			СО		СО
	о S т го D.	X X	го н" X ч ЗЕ		О)		2,2			2,2			2,2			2,6		2,6
Завод, размалываемый материал					Кричевский; мело-глиняный шлам		Стерлитамакский; известняк • - • 1		Тимлюйский; известняк + глиня- ный шлам				S  4  * ЕЙ  X  CL С ГО X  »s S  g о X	няный шлам			Ангарский; мраморовндный извест- няк 67 %, зола 22 %, огарки 11 %			«Октябрь»; мергель	
Продолжение табл. 31 (по горизонтали)

Завод, размалываемый материал	Загрузка мельницы мелющи- ми телами				тельность матерна-	Тонкость по- мола по ос- татку на ситах		И	эсть в мм	установ- ектродвн-  вт	расход ргии в	Удельная производи - тельность	
	III камера		IV камера										
	цильпебс				s			н	Z о	Ог>И	о aS s 3 й		
	в т	Кз	в т	*3	ПрОИЗЕ по сух< лу в m	№ 020	№ 008	X £ га ч CQ	<и  га  Qi	Мощно ленноп гателя	Удельн электр< квт-чГ	в т]м? объе-  ма	в т/т мелю- щих тел
Кричевский; мело-глиняный шлам	7,4	0,3	14,4	0,38	36	1,9	6,2	41	47,5	400	11	1,26	0,98
Стерлитамакский; известняк ....	21	0,1?	—	—	21	0,3	6,5	—	65,5	500	21	0,49	0,47
Тимлюйский; известняк + глиняный шлам		21	0,14	-' —	—	26,52	0,01	7,46	33,3	72	525	18	0,60	0,57
Ново-Троицкий; известняк + глиня- ный шлам		21	0,19	—	—	28,5	1,85	8,56	35,3	__	520	17	0,65	0,62
Ангарский; мраморовидный извест- няк 67 %, зола 22 %, огарки 11%. .	41	0,27	—		23,3		э»	6,9	34,5	—	850	32	0,39	0,31
«Октябрь»; мергель		33	0,29	—	—	31,6	3,08	12,1	36,13	56,4	850	24	0,53	0,44

* Общий итог относится ко всем четырем камерам.

Продолжение табл. 31

'Завод, размалываемый материал		Размеры мельниц в м		Число оборотов	Число	Тип между- камерных пе-	Загрузка мельницы мелющими телами			
							I камера		11 камера	
				мельницы в минуту		регородок	шары			
		диа- метр	длина				в т	Кз	в т	*3
Магнитогорский; няный шлам . . .	известняк +гли-	2,6	13	20,5	3	Одинарные	20	Been  0,29	>—74  16	0,30
Карагандинский; нистые сланцы . .	известняк 4- гли-	2,6	13	20,5	3	»	19	Всегс  0,32	>—70  19	0,29
Карагандинский; нистые сланцы . .	известняк +гли-	2,6	13	20,5	3	»	17	Всегс  0,28	>—81  19	0,29
								Всего	-75,5	
Стерлитамакский;	известняк . . .	2,6	13	19,7	3	»	15	0,22	1 23,5	0,25
Кувасайский; известняк +глини- стые сланцы 			2,6	13	20	2	»	34	Всего  0,27	-78  44	0,32
Чернореченский; нистые сланцы . .	известняк + гли-	3	14	18,5	3	»	23,8	Всего—  0,27 |	-117,3  29	0,28
Чернореченский; нистые сланцы . .	известняк —гли-	3	14	17	2	»	49	Всего  0,28 |	-112  63	0,3
Продолжение табл. 31 (по горизонтали ')

Удельная производи- тельность				в т/т мелю- щих тел	О			0,46	0,4	0,63	0,5		со кО  □О
				1  в т/лс3  объе-  ма	0,57		с	0,61	0,5	0,84	0,67		
ifo-wex н и и j бэи eodxw air е гохэвб И1чнч1гаг^						сч	S			1	1		1
wey н KiraxBJHHV  -odiMaire ojohhoit  -ооивьэЛ члэонТпоу^						850	с а	850	850	940	1600		1600 1
VtVt		чдэоиэЕмадэВс]				1	с	78—89	1	О	1		1
% 0 Ч1ЭОНЖВ1ГН						39,5	1Г  ОС  Г-	ОО  СО	33,37	ОО со	со СО		СО со
о 5		и X  . х  >> л		№ 008		8,6	О	о	9,38	5,8	10,1		9,6 1
	: о ь I : 5 я о .оу			№ 020		6Г0	CN	СО		0,65	0,2	1		1
hfi 0 Air  -еи(1эхеи ЛиохАэ он Ч1ЭОИЧ1ГЭ1ИГО0£ИОС1п						ю со	С о	в— со	30,5	О	58,6		59,31
		<d S		к"	1	1			1	1	1	1	1					
ельницы телами			ю  CD	Е	1			1	1	1	1	1					
S а d « >•£	Г	«  со S	е  «=: X Д'	СО к		0,26	СО	СО		0,35	1	0,3		1
л со		и		Ь-  Е		ОО со	сч  СО	to	СО	1	64,5		1
Завод, размалываемый материал					Магнитогорский; известняк + гли- няный шлам	•	. .		Карагандинский; известняк + гли- нистые сланцы 		Карагандинский; известняк + гли- нистые сланцы 		Стерлитамакский; известняк . . .	Кувасайский; известняк + глини- стые сланцы				Чернореченский; известняк -{-гли- нистые сланцы		Чернореченский; известняк 4- гли-	нистые сланцы	

щаются на домол в мельницу, а подситные фракции материа-
ла направляются в шламбассейн.

В США в первых схемах измельчения сырьевых материалов
по замкнутому циклу были предусмотрены реечные и реечпо-

Рис. 55. Схема помола шлама по замкнутому циклу с
применением вибросита

1 — разделительные перегородки; 2 — выгрузочное отверстие

чашевые классификаторы. Хотя их применение позволило по-
высить производительность мельниц и снизить расход электро-
энергии на измельчение, однако такие устройства работают
при высокой влажности шлама (до 80—85%). а это вызывает
необходимость установки сгустителей шлама, специальных
фильтров и коагуляторов. Из-за сложности и громоздкости этой
схемы помола реечные и реечно-чашевые классификаторы не
получили большого распространения в цементной промышлен-
ности.

Были сделаны попытки применять в качестве классифика-
торов гидроциклоны (рис. 56), принцип действия которых осно-
ван на использовании центробежной силы. Предполагалось,

Рис. 56. Схема приготовления шлама в многокамерной
мельнице в замкнутом цикле с гидроциклоном

1 разделительные перегородки; 2 — выгрузочное отверстие

3 — классификатор (гидроциклон)

что гидроциклоны смогут хорошо работать по замкнутому цик-
лу с мельницами и что при этом не придется сильно повышать
влажность шлама. Однако результаты их испытания оказались
неудовлетворительными.

При работе мельниц в замкнутом цикле с гидросепаратора-
ми (гидроциклонами) требуется увеличение влажности посту-
пающего на классификацию шлама до 50—60%, а готовый про-
дукт получается еще более влажным, чем исходный шлам.
Одним из более эффективных аппаратов этого типа является
центриклон, классификация в котором достигается за счет дей-
ствия лопастного ротора, вращающегося со скоростью 25 —
30 м)сек. Центриклон может работать на шламах нормальной
влажности.

Гидрсциклоны к сырьевым мельницам устанавливались на
заводах Белгородском, Ново-Амвросиевском, «Большевик».
Однако из-за того, что эффективная работа гидроциклонов свя-
зана со значительным увеличением влажности шлама, а также
из-за повышенного износа этих аппаратов они не получили ши-
рокого применения.

В последнее время на цементных заводах США при мокром
одностадийном измельчении сырья в замкнутом цикле были
применены виброгрохоты. При этом использовали двух- и трех-
камерные трубные мельницы диаметром от 2,4 до 3,35 м н
длиной 9,7—11 м, а в качестве виброгрохотов — плоские на-
клонные односитные виброгрохоты размерами 1220X1520,
1220X1830, 1530X1830 и 1530X2440 мм с механической или
электрической вибрацией. Сетки сит изготовлены из высокока-
чественной износостойкой и нержавеющей проволоки. Приме-
нение виброгрохота в сочетании с мельницей позволило повы-
сить производительность мельницы до 20% при снижении рас-
хода электроэнергии до 15%. Но поскольку перевод мельницы
на эту схему связан с установкой дополнительного оборудова-
ния, что усложняет эксплуатацию действующего оборудования
•помольного цеха, а также, ввиду того, что измельчаемый матери-
ал часто забивает ячейки сетки, при проектировании новых
американских цементных заводов мокрого способа производст-
ва от установки виброгрохотов
отказались.

В 1955—1956 гг. для мок-
рого обогащения цементного
шлама в зарубежной цемент-
ной промышленности (Голлан-
дия, Австралия и Англия) вза-
мен виброгрохота с успехом
начали применять дуговой не-
подвижный грохот.

Дуговой грохот имеет вог-
нутую неподвижную поверх-
ность просева из стальных ко-
лосников клинообразной фор-
мы (рис. 57). Шлам через за-
грузочное отверстие подается
в питательный патрубок по ка-
сательной на решетку грохота
и движется с большой скоро-
стью под действием силы тя-

а — конструкция грохота; б — схема его
работы; 1 — подача шлама; 2 — верти-
кальный канал для шлама; 3 — воздуш-
ная камера; 4 — решетка грохота; 5 —
разгрузка тонких фракций; 6 — разгруз-
жести. Тонкие фракции постепенно проходят через зазоры меж-
ду колосниками, так что толщина слоя шлама на решетке все
время уменьшается.

Подрешеточное пространство грохота разделено на две ка-
меры, в нижнем конце каждой камеры установлен боковой раз-
грузочный патрубок, служащий для разгрузки тонких фракций.
Крупные фракции (надситный продукт) разгружаются через
лоток, установленный в нижнем конце решетки.

Дуговой грохот характеризуется высокой производитель-
ностью, малым износом (из-за отсутствия подвижных частей);
он позволяет осуществлять тонкую классификацию. Из-за вы-
сокой скорости движения шлама максимальный размер ча-
стиц, проходящих через решетку, примерно вдвое меньше вели-
чины зазора между колосниками.

Ширина грохотов (четырех типоразмеров) фирмы «Дорр-
Оливер» находится в пределах 0,3—1,2 м, высота кожуха во
всех случаях составляет 2,1 м. Величина дуги зависит от преде-
лов классификации: при грубой она равна 90°, при тонкой —
270°.

Шлам подается в дуговой грохот под давлением 1,4—-
1,75 атм, мощность электродвигателей шламовых насосов со-
ставляет 18—45 кет. Дуговой грохот работает при нормальной
влажности шлама 32—39%.

При переводе мельниц с открытого на замкнутый цикл с
применением дугового грохота достигается повышение произво-
дительности в среднем на 40—60% (табл. 32). Об этом свиде-
тельствуют данные о работе помольных установок на четырех
предприятиях при помоле открытым циклом и замкнутым с при-
менением дугового грохота. Одновременно создается возмож-
ность уменьшить количество камер в мельнице, а также увели-
чить эффективность работы мелющих тел.

Усовершенствование техники мокрого помола достигнуто
путем применения стержневой мельницы. В США смонтирова-
на установка, состоящая из стержневой и трубной мельниц
[46], работающих последовательно по открытому циклу
(рис. 58). Эта схема обладает тем преимуществом, что обеспе-
чивает лучшее перемешивание известняка и глины, предотвра-
щает переизмельчение материала и попадание крупных зерен
в шлам. При этом значительно сокращается общий расход элек-
троэнергии (до 25%).

Следует отметить, что стержневые мельницы просты по
конструкции; диаметр их достигает 4 м и длина 5,5 м. Диаметр
стержней колеблется в пределах от 45 до 100 мм, а длина их
на 25—55 мм меньше внутренней длины мельницы. Мельницы
наполняются стержнями на 100—200 мм ниже оси, т. е. стерж-
ни занимают 35—40% внутреннего объема мельницы.

Сухой способ помола. При сухом способе производства для
помола сырьевых материалов также часто применяют обычные
Техническая характеристика сырьевых мельниц при помоле
в замкнутом и открытом цикле с дуговыми грохотами

Показатели	Мельницы			
	2,3x12 м	2,2X11,6 м	2,4x12 к	1,9/11 м
Сырьевые материалы ....	Хрупкий из- вестняк с твердыми включения- ми, глина и абразивный котельный шлак	Мягкий, хрупкий из- вестняк, со- держащий свободный кремнезем, и глину	Твердый кристал- лический извест- няк и глина	
Размер мельницы в м ... Ширина зазора между колос-	2,3X12	2,2x11,6	2,1X12	1,9. 11
никами в мм		0,3	0,3	0,3	0,2
Давление шлама в ати . . . Мощность электродвигателя	1,75-1,45	1,4—1,75	1,75	1,4
шламового насоса в кет . . , Влажность шлама в %:	ЗЭ	18	37	44
при открытом цикле . , . „ замкнутом цикле (под-	36,5	—	38	37,5 .
ситный продукт) ....  Производительность уста- новки по сухому материалу в т/ч:	36,7	39	37,5	34,7
при открытом цикле . . .	46	46	31	33,4
„ замкнутом „	...  Повышение производитель-	66	75	72	50
ности в % 		43	63	132	50

трубные мельницы с однократным прохождением материала,
что сопровождается большими затратами электроэнергии, в ча-

Загруз'
на -JI

В шлан-
I* бассейн

Рис. 58. Мельничная установка, состоя-
щая из стержневой и трубной мельниц,
работающих в открытом цикле
/ — переливная стержневая мельница; 2 —труб-
ная мельница; 3 — выгрузочное отверстие

стности из-за значитель-
ного переизмельчения.
Объясняется это тем, что
мелющие шары и брони
обволакиваются влаж-

ным материалом и от-
верстия в межкамерных
перегородках мельниц
забиваются.

В этой связи в цемент-

ном производстве обяза-

тельно подвергаются предварительной подсушке перед помолом:
а) сырьевые материалы (известняк, мергель, глина) при

сухом способе производства до остаточной влажности 1—2%;

б) твердое топливо (каменный уголь, сланцы) до влажности

1,5—6% в зависимости от его вида;
.в) гидравлические добавки — до остаточной влажности 1—
2%.

Для предварительной подсушки высоковлажных сырьевых
материалов, топлива, а также для сушки добавок используют
сушильные барабаны.

Иногда для предварительной подсушки высоковлажных уг-
лей используют трубы-сушилки, в которых влага из материала
удаляется в восходящем потоке горячих газов.

Преимущества труб-суш'илок: простота конструкции, малые
габариты и возможность их изготовления силами завода.

Однако следует иметь в виду, что сопротивление самой
трубы-сушилки обычно составляет 100—150 мм вод. ст., поэто-
му присосы воздуха в газоходы значительно больше, чем у су-
шильных барабанов, сопротивление которых не превышает 15—
20 мм вод. ст. Из-за больших присосов и большого сопротивле-
ния расход энергии на аспирацию труб-сушилок значительно
больше, чем у сушильных барабанов.

В последнее время стали внедрять эффективные помольные
установки, работающие в замкнутом цикле с одновременной
сушкой материалов.

При этом горячий воздух эффективно воздействует на сырь-
евой материал и влага быстро испаряется.

При совмещении процессов помола и сушки в одном агре-
гате значительно снижается расход электроэнергии, упрощает-
ся технологическая схема производства и уменьшаются затра-
ты на строительство сушильных и помольных отделений сырья.
Эта схема сушки и помола не может быть рекомендована при
сырьевой шихте с влажностью выше 8%, так как при этом
вследствие недостаточной сушки сырой материал налипает на
мелющие тела.

В практике цементного производства известны следующие
схемы сушки и помола сырья в трубных мельницах:

сушка с помощью горячего воздуха, пропускаемого через
мельницу;

сушка с помощью горячего воздуха, вводимого в дробилку
или в сепаратор.

В СССР наибольшее распространение получила первая схе-
ма. В этом случае совмещение процессов помола и сушки осу-
ществляется в трубной мельнице с выносными проходными
или центробежными сепараторами, работающей по замкнуто-
му циклу.

На рис. 59 представлена схема установки для совместного
помола и сушки сырья, работающей по замкнутому циклу с
воздушно-проходным сепаратором. По такой схеме работают
сырьевые мельницы на ряде цементных заводов (Кузнецком,
Первомайском и др.).

Сушка сырья по указанной схеме более экономична при ус-
ловии возврата в загрузочную горловину мельницы до 40%
циркулирующего горячего воздуха, слабо насыщенного водя-
ными парами. Удельный расход электроэнергии на этих уста-
новках достигает 30 квт-ч/т. Из них 35% связано с затратами
па рециркуляцию материала и воздуха.

Рис. 59. Схема установки для совместного помола и
душно-проходным сепаратором

1 — мельница; 2 — аэрожелоб; 3 — сепаратор; 4 — циклоп;

6 — электрофильтр; 7 — шнек; 8 — бункер; 9 — тарельчатый
ячейковый питатель; II — шиек

сушки с воз-

5 — вентилятор;
питатель; 10 —

Проходные сепараторы, работающие с проточной циркуля-
цией воздуха, улавливают и осаждают только крупные фрак-
ции материала. Движение воздушного потока в сепараторе до-
стигается за счет разрежения, создаваемого вентилятором, ко-
торый устанавливается отдельно.
Для нормальной работы таких установок необходим опти-
мальный аэродинамический режим движения газов на всех
участках системы. Скорость движения газов должна быть всег-
да выше скорости парения твердых частиц, что исключает их
выпадение из потока; содержание частиц материала не должно
быть выше 1—1,2 кг на 1 кг газовоздушной смеси.

Необходимо также, чтобы скорость газового потока в трубо-
проводах была в пределах 20—25 м]сек до циклона и не менее
16 м/сек после циклона.

Расход тепла на сушку материалов в этих установках со-
ставляет 900—1300 ккол.на 1 кг испаренной влаги в зависимо-

сти от влажности сырья.

Процессы помола и сушки сырьевых материалов в замкну-

том цикле совмещают по
применением трубной
мельницы и выносных
центробежных сепарато-
ров

Мельницы для ука-
занных установок изго-
товляют с камерами
предварительной подсуш-
ки материала. Мельница
имеет две помольные ка-
меры. Материал разгру-
жается через разгрузоч-
ное устройство в средней
части корпуса или в кон-
це мельницы.

Предварительно дроб-

схеме, изображенной на рис. 60, с

Рис. 60. Схема помольно-сушильной уста-
новки с центробежным сепаратором

1 — мельница; 2 — сепараторы; 3 — элеватор; 4 --
пневматические желоба; 5 — циклон первой ста-
дии; 6 — циклон второй стадии очистки; 7 —
электрофильтр; 8 — вентилятор; 9 — тарельчатый
питатель; 10 — бункер; 11 — распределительные
клапаны; 12 — ячейковые затворы; 13 — дрос-
сельные клапаны

леная сырьевая смесь по-
ступает через загрузоч-

ную воронку в сушиль-
ную камеру предвари-
тельной подсушки, рас-
пределяется в ней раз-
брасывающими лопастя-

ми и подсушивается по-

током горячих газов до определенной влажности, обеспечиваю-
щей помол материала в следующих камерах с окончательной
досушкой. Горячие газы поступают из специально установлен-
ной топки.

Из камеры подсушки материал направляющими лопастями
перегружается в первую размольную камеру, заполненную ме-
лющими шарами. Пройдя эту камеру, материал выгружается
через центральное разгрузочное устройство в корпусе мельницы
и затем ковшовым элеватором и системой аэрожелобов подает-
ся в два центробежных сепаратора. В сепараторах продукт по-
мола разделяется на фракции: мелкая фракция (готовый про-
дукт) поступает в сырьевые силосы; а крупная — во вторую
размольную камеру мельницы, заполненную мелкими шарами
или цильпебсом. Пройдя эту камеру, материал через централь-
ное выгрузочное устройство поступает в элеваторы, смешивает-
ся с материалом, поступившим из первой камеры, и направля-
ется в сепараторы.

Рабочая производительность такой установки характеризу-
ется двумя основными показателями:

а)	размольной производительностью — количеством исход-
ного сырья, которое в течение часа должно быть размолото до
заданной тонкости помола при оптимальном размольном и
аэродинамическом режимах.

Параметры режима

размер кусков исходного сырья, поступающего в
мельницу ....................................не	выше 25 мм

тонкость помола готовой сырьевой смеси (остаток
на сите № 008)...............................не	выше 10%

влажность исходного сырья, поступающего в мель-
ницу .........................................„	„	8%

влажность готовой сырьевой смеси...............„	„	1 %

б)	сушильной производительностью — количеством исходно-
го сырья, которое может быть высушено в мельнице в течение
часа до заданной конечной влажности при оптимальном тепло-
вом и аэродинамическом режимах.

Параметры режима

температура в системе перед мельницей . . .	400—600°С

„	„	„ за мельницей........... 70—80X2

разрежение в системе перед мельницей . . . 10—20 мм вод. ст.

„	„	„ после мельницы .... 70—90 то же

„ перед мельничным вентилятором . , 200—300	„

В табл. 33 даны показатели работы мельниц для одновре-
менной сушки и помола сырьевых материалов, установленных
на отечественных и зарубежных цементных заводах. ,

На цементных заводах США максимальная крупность кус-
ков исходного сырья, подаваемого в мельницы, обычно находит-
ся в пределах 9—19 мм.

Диаметр мельниц составляет 3,35—4 м, длина — 4,8—5,8—
9,2 м. Мельницы оборудуются одним сепаратором диаметром от
4,3 до 5,5 м. Производительность установки достигает 75 т/ч
при помоле до 15% остатка на сите 0,074 мм. Удельный расход
электроэнергии составляет 17—19 квт-ч]т.

В 1961 г. самой мощной сырьевой трубной мельницей в ми-
ре была мельница размером 3,65X10,4 м, оборудованная двумя
центробежными сепараторами. Производительность этой уста-
новки равна 150 т/ч при помоле до 23% остатка на сите
0,074 мм. В 1963 г. в штате Иллинойс (США) на цементном за-

со

го
а
s
ч
хо

го

Установочная мощность электродвигателей.
воде введены в действие две сырьевые мельницы размером
4x9,8 м каждая с двумя центробежными сепараторами.

В ФРГ и Франции применяются двухкамерные трубные
мельницы диаметром 2,8—3,6 м, производительностью до
100 т/ч. Удельный расход электроэнергии установки составляет
10—12 квт-ч/т при помоле до 10% остатка на сите № 008.

Рис. 01. Схема помола сырья в
замкнутом цикле с подсушкой ма-
териала в дробилке и сепараторе
•-----горячий газ; --------- материал,

4-горячий газ н сырьевая мука; 1 --
сепаратор; 2 — фильтр; 3 — молотковая
дробилка; 4 — топка; 5 — мельница

В зарубежной цементной
промышленности применяется
также способ одновременной
сушки и помола сырья с вво-
дом горячих газов в сепаратор
и дробилку. Основное преиму-
щество этого способа заклю-
чается в том, что в мельницу
поступает уже высушенное
сырье, которое лучше разма-
лывается. Материал вначале
дробится и подсушивается в
молотковой дробилке и затем
направляется в сепараторы.

Важным фактором нор-
мальной работы таких устано-
вок (рис. 61) является поддер-
жание стабильной температу-

ры сырьевого материала, по-
ступающего в мельницу, в пределах 70°С- При этом предотвра-
щается переизмельчение мелких частиц и повышается произ-
водительность установки. В табл. 34 представлены показатели
работы указанных установок.

Таблица 34

Показатели работы помольных установок с одновременной сушкой материала
в сепараторах и дробилках

Размер мель- ницы в м	Производитель- ность в т/ч	Общая требуемая мощность в кет	Удельный расход электроэнергии всей установкой в квт-ч/т	Тонкость помола (остаток на сите № 008)
2,6X7,75	68	690	10	10
2,8X4,5	35	615	17	15
3,2X4,5	50	830	16	15
3,2X5	65	725	11,1	И
3,55X5,18	67	850	12	10

Применяются также установки, в которых совмещены про-
цессы мелкого дробления и сушки. Схема показана на рис. 62.
Установка состоит из ударно-отражательной (или молотковой)
дробилки, двухкамерной трубной мельницы, центробежного или
проходного сепараторов и транспортного оборудования.
Сушильно-дробильным агрегатом служит малогабаритная
ударно-отражательная дробилка.

В нее вводится горячий воздух из специальной топки или от-
ходящие печные газы. Быстровращающийся ротор с укреплен-
ными на нем билами сооб-
щает газовому потоку тур-
булентное и пульсирующее
движение, увеличивая этим
контакт его с материалом и
обеспечивая интенсивную
сушку.

Влажность загружаемо-
го материала может дости-
гать 12°/о, остаточная влаж-
ность готового продукта
0,2—1°/о. Удельный расход
тепла на сушку и темпера-
тура сушильного агента в
зависимости от начальной
и остаточной влажности со-
ставляют соответственно
1100—1240 ккал/кг влаги и
280—700°С, содержание
фракций размером до
90 мк — 20—33%.

В табл. 35 приведена краткая техническая характеристика
таких дробильно-сушильных агрегатов.

Рис. 62. Схема установки для дробле-
ния, сушки и помола сырья по замкну-
тому циклу

/ — ударно-отражательная дробилка, рабо-
тающая с совмещением процессов мелкого
дробления и сушки; 2 — классификатор; 3 —
бункер; 4— ленточный транспортер; 5—топ-
ка; 6 — двухкамерная мельница; 7 — центро-
бежный сепаратор; 8 — ковшовый элеватор;

9 — аэрожелоб; 10 — пылеуловитель; 11 — тон-
кие фракции из сепаратора; 12 — крупные
фракции из сепаратора

Таблица 35

Техническая характеристика ударно-отражательиых дробилок конструкции
Андреаса, в которых совмещены процессы мелкого дробления и сушки

Показатели	Дробнлкн			
	АРТ-3	АРТ-4	АРТ-4 Вг	АРТ-4/80
Длина в мм ...........	3000	3500	5 000	5 500
Ширина „			3500	4000	5 000	6 000
Высота „			6000	9000	10 000	11 000
Влагосъем в кг/ч		1500	3500	4 500	6 000
Производительность по сухому ма- териалу в т/ч		 .	17	40	55	80
Удельный расход электроэнергии в квт-ч/т 		1,3	1,3	1.2	1,2

Установка, работающая по другой схеме (рис. 63), включа-
ет молотковую дробилку, расположенную перед мельницей. Су-
шильный агент одновременно подается в дробилку и в сепара-
тор. Питание помольной установки осуществляется через сепа-
ка на сите № 008, исходной
сти 0,8%. Удельный расход

Рис. 63. Технологическая схема уста-
новки для дробления, сушки и помо-
ла сырья по замкнутому циклу

1 — молотковая дробилка, работающая с сов-
мещением процессов мелкого дробления и
сушки; 2 — топка; 3 — ковшовый элеватор:
4 — центробежный сепаратор; 5 — двухкамер-
ная мельница; 6 — загрузка материала; 7 —
тонкие фракции из сепаратора; 8 — крупные
фракции из сепаратора; 9 — сушильный
агент; 10 — отходящий воздух

ратор. Крупные фракции из сепаратора поступают одновремен-
но в обе камеры мельницы.

Установка оборудована двумя сепараторами. Производи-
тельность такой установки 90 т/ч при помоле до 8—10% остат-
)сти 4,8%, конечной влажно-
)энергии 9,3 квт-ч/т.

На отечественных це-
ментных заводах при помо-
ле материалов по сухому
способу в качестве класси-
фикаторов применяют цент-
робежные и проходные се-
параторы.

Появляются и новые ус-
тановки, где используют
валковые мельницы- Общее
давление на размалывае-
мый материал в них — до
200 т. Они приспособлены
для совместного помола и
сущки сырьевых материа-
лов влажностью до 15—
18%.

Возможная тонкость по-
мола — от 6 до 30% остатка
на сите № 008 в зависимо-
сти от свойств размалывае-

мого материала при производительности мельницы от 45 до
90—100 т/ч.

При помоле известкового мергеля средней твердости влаж-
ностью около 8% до тонкости помола, характеризуемой 12%
остатка на сите № 008, общий расход электроэнергии составля-
ет для мельниц средней величины (диаметр чаши до 1400 мм)
около 12 квт-ч/т. Мельницы больших размеров расходуют око-
ло 10 квт-ч/т.

Валковые мельницы работают как сушильно-помольные аг-
регаты с проточной циркуляцией горячих газов, имеющих тем-
пературу до 550°С.

В валковые мельницы подается дробленый материал с вели-
чиной не более 0,25 диаметра валков, что для больших сырье-
вых мельниц соответствует максимальной величине кусков
60 мм.

Таким образом, с развитием техники сухого помола сырья
в цементной промышленности продолжают все шире приме-
няться высокопроизводительные мельницы, работающие в за-
мкнутом цикле с сепараторами, совмещение процессов помола,
мелкого дробления и сушки и упрощение схем помола.
4.	ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Измельчение твердого технологического топлива в порошко-
образное форсуночное — трудоемкая операция. Обычно перед
тонким измельчением осуществляется предварительное дробле-
ние углей, горючего сланца или коксовой мелочи в быстроход-
ных молотковых дробилках до кусков размером 8—10 мм.

Для тонкого измельчения твердого топлива на старых заво-
дах применяют трубные мельницы небольших размеров, рабо-
тающие в открытом и замкнутом циклах; при замкнутом цикле
предотвращается возможность попадания в печь частиц твердо-
го топлива крупнее определенного размера.

Нормальной тонкостью помола угля следует считать такую,
при которой обеспечиваются хорошие условия сжигания уголь-
ной пыли во вращающихся печах при одновременном достиже-
нии оптимальной производительности угольных мельниц. Нор-
мальная работа вращающихся печей возможна при подаче в
них топлива, размолотого до тонкости помола 10—18% остатка
па сите № 008 в зависимости от вида топлива.

Основными факторами, определяющими необходимую тон-
кость помола угля, являются:

1)	теплотехническая характеристика топлива, характеризуе-
мая в основном содержанием золы и выходом летучих: чем
больше выход летучих в топливе и меньше его зольность, тем
грубее может быть его помол.

Нормальная тонкость помола угля в зависимости от выхода
летучих ориентировочно может быть определена из уравнения:

/?80 = 0,6Ур,

тде Кр —содержание летучих в рабочем топливе;

2)	качество угольной пыли, характеризуемое соотношением
остатков на тонких и грубых ситах.

Крупность дробления существенно влияет на процесс размо-
ла угля, сушку его в сушильно-помольной системе и надеж-
ность работы установки. Повышенная крупность топлива сни-
жает производительность мельницы, повышает расход электро-
энергии и увеличивает износ мелющих тел. Рекомендуются сле-
дующие показатели гранулометрического состава дробленого
топлива, поступающего на помол:

остаток на сите 5 мм...................................20%

, . 10 „ ........................................5%

Максимальный размер куска...................не	более 15 мм.

Для одновременной сушки и помола твердого топлива влаж-
ностью 10—15% в цементной промышленности применяют се-
параторные шаровые барабанные мельницы (табл. 36). При
влажности материала более 10—15% прибегают к предвари-
тельной подсушке его в сушильных барабанах.

Шаровая барабанная мельница, в которой одновре1Мспно
Техническая характеристика сепараторных шаровых мельниц
для одновременной сушки и помола твердого топлива

Показатели	За вод-изготовитель и тип мельниц					
	ШБМ 207/265	ШБМ  250/390	ШБМ 287/470	.Це- мент- анла- ген- бау“	им. Тельмана	
Диаметр мельницы в м .	2,07	2,5	2,87	2	2,8	3
Длина	„	„ „ .  Размер кусков сырого	2,65	3,9	4,7	5,2	5,5	6,5
угля в мм 	  Допустимая влажность сырого угла в %	  Тонкость помола, оста-	До 60  10—12	До 60  10—12	До 60  10—12	0—20  10-20	0-20	0-20
ток на сите № 008 в % . .  Влажность готового уголь-	10-12	10-12	10-12	10—12	10—12  10-12	15 10—12
ного порошка в %	....  Производительность мель-	1	1	1	1	1	2
ницы в т/ч		4	10	16	5	16-18	27-30
Требуемая мощность в кет Вес мельницы с мелющи-	155	380	500	ПО	365	630
ми телами в т		40,5	77,8	87	39,5	98,7	125,7

происходят сушка и помол угля, весьма надежна в работе при
размоле твердых углей и может давать большую производи-
тельность. Так, для размола твердых углей ЦКТИ разработал
два типа барабанных шаровых мельниц ШБМ-380/640 и
ШБМ-400/800 с часовой производительностью по АШ 32 и 50 т.
Мельницы с прямым приводом роликов от фрикционной пере-
дачи не имеют редуктора. В этих мельницах можно применять
сушильный агент с высокой температурой.

Горячие газы, необходимые для сушки топлива в шаровой
барабанной мельнице (рис. 64), поступают или из топки су-
шильного барабана через отдельный газоход, или из специаль-
ной топки.

Регулирование температуры и скорости сушильного агента
в зависимости от изменяющихся количества и влажности по-
ступающего в мельницу материала можно осуществлять при-
садкой холодного воздуха в трубопровод перед мельницей.

При сушке маловлажных углей газовоздушная смесь не на-
сыщается парами воды до предела и содержит значительное ко-
личество тепла, которое целесообразно использовать путем воз-
врата в мельницу (рециркуляция). Для создания высоких ско-
ростей в трубопроводах при значительном насыщении парами
применяется поддув, т. е. возврат газовоздушной смеси в тру-
бопроводы за мельницей.

Шаровые угольные мельницы работают в замкнутом цикле
с центробежными или воздушно-проходными сепараторами.
I---QSSZ —J

Рис. 64. Шаровая барабанная угольная мельница
Схема сепараторной мельницы с проходным сепаратором
для помола твердого топлива с одновременной сушкой пред-
ставлена на рис. 65.

В такой мельнице осуществляются подсушка и помол угля

различных марок или смеси

Рис. 65. Схема углепомольной уста-
новки

1 — шаровая мельница; 2 — проходной се-
ператор; 3 - циклон; 4 — вентилятор с
нагнетанием отработанного сушильного
агента в печную систему н частично на
рециркуляцию в мельницу; 5 — бункер
*гырого угля; 6 — шнек для крупки; 7 —
питатель сырого угля

и с начальной влажностью
до 15%. Мельница, сепаратор,
циклон и мощный 'Вентилятор
последовательно соединены
между собой воздухопроводом.
При работе вентилятора во
всей системе создается разре-
жение.

Предварительно раздроб-
ленный влажный уголь посту-
пает в мельницу из бункера че-
рез ее загрузочную цапфу. Сю-
да же подается горячий газ из
топки. Уголь в мельнице подсу-
шивается и измельчается. Из-
мельченные частички из мель-
ницы выносятся потоком воз-
духа по трубопроводу в сепа-
ратор, в ‘котором из углевоз-
душного потока выделяются
крупные зерна угля и направ-
ляются но трубе в мельницу.
Газовый поток со взвешенными
в нем частичками размолотого
угля направляется в циклон,

где угольная пыль осаждается
и затем поступает в бункер. После циклона воздушный поток
вентилятором нагнетается в патрубок дутьевого вентилятора
вращающейся печи.

Шаровые барабанные мельницы с сепараторами выдают
•более равномерный угольный порошок, чем трубные, и поэтому
для них допускается больший остаток на сите № 020.

Рекомендуемая тонкость помола форсуночного угля при раз-
моле его с одновременной сушкой в сепараторной мельнице
приведена в табл. 37.

Мельчайшие фракции пыли, не осевшие в циклонах (при-
мерно 20—25% от веса всей пыли), выносятся из них газовым
потоком и направляются непосредственно во вращающуюся
печь мельничным или печным вентилятором (если мельница
работает на размоле угля в замкнутом .цикле с вращающейся
печью). В данном случае истинная тонкость помола угля, выхо-
дящего из мельницы, может быть определена по формуле: 7? =
—к.п.дц-/?ц где 7?ц—тонкость помола угля, осевшего в циклоне.

Для своевременного выноса пыли из барабана мельницы
Тонкость помола форсуночного угля, получаемого измельчением
в сепараторных мельницах с одновременной сушкой

							
Район месторож-	угля		ть ПО- О ос- на сип * %		угля		о с  Л о4'
деиия	то  то"	5»  8 х	он к ос ола и атку о 008 ।	Район месторождения	то  го	ыход нх в •	О ю  О я  S3
		СО =г	н			CD S’	Ь S

Донецкий	д	29	17—19	Воркутинский	пж	21	12—14
»	г	29	15—17	Кантский	БР	38	22—24
»	пж	23	14—16	Черемховский	Д	34	19—21
»	т	10	6—8	Кивдийский	БР	29	17—19
»	АС	3	1—8	Райчихинский	БР	32	19—21
Кузнецкий	ПС	12	7—9	Сучанский	пж	22	13—15
»	Г	32	19—20	»	Т	10	5—7
»	пск	21	12—14	Артемовский	БР	33	19—21
»	сс	21	12—14	Ткварчельский	пж	22	12—14
»	сс	11	6—8	»	ПП	23	12—14
»	сс	16	9—11	Тквибульский	Г	25	14—16
»	т	8	3-5	Ленгеровский	БР	28	16—18
Карагандин-				Ангренский	БР	23	13—15
ский	пж	22	13—14	Кызыл- Кийский	Б	28	16—18
Подмосковный	БР	25	14—16	Сулюктинский	Б	27	15—17
Уральский	пж	25	14—16				
»	пп	20	11 — 13				
»	БР	20	11 — 13				
»	БР	26	15—17				
»	Г	29	17—19				
»	АР	5	1—8				
»	АР	2	1—8				
»	АР	4	1—8				

поддерживают определенную скорость потока Ve , которую ус-
ловно подсчитывают для свободного сечения барабана:

1000£н	273+ t-.M/ceK,

3600/б \ loc.a 1,285	0,804 /	273

где Вы — размольная производительность мельницы в т/ч;

ft, — сечение барабана в м2;

gi — расход сушильного агента в кг на 1 кг сырого топ-
лива;

Тос.а — удельный вес сушильного агента в кг/м^;

^прс — коэффициент присоса воздуха в пылеприготовитель-
ную установку (0,3);

Ди» — количество испаренной влаги в кг на 1 кг сырого
топлива;

tM—температура сушильного агента на выходе из мель-
ницы в °C.

Для высоковлажных и мягких материалов размольная про-
изводительность мельницы обычно превышает ее сушильную
производительность, а для маловлажных и твердых материа-
Таблица 38

Номинальная производительность шаровых барабанных мельниц и удельные расходы энергии на размол топлива

лов, наоборот, сушильная производительность выше размоль-
ной.

Номинальные показатели размольной производительности
шаровых барабанных мельниц в зависимости от вида размалы-
ваемого топлива при наибольшей допустимой шаровой загрузке
приведены в табл. 38.

При влажности измельчаемого материала, превышающей
5%, нужно проверять сушильную производительность установ-
ки. Сушильную производительность определяют на основании
теплового расчета (баланса). При расчете необходимо учиты-
вать следующие факторы:

а)	допустимую температуру сушильного агента, обеспечива-
ющую надежность установки по условиям взрывобезопасности
и работы подшипников мельницы;

б)	допустимую относительную влажность сушильного аген-
та в конце установки, обеспечивающую хорошую сушку мате-
риала;

в)	рекомендуемые скорости в отдельных элементах мель-
ничной установки;

г)	рекомендуемые количества первичного воздуха, если ус-
тановка работает в замкнутом цикле с вращающейся печью.

Температура сушильного агента на входе в мельницу, чтобы
обеспечить безопасную работу ее подшипников, не должна пре-
вышать 400°С.

В соответствии с правилами взрывобезопасности темпера-
тура сушильного агента на выходе из угольной мельницы для
всех видов топлива с влажностью при поступлении в помоль-
ную установку до 25% не должна превышать 70°С. Нижний
предел температуры на выходе из мельницы определяется от-
носительной влажностью агента, покидающего установку.

Практикой установлено, что для обеспечения хорошего вы-
сушивания материала относительная влажность отходящего
газа не должна превышать 20—25% с тем, чтобы с каждым ку-
бическим метром газа отводилось до 50 г воды.

Рекомендуемые скорости сушильного агента следующие:

а)	в подводящем патрубке мельницы 25—35 м/сек,

б)	в газопроводе от мельницы к сепаратору 18—20 м/сек-,

в)	в газопроводе от сепаратора к циклону 16—22 м/сек.
(верхний предел — для высоковлажных и взрывоопасных уг-
лей);

г)	в газопроводе от циклона к мельничному вентилятору
16—18 м/сек-,

д)	в газопроводе рециркуляции 35—45 м/сек.

5. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ КЛИНКЕРА И ДОБАВОК

Схемы помола клинкера и добавок за последние десяти-
летия претерпели существенные изменения. Вначале в отечест-

ва
венной и зарубежной цементной промышленности применялась
двухстадийная схема помола по открытому циклу; предвари-
тельный помол осуществлялся в оборудованных ситами корот-
ких шаровых мельницах с отношением длины к диаметру 1,5—
1,6, а окончательный помол — в однокамерных или двухкамер-
ных трубных мельницах.

Применявшиеся на некоторых старых цементных заводах
схемы помола в замкнутом цикле с короткими однокамерными
мельницами и центробежными выносными сепараторами
(«Коммунар», «Амвросиевский № 1» и «Красный Октябрь») из-
за низкой производительности (5—7 т!ч), несовершенства кон-
струкции сепараторов и транспортных устройств были замене-
ны единым агрегатом для- предварительного и окончательного
помола — многокамерным^! трубными мельницами открытого
цикла. Эти мельницы, простые по конструкции и в эксплуата-
ции, в основном, и применяются как у нас, так и в Европе.

В настоящее время помол цемента на заводах СССР в ос-
новном осуществляется в многокамерных трубных мельницах
размерами 2,2Х 13, 2,6Х 13 и ЗХ14 м.

Производительность мельниц размером 2,6X13 м при помо-
ле рядового цемента с удельной поверхностью 2500—3200 ся2)г
колеблется в пределах от 20 до 30 т/ч, а мельниц размером
.2.2X13 м — от 14 до 22 т/ч в зависимости от сопротивляемости
материалов размолу, конечной тонкости помола и условий экс-
плуатации.

Известно, что тонкий помол цемента в многокамерных мель-
ницах связан с большими удельными энергозатратами, а в ря-
де случаев он не может быть осуществлен из-за налипания и
агрегирования цемента.

Для увеличения производительности и улучшения тонкости
помола в многокамерных мельницах в ряде случаев устанавли-
вают мельницы предварительного (грубого) помола с примене-
нием замкнутого цикла в одной из стадий.

Повышение требований//к качеству цемента за последние
15—20 лет явилось причиной внедрения в цементную промыш-
ленность замкнутого цикла помола.

На первых порах клинкер измельчали по двухстадийной
схеме: грубый помол — в открытом цикле, а тонкий — в замкну-
том. В настоящее время на большинстве новых технологических
линий и новых заводов применяются одностадийные схемы по-
мола в замкнутом цикле. Так, из 45 заводов, построенных после
1946 года в США, на 41 заводе цементные мельницы работают
но одностадийной схеме и только на 4 заводах — по двухста-
дийной. Для помола клинкера применяются двух- или трехка-
мерные трубные мельницы диаметром от 2,9 до 3,96 м и длиной
от 9 до 15 м. Кроме того, по одностадийной схеме применяют
также короткие барабанные мельницы диаметром от 3,2 до
3,9 м и длиной от 4,5 до 6 м.
За последнее десятилетие в связи с непрерывным повыше-
нием требований к тонкости помола цемента и в других странах
широко внедряется замкнутый цикл помола.

На заводах СССР по одностадийной схеме помола в замкну-
том цикле с сепараторами работают в настоящее время не-
сколько цементных мельниц размерами 2,4X10,6 м и мельницы
размерами 3X14 и 3,2х 15 м.

При помоле в замкнутом цикле измельченный в мельнице
материал поступает в сепаратор, который отделяет готовый
продукт от крупного класса — «крупки», возвращаемой обрат-
но в мельницу для доизмельчения. Крупка циркулирует в си-
стеме сепаратор — мельница, пока не измельчается до требуе-
мой тонкости.

Условия эксплуатации мельницы, работающей по замкнуто-
му циклу с сепараторами, могут быть выражены следующими
основными уравнениями:

Aa = Ff^Gg-

M = F-,

A = F + G = M + G,

где A—количество материала, поступающего в сепаратор;

F— количество готового продукта;

G — количество «крупки»;

М—количество исходного материала, поступающего в
мельницу;

a, f, g—количество тонкой фракции, проходящей через конт-
рольное сито, соответственно в материале, поступаю-
щем в сепаратор; в готовом продукте, в крупке, в %.

При помоле в замкнутом цикле количество готового продук-
та всегда равно количеству исходного материала, вновь посту-
пающего на помол. Циркулирующей крупки может быть в не-
сколько раз больше, чем исходного материала.

Установившееся количество циркулирующей крупки называ-
ется циркулирующей нагрузкой, которая может быть выражена
относительной величиной С, т. е. отношением количества круп-
ки, возвращаемой в сепаратор, к количеству готовой продукции
или исходного материала:

х,	G	G

С = —	или	С	=	— .

F	М

При замкнутом цикле	в	мельницу	поступает комбинирован-

ная загрузка, состоящая из исходного материала и циркулиру-
ющей крупки; ее относительное значение принято называть
кратностью циркуляции (/Сц):

,, Л	А

/<ц = — ИЛИ Кц =	-
Кратность циркуляции может быть определена
тэтам просева на ситах по формуле

к.=-И-.

по резуль-

a — g

Показатели работы сепаратора характеризуются значением
к.п.д., т. е. отношением количества тонких фракций в готовой
продукции к количеству их в материале, поступающем в сепа-
ратор:

fF

к. п. д.= —-— ,

аА

к.п.д. может быть определен

по результатам просева на ситах

При замкнутом цикле измельчения производительность
мельницы при том же расходе энергии увеличивается с возра-
станием кратности циркуляции.

Чем больше кратность циркуляции, тем больше загрузка
материала в мельницу. Так как заполнение материалом мель-
ницы практически остается постоянным, то возрастание вели-
чины загрузки материала в мельницу в пределах ее пропускной
.способности сказывается только на увеличении скорости про-
хождения материала через мельницу.

Увеличение скорости прохожденйя материала через мель-
ницу при возрастании кратности циркуляции способствует по-
вышению эффективности работы шаров, что в свою очередь
также вызывает увеличение производительности мельницы.

Механическая работа, производимая шарами на всех участ-
ках по длине мельницы, примерно одинакова, но эффектив-
ность измельчения меняется в зависимости от содержания
крупного класса в измельчаемом материале в разных попереч-
ных сечениях мельницы. Содержание крупного класса у загру-
зочного конца наиболее высокое, и поэтому эффективность из-
мельчения здесь также наиболее высокая. По мере продвиже-
ния материала к разгрузочному концу он постепенно измельча-
ется, содержание крупного класса в нем непрерывно уменьша-
ется и эффективность работы шаров падает. У разгрузочного
конца содержание крупного класса в измельчаемом материале
будет наименьшее, а условия работы шаров — наихудшие.

С ростом загрузки материала в мельницу при возрастании
кратности циркуляции увеличивается скорость прохождения
материала через мельницу и сокращается время его пребыва-
ния в отдельных зонах по длине мельницы. Вследствие этого
материал достигает каждой зоны и даже зоны, находящейся
непосредственно у разгрузочного конца, с такой же, в основном
благоприятной для эффективного измельчения, крупностью зе-
рен, какую он имел при входе в мельницу.

Зависимость производительности мельницы от кратности
циркуляции исследована экспериментально авторами: С. Е. Ан-
дреевым, В. В. Зверевичем, В. А. Петровым [5]. Установлено,
что при незначительной циркуляции заметно увеличивается
производительность мельницы. Чрезмерно большая кратность
циркуляции менее выгодна, так как производительность при
этом возрастает незначительно, в то время как при большой
кратности циркуляции (порядка 6—8) приходится устанавли-
вать высокопроизводительные транспортные агрегаты и сепара-
торы, что экономически невыгодно.

Поэтому для каждого измельчаемого материала должна
быть выбрана своя оптимальная кратность циркуляции в зави-
симости от его физико-механических свойств.

С. Е. Андреевым и рядом других исследователей установ-
лено, что отрицательное влияние низкого коэффициента полез-
ного действия сепаратора на производительность мельницы
сказывается больше при небольших величинах кратности цир-
куляции, чем при высоких ее значениях.

Одним 'из условий нормальной работы центробежных сепа-
раторов является их постоянная равномерная загрузка мате-
риалом. Неравномерность подачи материала в сепаратор сни-
жает качество сепарации и приводит к повышению содержания
готовой тонкой фракции в возвращаемой на домол крупке и
крупного материала в готовом продукте.

Одностадийный помол в открытом цикле

В основном измельчение портландцементного клинкера на
отечественных цементных заводах производится по схеме одно-
кратного прохождения материала в открытом цикле. В настоя-
щее время из 440 цементных мельниц 415 работают по откры-
тому циклу. При этом преимущественно используются мельни-
цы размерами в м:

3,2X15; 3X14 (9%),

2,6X13; 2,2X13; 2,5X12; 2,4X13; 2,4X14; 2,5X14 (71%),
и меньших размеров (20% от общего количества мельниц).
Ниже, в табл. 39 и 40 приведены технические характеристи-
ки и данные о производительности цементных мельниц, приме-
няемых на отечественных цементных заводах.

Двухстадийный помол

Установки для двухстадийного помола могут работать по
различным схемам.

На рис. 66 представлены схемы двухстадийного помола,
применяемый в цементной промышленности США.
Технические характеристики и данные о производительности
цементных мельниц

X  Показатели	Завод-изготовитель								им. Тель- мана	
	Сибтяжмаш				Волгоцсм- тяжмаш	„Цемеитаила- геибау*				
Диаметр им..	2	2,2	2,6	3,2	3,2	2,2	2,4	3	2,6	3
Длина , , . .  Количество ка-	10,5	13	13	15	15	13	13	14	13	14
мер	  Число оборотов	2	2	2	2	2	3	3	2	3	2
в минуту ....  Вес мелющих	21	21,92	20	16	16,05	20,8	20	17	19,5	17
тел вт 	  Производитель-	32	55	80	140	140	43	56	ПО	80	108
ность в т/ч ...  Мощность элект-	12	19—22	30—35	50	50	16,2	22	52	26	50
родвигателя в кет  Вес мельницы без электрообору- дования и мелю-	540	600	1000	2000	2000	450	600	1600	1000	1600
щих тел вт...	102 с элек- трообо- рудова- нием	135	204	355	376	121	141		157	254

Таблица 40

Показатели работы трубных мельииц прн однократном прохождении
материала

Заводы	Размер  мельниц L в м	Часовая произво- дитель- ность в т/ч по отчет- ным дан- ным	Часовая произво- дитель- ность в т/ч, при- веденная к 10% ос- татка иа сите № 008	Часовая производи- тельность , приведен- ная к од- ной раз- малывае- мости, в т/ч	Часовая производи- тельность на единицу условного объема в кг/ч ед
Себряковский 		3X14	39,5	44,3	35,2	231,6
Белгородский 		3X14	38,3	39,5	35,6	234,2
Еманжелинский ......	3x14	47,7	44,3	40,3	265,1
„ Октябрь “			2,6X13	25,8	28,1	23	237,1
Николаевский 		2,6X13	27	27	24,3	250,5
Себряковский 		2,6X13	24,6	27,6	21,9	225,8
Еманжелинский		2,6X13	23,1	21,5	19,5	201
Днепродзержинский ....	2,2X13	16,7	19,6	15,2	243,2
Стерлитамакский .....	2,2X13	14,7	15,7	13,2	211,2
Волховский 		2,2X13	19,2	22.4	16,6	265,6
Пикалевский 		2,2X13	15,9	17,2	15,1	241,6
Установки, работающие по первой схеме, состоят из одной
мельницы предварительного помола и одной или двух — тонко-
го помола, которые работают в замкнутом цикле с центробеж-
ным сепаратором. По второй схеме в замкнутом цикле с сепа-
ратором работает мельница предварительного помола.

По схеме, подобной пер-
вой, работает уже несколько
лет помольная установка на
одном из заводов в Бельгии
(табл. 41). Отличия от аме-
риканской схемы заключа-
ются в том, что материал па
выходе из мельницы первич-
ного помола просеивается
через виброгрохот с 4-мм от-
верстиями; прошедший через
сито материал поступает в
мельницы тонкого помола, а
остаток на сите возвращает-
ся в мельницу ’предваритель-
ного помола. В табл. 42 при-
ведены данные о подобных

Рис. 66. Американские схемы двухста-
динного помола

I — замкнутый цикл на второй стадии по-
мола; // — замкнутый цикл иа первой ста-
дии помола; 1 — мельница для предваритель-
ного помола; 2 — предварительно измельчен-
ный клинкер; 3 — мельница для тонкого по-
мола; 4— крупка из сепаратора; 5 — тонкий
продукт из сепаратора; 6 — цемент

помольных установках на
заводах ФРГ.

Применяются также установки, состоящие из однокамерных
мельниц, каждая из которых работает в замкнутом цикле с
центробежным сепаратором (рис. 67). Расход электроэнергии
на таких помольных установках колеблется в пределах от 30
до 40 квт-ч/т в зависимости от тонкости помола.

Таблица 41

Показатели работы двухстадийной помольной установки (Бельгия)

Показатели	Мельница предваритель- ного помола	Мельница тон- кого помола

Размеры мельниц в м ...........................

Количество мелЬниц в установке ................

Производительность в т/ч прн тонкости помола'
остаток на сите № 008—7,0% ....................

удельная поверхность 2500 см2! г.............

Удельный расход энергии всей установкой в
«em-ч/т при помоле цемента до удельной поверх-
яости в cxt2/e:

2865 ........................................

. 3500 .......................................

5430 .......................................

3,65X4,55	2,4X12,6
1	2
120	—
—	110 (общая)
		26,3
—	36,6
—	80,3

В цементной промышленности Советского Союза двухега-
дийная схема используется только в определенных случаях —
при расширении мощности действующего помольного отделения
Показатели работы двухстадийиых помольных установок (ФРГ)

или для получения высокопрочного цемента. В частности, на
Ленинградском цементном заводе мощность действующего по-

Рис. 67 Схема двухстадийного по-
мола с замкнутым циклом на обе-
их стадиях

I, II — сепараторы; I — мельница для
предварительного помола; 2— крупка из
первого сепаратора; 3 — тонкий продукт
из первого сепаратора; 4 — мельница для
тонкого помола; 5 — крупка из второго
сепаратора; 6 — цемент

мольного отделения, состоящего из двух трубных мельниц раз-
мером 2X12 и 2,2X12 м, была увеличена путем установки мель-
ниц предварительного помола размером 2,6X6,2 м.

Материал после выхода из мельницы предварительного по-
мола поступает в два центробежных сепаратора диаметром 2,8
и 3,2 м; крупка из этих сепараторов окончательно измельчается
в двух мельницах тонкого помола, а тонкая фракция из сепа-
раторов направляется в общий поток готового цемента, выходя-
щего из мельниц второй стадии помола.

Первоначальная производительность двух мельниц при по-
моле рядового цемента состовляла 32,7 т/ч, а после установки
третьей мельницы для двухстадийной схемы помола — 43,6 т!ч.

На Амвросиевском цементном заводе двухстадийная схема
помола применена для выпуска высокопрочных цементов марок
700 и 800. Предварительное измельчение клинкера производит-
ся в бывших угольных мельницах размером 2,18x4,37 м до
тонкости помола, соответствующей остатку на сите № 02 32—
10% и на сите № 008 45—55%. Тонкое измельчение клинкера
до удельной поверхности 4500—5200 см21г производится в мель-
нице размером 2,6Х 13 м. Мельницы для первой и второй ста-
дий помола работают в открытом цикле. Производительность
установки с одной цементной мельницей размером 2,6X13 м и
тремя мельницами размером 2,18X4,37 м составила 22 т/ч.

Одностадийный помол в замкнутом цикле
с центробежными сепараторами

Можно выделить четыре основные принципиальные схемы
помола в замкнутом цикле для установок одностадийного по-
мола.

Согласно схеме, изображенной на рис. 68,а, продукт, выхо-
дящий из последней камеры мельницы, поступает в один или

Рис. 68. Основные схемы помола цемента по замкнутому циклу

а — с выгрузкой материала в конце мельницы и возвратом крупки в первую ка*
меру; б —с выгрузкой материала из середины и загрузкой крупки в камеру тон-
кого помола; в — с загрузкой крупки из сепаратора в камеру помола через цент-
ральное загрузочно-разгрузочное устройство; а — с выгрузкой материала из середи-
ны и двумя сепараторами, раздельно работающими для камер грубого и тонкого
помола; 1 — исходный продукт; 2 — центробежный сепаратор; 3 — цемент; 4 — круп-

ка нз сепараторов; 5 — ковшовый элеватор
два сепаратора, крупка из которых попадает в первую камеру;
тонкая фракция из сепараторов представляет собой готовый
продукт.

Эта схема предусматривает удлиненный путь прохождения
материала перед сепаратором. При необходимости такая уста-
новка может работать и по открытому циклу, т. е. без сепарато-
ров.

По другой схеме (рис. 68,6) материал, измельченный в пер-
вой камере до 40—50% остатка на сите № 008, через разгру-
зочное устройство в середине мельницы поступает в сепаратор;
крупка из последнего попадает во вторую камеру для тонкого
помола, которая работает в замкнутом цикле с сепаратором.
По схеме, изображенной на рис. 68,в, продукт из первых двух
камер поступает в сепаратор, крупка из которого домалывается
•окончательно в третьей камере, а тонкая фракция поступает в
общий поток готового продукта третьей камеры.

Схема, изображенная на рис. 68,6, предусматривает корот-
кий путь прохождения материала перед сепаратором. Такие
схемы рекомендуются для помола многокомпонентных цементов
с различной размалываемостью компонентов; легкоразмалыва-
емый компонент, попадая в сепаратор после камер грубого по-
мола, выводится из процесса.

Техническая характеристика цементных мельниц замкнутого
цикла, установленных в различных странах в 1958—1961 гг., а
также строящихся и проектируемых, приведена ниже, в
табл. 43.

В США _и Канаде помол цемента осуществляется преимуще-
ственно Йо схеме, изображенной на рис. 68,а. По такой схеме
с двумя сепараторами «Стюртевант» диаметром 4,9 м работа-
ют мощные установки на новых цементных заводах в Данди,
штат Мичиган (США) и под Монреалем (Канада). Эти заво-
ды оборудованы мельницами размером соответственно 3,65X11
и 3,65Х 10,4 м производительностью порядка 75 т/ч каждая.

По такой же схеме, но с одним сепаратором «Стюртевант»
диаметром 5,5 м введена в эксплуатацию в 1960 г. высокопроиз-
водительная мельница размером 3,65X11 м на цементном заво-
де в Элпене (штат Мичиган). Проектная производительность
установки при помоле клинкера стандартного портландцемен-
та — 54 т/ч, фактическая — 58 т1ч.

Удельный расход электроэнергии при помоле до удельной
поверхности 3000—3500 см2/г обычно составляет 34—40 квт-ч!т,
а до 4500 — 5000 см2/г — 70—75 квт-ч/т.

В ФРГ размол цемента производится в основном по схемам,
изображенным на рис. 68, б, в и г. Как видно из приведенных
данных, самую высокую производительность (60 т/ч) имеет
мельница размером 3X14 м. При выпуске рядового цемента (с
удельной поверхностью 2500—2600 см21г) удельный расход
энергии составляет в среднем 25 квт-ч/т. Данные табл. 44 сви-
III Illi I I I I I I I

Техническая характеристика цементных мельниц замкнутого цикла

н иилйэнб
od-LMairc roxsEd «ннчгэгд
Продолжение табл. 43

х/ь-и/ея я иилйане  -оЛхяэге гохэвб щннч1гэУа	1 1	1 1	34,5	О сч ю ю со io со сч сч сч со	1	1 III
Часовая производи- тельность в т/ч	25,6	1 1	О 1 о о	о ю LO-- СО О 00 О ОО  СО со О) о	1	ООО I  тг о 1
и  о § £ о  £ 5 х так*  о 5  bd	<и 5  х сз са  °	2 щ  н о с  S	О  1 &  1 со	1 1	о о о со  1 о о CD сч	о о  СО о о о о о | О О 1_о о о 1 со о о  О СО СЧ СЧСЧ СО о о со	1	4000
АНиичггэи Анке си oodoxedEuao оахээьитго}}	1	II" 1 1 1 1 1 1 1 1111				
Тип и диаметр сепара- тора в м	«Реймонд», 4,3	1 1	«Стюртевант», 4,9	1 1 1 1 1 1	1	1111
швх 0  BiraxEJHavodXMaire чхэон1поэд	1100	О о о о СЧ СЧ сч сч	1470	О ООО I СЧ I СО ОО 1 О) 1 000	О о со сч	о о о о о о оо сч о о со —«счеч сч
Коли- чество мелю- щих тел в т	1£	1 1	120	1 1 1	о о	о ю  I^S 1
Число оборо- тов в минуту	ОО  1 со	1 1	00	°0-	1  00 00 1	—'  т—«	«	1	№2 1
dawEM оехээьн1гоу1	| счсчсч		сч	м 1 1 1 1 1	сч	СЧСО | |
Размеры мель- ниц в м	3,95x5,2  3,05X10,4  3,65X11,1  3,95x11		3,59X9,15	о о" о	сч  XXXXXX  CD 00 оо со сч СЧ СЧ СЧ СЧ СО СО	со  X 00 СО	3,2 Х8,5  3,2 Х14  4X12  4,25X16
Год ввода в эксплуа- тацию	—<	< СО  <О СО <О О о о о о  Ч т—1 «—1 •—<		1957/58	00 оо LO О CD CD		1958
Место установки	Рединг, Калифорния Талза. Оклахома .	Тампа, Флорида . . Равена, Нью-Йорк	Каиада, Монреаль, Квебек		Ванкувер, Британ- ская колумбия . . . ФРГ		Дания, проект . . Франция, Ла Малль, Буш дю Рон .... Проект		

Зависимость производительности мельииц н удельного расхода энергии
от тонкости помола цемента в мельницах,
работающих по замкнутому циклу (ФРГ)

Размер мель- ниц в м	Производи- тельность в т/ч	О5щий удель- ный расход электроэнергии В К6Т-ч]Т	Удельная по- верхность в смг!г	Вид цемента
2,8X10,5	38,5	25,5	2500	
1	30,5	32	3300	
2,6x15	40	30	2600	Портландцемент
	28	41,5	3400	
	26	45	3700	
	20	50,5	4000	Шлакопортландцемент
	16	71	4900	
2,6x10,5	30	27	2600	
	20	39,5	3300	
2,8x13	12	65,5	4500	Портландцемент
	50	23,3	2700	
	22	59	4000	

детельствуют о том, что с увеличением тонкости помола значи-
тельно снижается часовая производительность и соответствен-
но увеличивается удельный расход электроэнергии.

В отечественной цементной промышленности в настоящее
время эксплуатируются семь мельниц размером 2,4X10,5 м,
работающих в замкнутом цикле с двумя сепараторами разме-
рами 2,8 и 3,2 м по схеме, изображенной на рис. 68, г. Мельницы
установлены на Ново-Здолбуновском, Красноярском и Перво-
майском заводах.

Техническая характеристика таких мельниц и показатели их
работы (по результатам испытаний, проведенных Гипроцемен-
том на Красноярском заводе и НИИЦементом — на Ново-
Здолбуновском) приведены в табл. 45 и 46.

Таблица 45

Техническая характеристика сепараторной мельницы размером 2,4x10,5 м

Размер мельницы вл ............................ 2,4x10,5

Количество камер*	в	шт....................... 3

Длина первой камеры	вл....................... 3,01

„ второй „	„	„....................... 2,74

, третьей „	„	„............................... 4,01

Ширина щелей в междукамерных перегородках
в мл............................................. 7

Живое сечение междукамерных перегородок в % .	5,6

Загрузка мельницы мелющими телами в т . . . .	51

В том числе по камерам:
первой (шары диаметром НО—70 мм) ................ 18,4

второй (шары диаметром 70—30 мм)..................... 14,6

третьей (цильпебс) .......................... 18

Скорость вращения мельницы в об!мин............ 19

Мощность электродвигателя в кет................ 650

164

165
Футеровка первой камеры.........................

второй „	......................

„ третьей „	......................

Количество центробежных сепараторов.............

Первый сепаратор:
диаметр в .....................................

мощность привода в кет........................

максимальная скорость вращения в об'мин . . .

Второй сепаратор:
диаметр в м ...................................

мощность привода в кет........................

максимальная скорость вращения в об/мин . . .
Схема аспирационного устройства ................

Первая стадия очистки ..........................

Вторая „	„	........................

Сортирующие плиты
Ступенчатые плиты
Рифленые плиты

2

2,8

20

274

3,2
28
245
Двухстадийная
Циклон 03,5 м
Электрофильтр типа

„Дурги"

* На Ново-Здолбуноаском и Первомайском заводах мельницы переоборудованы в
двухкамерные.

Таблица 46

Основные показатели работы сепараторных мельниц размером 2,4x10,5 и
на Красноярском и Ново-Здолбуиовском цементных заводах

Заводы	Часовая произ- водительность в т/ч	Удельная поверхность в см2/г	Удельный рас- ход электро- энергии в квт-ч/т
Красноярский 		23,6	2600	—
	17,3	3130	41,8
	17	3280	42,3
	12	4020	59,8
Ново-Здолбуновский		17,6	3120	—
	13	3950	—
	11	4450	—
	5	5080	—

Интересны данные о наладке и пуске мельницы 3X14 м, ра-
ботающей по замкнутому циклу на заводе «Гигант». Результа-
ты наладки, проведенной Оргпроектцементом, представлены в
табл. 47.

Путем увеличения размеров контрлопастей сепараторов ти-
па «Полидор» 0 4 м создана возможность регулировать в ши-
роких пределах тонкость помола цемента. Производитель-
ность мельницы доведена до проектной, т. е. 53 т/ч, при тонко-
сти помола цемента 8% остатка на сите № 008.

Сравнительные испытания мельницы цементного завода
«Гигант» размером 3X14 м при помоле практически чистого
клинкера (добавки — гипс и 2—3% трепела) доказали, что ча-
совая производительность мельницы при работе ее по замкну-
тому циклу выше, чем по открытому при одинаковой тонкости
помола, на 15%, а расход электроэнергии ниже на 10%. При-
мерно такие же результаты получены институтами Гипроцемепт
и НИИЦемент при наладке работы аналогичной мельницы на
цементном заводе Пунане—Кунда. Здесь так же были увели-
чены контрлопасти, а кроме того, установлен аэрожелоб, соз-
дающий юозможность подавать часть крупки из сепараторов в
первую камеру мельницы при перегрузке второй камеры.

В литературе приводится ряд данных, свидетельствующих о
преимуществах замкнутого цикла помола перед открытым цик-
лом.

Так, к этому выводу пришел Ансельм [47]. Такого же мнения
придерживается и Бернер, который подробно проанализировал
материал о работе трехкамерной мельницы без сепаратора и
такой же трехкамерной мельницы, работающей в замкнутом
цикле с центробежным сепаратором, а также короткой сепара-
торной мельницы при помоле шлакопортландцемента. Все это
позволило сделать следующие выводы.

1.	С увеличением степени загрузки мельниц мелющими те-
лами (с 24 до 27%), а следовательно, и с повышением мощ-
ности, потребляемой сепараторной мельницей, удельная поверх-
ность размалываемого материала увеличивается в большей сте-
пени, чем у трехкамерной мельницы без сепаратора, причем в
последнем случае при помоле шлакопортландцемента эффект
тем меньше, чем выше содержание клинкера в цементе. Изуче-
ние зависимости расхода электроэнергии от степени заполнения
мельницы показало, что при помоле в мельнице без сепарато-
ра целесообразна сравнительно небольшая степень заполнения
мелющими телами, особенно при высоком содержании клинке-
ра в шлакопортландцементе. Наоборот, загрузка сепараторной
мельницы должна быть как можно большей (до 27—30%)
особенно при содержании клинкера до 60%; при более высо-
ком содержании клинкера в шлакопортландцементе степень за-
грузки сепараторных мельниц рекомендуется также несколько
снижать. При помоле клинкера целесообразна сравнительно не-
большая загрузка, а при помоле шлака — большая загрузка
мельницы.

2.	Многокамерная мельница открытого цикла может конку-
рировать по производительности с мельницей замкнутого цик-
ла только при помоле однородного и не слишком легко разма-
лывающегося материала. При очень тонком измельчении ее мож-
но рекомендовать только для помола самых трудноразмалывае-
мых материалов.

Сепараторную же мельницу можно применять в широком
диапазоне показателей размалываемости материала, т. е. она
оказывается производительней при помоле как сравнительно
мягких, так и более твердых материалов или смесей твердых
материалов с мягкими.

3.	В короткой мельнице замкнутого цикла создаются благо-
приятные условия при помоле шлакопортландцемента, состоя-
щего из двух компонентов с различной сопротивляемостью раз-
молу. Однако при этом рекомендуется повышать скорость
прохождения материала через систему, поскольку при быстром
многократном проходе больших количеств материала через
мельницу в единицу времени удельная поверхность будет при-
близительно вдвое больше, чем при медленном однократном про-
ходе через мельницу меньших количеств материала. Благопри-
ятную роль играет при этом охлаждение размалываемого ма-
териала в сепараторе.

4.	Помол в замкнутом цикле представляет интерес также и
при раздельном измельчении шлака и клинкера, так как в этих
условиях легче использовать пневматический транспорт и не
требуется специальное смесительное оборудование для полу-
чения шлакопортландцементов однородного состава.

5.	В сепараторе обеспечивается разделение материала как
по величине зерен, так и по удельному весу. Вследствие этого
при помоле шлакопортландцемента компоненты с большим
удельным весом (клинкер) отделяются в сравнительно большом
количестве в нижней части сепаратора, выходя из него вместе
с крупной фракцией (через внутренний конус), направляющей-
ся затем в мельницу для домола. Между тем зерна такой же
величины, но меньшего удельного веса (шлак) попадают в го-
товый цемент, выходящий через внешний конус сепаратора. Та-
ким образом, сепаратор предотвращает бесполезный тонкий
помол шлака.

6.	Опыты показали далее, что по сравнению с цементом, по-
лученным в мельнице другого типа, сепараторный цемент гид-
равлически более активен, поэтому, чтобы обеспечить одина-
ковую прочность цемента при его помоле в многокамерной
мельнице открытого цикла, приходится осуществлять более тон-
кий помол, а именно, увеличивать удельную поверхность на
350 см7/г. Вследствие этого при помоле цемента в открытом
цикле удельный расход электроэнергии повышается.

7.	В мельницах замкнутого цикла может быть достигнута
тонкость помола цемента в пределах до 5000 слг2/г и выше без
существенного изменения состава мелющих тел — путем регу-
лировки сепараторов.

8.	При выпуске цемента высоких марок и цемента из шихт
с различной размалываемостыо компонентов производитель-
ность мельниц замкнутого цикла на 10—12% выше, чем мель-
ниц открытого цикла. При выпуске рядовых цементов марок
400—500 с удельной поверхностью 2500—3200 слг2/г производи-
тельность мельниц, работающих по замкнутому циклу, при по-
моле клинкера средней твердости повышается на 10—15%.
Удельный же расход энергии снижается на 10—15% при помоле
высокомарочных цементов и на 8—10% при помоле рядового це-
мента. В известной степени это объясняется тем, что для полу-
чения одной и той же марки цемента в сепараторных мельни-
цах требуется молоть его до меньшей удельной поверхности.
При работе по замкнутому циклу также снижается удель-
ный расход мелющих тел и удлиняется срок службы футеровки.
Конструкция сепараторов

В цементной промышленности применяются сепараторы двух
типов: воздушно-проходные и с замкнутым потоком воздуха,
называемые циркуляционными, центробежными или механиче-
скими.

Первые используются при помоле угля и сырья, вторые —
при помоле сырья и клинкера.

В воздушно-проходном сепараторе тонкая фракция материа-
ла и воздух отделяются от крупки и отводятся из сепаратора в
пылеуловитель.

В центробежном сепараторе не только размолотый матери-
ал разделяется на тонкую и грубую фракции, но и из воздуха
выделяется готовый продукт, т. е. в конструкции этого сепара-
тора совмещены собственно сепаратор (пылеразделитель) и
циклон (пылеуловитель).

На рис. 69 изображен воздушно-проходной сепаратор ЦКТИ.
Аэросмесь из мельницы по трубопроводу через патрубок падает-
ся со скоростью 18—20 м/сек в сепаратор в пространство
между двумя конусами (наружным и внутренним). Сечение
для аэросмеси после выхода из патрубка расширяется, и на-
чальная скорость аэросмеси падает до 4—6 м/сек. В связи с
этим наиболее крупные и тяжелые частицы выпадают из по-
тока и спускаются по отсекам наружного конуса в патрубок
для выхода возврата крупки, возвращаясь на домол в мельницу.

Освобожденная от крупных частиц аэросмесь направляется
в верхнюю часть сепаратора, где она проходит через тангенци-
ально установленные створки (жалюзи) и получает вращатель-
ное движение. Под действием образующихся центробежных сил
материал вторично классифицируется. Крупные частицы отбра-
сываются к периферии, спускаются по внутреннему конусу вниз
и также подаются в трубопровод возврата. Более мелкие фрак-
ции потоком воздуха выносятся из сепаратора через другой па-
трубок и осаждаются в пылеуловителе в виде готового про-
дукта.

В сепараторе данного типа, изменяя первоначальную ско-
рость воздуха, можно влиять на конечную тонкость готового про-
дукта.

При этом с повышением скорости воздуха из мельницы вы-
носятся более грубые частицы. Прохождение аэросмеси с боль-
шими скоростями через сепаратор также способствует выносу
из него крупных частиц материала. Наоборот, при снижении
скорости степень дисперсности готового продукта повышается.

Изменить тонкость помола можно путем изменения воздуш-
ного режима в установках, не меняя положения створок сепара-
тора.
Кроме того, тонкость помола можно регулировать также пу-
тем изменения положения створок сепаратора при постоянном
воздушном режиме. При установке лопаток в радиальном по-
ложении (так называемые открытые створки) сводится к ми-

Рис. 69. Пылеразделитель (сепа-
ратор) мельницы (по нормалям

ЦКТИ)

/ — внешний конус; 2 — внутренний
коиус; 3 — вход запыленного воздуха;

4 — отбойный коиус; 5 — выход круп-
ки; 6 — выход готового продукта; 7 —
управление створками; 8 — регулирую-
щие створки (жалюзи)

нимуму влияние центробежных сил во внутреннем конусе и по-
лучается наиболее грубый помол. Устанавливая створки под оп-
ределенным углом, можно повышать 1степень дисперсности гото-
вого продукта.

В табл. 48 приведена характеристика воздушно-проходных
сепараторов.
Таблица 48

Техническая характеристика воздушио-проходиых сепараторов

Показатели	Завод-изготовитель					
	Черновицкий меха- нический			Машиностроительный им. Тельмана		
Диаметр в м		2,5	2,85	3,42	3,3	3,4	3,6
Высота „ „	  Пропускная способность в л3/ч	4,18	4,65	5,35	3,4	3,6	3,8
воздуха 		22 500	30 000	43 500	39 000	78 000	84 000
Вес вт 		2,49	3,25	5	. 4,6	5,4	6,3

Особенность центробежных сепараторов — наличие вращаю-
щегося диска, рассеивающего материал, непрерывно подавае-
мый ковшовым элеватором или другим транспортом. Дальней-
ший процесс воздушной сепарации осуществляется в потоке
воздуха, который создается внутренним вентилятором и регули-
руется теми или иными вспомогательными устройствами.

При этом измельченный материал разделяется обычно на две
фракции в результате комбинированного воздействия на пего
силы тяжести и центробежной силы. Почти во всех центробеж-
ных сепараторах классифицирующий воздушный поток создает-
ся в самом сепараторе, и поэтому их называют также сепарато-
рами с замкнутой циркуляцией воздуха. Тонкодисперсная фрак-
ция материала может выделяться из воздушного потока как сна-
ружи, так и в основной камере сепаратора.

В настоящее время зарубежные машиностроительные фир-
мы изготовляют центробежные сепараторы различных типов,
которые можно подразделить на следующие группы:

1)	сепараторы с постоянным числом оборотов контрлопаст-
ной крыльчатки;

2)	сепараторы с регулируемым числом оборотов контрло-
пастной крыльчатки;

3)	сепараторы, в которых сепарируемый продукт подвергает-
ся преимущественно воздействию поля цейтробежных сил.

К первой группе относятся сепараторы конструкции фирм
«Стюртевант» и «Раймонд», «Полизиус», «Шильде», «Хишманн»,
«Гутенхофнунгсхютте», «Пфейфер», «Альпине» (типы «Венто-
плекс» и «Супервентоплекс»), «Эшер — Висс» (тип УСФ).

В сепараторах этой группы все вращающиеся части имеют
один общий привод. Загрузка сепараторов осуществляется свер-
ху через центральную питательную течку.

Разделение продукта помола в сепараторе происходит сле-
дующим образом.

Материал поступает в загрузочную воронку сепаратора, а
затем через полый вал (течку) — на распределительный диск.
Под действием центробежной силы материал разбрасывается с
тарелки равномерно во все стороны. Создаваемый вентилятором
восходящий воздушный поток, проходя через разбрасываемый
материал, увлекает мелкие частицы вверх и выносит их во внеш-
нюю полость сепаратора, где из пылевоздушного потока выделя-
ется тонкая фракция.

Выделившийся готовый продукт через патрубок отводится из
сепаратора, а освободившийся от пыли воздух через жалюзи
возвращается во внутреннюю полость — зону сепарации.

Более крупные частицы, не увлекаемые восходящим потоком
воздуха, выпадают вниз во внутренней полости сепаратора и от-
водятся в мельницу на домол.

В сепараторах «Стюртевант» (рис. 70) границу разделения
фракций регулируют как путем дросселирования воздушного

потока с помощью задвижек
без остановки сепаратора, так
и путем изменения размера и
количества контрлопастей,
для чего, сепаратор необходи-
мо останавливать.

Рис. 70. Схема сепаратора фирмы
«Стюртевант»

1 — загрузка;	2 — распределительный

диск; 3 — вертикальное колесо; 4 — зона
сепарации; 5 — пространство для тонких
фракций; 6 — жалюзи; 7 — система коитр-
лопастей; 8 —- задвижка; 9 — разгрузка
тонких фракций; 10 — разгрузка крупных
фракций

Рис. 71. Центробежный сепаратор
«Полидор-симплекс» диаметром 4 м

1 — корпус; 2 — жалюзийный цилиндр;
3 — крышка; 4 — верхний вентилятор; 5 —
ннжиий вентилятор ; 6 — главный вал;
7 — разбрасывающая тарелка; 8 — внут-
ренний кожух; 9 — контрлопасти; 10 —
промежуточный кожух; ---------• выход

крупной фракции;--------выход мел-

кой фракции

Применяются два типоразмера сепараторов — диаметром 4,9
и 5,5 м. Требуемая мощность электродвигателя сепаратора диа-
метром 5,5 м 185 кет. Производительность достигает 70 т/ч.
В сепараторах «Полидор-Симплекс» (рис. 71) границу раз-
деления фракций регулируют, изменяя число оборотов вала без
остановки сепаратора, а также изменяя количество контрлопа-
стей (при остановке сепаратора). Применяют три типоразмера
сепараторов — диаметром 2,8; 3,2 и 4 м.

В сепараторах «Полизиус» предусмотрены три способа регу-
лирования границы разделения фракций без остановки сепара-
тора. Диаметр самого крупного сепаратора 4,8 м.

Для более четкой сепарации в сепараторе «Эшер-Бисс»

(рис. 72) применен метод подачи
свежего воздуха небольшим вен-

Рнс. 72. Сепаратор фирмы «Эшер-
Висс»

/ — крыльчатка прямого направления вра-
щения; 2 — крыльчатка обратного на-
правления вращения; 3 — рассеивающая
тарелка; 4 — полость для мелкой фрак-
ции; 5 — жалюзи; 6 — подача свежего
воздуха; 7 — полость для крупных фрак-
ций; 8 — выход крупных фракций: 9 —
подача материала; 10 — шибер; 11 — по-
лость для сепарации; 12 — мелкие фрак-
ции, дополнительно выделяемые из па-
дающего потока крупных частиц; 13 —
кольцевой канал; /4 —камера обеспыли-
вания; 15 — канал отсасывания; 16 — вы-
ход мелкой фракции

Рис. 73. Схема сепаратора
фирмы «Ведаг» с приводом
системы контрлопастей, уста-
новленным вне сепаратора

1 — загрузка; 2 — распределитель-
ный диск; 3 — вентиляторное ко-
лесо; 4 — зона сепарации; Б —
пространство для тонких фрак-
ций; 6 — жалюзи; 7 — система
конт рлоп астей; 8 — привод систе-
мы контрлопастей; 9 — разгрузка
тонких фракций; 10 — разгрузка
крупных фракций

тилятором в сепаратор непосредственно под жалюзи. В резуль-
тате этого падающие вниз частицы крупных фракций подверга-
ются вторичной сепарации в воздушном потоке. Одновременно
в зависимости от температуры вдуваемого воздуха можно при-
менить дополнительное охлаждение или подогрев материала.
Излишний воздух из общей массы, циркулирующей в замкну-
том потоке, отводится в камеру обеспыливания.

С регулированием числа оборотов системы контрлопастей
работают сепараторы «Ведаг» и «Хейд», а также типа УСФ и
УСФ/РСЗ (фирмы «Смидт»), В этих сепараторах контрлопаст-

ная крыльчатка имеет отдельный привод.

В сепараторах фирмы «Ведаг» (рис. 73) удельную поверх-

ность готового продукта можно регулировать в пределах 2000—

5800 слс2/г, хотя на практике верхний предел (5800 см?/г) дости-

гается крайне редко. Эти
сепараторы выпускаются
диаметром до 5 м.

Привод контрлопаст-
ной системы может встра-
иваться в сепаратор или
устанавливаться под ним.

Сепаратор «Хейд»
(рис. 74) отличается ря-
дом конструктивных осо-
бенностей. Сепаратор за-
гружается не сверху, а
сбоку, материал подает-

Рис. 74. Схема сепаратора фирмы «Хейд»

/ — загрузка; 2 — распределительный конус; 3—
вентиляторное колесо; 4 — зона сепарации; 5 —
пространство для тонких фракций; 6 — жалюзи;
7 — система ко нтрлоп астей; 8 — разгрузка тон-
ких фракций; 9 — разгрузка крупных фракций

ся под контрлопастную

крыльчатку по аэрожело-
бу. Это позволяет умень-
шить габариты сепарато-
ра по высоте и обеспечи-

вает также предвари-

тельное разрыхление материала. Распределительный диск кре-
пится на валу контрлопастной крыльчатки. Привод этой систе-
мы установлен над сепаратором. Выпускается несколько видов
сепараторов диаметром до 5 м.

На рис. 75 представлена последняя конструкция сепарато-
ра «Пфейфер». Для создания более равномерного потока и
улучшения процесса сепарации в вертикальном потоке сепара-
тор снабжен двумя крыльчатками; вращающимися навстречу
друг другу. Регулируя скорости одной из крыльчаток, можно без
остановки сепаратора изменять величину сепарируемых частиц.

Фирма «Смидт» изготовляет два типа сепараторов с регу-
лированием числа оборотов контрлопастной крыльчатки. Сепа-
раторы УСФ загружаются сверху через центральную питатель
ную течку, их производительность достигает 60 т/ч, диаметр —
5 м. Для сепараторов типа УСФ/РСЗ характерна загрузка ма-
териала сбоку — при помощи аэрожелоба, шнека или вибротран-
спортера.

К сепараторам, в которых сепарируемый материал подвер-
гается воздействию поля центробежных сил, относятся «Альпи-
не» (типа «Микроплекс» с на-
правляющими лопастями и без
них) (рис. 76) и «Сан-Жак».

В вертикальном спираль-
ном сепараторе типа «Микро-
плекс» с направляющими ло-
пастями фракции резделяются
в спиральном потоке, перехо-
дящем в вихревой поток. В се-
паратор встроен вентилятор

Рис. 75. Сепаратор фирмы «Пфей-
фер»

/ — гидравлический ротационный двига-
тель, приводящий во вращение крыльчат-
ку 5; 2 — масляный резервуар и иасос
для изменения числа оборотов двигате-
ля /; 3— электродвигатель насоса; 4—
крыльчатка прямого направления враще-
ния; 5 — крыльчатка обратного направле-
ния вращения; 6 — полость рассеивания;
7 — полость движения мелких фракций;
8 — выгрузочное отверстие для мелких
фракций; 9 — приводной электродвигатель
крыльчатки 4;	10 — подача материала;

11— рассеивающая тарелка; 12 — жалю-
зи; 13 — полость движения крупных
фракций; 14 — выгрузочное отверстие для
крупных фракций

Рис. 76. Схема сепаратора типа
«Микроплекс» с направляющими
лопастями фирмы «Альпине»

1 — загрузка; 2 — распределительный
диск; 3 — вентилятор с перекрещива-
ющимися потоками; 4 — зона сепара-
ции; 5 — направляющие лопасти; 6 —
циклон; 7 — рычаг для направляющих
лопастей; 8 — лопасти для крупных
фракций; 9 — буфер; 10 — разгрузка
тонких фракций; 11 — разгруака
крупных фракций

специальной конструкции, который засасывает воздух в цик-
лов под распределительным диском. Этот воздух выносит в
циклон тонкие фракции, которые там осажчаются. Очищенный
воздух снова засасывается вентилятором, поступает в простран-
ство для крупных фракций. Изготовляют несколько типоразме-
ров сепараторов диаметром до 2 м.

Сепараторы фирмы «Сан-Жак» не имеют внутренних под-
вижных частей, материал разделяется на фракции с зернами в
пределах 100 мк. Производительность достигает 60 т/ч.

Фирма «Шюхтерман и Крамер-Баум» выпустила воздушные
сепараторы (рис. 77) для обработки влажных и глинистых ма-
териалов и угольного порошка. Для предотвращения налипания
материала стенки таких сепараторов выложены гладкими камен-
ными плитами или снабжены вибраторами. На дне сепаратора
имеется скребковое устройство, направляющее сепарированный
материал в разгрузочную течку.

Фирма «Ведаг» разработала комбинированный воздушный
сепаратор (рис. 78), особенностью которого является наличие
внешнего вентилятора и циклонов, установленных вокруг кор-

Рис. 77. Сепаратор фирмы
«Шюхтерман и Крамер —
Баум»

Рнс. 78. Сепаратор фирмы «Ведаг»

пуса сепаратора. Циркуляция воздуха в сепараторе обеспечи-
вается внешним вентилятором, а тонкомолотый материал выде-
ляется из воздуха перед его возвратом в вентилятор в циклонах.

В табл. 49 приведена характеристика центробежных сепара-
торов.

В отечественной цементной промышленности применяются
центробежные сепараторы с одним общим приводом конструк-
ции НИИЦеммаша. Выпускаются центробежные сепараторы
диаметром 3,2; 4 и 5 м.
Техническая характеристика центробежных сепараторов

1	Фирма-изготовитель	(виЪнвбф)  „явж-нвэ*	1 о	1 сч  СЧ	1	1	I О CD	ID^ 1  ID	СО	
		I	1	I 1 m	1 ID 1	|  сч 1	1	1 ID со	ао СЧ 1	(  СЧ	—<	
	(лаФ)  „ ЭМЭ1ШОХНЭ0  -бэпЛэ* них	ОО	СО  I	-	О	CD  СЧ	1	СО	СО	СО  —<	СО	1
		ID	I	О	m GO  СЧ	""	СО	1  СО
	(JdO) „ЭМЭ1Ш  -охнэд“ них  „энипчгу*	CD	1	СО	О	ID	ID	|	|  -	1	СЧ	Г-	Ь-	СЧ	1	1  со	—	
		3,2  24  200  60  20	
	(ла®) .»иэх*	5 110 190 100	1 1
		ОО	I	СО	О	О	Oil  1	о	о	оо	ml*	
		4,5  77  200  65  36	
	(лаф) .JEVag-	5 77,5  160  120  50	
		CD	I	Г—	О	О	CD	I	|  1	m	»	СП	со	1	1	
	(лаФ) .аэфиэфц-	5 118 150 100  45	
		СО	I	СЧ	О	О	GO	I	|  1	О	Ь-	оо	СО	1	1	
		4,5  73,6 190  70  32	
	(лаФ)  „эххслхэлнАн  -4>oxh3xAj“	5  66,5  160  150  48	
		сч 1	тг	m о	cd I	I  1	Г-	со 1	1	
	(ла®) „ННВИШНХ*  (лаФ)  „ЭЛИ£Н1ГОи“	сч	I	оо	о m	сч 1	I  -	1	'Ф	о сч	^11  сч	—<  co	mm  1	г-	m	mil  ’Т |	О	—<	со	СО 1	1  m	
		4,2  33  200  55  22	
	„Пол идор“—модель Симплекс* (ФРГ)	4  5,77  40  220—  260  53  40	
		со	Im	со  СЧ СО	ОО	О 1	“If  -	-	СЧ	СО СЧ 1	СО	1	1  со m	—	—'	
		00	1	сч  сч m о со сч 1	oil  сч	—	—	
	у I и 5  Показатели	щ м  И спа	О)	m  -	1	сч	о О	СО|-  1	m	г- со	1 со  —<	сч	
		Диаметр в м . . 4,3 Высота „ „ . . — Мощность элек- тродвигателя в кет 40,5 Число оборотов в минуту .... 220 Загрузка в т/ч . 70 Производитель- ность в т/ч при тонкости помола до остатка на си- те 90 мк: 6—10% ... 23 4%	—  0,5-2% ... -	

Общий вид центробежного сепаратора диаметром 3,2 м по-
казан на рис. 79.

Рис. 79. Центробежный сепаратор диаметром 3,2 м конструк-
ции НИИЦеммаша

/ — наружный кожух сепаратора; 2 — внутренний кожух сепаратора:
3 — верхний центробежный вентилятор; 4 — съемные контрлопастн; 5 —
рассеивающая тарелка; 6— ннжннй вентилятор; 7 — загрузочная теч-
ка; g _ приводной вал; 9 — патрубок для крупки; 10 — патрубок для
готового продукта; 11 — жалюзи

В данном сепараторе тонкость помола готового продукта ре-
гулируют тремя способами:
1)	скорость восходящего потока воздуха, создаваемого вен-
тилятором 3, регулируется наклонными съемными контрлопа-
стями 4, которые при вращении создают нисходящий поток воз-
духа и тем самым уменьшают скорость подъема воздуха.

Рис. 80. Центробежный сепаратор диаметром 4 м
конструкции НИИЦеммаша

1 — наружный кожух сепаратора; 2 — внутренний кожух се-
паратора; 3 — центробежный вентилятор; 4 — съемные контр-
лопасти; 5 — рассеивающая тарелка; 6 — загрузочная течка;

7 — привод; 8 — патрубок для крупки; 9 — патрубок для го-
тового продукта; 10 — шибер для регулирования диаметра
отверстия на входе в главный вентилятор; 11 — привод жа-
люзийных лопаток

С увеличением числа контрлопастей скорость восходящего
потока воздуха уменьшается, по мере же уменьшения количе-
ства контрлопастей скорость воздуха возрастает. Этот способ
позволяет регулировать скорость воздуха и тем самым круп-
ность готового сепарируемого продукта;

Рис. 81. Центробежный сепаратор диаметром 5 jh конструк-
ции НИИЦеммаша

1 — разбрасывающая тарелка; 2 — жалюзийная решетка; 3 — патрубок
для выхода, крупкн; 4 — съемные контрлопастн осевого вентилятора;

5 — центробежный пылевой вентилятор; б — главный центробежный
вентилятор; 7 — патрубок для выхода готового продукта; 8 — шиберы
для регулировки диаметра отверстия на входе в главный вентилятор;

9 — привод сепаратора

2)	для усиления степени закручивания восходящего потока
воздуха, создаваемого вентилятором 3, в сепараторе установ-
лен еще один вентилятор 6. Если требуется в основном центро-
бежная сепарация, то лопатки вентилятора 3 вдвигают до ми-
нимальных размеров, что уменьшает засасывание и усиливает
закручивание воздушного потока нижним вентилятором 6. При
увеличении размера лопаток вентилятора 3 усиливается восхо-
дящий воздушный поток, приводя к увеличению размера частиц
при повышении производительности сепаратора;

3)	выделение тонкодисперсного материала из воздушного
потока регулируется изменением направления потока воздуха
путем поворота створок жалюзи 11. Общий вид сепаратора диа-
метром 4 м показан на рис. 80. Для регулирования тонкости по-
мола готового продукта в конструкции этого сепаратора пре-
дусмотрены шиберные устройства 10, с помощью которых регу-
лируют диаметр отверстия на входе в вентилятор в диапазоне
1900—2600 мм, в результате чего изменяется скорость потока
воздуха.

Для этой же цели в нижней части внутреннего корпуса ус-
тановлены жалюзи с 48 поворотными лопатками, при помощи
которых изменяются степень закручивания потока воздуха и
производительность аппарата. Поворот лопаток осуществляется
через специальный привод с лебедкой.

Грубая регулировка степени разделения материала может
быть осуществлена путем изменения количества отбойных
контрлопастей. Устройство центробежного сепаратора диамет-
ром 5 м показано на рис. 81. В этом сепараторе для регулиро-
вания тонкости помола в верхней части также установлены 18
шиберов 8, прикрывая которые, можно уменьшать площадь се-
чения входа воздуха в вентилятор, в результате чего увеличивает-
ся его скорость. Для уменьшения скорости потока воздуха
внутри сепаратора есть осевой вентилятор 4 с 12 контрлопастя-
ми, создающими противоток воздуха. Перемещая лопасти в раз-
личном направлении или меняя их число, можно регулировать
скорость воздуха.

В нижней части внутреннего кожуха установлена жалюзий-
ная решетка с 48 поворотными лопатками, при помощи которых
изменяются степень закручивания потока воздуха и производи-
тельность сепаратора.

Поворот лопаток осуществляется через специальный привод,
оканчивающийся маховичком, выведенным наружу.

Техническая характеристика отечественных центробежных
сепараторов приведена ниже.

Диаметр наружного корпуса в

свету в мм	  Диаметр внутреннего корпуса в	3200;	4000;	5000
свету в мм	  Внутренний диаметр разгрузочного	2700;	3200;	3600
отверстия для готового продукта в мм	*	. . .	350;	300;	350
То же, для крупки в мм .... Число оборотов горизонтального	342;	300;	500
вала редуктора в об /мин	. . .	960;	750;	926
То же, ротора сепаратора в об/мин Потребляемая мощность сепарато-	245,	190;	192
ра при максимальной нагрузке			
в кет		20;	—	—
Тип электродвигателя............АОС-82-6; АОГ1938;

Мощность в кет..................... 28;	40;

Число оборотов электродвигателя

в об/мин		975;	750;
Производительность сепаратора в т)ч при:  удельной поверхности 4500 —  5000 смР/г 			
остаток на сите № 008 3%	10,5;	—
то же,	5%	11,9;	.—
»	(2500 см? [г)	8% .	13,8;	20—22
»	10% .	15,2;	—

АОП-94-6
75

985

8—10

36—40

6. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОМОЛА ЦЕМЕНТА

Тонкое измельчение материалов является одним из наибо-
лее энергоемких процессов в производстве цемента: на него за-
трачивается около 60% всей расходуемой на производство це-
мента электроэнергии. Очевидно, поэтому каждое мероприя-
тие, способствующее интенсификации процессов измельчения,
может в общем масштабе дать весьма значительный экономи-
ческий эффект.

Чтобы яснее представить возможные пути интенсификации
процессов измельчения материалов в трубных мельницах, рас-
смотрим 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 кон-
струкцией мельниц:

а)	схема измельчения (помол в открытом и замкнутом цик-
ле, 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 производ-
ства идет по пути увеличения тонкости помола.

Бесспорным является положительное влияние тонкого помо-
ла, заключающееся в ускорении процессов гидратации и гидро-
лиза 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 из-
вестно, сопровождается снижением производительности мель-
ниц, увеличением удельного расхода электроэнергии, повыше-
нием температуры в мельнице и соответственно цемента на вы-
ходе из нее. В ряде случаев наблюдаются явление ложного
схватывания, изменение зернового состава порошка и т. д.

Одной из основных причин снижения эффективности про-
цесса 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 по-
верхность мельницы покрываются довольно прочным слоем це-
мента, что снижает кинетическую энергию удара мелющих тел,
увеличивает количество работы трением и повышает темпера-
туру материала в мельнице. Агрегирование при тонком помоле
выражается в образовании из мельчайших частиц «агрегатов»
(пластинок, комочков), и это приводит к значительному умень-
шению удельной поверхности готового продукта. При гидрата-
ции 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 устране-
ние 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, мыло-
нафт, контакт Петрова и др., то налипания размалываемого ма-
териала не происходит, он измельчается интенсивнее и произво-
дительность мельницы повышается. Эти интенсификаторы помо-
ла 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 некото-
рых 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 из-
мельчения в трубных мельницах протекает весьма интенсивно.
Интенсифицирующее действие малых количеств ПАВ при по-
моле клинкера может быть объяснено, с одной стороны, адсорб-
ционным снижением его твердости (механизм этого процесса
показан в ряде работ Ребиндера [49]), а с другой, — уменьшени-
ем и даже предотвращением налипания и агрегирования це-
мента.

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 продол-
жительное время и материал успеет пройти в камеру тонко-
го измельчения. В таких условиях функция интенсификатора в
основном сводится к устранению налипания.

Если же Поверхностно-активные вещества вводить в первую
камеру мельницы в тонкодисперсном виде, то их действие бу-
дет 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 р-абота 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 мельни-
цу оптимальная их дозировка будет в десятки раз меньше при-
меняемой при обычной подаче их вместе с материалом на пи-
тательную 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 оп-
тимальным 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 мате-
риалом в концентрированном виде интенсифицирующее их дей-
ствие проявляется только частично и на отдельных этапах из-
мельчения.

Наилучшие условия введения ПАВ в мельницу в распылен-
ном виде создаются в том случае, если они растворены в воде.
Водный раствор ПАВ, легко распыляемый с помощью специ-
альной установки, обеспечивает соприкосновение интенсифика-
тора с большой поверхностью размалываемого материала
в самом начале процесса измельчения. Этот способ применения
ПАВ эффективен еще потому, что минералы цементных клин-
керов обладают высокой гидрофильностью и сильно адсорбиру-
ют воду на вновь образующихся поверхностях. Уже сама во-
да вызывает значительное адсорбционное понижение прочно-
сти клинкерных минералов при их измельчении.

Введение в первую камеру водного раствора добавки ПАВ
сопровождается не только понижением твердости размалыва-
емого материала. Адсорбированные поверхностно-активные ве-
щества 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—
0.03 % 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 со-
стоянии 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 производи-
тельностью 3—5 м3/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 ба-
ка через коллектор раствор подают индивидуальными шесте-
ренчатыми 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 тон-
кодисперсную туманообразную смесь. Длину выходящей из
форсунки струи и угол распыления при постоянном давлении
воздуха и раствора регулируют изменением величины воздуш-
ного кольцевого зазора в форсунке. Для контроля и регулиро-
вания работы установки используется следующая контрольно-
измерительная аппаратура.

Уровень ПАВ и воды в смесительно-дозировочном баке ре-
гулируется с помощью сигнализатора уровня СУ-1 7. Поддер-
жание необходимого количества воды в смесительно-дозировоч-
ном баке осуществляется с помощью запорного вентиля 8.

Уровень в расходном баке контролируется с помощью элек-
тросигнализатора уровня ЭСУ-2А 9. Для измерения расхода
раствора ПАВ используют дистанционный электрический рота-
метр РС-5 10. Давление раствора и воздуха определяется ма-
нометрами. Если установка обслуживает группу мельниц, то
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 вод-
ного 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. Из-
вестно, что при помоле клинкера с добавками влаги (в преде-
лах 1 % к весу подаваемой в мельницу шихты) уменьшается или
полностью предотвращается налипание и агрегирование мелких
частиц цемента. Возможно, это объясняется тем, что образую-
щиеся на частицах цемента мономолекулярные гидратные обо-
лочки оказывают изолирующее действие, локализуя электроста-
тические заряды и предотвращая таким образом их взаимодей-
ствие. С увеличением же влажности материала свыше 1% эф-
фективность измельчения резко снижается. Однако налипания
на мелющие тела не наблюдается даже при довольно высоких
значениях влажности (свыше 2%) и удельной поверхности
3000—3500 см21г, либо оно очень незначительно. Из этого сле-
дует, что налипание и агрегирование при тонком помоле вызы-
вается не повышенной влажностью материала. Напротив, влаж-
ность, даже относительно большая (2%), предотвращает этот
нежелательный процесс. Установлено, что эффективность про-
цесса измельчения снижается вследствие, изменения свойств
размалываемого материала, которое выражается в уменьшении
подвижности цемента, потере им «текучести», вследствие чего
процесс измельчения замедляется. По мере дальнейшего из-
мельчения и развития поверхности материала подвижность его
снова восстанавливается. Это явление объясняется тем, что при
образовании полимолекулярных слоев и их сиепления («склеи-
вании») возникает структура из гидратных оболочек и частиц
цемента, обладающая некоторой прочностью. Особенно сильно
это проявляется в начале процесса, в области грубого измель-
чения, где удельная поверхность материала сравнительно не-
велика.

Необходимо отличать явление налипания, которое надо рас-
сматривать 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)

цесс помола

происходит в основном из-
за увеличения агрегирова-
ния и налипания его на ме-
лющие тела и броневые
плиты. Повышение темпе-
ратуры особенно сильно
сказывается при высоких
значениях удельной поверх-
ности материала.

Влияние температуры на
процессы налипания и агре-
гирования можно объяснить
следующим образом. В ходе
измельчения цемента мел-
кие его частицы адсорбиру-
ют на своей .поверхности
воздух, и образующиеся воз-
душные оболочки препятст-
вуют контакту частиц, т. е.
как бы изолируют действие
электростатических заря-
дов. При температуре свы-

ше 100°С воздушные оболочки разрушаются, и частицы, сопри-
касаясь под влиянием электростатических зарядов, образуют

прочные агрегаты. Кроме того, в процессе измельчения в ре-
зультате ударных воздействий на поверхности мелющих тел
также возникает электрический потенциал, и шары, соприкаса-

ясь с мелкими частицами, притягивают их.

Исследования процесса помола клинкера и изучение влия-
ния 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 цемент-
ную 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 ве-
личина налипания максимальные. Подача распыленной воды в
область высоких температур и больших значений удельной по-
верхности обеспечивает эффективный отбор тепла и интенсив-
ное испарение влаги, а также предотвращает снижение под-
вижности материала, которое возникает при введении тех же
количеств воды на первоначальной стадии процесса помола.

Кроме того, распыленная вода, подаваемая в мельницу, по-
зволяет поддерживать большую влажность аспирационного воз-
духа, просасываемого через полость барабана. Как известно,
воздух при сильном увлажнении обладает хорошей электропро-
водностью. Но в мельнице в результате трения мелющих тел
значительная часть энергии, затрачиваемой на помол, превра-
щается в тепловую, которая нагревает не только размалывае-
мый материал, мелющие тела и мельницу, но и проходящий че-
рез нее аспирационный воздух. При нагревании электропровод-
ность воздуха резко снижается, так как уменьшается его отно-
сительная влажность. Если, например, температура воздуха пе-
ред входом в мельницу равна 4- 10°С, а насыщение его влагой со-
ставляет 80%, то при температуре +80°С относительная влаж-
ность его будет не более 5% и, следовательно, он становится
плохим проводником электричества.

Искусственное увлажнение воздуха путем испарения вводи-
мой в мельницу воды отбирает значительную часть тепла. Ко-
нечно, количество добавляемой воды не должно быть больше
того, чем это нужно для испарения. При добавке воды в мель-
ницу 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 про-
межутки времени до 2%.

Как это установлено, на некоторых заводах температура
клинкера, подаваемого в мельницу, колеблется в широких пре-
делах— от 150 до 215°С. При этом температура цемента на
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 возмож-
ность установить, что с охлаждением цемента в мельнице
уменьшаются агрегирование, налипание и улучшаются условия
процесса измельчения. Это было достигнуто в результате введе-
ния воды в камеру тонкого измельчения. Были изучены условия
диспергирования воды и сконструирована автоматическая ус-
тановка для введения воздушно-водяной смеси в полость мель-
ницы, снабженной периферийным приводом (рис. 84).

Рис. 84. Схема автоматической установки для подачи воздушно-водя-
ной смеси в камеру тонкого измельчения цементной мельницы

Вода распыляется форсункой 1, к которой по двойной тру-
бе 2 подаются сжатый воздух от компрессора под давлением
1,5—3 атм (избыточных) и вода под давлением 1,5—2 атм. Во-
да поступает по внутренней трубке, воздух — по внешней.
Двойная труба закрепляется на ложе 3, которое изготовляют
из обычного углового железа 50X50 мм. Часть трубы консоль-
но входит в аспирационную коробку и разгрузочную цапфу так,
чтобы форсунка попадала в центральное аспирационное отвер-
стие 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 решет-
ки и ее во время работы может срезать. Ложе прикрепляется
к стойкам аспирационной коробки растяжками 5. Вода подает-
ся 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 подава-
емой воды — водомером 10.

Принятый способ крепления трубы с форсункой обеспечивает
надежную и бесперебойную работу установки, позволяет в слу-
чае необходимости извлекать трубу из мельницы, не останав-
ливая ее.

Количество воды, подаваемой в мельницу, в основном за-
висит от температуры цемента на выходе; она, следовательно,
является основным параметром при автоматическом регулиро-
вании подачи воды в полость мельницы. Но абразивность це-
мента и его сравнительно высокая температура не позволяют
погружать воспринимающий орган термосигнализатора непо-
средственно в струю цемента. В связи с этим возникает необхо-
димость найти другой параметр, который был бы равнозначен
основному и обеспечивал надежность измерений. Таким пара-
метром является температура аспирационного воздуха на вы-
ходе из мельницы, которая практически равна температуре це-
мента.

Уже упоминалось о том, что в качестве регулируемых эле-
ментов в автоматической установке подачи воды используются
электромагнитные вентили марки ЭМВ-15 или СВМ-15. При
температуре цемента выше 115СС включается один электромаг-
нитный 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 электромаг-
нитные вентили, и подача воды в мельницу прекращается.

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

Снижение температуры аспирационного воздуха и повыше-
ние его влагосодержания благоприятно отражается на работе
электрофильтра. Установлено, что для хорошей работы элект-
рофильтров требуются значительное охлаждение газов-—до
50°С — и повышение относительной влажности до 90%. Факти-
ческая 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 аспираци-
онного воздуха и повышения его влагосодержания режим ра-
боты электрофильтра резко улучшается: напряжение увеличи-
вается до 280—300 в, 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 размалываемо-
го материала. Производительность мельницы при введении воз-
душно-водяной смеси в камеру тонкого помола увеличивалась
в среднем на 10%, а влажность цемента на выходе из мельни-
цы 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 каме-
ру тонкого помола происходит за счет интенсифицирующего
действия небольших количеств влаги, которое выражается в
адсорбционном понижении прочности размалываемого материа-
ла и уменьшении налипания цемента на мелющие тела; этому
в значительной мере способствует и понижение температуры в
мельнице.

Большое влияние на показатели работы мельницы оказыва-
ет предварительное дробление клинкера, обеспечивающее пи-
тание мельниц более однородным по размеру материалом. При
этом повышается эффективность действия мелющих тел, умень-
шаются колебания тонкости помола и часовой производитель-
ности.

Для получения цемента повышенной прочности в первые
сроки твердения требуется размалывать клинкер до удельной
поверхности S = 4000<-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 созда-
нии благоприятных условий для эффективной работы мелю-
щих 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 раз-
меров, которые обеспечивают измельчение наиболее крупных
кусков материала. В мельницах с цилиндрической бронефуте-
ровкой шары разных размеров перемешаны, причем наблюда-
ется переход крупных шаров к разгрузочному концу камеры.
Поэтому подбор шаров постепенно убывающих размеров обес-
печивает 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 представ-
ляет 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 уда-
ры мелких и крупных шаров так же, как и мелкие зерна. Но
мелкие шары, падая на крупные зерна клинкера, не разруша-
ют их с первого удара. В то же время тяжелые шары легко
разрушают мелкие зерна материала. Между тем такой же ре-
зультат может быть получен с помощью шаров меньшего разме-
ра или при падении больших шаров с меньшей высоты.

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

В первой камере от шаровой загрузки требуется главным
образом ударное действие. Чтобы обеспечить оптимальные ус-
ловия работы шаров наибольшего размера, которыми загружа-
ется 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 раз-
мера (из общего ассортимента загрузки) протекает в оптималь-
ных условиях, остальные же, и главным образом крупные, ра-
ботают 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 расслое-
нию 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 за-
гружаемых 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 двухступенча-
того 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 кониче-
скую бронефутеровку в первой камере мельницы. Коническая
бронефутеровка оправдала себя почти повсеместно, поэтому
сортирующие плиты являются обязательной принадлежностью
хорошо работающей трубной мельницы. Однако следует заме-
тить, 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 соотноше-
нии с поверхностью мелющих тел. В противном случае даже
при хорошей самосортировке эффективного измельчения не
будет [43, 44]. Лишь при оптимальных условиях помола на-
грев материала, даже если его измельчают до высокой удель-
ной поверхности, будет не особенно большим, агрегирование
Показатели работы агрегата двухступенчатого помола

Мельницы грубого помола				Мельницы тонкого помола					Удельный расход энергии на всю установку в квт-ч/т
размер в /л	производи- тельность в т/ч	удельный рас- ход энергии в квт-ч/т	остаток на си- те № 008 в %	размер в м	производи- тельность в т/ч	удельный рас- ход энергии в квт-ч/т	остаток на си- те № 008 в %	удельная поверх- ность в см2/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 см21г, 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 рабо-
ту измельчения, а в тепло. Изменение конечной тонкости помо-
ла в многокамерных мельницах в значительных пределах не-
возможно без изменения ассортимента загрузки мелющих тел.

В мельнице же с конической бронефутеровкой сортировка
мелющих тел (при правильном сочетании скорости вращения
мельницы и характера поверхности футеровки) может оста-
ваться практически постоянной, но гранулометрический состав
клинкера и его сопротивление размолу будут все же перемен-
ными величинами. Особенно большие колебания наблюдаются
в гранулометрическом составе. Если клинкер подвергать дроб-
лению, то гранулометрический состав его будет примерно по-
стоянным или при наличии мелочи наиболее крупные фракции
не превысят заданного размера. Но на практике на многих за-
водах предварительное дробление клинкера не нашло приме-
нения. Поэтому при значительных колебаниях гранулометриче-
ского состава клинкера совмещение грубого и среднего измель-
чения в одной камере создает определенные трудности в рабо-
те мельницы, вследствие чего требуется особый подбор ассор-
тимента загрузки.

Этот ассортимент в первой камере мельницы с сортирую-
щей бронефутеровкой необходимо подбирать с таким расчетом,
чтобы самые крупные куски клинкера измельчались в зоне круп-
ных шаров до размеров, обеспечивающих в последующих зонах
соответствие между размерами мелющих тел и крупностью зе-
рен размалываемого материала. В противном случае, если в ас-
сортименте мелющих тел мало крупных шаров и в зоне их рабо-
ты не обеспечивается последующая подготовка, то крупные
куски клинкера переходят в зону средних и мелких шаров, пере-
полняют первую камеру и резко снижают эффективность из-
мельчения.

В зоне средних и мелких шаров кинетическая энергия ме-
лющих 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 из-
менения, 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 эф-
фектом дробят крупные куски клинкера, вместо того чтобы осу-
ществлять процесс дальнейшего измельчения. Это является
причиной скопления в конце камеры большого количества круп-
ных кусков и крупки, переполнения камеры материалом и сни-
жения эффективности измельчения.

Для создания нормальных условий работы мельницы необ-
ходимо изменять ассортимент загрузки, увеличивая зону круп-
ных 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 за-
грузки и размеры мелющих тел в ней следует подбирать в за-
висимости от гранулометрического состава и степени сопротив-
ления размолу измельчаемого материала. Обычно при помоле
клинкера вращающихся печей без предварительного его измель-
чения в мельницах с сортирующей бронефутеровкой в ассорти-
менте 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 ме-
лющих тел не дало положительного результата.

При помоле шлакопортландцемента особое значение приоб-
ретает предварительное измельчение.

Если устранить основные недостатки шлакопортландцемен-
та — медленное нарастание прочности в первые сроки твердения
и низкую прочность в пластичном растворе,—то, очевидно, шла-
копортландцемент по качеству ни в чем не будет уступать порт-
ландцементу.

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 ак-
тивность смешанных портландцементов возрастает по мере уве-
личения степени измельчения клинкера. Иногда активность та-
ких цементов снижается из-за чрезмерного измельчения добав-
ки, и потому считают, что наиболее рациональным методом по-
лучения смешанных цементов является раздельный помол, при
котором можно более тонко измельчать активную часть вяжу-
щего.

В свое время было предложено [51] применять такой раз-
дельный помол. При этом исходили из того, что реакционная
способность шлака невелика, а гидратируется он медленно. Ре-
комендовалось 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 произ-
водительности мельницы почти вдвое. Поэтому от раздельного
помола клинкера и шлака отказались.

Практикуемый же совместный помол гранулированного до-
менного шлака и портландцементного клинкера в многокамер-
ной трубной мельнице приводит, как правило, к переизмельче-
нию шлака или недомолу клинкера. При совместном помоле ос-
новного доменного шлака мокрой грануляции и портландце-
ментного клинкера 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 поверх-
ности 5=2870 см2!г, а шлаковый компонент — до 5 = 5260 см2{г,
т. е. почти в два раза мельче [52].

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

Влияние тонкости помола отдельных компонентов шлако-
портландцемента — клинкера и шлака — на прочность цемента
характеризуется данными табл. 51. В ней приведены прочност-
ные показатели шлакопортландцементов, полученных в резуль-
тате смешивания в отношении 1 : 1 отдельно размолотого клин-
кера Днепродзержинского цементного завода до удельной по-
верхности 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 поверх-
ности 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 в см*/г		Предел прочности в кГ/см* на сжатие через 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 смЦг увели-
чение тонкости помола клинкера до 6000 см2) г повышало проч-
ность цемента от 30 до 120 kTJcm2.

Следовательно, чтобы повысить активность шлакопортланд-
цемента, особенно в ранние сроки твердения, необходимо, что-
бы в этом цементе наиболее тонко был измельчен активный
его компонент — клинкер.

При помоле быстротвердеющего шлакопортлаидцемента на
базе клинкера и основного доменного шлака наиболее эффек-
тивен двухстадийный помол с предварительным измельчением
клинкера и дальнейшим домолом его вместе со шлаком. Следу-
ет подчеркнуть, что двухстадийная схема помола шлакопорт-
ландцемента имеет существенные технологические и экономиче-
ские преимущества перед одноступенчатой.

7.	АСПИРАЦИОННЫЕ И ОБЕСПЫЛИВАЮЩИЕ
.УСТРОЙСТВА МЕЛЬНИЦ

Раньше считалось, 'что аспирация трубных цементных мель-
ниц позволяет лишь снизить выделение пыли из загрузочной
горловины мельницы в помещение цеха и уменьшить запылен-
ность в помольных отделениях (санитарно-гигиеническая аспи-
рация). При недостаточной аспирации цементных и сырьевых
мельниц (сухой способ производства) концентрация пыли в
цеховых помещениях повышается и увеличивается износ обору-
дования. Исходя из этого на предприятиях стремились обеспе-
чить такую аспирацию многокамерных мельниц, которая удов-
летворяла бы прежде всего санитарно-гигиеническим требова-
ниям.

Однако впоследствии было замечено, что помол сухих мате-
риалов без аспирации или при весьма слабой аспирации сопро-
вождается снижением производительности мельниц. В 1950 г. на
Краматорском заводе [53] было впервые установлено, что при
усиленной аспирации мельниц процесс помола интенсифици-
руется.

Сейчас интенсивная аспирация применяется уже повсеместно.

Известно, что если к аспирации прибегают в санитарно-гигие-
нических целях, то достаточно небольшого разрежения в аспи-
рационной коробке, и помольный агрегат не будет выделять
пыль в помещение цеха. Это достигается созданием незначи-
тельной тяги на входе в мельницу при просасывании через бара-
бан мельницы около 1000—1200 м3 воздуха в час.

Очевидно, что при аспирации, которая интенсифицирует про-
цесс помола, или так называемой технологической аспирации,
количество просасываемого воздуха должно быть значительно
выше.

Проектные организации при определении требуемой степени
интенсивности аспирации исходили из того, что при сухом помоле
через мельницу должно проходить около 1 м3 воздуха в час на
1 кг цемента [54]. Скорость воздуха, просасываемого через мель-
ницу сухого помола, отнесенная к ее полному сечению, рекомен-
довалась не ниже 1, а максимальная до 2 м/сек [55].

Из этих рекомендаций следует, что через мельницу 2,2Х 13 м,
производительность которой в среднем равнр 17 т/ч, при норме
1 м3 воздуха на 1 кг цемента должно пройти 17 000 м3/ч воздуха;
при скорости воздуха в полости мельницы 1 м/сек должно пройти
12 000 м3]ч, а при скорости 2 м/сек — 25 000 м3/ч.

Просасываемый воздух проходит через загрузочную течку,
поперечное сечение которой у мельницы 2,2Х 13 м обычно не
превышает 0,07 Л12. Тогда скорость воздуха, просасываемого че-
рез загрузочную течку мельницы указанного сечения, согласно
рекомендованным нормам, должна быть равной соответственно
67, 50 и 100 м/сек. Создать такие скорости воздуха в загрузоч-
ной течке без принудительной подачи его практически невозмож-
но. Определяли также интенсивность аспирации либо по разре-
жению в аспирационной коробке, либо по мощности вентилятора
в аспирационной системе. Однако было установлено, что на неко-
торых заводах через мельницы проходит только 5% воздуха от
всего количества, отсасываемого вентилятором [56], а 95%
составляют подсосы наружного воздуха в аспирационную систе-
му. На других заводах подсосы аспирационного воздуха с уче-
том воздуха обратной обдувки рукавов фильтра не превышают
50—60%- Следовательно, такой способ не позволяет определить
количество воздуха, просасываемого через мельницу, го которо-
му определяется интенсивность аспирации.

При определении степени аспирации многокамерной мель-
ницы нужно исходить прежде всего из расчета аэродинамиче-
ского сопротивления мельницы и обеспыливающих устройств в
аспирационной системе.

Аэродинамическое сопротивление самой мельницы зависит
главным образом от диаметра загрузочной течки, живого сече-
ния междукамерных перегородок, их типа и количества, наличия
и размера центральных аспирационных отверстий. Поэтому
складывается оно из сопротивлений междукамерных перегородок
и загрузочной течки.

Сопротивление загрузочной течки можно рассматривать как
местное сопротивление [57]

Р =е ,
т 2g

где е — коэффициент местного сопротивления, принимаемый
для мельницы равным 1,3;

v — скорость воздуха в течке, подсчитанная по объему воз-
духа, поступающего в мельницу, и отнесенная ко всему
живому сечению течки, в м)сек-,

у — удельный вес воздуха в кг)м?-,

g — ускорение силы тяжести — 9,81 м!сек2.

Сопротивление же перегородок рассматривается как сопро-
тивление диафрагмы без сжатия струи

Рпер = - (Ц)	Це)2,

2g

где 7 — удельный вес запыленного воздуха, скорректирован-
ный по запыленности и температуре;

v0 — скорость воздуха в живом сечении перегородки, под-
считанная на 70% площади живого сечения всех ще-
лей и на всем сечении аспирационного отверстия;

vo— скорость воздуха в барабане, подсчитанная на 70%
площади сечения барабана мельницы.

Пересыпание шаров и материала в барабане и материала в
перегородках незначительно влияет на аэродинамическое сопро-
тивление мельницы. Им можно пренебречь при условии, если в
мельницу поступает сухой материал. Если же влажность посту-
пающего в мельницу материала превышает допустимые норма-
тивы, щели частично замазываются или забиваются, и аэродина-
мическое сопротивление перегородок резко повышается.

Когда влажность материала не превышает установленных
норм и междукамерные перегородки не замазываются, аэроди-
намическое сопротивление мельницы, как видно из табл. 52, бу-
Зависимость аэродинамического сопротивления трубной мельницы от
количества просасываемого воздуха и типа междукамериых перегородок

Перегородки	Количество воздуха, про- сасываемого через мельни- цу, при 140 °C	Суммарное сопротивление перегородок мельницы в мм вод. ст.	Сопротивление загрузочной течки в мм вод. ст.	Полное аэро- динамическое сопротивление- мельницы в мм вод. ст.
Одинарная с аспираци- онным отверстием . . .	2500	2	5	7
	3500	3	10	13
	4500	5	17	22
	5500	7	26	33
Двойная		2500	5	7,5	12,5
	3500	10	15	25
	4500	17,5	26	43,5
	5500	28	39	67

дет зависеть от типа и количества междукамериых перегородок
и количества просасываемого воздуха. Аэродинамическое сопро-
тивление двойных перегородок больше, чем одинарных. Особен-
но большое сопротивление создает загрузочная течка. Поэтому
для снижения аэродинамического сопротивления мельницы не-
обходимо стремиться увеличить до максимально возможных пре-
делов диаметр загрузочной течки.

Из этого следует, что при одном и том же разрежении в аспи-
рационной коробке через полость мельницы, если изменяется ее
аэродинамическое сопротивление, проходит разное количество
воздуха. Следовательно, количество проходящего через мельни-
цу воздуха обусловлено ее аэродинамическим сопротивлением.

Таким образом, интенсивность аспирации мельницы должна
определяться количеством просасываемого через барабан воз-
духа, при той температуре, которую он имеет на выходе из раз-
грузочной горловины.

Как уже указывалось, в производственной практике интен-
сивность аспирации мельниц, работающих по сухому способу,
принято измерять по разрежению в аспирационной коробке в мм
вод. ст. независимо от аэродинамического сопротивления. Такое
определение не дает ясного представления об интенсивности ас-
пирации.

Действительно, при одном и том же разрежении в аспира-
ционной коробке, например 20 мм вод. ст., через трехкамерную
мельницу с одинарными перегородками проходит воздух в коли-
честве около 4500 м3/'ч при 140°С из разгрузочной течки, а через
ту же мельницу, но с двойными перегородками, проходит только
около 3000 м3]ч. Чтобы через полость мельницы с большим соп-
ротивлением прошло такое же количество воздуха — 4500 л3/ч,
необходимо увеличить разрежение в аспирационной коробке до
43—45 мм вод. ст. Если еще больше повысить интенсивность
аспирации с тем, чтобы через полость мельницы с одинарными
перегородками и аспирационными отверстиями в них с?=200 мм
проходило 5500 м^ч, необходимо создавать разрежение в аспи-
рационной коробке порядка 33 мм вод. ст., а в мельнице с по-
вышенным сопротивлением для просасывания такого же коли-
чества воздуха нужно будет увеличить разрежение до
67 мм вод ст.

Таким образом, чем выше аэродинамическое сопротивление
мельницы, тем более высоким должно быть разрежение в аспи-
рационной коробке, чтобы в полость барабана прошло равное
количество воздуха. Поэтому разрежение в аспирационной ко-
робке не может служить показателем интенсивности аспирации
трубных мельниц. Более точным критерием интенсивности аспи-
рации является скорость воздуха в свободном пространстве ба-
рабана, выраженная в м/сек.

Свободное же пространство мельницы можно определить по
формуле

5 = 0,785 с?2 0,7 м2,

где d — диаметр мельницы в свету.

При этом учитывалось, что сечение барабана в процессе
работы на 30% перекрывается шароматериальной загрузкой.

Практика [58] и исследования [59] показали, что с повыше-
нием интенсивности аспирации до определенных пределов весьма
существенно увеличивается производительность мельницы.

Как видно из рис. 85, производительность мельницы при по-
моле портландцемента с увеличением интенсивности аспирации
повысилась до 20—25% (за исходную взята производительность

Скорость воздуха в попасти барабана мельницы В м/сен
У 17602000 2600 3000 3460 4000 4320 50005200	6050

Объем Воздуха,просасываемого через попасть мельницы, 6 м3/ч

Рис. 85. Зависимость производительности мельиицы от
интенсивности аспирации при помоле портландцемента
мельницы при санитарно-гигиенической аспирации, т. е. принята
скорость воздуха в полости барабана мельницы, равная 0,3 м[сек,
при температуре 130—150°С, или 0,2 нм/сек). Приведенные на
графике кривые (верхняя характеризует суммарную или полную
производительность, т. е. производительность с учетом продукта
уноса, а нижняя — производительность без учета продукта уно-
са) показывают, что с повышением интенсивности аспирации
производительность мельницы увеличивается в результате воз-
действия аспирационного воздуха на процессе измельчения.

Испытания, проведенные на другом заводе при помоле шла-
копортландцемента, показали такую же зависимость произво-
дительности мельницы от интенсивности аспирации (рис. 86).

Скорость Воздуха В полости барабана мельницы В м/сек

17502000' 2600 3000 3460	40004320	50006200	5050

Объем Воздуха, просасываемого через барабан мельницы, В м3/о

Рис. 86. Зависимость производительности мельницы от интен-
сивности аспирации при помоле шлакопортлаидцемента

1 — суммарная производительность при помоле шихты с 75 % основного
доменного шлака; 2 — суммарная производительность при 50% основ-
ного шлака; 3 — суммарная производительность при 50 % кислого до-
менного шлака; 4, 5, 6 — соответствующая производительность без уче-
та продукта уиоса

Анализ кривых помола портландцемента и шлакопортландце-
мента показывает, что зависимость процесса измельчения мате-
риала в трубных мельницах от интенсивности аспирации остает-
ся постоянной.

Сопротивление размолу клинкера и основного доменного
шлака разное, но поскольку кривые, приведенные выше, явля-
ются кривыми одного порядка, следует считать, что аспирация
влияет на процесс измельчения независимо от сопротивления
размолу измельчаемых компонентов, входящих в состав шихты,
и регулирует процесс в одном направлении.
Многие работники цементной промышленности, в том числе
А. Д. Каминский и С. Д. Кастрицкий [53], считают, что повыше-
ние производительности цементных мельниц в результате созда-
ния интенсивной аспирации обусловлено удалением из мельницы
мелких частиц размалываемого материала и снижением их
«буферного действия».

В.	В. Товаров [60] повышение производительности трубных
мельниц при интенсивной их аспирации также объясняет удале-
нием из сферы помола мелких фракций размалываемого мате-
риала. Он считает, что при слабой аспирации по мере продви-
жения материала вдоль мельницы доля крупных фракций, со-
держащихся в размалываемом материале, непрерывно убывает.
Это и является одной из основных причин, обусловливающих
уменьшение абсолютной скорости измельчения в последних ка-
мерах мельниц. Поэтому получается, что одним из основных ме-
тодов повышения эффективности помола и производительности
трубных мельниц является увеличение доли крупных частиц, со-
держащихся в размалываемом материале. Это может быть
достигнуто путем удаления мелких частиц, измельченных до
заданной крупности. Удаление мелких фракций приводит к воз-
растанию доли крупных фракций и к увеличению относительной
скорости измельчения.

Однако удаление из мельницы с аспирационным воздухом
метких фракций не единственный фактор повышения ее произ-
водительности.

Помол клинкера вращающихся печей в мельнице с интен-
сивной аспирацией осуществляется значительно лучше, чем при
слабой аспирации. Тонкость помола цемента из мельницы с ин-
тенсивной аспирацией, выраженная в частных остатках на ситах,
как это видно из табл. 53, ниже, а удельная поверхность выше

Таблица 53

Зерковэй состав цемента и продукта уиоса в зависимости
от интенсивности аспирации мельницы

Материал

Остатки на ситах в %

№ 008 № 0062 № 0040

Цемент из мельницы (без уноса) . .
То же............................

Порошок из циклона...............

То же............................

Порошок из фильтра рукавного . . .

То же............................

0,65	16,2*	3 460	5	10,2	П,2
0,3	13	2 510	5,2	14,5	21
0,65	0,89	3 050	0,5	4,5	7,1
0,3	0,17	4 000	0,4	3,8	16,1
0,65	0,05	9 500	0	0	0,05
0,3	0,01	11 500	0	0	0

* Учитывается порошок из циклона и фильтра.
почти на 1000 единиц. Повышение интенсивности аспирации в
указанных пределах увеличило производительность мельницы
почти на 25%.

Некоторые исследователи считают, что присутствие в мате-
риале даже малых количеств воды препятствует его измельче-
нию. Так, Г. В. Пиневич [61] считает, что цель аспирации — уда-
ление из мельницы водяных паров.

Согласно сделанному им расчету с уменьшением влажности
размалываемого материала можно снижать интенсивность аспи-
рации мельниц, а при помоле сухого горячего клинкера (что
практикуется на многих цементных заводах) аспирация цемент-
ных мельниц может быть лишь санитарно-гигиенической. Однако
это противоречит практике.

Исследование влияния влажности материала на процесс по-
мола показало, что при содержании влаги в клинкере до 1 % на-
блюдается значительное повышение эффективности его измель-
чения [50]. Интенсифицирующее действие малых количеств вла-
ги при помоле клинкера может быть объяснено, с одной сторо-
ны, адсорбционным понижением твердости клинкера (по Ребин-
деру), а с другой, умень-
шением и даже предот-
вращением налипания и
агрегирования цемента.

Данные о расходе
энергии на помол в зави-
симости от влажности
материала (рис. 87) по-
казывают, что меньше
всего требуется энергии
па помол клинкера до
одной и той же удельной
поверхности при влаж-
ности 1 — 1,25 %.

При слабой (санитар-

но-гигиенической) аспирации температура мельницы и разма-
лываемого в ней материала значительно повышается, происхо,-
дят агрегирование и налипание мелких фракций материала на
мелющие тела и броневые плиты слоем до 1 мм. При этом зер-
на клинкера определенного размера под ударами мелющих тел
не измельчаются и как бы вдавливаются в налипший слой ма-
териала. В результате этого цемент, полученный из мельницы
со слабой аспирацией, состоит из более грубых фракций и
удельная поверхность его намного меньше, чем у цемента из
мельницы с интенсивной аспирацией.

С повышением же интенсивности аспирации температура
мельницы снижается на 35—40°С, уменьшается агрегирование и
налипание мелких фракций материала на мелющие тела, а при
помоле сравнительно холодного клинкера (60—70°С) налипание-
204

A Kbr-Hjm

Рис.. 87. Влияние влажности материала иа
процесс его измельчения
отсутствует вовсе. Производительность мельницы 2,2Х 13 м при
5% остатка на сите № 008 составляет 16,2 т/ч, а удельная по-
верхность равна 3460 см2)г. При санитарно-гигиенической аспи-.
рации производительность мельницы при всех прочих равных
условиях (химическом и минералогическом составе клинкера, его
сопротивлении размолу и остатке на сите № 008—5,2%) состав-
ляет только 13 т!ч, а удельная поверхность равна 2510 см2)г.

Факт нарастания прочности указанных цементов (табл. 54)
подтверждает, что в цементе из мельницы с интенсивной аспира-
цией больше мелких фракций, чем в цементе из мельницы со
слабой аспирацией. Образцы раствора из цемента, размолотого
в мельнице с интенсивной аспирацией, уже в суточном возрасте
набирают прочность на сжатие 202 кГ]см2 и продолжают интен-
сивно набирать ее до трех суток, что свойственно цементам е
высокой удельной поверхностью. Такой цемент согласно
БТУ 29—55 является быстротвердеющим.

Таблица 54

Влияние аспирации мельницы на показатели, прочности портландцемента
в образцах из растворов жесткой консистенции

| Скорость воз- духа в поло-	tin МСЛ ОППЦП| в м/сек		Удельная по- верхность це- мента в г-и2/г	Нормальная густота растворов		Прочность образцов 1 : 3 в кГ/см2 при							
					растяжении через				сжатии через			
			I : 0	1 :3	I сутки	3 суток	7 суток	28 суток	I сутки	3 суток	7 суток	28 суток
0,65 0,3		3460  2510	26,5  24,5	7,6  7,1	20 .15,4	22,6  16,1	24  19,3	24,7  20	202  140	340  270	370  320	410  402

У образцов, приготовленных из цемента, размолотого в мель-
нице со слабой аспирацией, предел прочности на сжатие в су-
точном возрасте составил 140 кГ/см2 и дальнейшее нарастание
прочности проходило равномерно, как у обычных цементов ря-
дового помола.

Такое воздействие интенсивности аспирации цементных мель-
ниц на степень измельчения клинкера можно объяснить не толь-
ко выносом мелких фракций материала из мельниц, но и влияни-
ем окружающей среды на процесс помола. Адсорбция типичных
поверхностно-активных веществ из окружающей среды (в дан-
ном случае ларов воды, всегда присутствующих в аспирацион-
ном воздухе, проходящем через полость мельницы) облегчает
деформацию и разрушение твердого тела часто в значительно
большей степени, чем какие-либо химические превращения ([49].

Эффект адсорбционного влияния на деформацию или адсорб-
ционного .понижения прочности обусловлен прежде 'всего тем,
что поверхностно-активные вещества, уменьшая поверхностную
энергию материала, способствуют развитию разнообразных де-
фектов при меньших напряжениях.
Адсорбционному воздействию подвергаются прежде всего по-
верхностные дефекты структуры — слабые места, которые всегда
имеются в любом твердом теле и даже в наиболее хорошо обра-
зованных кристаллах. Эти ультрамикроскопические дефекты,
возникающие в процессе образования твердого тела, особенно
многочисленны в клинкере. Объясняется это прежде всего тем,
что цементный клинкер — не однородное химически чистое веще-
ство, а конгломерат многих минералов. Этому в какой-то степе-
ни способствует сам процесс клинкерообразования, при котором
реакции протекают в твердом состоянии или при незначитель-
ном содержании жидкой фазы.

Дефекты структуры — микротрещины, присутствующие в
твердом теле с момента образования и возникающие в процессе
воздействия на него дробящей среды, снижают прочность тела,
облегчают его деформирование и разрушение. Вместе с тем они
играют важную роль во взаимодействии деформируемых кусков
клинкера с окружающей средой, так как являются теми отвер-
стиями, через которые воздух и содержащиеся в нем поверхно-
стно-активные вещества могут проникать внутрь тела и опреде-
ленным образом воздействовать на кинетику и динамику его
деформации.

При постепенном развитии поверхностных микротрещин ак-
тивные молекулы из окружающей среды проникают в их устья
вследствие так называемой двухмерной миграции — подвижно-
сти адсорбируемых молекул на адсорбирующей их поверхности.
Поверхностно-активные молекулы, как известно, стремятся по-
крыть всю развивающуюся внутри деформируемого тела доступ-
ную им поверхность равномерным адсорбционным слоем.

Когда жидкость подходит к устью микрощели, то ее молеку-
лы распространяются по обеим поверхностям микрощели вплоть
до самых узких мест, где их дальнейшему проникновению пре-
пятствуют размеры самих молекул.

При ударе мелющего тела по куску клинкера он либо разру-
шается, если в результате удара возникшие в нем напряжения
превышают упругие деформации, и тогда на вновь образованной
поверхности появляются микротрещины, либо не дробится, если
сила удара мелющего тела и возникшие в нем напряжения были
недостаточно велики. Но и при этом на поверхности куска клин-
кера появляются микротрещины. Однако при снятии нагрузки с
деформируемого тела под действием молекулярных сил микро-
щели смыкаются.

Расклинивающее давление адсорбционных слоев молекул
сильно тормозит смыкание микрощелей и может даже предотвра-
тить его, когда молекулярные силы сцепления, действующие в
наиболее узких частях микрощелей, оказываются недостаточны-
ми для вытеснения предельно тонких адсорбционных слоев.

Важным фактором, обеспечивающим значительное повыше-
ние производительности мельницы при интенсивной ее аспира-
206
ции, является адсорбция водяных паров, вносимых в полость
мельницы аспирационным воздухом.

Если с аспирационным воздухом, кроме водяных паров, в по-
лость мельницы вводить другие более активные поверхностно-
активные вещества, то процесс измельчения протекает эффек-
тивнее, чем при обычной аспирации.

Роль водяных паров в процессе измельчения клинкера при
интенсивной аспирации мельниц не ограничивается только ад-
сорбционным понижением твердости размалываемого материа-
ла. Известно, что в камерах тонкого измельчения, особенно при
тонком помоле наблюдается большое агрегирование и налипа-
ние мелких частиц цемента. По мнению многих исследователей
это является следствием действия электростатических зарядов
на поверхности частиц. Водяные пары в камере тонкого измель-
чения, омывая частички цемента, образуют временные «мости-
ки», являющиеся своего рода проводниками, через которые осу-
ществляется нейтрализация электростатических зарядов.

Таким образом, при помоле сухого горячего клинкера водя
ные пары, вносимые в полость мельницы аспирационным возду-
хом, уменьшают или полностью устраняют агрегирование и на-
липание и тем самым интенсифицируют процесс измельчения.

На многих заводах при помоле цемента в шихту вводят до-
бавки (доменный шлак, трепел, опоку и т. п.), содержащие зна-
чительное количество влаги. Если влажность шихты достигает
1,5—2%, то подвижность ее резко снижается, и производитель-
ность мельницы падает. Если влаги в шихте много или она плохо
удаляется из полости мельницы, то происходит даже замазыва-
ние перегородок и стенок камеры. В данном случае интенсивная
аспирация приобретает другое, особо важное значение: аспира-
ционный воздух удаляет из мельницы излишнюю влагу.

В мельнице происходит интенсивное выделение влаги из ма-
териала вследствие высокой' температуры и быстрого уменьше-
ния линейных размеров кубков. При интенсивной аспирации воз-
дух, проходя через полость мельницы, уносит с собой влагу по
мере ее выделения из материала и предотвращает тем самым
запаривание первых камер. При этом концентрация водяных па-
ров в аспирационном воздухе не столь высокая, чтобы создавать
точку росы в аспирационной системе, в том числе и в рукавных
фильтрах; это результат большого разбавления водяных паров
воздухом.

Повышенная влажность размалываемых материалов вызвана
прямым нарушением технологической дисциплины, в результате
которого снижается производительность мельницы и повышают-
ся простои. Удаление влаги при интенсивной аспирации мель-
ницы и повышение ее производительности — это только частный
случай благотворного влияния аспирации мельницы на процесс
помола. Основное назначение интенсивной аспирации состоит в
интенсификации процессов сухого помола различных материа-
лов в трубных мельницах.

При скорости воздуха в полости мельницы v = 0,64-0,7 м/сек
процесс интенсификации измельчения материала за счет аспи-
рации практически прекращается. Очевидно, такое количество
водяных паров, какое вносится в мельницу аспирационным воз-
духом при этих скоростях, является оптимальным или предель-
ным. Дальнейшее повышение аспирации нецелесообразно, да и

трудн-о осуществимо, так
как аэродинамическое со-
противление мельницы при
прохождении через нее
больших количеств воздуха
резко увеличивается.

Что же касается коли-
чества уноса, то оно, как
видно на рис. 88, пропорци-
онально интенсивности аспи-
рации. Чем интенсивнее ас-
пирация и лучше размалы-
ваемость материала, тем
больше унос. С повышением
в размалываемой шихте со-
держания компонента с
меньшим сопротивлением
размолу он увеличивается.
При разном составе шихты
количество уноса при одной
и той же интенсивности ас-
пирации может быть раз-

Количество аспирационном воздуха,
поступающего из мельницы, в м*/ч

Рис. 88. Запыленность аспирационного
воздуха в зависимости от изменения
интенсивности аспирации

1 — при помоле шлакопортлаидцемента с со-
держанием 75% основного доменного шла-
ка; 2— то же, с 50% основного доменного
шлака и 50% кислого шлака; 3 — при помо-
ле шлакопортлаидцемента; 4 — при помоле
портландцемента

иым, но зависимость остается постоянной. При высокой интен-
сивности аспирации унос составляет 7—15% от общей произво-
дительности мельницы.

Таким образом, оптимальной степенью аспирации трубных
цементных мельниц можно считать такие скорости воздуха в
свободном пространстве полости барабана, при которых количе-
ство водяных паров, вносимых в нее аспирационным воздухом,
является предельно необходимым для интенсификации процесса
помола, а кривая производительности (без учета уноса) пере-
стает изменяться. Оптимальной аспирации соответствует ско-
рость воздуха в полости барабана мельницы 0,7 м/сек, рассчи-
танная по объему воздуха, просасываемого через свободное ее
сечение, при температуре 120—140°С, С которой воздух выходит
из мельницы.

Зависимость производительности мельницы от интенсивности
аспирации, установленная на основании проведенных исследова-
ний в производственных условиях и проверенная на многих за
водах, вполне закономерная и может быть выражена при по-
мощи коэффициентов аспирации. При этом за исходную прини-
мается производительность мельницы, соответствующая скоро-
сти воздуха в полости барабана 0,3 м/сек. Если приравнять ее к
единице, то прирост производительности, соответствующий опре-
деленной интенсивности аспирации, определится долями едини-
цы, которые являются величинами коэффициента аспирации
(табл. 55).

Таблица 55

Значения коэффициента аспирации Кя

•Скорость воздуха в полости мель- ницы в м/сек	Портландце-  мент	Шлакопортлаид- цемент (75% ос- новного шлака)	Шлакопортланд- цемеит (50% ос- новного шлака)	Шлакопортланд- цемект (50% кис- лого шлака)
0,3	1,00	1,00	1,00	1,00
0,35	1,05	1,03	1,03	1,03
0,4	1,10	1.07	1,07	1,07
0,45	1,14	1,10	1,10	1.11
0,5	1,18	1,13	1,13	1,14
0,55	1,20	1,16	1,16	1,17
0,6	1,22	1.19	1,18	1,20
0,65	1,24	1,21	1,19	1,22
0,7	1,25	1,23	1,20	1,24

Значения коэффициента аспирации определены по фактиче-
ским замерам производительности мельниц размером 2,2X12 и
2,2X13 м, но так как интенсивность аспирации выражена скоро-
стью воздуха в полости барабана мельницы в единицу времени,
то эти значения применимы и для мельниц другого размера.

С учетом коэффициента аспирации, характеризующего ее ин-
тенсивность, и следует рассчитывать производительность труб-
ных цементных мельниц.

В. В. Товаровым предложена формула для расчета произво-
дительности трубных многокамерных мельниц, работающих по
схеме однократного прохождения материала [52]:

в = 6,45V Vd (А)0’8 Т(в>

т де В — производительность мельницы в т/ч;

D — внутренний диаметр мельницы в мм;

V — объем мельницы в м3;

G — вес загрузки мелющими телами, указанный заводом—
изготовителем мельницы, в т;

г] — коэффициент использования мощности в долях еди-
ницы;

b — удельная производительность при помоле материала до
заданной тонкости измельчения в т/квт-ч.

Расчет производительности мельницы по этой формуле при
интенсивной ее аспирации дает заниженные показатели на 2—
3 т/ч. С учетом же коэффициента аспирации Ка приведенная
(г—/ G Х°>8	\

В = 6,45 V\7 Di —I К*] даст показатели, весьма
близкие к фактическим.

На всех цементных заводах осуществляется аспирация це-
ментных, а при сухом способе производства — и сырьевых мель-
ниц. В аспирационной системе устанавливаются вентиляторы
среднего давления производительностью для мельниц диаметром
2,2 м 14 000—16 000 м?1ч, для мельниц диаметром 2,6 м —
26 000 м3/ч. Вентиляторы указанной мощности могут полностью
обеспечить необходимую вентиляцию мельниц, если снизить аэ-
родинамическое сопротивление и устранить подсосы наружного
воздуха в аспирационную систему.

Повышение производительности мельниц в результате созда-
ния интенсивной аспирации достигается без дополнительных
затрат электроэнергии, расходуемой на привод мельницы, тран-
спортирование готовой продукции и обслуживание обеспыливаю-
щих устройств. Иначе говоря, энергозатраты на помольный аг-
регат со всем обслуживающим его оборудованием не зависят от
степени интенсивности аспирации мельницы. Но если с повы-
шением интенсивности аспирации повышается производитель-
ность мельницы без каких-либо затрат на это, то соответственно
должен снижаться удельный расход энергии на помол (рис. 89).

Рис. 89. Производительность н удельный расход
энергии на помол портландцемента в зависимо-
сти от интенсивности аспирации мельниц
/ — производительность мельницы с учетом продукта
уноса; 2 — производительность мельницы без учета про-
дукта уноса; 3 — удельный расход энергии на помол

Из графика видно, что эта зависимость обратно пропорцио-
нальна производительности: чем выше интенсивность процесса
измельчения, тем меньше затрачивается энергии на помол еди-
ницы готового продукта. Удельный расход энергии на помол
портландцемента в трубной мельнице размером 2,2X13 м при
изменении интенсивное ги аспирации (по скорости воздуха в по-
лости мельницы с 0,3 до 0,62 м!сек) в сопоставимых условиях
снижается с 37 до 30 квт-ч!т. Соответствующим образом интен-
сивная аспирация мельниц влцяет на расход энергии и при по-
моле других видов цемента.

8.	АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

ПОМОЛА В ТРУБНЫХ МЕЛЬНИЦАХ

Многообразие конструктивных особенностей мельниц и физи-
ческих свойств сырья требует универсального решения пробле-
мы автоматического контроля и регулирования процесса мокро-
го помола твердого цементного сырья. Оптимальные условия
автоматического управления процессами мокрого помола цемен-
тного сырья в многокамерных трубных мельницах достигаются
путем стабилизации качества шлама как по тонкости измельче-
ния и вязкости сырья, так и по химическому составу. Необходи-
мая тонкость измельчения и вязкость шлама достигаются непо-
средственно в мельнице, а химический состав сырьевой смеси
корректируется в бассейне.

На Магнитогорском, Нижне-Тагильском, Чимкентском, «Ок-
тябре» и ряде других цементных заводов применены универсаль-
ные установки типа К.РС-1 для автоматического контроля основ-
ных параметров процесса мокрого помола сырья, дистанционно-
го управления регулирующими органами и автоматического ре-
гулирования технологических параметров.

Установка КРС-1, блок-схема которой представлена на
рис. 90, разработана и внедрена ЦПКБ треста Севзапмонтаж-
автоматика.

Чтобы обеспечить нормальную ее работу, необходимо выпол-
нение следующих требований:

1)	шаровая загрузка первой камеры должна позволять полу-
чить заданную тонкость помола шлама на наиболее трудноиз-
малываемом материале без выбросов его из загрузочной горло-
вины мельницы;

2)	все компоненты сырьевой смеси, в том числе и глиняный
шлам, непрерывно подаются самостоятельными питателями.

Блок-схема автоматического контроля процесса мокрого по-
мола сырья (рис. 91) представляет собой систему датчиков и
вторичных приборов, контролирующих следующие параметры:
степень загрузки мельницы материалом в начале первой камеры
и в зоне шламообразования, вязкость шлама и расход известня-
ка, воды и глиняного шлама.

Состав шлама при постоянном химическом составе и влаж-
ности сырьевых компонентов регулируется весовым дозатором.
Рис. 90. Блок-схема универсальной установки контроля и регулирования
процесса мокрого помола сырья типа КРС-1

1, 3, 13, 15 — исполнительные механизмы; 2 — пережимной край; 4 — реостат возбужде-
ния; 5— чувствительный элемент вискозиметра; 6, 7 — микрофонные устройства; 8,
9 — дифманометры; 10 — тахогенератор; 11 — реостатный датчик; 12, 14 — ножи та-
рельчатых питателей; 16 — показывающий прибор вязкости; 17 — регулятор дополни-
тельного компонента; 18 — регулятор основного компонента; 19 —- автоматический по-
тенциометр; 20 — переключатели; 21 — указатели положения; 22, 23 — сигнализационные
лампочки; 24— прибор, показывающий расход глины; 25— то же, расход воды; 26 —
регулятор подачи воды; 27 — регулятор подачи глииы; 28 — кнопки; 29 — задатчики;

30 — ключи дистанционного управления; 31 — ковшовый питатель

Рис. 91. Блок-схема автоматического контроля процесса
мокрого помола сырья

ЭПП-09 — автоматический потенциометр; ИПП — измерительно-пре-
образующая приставка; ЗМА — вольтметр постоянного тока; 2МА —
милливольтметр постоянного тока щитовой; 1МА — миллиамперметр
постоянного тока; ТГ — тахогенератор; МИМ — малогабаритный ис-
полнительный механизм; ДВ — диафрагма камерная; ДМ — дифмано-
метр (ДМ-К-100); ЧЭ — чувствительный элемент вискозиметра; РВ —
ротационный вискозиметр (РВ-2); МУ — микрофонное устройство
(МУ-3); УПБ — усилительно- преобоазующий блок (УПБ-2а)
Практически химический состав и физико-механические свой-
ства сырьевых компонентов часто меняются, стабилизация
их связана с большими трудностями, и потому химический со-
став шлама регулируют, изменяя подачу отдельных сырьевых
компонентов.

Рис. 92. Блок-схема автоматического регу-
лирования загрузки мельницы материалом
1 — первый питатель сырья; 2 — второй питатель
сырья; М У — микрофонное устройство; УПБ-
усилительно-преобразующий блок; ЭР — элект-
ронный регулятор (ЭР-Т-2 или ЭР-Ш-59); КФ —
переключатель с фиксатором; КВ—ключ ди-
станционного управления с возвратом; МКР-0 —
реверсивный магнитный пускатель; КДУ-И-РМ —
исполнительный механизм

Вместе с тем для сырьевых материалов характерно непосто-
янство размалываемости и гранулометрии, причем при постоян-
ном питании мельницы поступление в нее мелкокускового сырья
влечет за собой переизмельчение шлама и недоизмельчение его
при подаче крупных кусков. Поэтому заданную тонкость помола
шлама поддерживают с помощью электроакустического регуля-
тора уровня загрузки первой камеры мельницы. Электроакусти-
ческий регулятор загрузки регулирует косвенный параметр —
частоту шума в первой камере. Таким путем при постоянных фи-
зико-механических свойствах вводимого цементного сырья с
достаточной точностью можно определить соотношение уровня
загрузки первой камеры материалом и тонкости помола шлама
в зависимости от количе-
ства подаваемого в мель-
ницу сырья.

Блок-схема системы
автоматического регули-
рования загрузки мельни-
цы (рис- 92) позволяет
регулировать уровень за-
грузки первой камеры
шихтой в соответствии с
расходом необходимых
компонентов сырья.

Расход воды, пода-
. ваемой в мельницу, конт-
ролируется расходоме-
ром переменного перепа-
да в комплексе с диаф-
рагмой и дифманомет-
ром.

Стабилизация текучест

нием с помощью ротационного вискозиметра, регистрирующего
прибора и прерывистого регулирующего прибора вязкости.

Вместе с тем установлено, что автоматическое управление
подачи воды по показаниям вискозиметра неточно из-за боль-
шого запаздывания. Поэтому расход воды изменяют пропорци-
онально в зависимости от изменения расхода сырья, проходяще-
го через зону шламообразования. Это соотношение поддержива-
ется электронными регулирующими приборами. Блок-схема ав-
томатического регулирования вязкости шлама аналогична опи-
санной выше (см. рис. 92).

шлама достигается корректирова-
В трубных мельницах сухого помола проще наладить автома-
тическое регулирование управления процессом.

Процесс помола цемента в многокамерной трубной шаровой
мельнице, работающей в открытом цикле, характеризуется двумя
технологическими параметрами: тонкостью помола и весовым
соотношением компонентов, вводимых в мельницу. Стабилиза-
ция этих параметров способствует выпуску однородного и каче-
ственного цемента и поддержанию оптимальной производитель-
ности.

Автоматический контроль пытались вначале осуществить с
помощью программного прибора ситового анализа тонкости
помола. Этот прибор отбирал заданную навеску цемента, про-
сеивал ее и взвешивал остаток на сите. Но пока он не нашел еще
должного применения.

Рис. 93. Принципиальная электрическая схема регулятора РЗМ-З

Обычно весовое соотношение подачи компонентов в мельни-
цу устанавливают путем регулировки работы питательных уст-
ройств. Поэтому загрузка первой камеры мельницы материалом
может быть использована как промежуточная регулируемая ве-
личина, изменяющаяся с меньшим запаздыванием при измене-
нии питания, чем тонкость помола.

Производительность мельницы определяют расходомером
сыпучих материалов, а соотношение уровней загрузки первых
двух камер цементной мельницы контролируют и регулируют
путем применения электроакустических методов.

Электроакустический регулятор загрузки состоит из микро-
фона, который устанавливается у первой камеры, и восприни-
мает шум усилительно-преобразующего блока, куда тот переда-
ется. Блок загрузки преобразует и усиливает шумовую электро-
движущую силу в сигнал постоянного тока. Ток этот поступает
затем в регистрирующий прибор — электронный потенциометр,
реостатный датчик которого подключен на регулирующий при-
бор, который может воздействовать на питательное устройство
мельницы.

На цементных заводах широко применяются электроакусти-
ческие регуляторы типа РЗМ-З (рис. 93), позволяющие опреде-
лять уровень загрузки первой камеры и тонкость помола цемента
при постоянных весовом соотношении исходных компонентов и
степени загрузки мельницы мелющими телами.

Применением РЗМ-З достигается периодическая догрузка
первой камеры мельницы размалываемым материалом до необ-
ходимого уровня. При этом производительность мельниц увели-
чивается примерно на 10%, снижаются удельные расходы элек-
троэнергии и повышается качество цемента.

Представленная на рис. 94 схема автоматизации сепаратор-
ной трубной мельницы тоже представляет большой интерес.
В основу автоматического регулирования процесса помола по-
ложен контроль загрузки первой и второй камер. Электрическая
блокировка обеспечивает пуск механизмов в заданной последо-
вательности и остановку всех механизмов при нарушении работы
камерного насоса.

Эти или подобные схемы автоматического регулирования про-
цессов измельчения должны найти самое широкое применение.
Глава III

НАЛАДКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
ПОМОЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.	НАЛАДКА РАБОТЫ ПОМОЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Целью наладочных работ, а также технологических испыта-
ний является установление оптимального режима работы по-
мольных установок, обеспечивающего максимальную производи-
тельность при минимальном расходе электроэнергии и необхо-
димой тонкости помола.

Наладочные испытания проводятся в два этапа:

а)	предварительный, при котором устраняются все недостат-
ки работы установки и производится ее наладка;

б)	окончательный, когда выявляют результаты наладки.

Как предварительные, так и окончательные испытания сле-
дует проводить при установившемся режиме работы помольной
установки.

Если мельница была полностью перегружена или частично
догружена (30% от общей загрузки) новыми мелющими телами,
то к испытаниям можно приступить лишь по истечении 2—3 су-
ток ее работы с новыми мелющими телами.

Испытания при устойчивом режиме работы помольной уста-
новки с точным учетом всей выработки материала должны длить-
ся не менее 8 ч. При неравномерном режиме работы установки,,
частых остановках и наличии неточностей в измерениях реко-
мендуется вести испытания в течение 24 ч.

Такая продолжительность испытания совершенно необходима
для мельниц, работающих по замкнутому циклу.

Перед испытанием проверяют соответствие установленных,
технологической картой норм полученным техническим показа-
телям работы установки и систематизируют среднемесячные дан-
ные.за прошедший год по: производительности; тонкости помо-
ла; компонентному составу и влажности измельчаемого мате-
риала; интенсивности аспирации; удельному расходу электро-
энергии, мелющих тел и др.

На основании анализа всех показателей работы помольной
установки путем сравнения их с показателями работы аналогич-
ных установок других заводов, а также анализа материалов и
технических измерителей, полученных при предварительных ис-
пытаниях, разрабатываются мероприятия по устранению обна-
руженных ненормальностей и проводятся наладочные работы.

Возможные отклонения

от нормального режима и их причины

При значительных отклонениях от нормального режима в
работе мельниц может появиться ряд недостатков. Чаще всего
это:

1)	грубый помол;

2)	пониженная производительность;

3)	завышенный удельный расход энергии на помол;

4)	повышенный износ бронеплит;

5)	выход из мельницы вместе с готовым продуктом большого
количества неразмолотой крупки;

6)	сильный разогрев корпуса мельницы во время работы и
высокая температура выходящего продукта;

7)	забивание и замазывание влажным материалом щелей
междукамерных перегородок.

Эти недостатки часто сопутствуют друг другу и находятся в
тесной взаимосвязи. Если мельница работает с низкой произво-
дительностью, то удельный расход энергии на помол, износ бро-
невых плит и мелющих тел бывает чрезмерно большим. Вызы-
ваются эти недостатки преимущественно следующими причи-
нами:

1)	неправильным подбором для помола данного материала
загрузки мельницы мелющими телами по камерам;

2)	несоответствием размера камер и живого сечения меж-
камерных перегородок особенностям размола данного материа-
ла;

3)	недостаточной интенсивностью аспирации;

4)	плохой подготовкой размалываемого материала к помолу
(крупность кусков, неравномерность дозировки компонентов
шихты и т. д.);

5)	плохой работой сепараторов при замкнутом цикле помола

Подбор ассортимента загрузки
мельницы мелющими телами

Основное условие для достижения максимальной производи-
тельности мельницы, минимального удельного расхода электро-
энергии и необходимой тонкости помола — правильная загрузка
мельницы мелющими телами как по весу, так и по ассортименту.

В первую камеру мельницы, где осуществляется преимущест-
венно грубый помол, загружают шары диаметром от 60 до
110 мм.
Для помола трудноразмалываемых клинкеров, твердых видов
сырья, глиноземистых шлаков или при большом содержании
крупных фракций в первую камеру загружают до 15% шаров
диаметром ПО мм. Аг.соотимент и количество мелющих тел
должны обеспечить определенную тонкость помола материала,
переходящего из первой во вторую камеру, — 50—70% остатка
на сите № 008.

Вторая камера служит для более тонкого помола материала
и загружается шарами диаметром 40—60 мм.

Тонкость помола материала, переходящего из второй камеры
в третью, должна составлять 20—30% остатка на сите № 008.

Третья камера загружается мелющими телами с большой по-
верхностью трения — цильпебсом.

Количество и ассортимент мелющих тел, загружаемых в ка-
меры, зависят от сопротивляемости размолу и крупности кусков
материала, от заданной тонкости помола готового продукта, дли-
ны камер, конструкции и типа мельницы. В каждом отдельном
случае подбирают определенный ассортимент мелющих тел с
учетом указанных факторов. В дальнейшем ассортимент и коли-
чество мелющих тел должны быть подвергнуты опытной провер-
ке и корректированию в производственных условиях.

Ориентировочно ассортимент загружаемых в камеры мельниц
мелющих тел характеризуется следующими значениями средне-
взвешенного диаметра:

а)	для клинкера средней сопротивляемости размолу, полу-
чаемого во вращающихся печах:

первая камера
вторая „
третья

80 — 85 мм

45 — 50 „
цпльпебс

б)	для сырья средней сопротивляемости размолу:

первая камера

вторая ,
третья „

75 — 80 мм

40 — 45 „
цильпебс

в)	для угля средней сопротивляемости размолу:

первая камера .................................... 60 — 65 мм

вторая	»	.................................. 35 — 40 „

третья	„	.................................. цильпебс

г)	для угольных мельниц, работающих по замкнутому циклу
с одновременными сушкой и помолом, средневзвешенный диа-
метр шара принимается равным 40—50 мм в зависимости от ко-
эффициента размалываемости угля.

На основании анализа работы ряда цементных трубных
мельниц рекомендуется загружать в мельницу мелющие тела в
количестве, соответствующем коэффициенту заполнения ее объе-
ма, 0,25—0,33.

Иногда оптимальная загрузка мельницы мелющими телами
не может быть осуществлена потому, что мощность установлен-
ного для привода мельницы электродвигателя недостаточна.
В этих случаях нужно стремиться к тому, чтобы количество ме-
лющих тел соответствовало мощности и указанной в паспорте
номинальной нагрузке электродвигателя.

Износ мелющих тел вызывает необходимость через каждые
150—200 ч работы мельницы догружать ее. Количество мелю-
щих тел, необходимых для очередной догрузки, определяют, ис-
ходя из количества материала, измельченного после предыдущей
догрузки мельницы, и установленного удельного расхода мелю-
щих тел на тонну готового продукта.

Удельный расход мелющих тел зависит от следующих фак-
торов:

1)	качества металла, из которого изготовлены мелющие тела;

2)	ассортимента шаров;

3)	характеристики размалываемого материала;

4)	типа и размера мельницы.

Если на заводе удельный расход мелющих тел на тонну ма-
териала точно не установлен, то догрузку производят по факти-
ческому наличию их в камере мельницы путем замера длины
хорды по уровню мелющих тел или высоты пространства над
слоем шаров. Для этого составляют таблицу, в которой рассчи-
таны коэффициенты заполнения и наличие мелющих тел по
камерам в зависимости от величины хорды и высоты простран-
ства над слоем.

Накопление в мельнице очень мелких шаров и различной
случайно попавшей металлической мелочи вызывает снижение
ее производительности и увеличение удельного расхода энергии.
Поэтому через каждые 1800—2000 ч работы мельницы следует
полностью перегружать ее мелющими телами. Если это невоз-
можно, нужно производить отсев мелочи при вращении мельни-
цы путем временной установки вместо крышек люков специаль-
но изготовленных решеток.

Насыпной вес мелющих тел при плотном заполнении прини-
мается равным: стальных шаров — 4,5 т!м3\ цильпебса—4,4 т/ж3.

Для определения веса загрузки можно пользоваться данными,
приведенными в табл. 56.

Таблица 56

Вес одного шара и число шаров в 1 т

Диаметр шара в мм

100	90	75	70	65	60	55	50	40	30

Вес одного шара в кг . .
Число шаров в 1 т в шт.

4,052,87 1,63

246 348 614

1,33 1,11 0,800,730,56

752 901 1136 1370 1786

0,28 0,12
3572 8334
Подбор живого сечения и размера щелей
междукамериых перегородок

Живое сечение междукамериых перегородок определяется
отношением площади всех щелей к общей площади перегород-
ки. Оно зависит в основном от ширины щелей, поэтому при под-
боре перегородки прежде всего необходимо учитывать этот
размер. Живое сечение междукамериых перегородок находится
в пределах 6—10%.

Если мельница разделена на четыре камеры, то ширину ще-
лей в первой перегородке мо?кно принимать равной 16—12 мм
для сырьевой мельницы и 12—!€) мм для цементной мельницы;
во второй перегородке—10—8 мм\ в третьей перегородке—8лш;
в выходной решетке — 8—6 мм. Для мельниц с двумя камерами
ширина щели междукамерной перегородки не должна превы-
шать 10—12 aim.

Продвижение материала вдоль мельницы может значительно
замедлиться из-за уменьшения живого сечения перегородок в
результате заклинивания щелей .зернами размалываемого мате-
риала и осколками мелющих тел. Признаками этого является
переполнение мельницы материалом, повышение разрежения за
мельницей. При этом мельница работает более «глухо», нежели
в нормальных условиях.

Следует иметь в виду, что глухая работа может свидетель-
ствовать не только о малом живом сечении перегородки, но
также и о слабой аспирации мельницы.

После проведения испытаний мельницы и анализа диаграм-
мы помола можно судить о пригодности междукамериых пере-
городок и необходимости .каких-либо изменений.

Налаживание режима питания мельницы материалом

Эффективность работы мельницы во многом зависит от рав-
номерной и правильной загрузки мельницы размалываемым ма-
териалом. О загрузке мельницы материалом можно судить по
силе звука, издаваемого мелющими телами. По этому .принципу
работают автоматические электроакустические приборы .загруз-
ки, регулирующие уровень загрузки материала в мельнице. Но
электроакустические регуляторы загрузки применяются не на
всех мельницах, и на ряде заводов о загрузке мельницы мате-
риалом еще судят по силе звука, на слух.

Глухие удары шаров являются признаком ненормальной ра-
боты одной из намер или всей мельницы, и указывают на то, что
либо мельница перегружена Материалом, либо забиты перего-
родки, либо в мельнице произошло налипание материала на
мелющие тела и броневые плиты.

Если мельница перегружена материалом, то в течение 10—
20 мин ее «прорабатывают», т. е, работают с отключенным пи-
танием.

Если мельница «глохнет» вследствие забивания щелей в
междукамерных перегородках, то это устраняют, осматривая
перегородки и очищая их.

Замазывание мельницы, если оно вызвано подачей на помол
материала с повышенной влажностью, устраняют, повышая на
непродолжительное время (пока мельница войдет в нормаль-
ный режим) интенсивность аспирации г одновременной подачей
сухого материала и небольших количеств угля, золы и т. п.

2.	УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ МЕЛЬНИЦ,
РАБОТАЮЩИХ ПО ЗАМКНУТОМУ ЦИКЛУ
С СЕПАРАТОРАМИ

Мельницы, работающие по замкнутому циклу помола, осна-
щаются сепараторами двух типов (по характеру движения воз-
душного потока): воздушно-проходными и циркуляционными
(центробежными).

Воздушно-проходными сепараторами оборудуются угольные
или сырьевые мельницы, в которых 'одновременно с размолом
происходит подсушка материала горячим газом1, а циркуляцион-
ными (центробежными) — в основном цементные мельницы.

Как уже указывалось, кратность циркуляции материала в
мельнице зависит от следующих факторов: сопротивляемости
материала размолу, начальной крупности размалываемого ма-
териала, веса in ассортимента мелющих тел, отношения длины
мельницы к диаметру и от показателей работы сепаратора.

Для трудноразмалываемых материалов требуется повышен-
ная кратность циркуляции. (При длинных мельницах время раз
мола больше, а следовательно, кратность циркуляции меньше.

,При помоле цемента в шаровых мельницах большого диа-
метра наивыгоднейшая кратность циркуляции колеблется в пре-
делах 6—9. При помоле цемента в двух- или трехкамерных мель-
ницах в зависимости от их длины оптимальное значение крат-
ности циркуляции составляет 2,5—5.

С увеличением тонкости готового продукта кратность цирку-
ляции возрастает, а с увеличением к. п. д. сепаратора — снижа-
ется.

Таким1 образом, для каждой помольной установки имеется
свой оптимальный режим при наивыгоднейшем значении крат-
ности циркуляции.

Работа сепаратора и совершенство его конструкции характе-
ризуются значением к. п. д„ т. е. отношением количества тонких
фракций в готовой продукции и количества их в материале, по-
ступающем на сепарацию.

К. п. д. сепаратора по абсолютной величине зависит от раз-
мера контрольного сита, по результатам просева на котором ои-
ределялась тонкость помола; поэтому для сравнительной оценки
работы сепараторов при .помоле цемента рекомендуется пользо-
ваться одним ситом — № 008.

Настройка сепараторов типа «Полидор», применяемых в
отечественной промышленности, на заданную тонкость достига-
ется путем изменения количества контрлопастей, устанавливае-
мых на диске над разбрасывающей тарелкой; с увеличением
числа контрлопастей повышается тонкость помола готового
продукта.

В том случае, если установлены все контрлопасти, а желае-
мая тонкость готового продукта .не достигнута, необходимо изме-
нить диаметр турбинки вентилятора, вставить вентиляторные
лопасти меньших размеров или снизить скорость ‘вращения ва-
ла. Во всех .случаях для изменения тонкости готового продукта
сепаратор необходимо отключить.

В воздушно-проходных сепараторах тонкость готового про-
дукта регулируется путем изменения положения створок без от-
ключения сепаратора. Устанавливая створки в радиальном по-
ложении (так называемые открытые створки), можно получить
материал более грубого помола, а прикрывая створки (уста-
навливая их под определенным углом), — материал тонкого по-
мола. Тонкость помола можно регулировать также путем изме-
нения скорости воздуха в мельнице и сепараторе; увеличение
скорости приводит к угрублению помола, а уменьшение — к бо-
лее тонкому помолу.

Оптимальное значение кратности циркуляции установки оп-
ределяют испытанием установки при различной тонкости помо-
ла .Материала, подаваемого в сепаратор, с обязательным опреде-
лением количества готового продукта.

Если в установку входят два сепаратора, в которые поступа-
ет материал .из разных камер мельницы или из разных мельниц,
оптимальное значение кратности циркуляции определяют для
каждой системы.

3.	АСПИРАЦИЯ

Форсирование аспирационного режима может быть достигну-
то надежной и постоянно поддерживаемой герметизацией аспи-
рационной установки.

Зачастую установка работает неудовлетворительно из-за
значительных подсосов воздуха через неплотности в системе. Как
показывает практика, эти подсосы достигают 300—400% от об-
щего количества проходящего через мельницу воздуха.

Поскольку полностью исключить подсосы воздуха из-за не-
совершенства отдельных узлов системы аспирации не представ-
ляется возможным, необходимо сводить их к практически воз-
можному минимуму по отношению к количеству воздуха, про-
ходящему через мельницу и принятому за 100%:
подсос через неплотности в аспирационной коробке . .. . . 50%

»	»	» в циклонах ........................•	. 10%

»	>	» в рукавных или электрофильтрах 40%

Для обеспечения этого минимума необходимо:

1)	разгружать материал из аспирационной коробки в транс-
портные устройства через ячейковый затвор;

2)	тщательно уплотнить и обеспечить прокладками все флан-
цевые соединения и другие элементы системы;

3)	снабдить разгрузочную часть циклонов и других пыле-
осадителей ячейковыми разгружателями или системой клапа-
нов-мигалок;

4)	установить лабиринтное уплотнение в зазоре между ас-
пирационной коробкой и горловиной мельницы.

Практикой установлено, что количество аспирационного воз-
духа, проходящего через мельницу сухого помола, работающую
по открытому циклу, должно быть таким, при котором скорость
воздуха в свободном пространстве сечения мельницы составля-
етДб-М);? м/сек.

Один из способов улучшения условий размола и сушки в
мельницах, работающих по замкнутому циклу с воздушно-про-
ходными сепараторами и одновременной сушкой и помолом
материалов, — увеличение количества просасываемого через
мельницу газа, служащего сушильным и транспортирующим
агентом.

При увеличении количества, а следовательно, и скорости
просасываемого через мельницу газа из нее выносится большое
количество более грубого продукта помола.

Если положение створок сепаратора при увеличении скоро-
сти газов остается неизменным, то получается готовая продук-
ция также более грубого помола.

Постоянство тонкости помола при изменении скорости газа
обеспечивается соответствующей регулировкой створок сепара-
тора. Процент увеличения производительности при усилении ас-
пирации в первом случае будет больше, чем во втором.

При усилении аспирации необходимо учитывать соответст-
вие размеров сепаратора увеличенному количеству воздуха и
в случае необходимости установить более мощный сепаратор.

Усилить аспирацию мельницы можно путем сокращения под-
сосов по газовому тракту и, если этого недостаточно, установкой
дополнительного вентилятора.

При размалывании относительно сухих материалов целесо-
образен сброс части воздуха обратно во входную горловину
мельницы. При такой рециркуляции воздуха снижается присос
холодного воздуха в мельницу. Кроме того, становится возмож-
ным регулировать в углеприготовительной системе в широких
пределах количество и скорость первичного воздуха, поступаю-
щего во вращающуюся печь, независимо от режима аспирации,
мельницы.
Количество воздуха (сушильного агента), проходящее через
мельницу, работающую по замкнутому циклу с воздушно-про-
ходным сепаратором и одновременными сушкой и помолом угля,
должно быть таким, при котором скорость его в барабане мель-
ницы составляет 2—2,5 м!сек.

4.	ФУТЕРОВКА

Для футеровки шаровых мельниц применяют броневые пли-
ты нескольких форм — гладкие, ступенчатые, волнистые.

Ступенчатая плита позволяет увеличить высоту подъема ша-
ра и усилить удар. В камерах тонкого помола мельницы уста-
навливают плиты с волнообразной поверхностью. Наилучшие
результаты получают .при высоте уступов 30—40 мм и шаге вол-
ны 250—300 Л1уи.

В последнее время для футеровки мельниц стали применять
конусно-ступенчатые броневые плиты с каблучковой поверх-
ностью. При установке таких плит мельницу переделывают в
двухкамерную (с одной шаровой и одной цильпебсной камера-
ми). В шаровой камере устанавливают конусно-ступенчатые
бронеплиты с каблучковой поверхностью, а в цильпебсной —
обычные (цилиндрические). В цильпебсной камере целесообраз-
но устанавливать в шахматном порядке подъемные планки или
валиковые бронеплиты. Соотношение длины камер в каждом
отдельном случае подбирают на основании опытных данных за-
вода в зависимости от свойств измельчаемого материала.

Со стороны загрузочного конца шаровой камеры устанавли-
вают 2—3 ряда цилиндрических (гладких или каблучковых)
плит, чтобы несколько уменьшить принудительную сортировку
мелющих тел в начале камеры.

У междукамерной перегороки на протяжении 500—700 мм
также устанавливают цилиндрические плиты. Это позволяет
улучшить условия размола накапливающихся при неравномер-
ном питании крупных кусков материала.

При использовании конусно-ступенчатых броневых плит до-
стигается нужное распределение шаров по размерам вдоль
мельницы. Наличие каблучков на поверхности плит способству-
ет значительному снижению скольжения шароматериальной за-:
грузки по бронефутеровке и тем самым подъему шаровой за-
грузки на большую высоту. Однако при этом необходимо учи-
тывать скорость вращения мельницы, так как число оборотов
мельницы влияет на увеличение силы сцепления размалываемо-
го материала и шаров с футеровкой мельницы.

Исследования НИИЦемента подтверждают, что мельница с
каблучковой футеровкой работает более эффективно при скоро-
сти вращения в пределах 60—70% от критической.
5.	ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ

Для сравнения эффективности работы и качества эксплуа-
тации помольных установок, а также их технических достоинств
•применяют следующие технические измерители [62].

1)	Измеритель использования полезной мощности

, в

UN = --- ,

N

где В — производительность мельницы в ?/«;

JV — полезная мощность в кет.

Измеритель использования полезной мощности отражает
влияние:

а)	постоянных для данной помольной установки условий (от-
крытый ли замкнутый цикл помола, число камер мельницы и
др-);

б)	условий эксплуатации (равномерность питания материа-
лом, систематичность догрузок мелющими телами, интенсив-
ность аспирации, влажность и др.).

2)	Измеритель использования эффективной мощности

bN = — ,

71

где 1] — коэффициент использования полезной мощности для
'ведения процесса измельчения (табл. 57).

Таблица 57

Коэффициент использования полезной мощности ц

Схема помола	Тип мельниц	Коэффициент использования мощности
С однократным прохождением материала с хорошо подобран- ным ассортиментом мелющих тел	Многокамерные	мельницы  (3- и 4-камерные) 2-камерные мельницы	1  0,9
С многократным прохожде- нием материала	Мельницы, работающие по замкнутому циклу с классифи- каторами (сепараторами)	1,2—1,3 до 1,5

Этот измеритель дает возможность оценивать только качест-
во эксплуатации; влияние же постоянных факторов учитывает-
ся коэффициентом^ 1].

3)	Измеритель использования условного объема. Приведен-
ные выше энергетические измерители недостаточны для полного
выявления резервов производительности мельниц. Объясняется
это тем, что величина полезной мощности рассчитывается по
фактическим данным заполнения мельницы мелющими телами.
Вследствие этого указанные измерители не учитывают коэффи
циекта заполнения, т. е. степени использования объема мельни-
цы. В качестве измерителя, наиболее полно характеризующего
степень использования .потенциальных возможностей барабан-
ных мельниц по их производительности, принимается произво-
дительность, приходящаяся на единицу условного объема (объ-
емный измеритель):

Величина объемного измерителя, приведенная к эталонным
значениям тонкости помола и размалываемюсти материала, за-
висит от следующих факторов:

1)	коэффициента заполнения мелющими телами и их ас-
сортимента;

2)	схемы помола;

3)	качества эксплуатации.

Сопоставление значений этого измерителя помогает вскрыть
резервы производительности мельничного парка. Если па ка-
кой-либо мельнице достигнут высокий показатель, то это указы-
вает на .принципиальную возможность достижения такого же
значения измерителя на всех других мельницах.

Энергетические и объемный измерители не являются вза-
имоисключающими. Они дополняют друг друга.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ УСТАНОВОК

Принято различать наладочные и эксплуатационные техно-
логические испытания помольных установок.

Наиболее часты эксплуатационные испытания. Проводят их
в условиях нормальной работы оборудования или после его ка-
питального ремонта. Цель таких испытаний — проверить основ-
ные расчетные технико-экономические показатели помольных
агрегатов и установить наиболее эффективные режимы их ра-
боты.

В связи со встречающимися иногда значительными искаже-
ниями показателей результатов испытания его считают недей-
ствительным в следующих случаях:

а)	при перерывах в учете количества измельченного мате-
риала или обнаружении погрешности в системе учета, в пока-
заниях весов и пр.;

б)	при прекращении на период испытания питания мельни-
цы из-за недостатка материала в бункере (если время переры-
вов в его подаче не учитывалось);

в)	при резких различиях в условиях работы агрегата вовре-
мя испытания и в обычных средних или заданных для испыта-
ния условиях (в частности, изменение дозировки, влажности
или крупности компонентов размалываемой шихты);
г)	при различных других нарушениях, которые могут иска-
зить основные показатели.

Перед проведением испытания помольной установки следует
проверить правильность показаний стационарно установленных
контрольно-измерительных приборов, проверить места отбора
проб и установки дополнительных приборов, необходимых для
проведения периодических замеров при испытаниях.

Все замеры при .испытаниях должны производиться в строго
определенной последовательности и в установленные сроки.
Важное значение имеет одновременное определение тонкости
помола, а также количества материала тонкой и грубой фрак-
ции при испытании мельниц, работающих по замкнутому циклу,
так как по отобранным в разное время пробам невозможно
правильно определить режим работы установки.

Ниже, в табл. 58, 59, 60, 61, 62 и 63 приведены перечни не-
обходимых замеров при испытаниях различного вида помоль-
ных агрегатов цементных заводов, а на рис. 95, 96, 97 — схемы
точек замеров при испытаниях различного вида помольных аг-
регатов цементных заводов.

Определение выработки продукции
и производительности

Выработку продукции мельницы сухого помола следует учи-
тывать весовым способом. При наличии пневмокамерных насо-
сов допускается определение выработки мельниц по количеству
циклов работы этих насосов.

Если материал подвергается учету перед поступлением в
мельничные бункера, необходимо, чтобы бункера и все проме-
жуточные емкости в начале .и конце испытания были заполнены
одинаково.

При мокром помоле сырья выработка шлама мельницей
может быть определена замером уровня наполнения бассейна,
в который поступает шлам только от испытываемой мельницы.

Количество выработанного шлама пересчитывается на су-
хой материал по формуле

°с-м - W0 ’	W

где бс.м — количество выработанного мельницей шлама в пе-
; и . . ресчете на сухой материал в т;

Ушл— выход шлама за .испытание в м3;

Тшл— средний удельный вес шлама в кг!л-,
а>шл —средняя влажность шлама в %.

При отсутствии отдельного учета выработки шлама только
от испытываемой мельницы (по емкости в бассейне) ее произ-
водительность можно определить путем учета расхода воды по
Перечень замеров при испытании мельниц, работающих по открытому циклу
при мокром помоле сырьевой смеси

Показатели

Периодичность и способ определения

1	Выработка шлама за испытание  В Л3	Замеряют объем каждый час и полностью за испытание
2	Часовая производительность мель- ницы:	
	а) по шламу в л3	Рассчитывают делением выработ- ки на время работы
	б) пересчитанная на сухой мате-	Рассчитывают по приведенной на
	риал в т/ч	стр. 236 формуле
	в) приведенная к 10% остатка на сите № 008 в т/ч	То же стр. 242
	г) приведенная к эталонной раз- малываемости в т/ч	„ стр. 242
3	Измеритель использования полезной мощности в кг/квт-ч	„ стр. 243
4	То же, условного объема в кг/ч ед	„ стр. 243
5	Удельный расход энергии, потреб- ляемой мельницей в кет-ч/т	„ стр. 244
6	То же, потребляемой помольной установкой (включая вспомогательное оборудование), в квт-ч/г	„ стр. 244
7	Хронометраж работы мельницы и	Учитывается количество и пр. -
	питателей	должительность остановок
8	Процентное содержание компонен-	Определяется из средней пробы
	тов в размалываемой сырьевой смеси в %	за испытание
9	Гранулометрический состав разма- лываемой сырьевой смеси в %	То же
10	Размалываемость сырьевой смеси в кг/квт-ч	
11	Влажность глиняного компонента	Определяется один раз за испы-
	в %	тание из средней пробы
12	Влажность известкового компонента  В %	То же
13	» Титр глиняного компонента в %	
14	„ известнякового компонента  В %	»
15	Расход воды по расходомеру в Л13	Определяется почасовой и общий расход за испытание
16	Тонкость помола шлама по остат- кам на ситах02 и 008 в %	Определяется каждый час
17	Титр шлама в %	То же
18	Влажность шлама в %	
19	Вес 1 л шлама в г/л	
20	Растекаемость или вязкость	
21	Температура выходящего из мель- ницы шлама в °C *	Определяется каждые два часа
22	Выход гальки сТконтрольного сита	Учитывается полностью взвеши-
	мельницы за испытание в кг	ванием
Перечень замеров при испытании мельииц, работающих по открытому
циклу при помоле сухого сырья, угля и цемента

Е

С



Показатели

Периодичность и способ определения

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Выработка материала за испытание
в т

Часовая производительность мель-
ницы:

а)	по натуральной продукции в
т/ч

б)	приведенная к 10% остатка на
сите № 008 в т/ч

в)	приведенная к эталонной раз-
малываемости в т/ч

Измеритель использования полезной
мощности в кг/квт-ч

Измеритель использования условно-
го объема в кг/ч ед

Поверхностная производительность
В Л12/Ч

Удельный расход энергии, потреб-
ляемой мельницей, в квт-ч/т

Удельный расход энергии, потреб-
ляемой помольной установкой, в
квт-ч/т

Хронометраж работы мельницы, пи-
тателей и аспирационных устройств

Процентное содержание компонен-
тов в размалываемой шихте в %

Химический состав каждого компо-
нента размалываемой шихты в %

Гранулометрический состав разма-
лываемой шихты в %

Размалываемость в кг/квт-ч

Влажность в %

Тонкость помола размолотого мате-
риала по остаткам на ситах № 02 и
008 в %

Удельная поверхность размолотого
материала в сл<2/г

Влажность размолотого материала
в %

Прочность цемента (при испытании
цементных мельниц) в кГ/см^

Температура поступающего в мель-
ницу материала в °C

Температура выходящего из мельни-
цы материала в °C

Влагосодержание аспирационного
воздуха за мельницей в г/л3

Влагосодержание подсасываемого в
систему наружного воздуха в г/л3

Непрерывно взвешивают весь ма-
териал

Рассчитывают делением выработ-
ки на время работы

Рассчитывают по приведенным
ниже (на стр. 242) формулам

То же на	стр.	243

„	на	стр.	243

„	на	стр.	243

„	на	стр.	243

„	на	стр.	244

„	на	стр.	244

Учитывают количество и продол-
жительность остановок

Определяют из средней пробы
за испытание

Определяют из средней пробы
за испытание

То же

Определяют из каждой средней
пробы

Устанавливают из каждой сред-
нечасовой пробы

То же

Находят из средней пробы за
испытание

Определяют каждый час

То же

Определяют два раза за испыта-
ние

То же

1

2
I № п/п|	Показатели	Периодичность и способ определения
22	Разряжение:	
23	а)	перед мельницей (в устье входной горловины в мм вод. ст.  б)	после мельницы (в аспирацион- ной коробке) в мм вод. ст.  в)	после каждого пылеуловителя (при двух- или трехступенча- той пылеочистке) в мм вод. ст. Температура аспирационного воз- духа:  а)	после мельницы (в аспирацион- ной коробке) в °C  б)	после каждого пылеуловителя в °C	Определяют каждый час микро- манометром с резиновой трубкой, вставляя ее одним концом в горло- вину мельницы  Устанавливают каждый час U-образным манометром через спе- циальный штуцер  То же  Определяют два раза за испы- тание ртутным термометром через специально вваренный штуцер  То же
24	Температура в °C подсасываемого в систему наружного воздуха	Определяют два раза за испыта- ние ртутным термометром
25	Количество аспирационного воз- духа:	
	а) просасываемого через мельни- цу В М3/Ч И В НМ3/ч	Замеряют скорость во входной горловине пневмометрической труб- кой с микроманометром или анемо- метром два раза за испытание
	б)	в трубопроводе за мельницей в нм3/ч  в)	в трубопроводе после каждого пылеуловителя в м3/ч и в нм3/ч	Замеряют скорость в трубопро- воде пневмометрической трубкой с микроманометром два раза за ис- пытание  То же
26  27	Количество осаждающейся в каж- дом пылеуловителе пыли в кг/ч  Запыленность уходящего в атмос- феру аспирационного воздуха в г/нм3	Производят два непрерывных взвешивания за испытание по два часа каждое  Определяют два раза за испыта- ние
28	Количество безвозвратного пылеуно- са в кг/ч	Рассчитывают по запыленности и количеству воздуха
29	К.п.д. пылеуловителей	Рассчитывают по приведенной формуле  Составляют один раз за испыта- ние
30	Диаграмма помола материала по длине мельницы	
31	Выход крупки с контрольного сита мельницы за испытание	Учитывают полностью за испы- тание взвешиванием
Перечень замеров при испытании мельниц, работающих по замкнутому
циклу с воздушно-проходным сепаратором и одновременными сушкой
и помолом сырьевых материалов

№ п/п	№ точек  по рис. 95	Показатели	Периодичность и способ определения
1	1	Выход высушенной сырьевой муки за испытание в т	Непрерывное взвешивание всего материала
2	2	То же, из циклона в т/ч	Пятиминутное взвешивание каждый час
3	3	То же, из электрофильтра в т/ч	То же
4	—	Часовая производительность мельницы по натуральной продук- ции в т/ч	Рассчитывается делением выработки на время работы
5	—	То же, приведенная к эталонной размалываемости, в т/ч	Рассчитывают по формуле на стр. 243
6	—	То же, приведенная к 10% ос- татка на сите № 008, в т/ч	То же, стр. 242
7	—	Измеритель использования по- лезной мощности в кг/квт-ч	То же, стр. 243
8	—	То же, условного объема в кг/ч ед	» стр. 243
9	—	Удельный расход энергии, по- требляемой мельницей, в квт-ч/т	» стр. 244
10	—	То же, потребляемой помольной установкой, в квт-ч/т	» стр. 244
11	—	Удельный расход тепла на испарение влаги из материала в ккал/кг влаги	» стр. 244
12	4	Безвозвратный пылеунос в т/ч	Запыленность опреде- ляется два раза за испы- тание
13	5	Возврат крупки из сепаратора в мельницу в кг/ч	Десятиминутное взвешива- ние каждый час
14	1	Тонкость помола готовой продук- ции по остаткам на ситах № 02 и 008 в %	Определяют нз каждой среднечасовой пробы
15	2	То же, материала из циклона в %	То же
16	3	То же, материала из электро- фильтра в %	»
17	4	То же, безвозвратного пылеуно- са в %	Определяют из средней пробы пыли, уловленной при определении запылен- ности
18	5	То же, крупки (возврата'из се- паратора) в %  Удельная поверхность м готовой продукции в см?/г	Определяют из каждой среднечасовой пробы
19	1		То же
20	6	Химический состав каждого ком- понента размалываемой шихты в %	Исходят из средней про- бы каждого компонента шихты
21	6	Гранулометрический состав раз- малываемой шихты в %	То же
№ п/п	№ точек  по  рис. 95	Показатели	Периодичность и способ определения
22	6	Размалываемость шихты в кг/квт-ч	Исходят из средней про- бы каждого, ^компонента шихты
23	6	Влажность размалываемой ших- ты в %	Определяют каждый час
24	1	Влажность размолотого материа- ла в %	Определяют каждый час
25	1	Процентное содержание компо- нентов в размалываемой шихте в %	Устанавливают по химиче- скому составу средней пробы готовой продукции и каждого размалываемого компонента
26	6	Температура поступающего в мельницу материала в °C	I	Определяют каждый час
27	1	Температура размолотого мате- риала в °C	То же
28	7	Разрежение перед мельницей в мм вод. ст.	Определяют каждый час микроманометром
29	8, 8а	Разрежение после мельницы в мм вод. ст.	Определяют каждый час U-образным манометром
30	10	То же, после сепаратора в леи вод. ст.	То же
31		»	после	циклона  в мм вод. ст.	»
32	14	» в газоходе топоч- ных	устройств  в мм вод. ст.	»
33		»	(давление) перед  электрофильтром в мм вод. ст.	»
34	4	Разрежение (давление) после электрофильтра в мм вод. ст.	»
35	7	Температура горячего газа перед мельницей в °C	Устанавливают каждый час термопарой с гальвано-
35а	14	Температура топочных газов в °C	То же
36	12	Температура рециркулирующего сушильного агента в °C	Определяют каждый час ртутным термометром
37	13	Температура газа в трубопрово- де «поддува» в °C	То же
38	8	Температура после мельницы в °C	»
?9	10	То же, после сепаратора в °C	»
40		»	»	циклона  в СС	»
41		Температура перед электро- фильтром в °C	»
42	4	»	после электро-  фильтра в °C	»
№ п/п	№ точек по рис. 95	Показатели	Периодичность и способ определения
43	7	Количество горячего газа перед мельницей в м3/ч	Замеряют скорость пнев- мометрической трубкой с микроманометром два раза за испытание
44	—	Количество горячего газа перед мельницей в нм3/ч	То же
45	14	Количество топочных газов вл3/ч	»
	—	То же, в нм3/ч  Количество рециркулирующего сушильного агента в Л13/ч	
46	12		
47	—	То же, в нм3/ч  Количество газа в трубопроводе „поддува" в Л13/ч	
48	13		
49	—	То же, в ял13/ч	»
50	8	Количество газа после мельницы В Л13/Ч	и
51				То же, в нм3/ч	»
52	10	Количество газа после сепарато- ра в Ж3/«	»
53	—	То же, в нм3/ч	»
54		Количество газов после циклона В Л13/ч	Замеряют скорость пнев- мометрической трубкой два раза за испытание
55			То же, в нм3/ч	То же
56	13	Количество газа перед электро- фильтром в м3/ч	»
57	—	То же, в нм3/ч	и
58	4	Количество газа после электро- фильтра в м3/ч	»
59	—	То же, в нм3/ч	И
60	12	Влагосодержание рециркулирую- щего агента в г/м3	Определяют психрометром Ассмана два раза за испы- тание
61	—	Запыленность газа после цикло- на в г/нм3	Определяют два раза за испытание
62	—	То же, перед электрофильтром в г/нм3	То же
63	4	То же, после электрофильтра в г/нм3	Устанавливают два раза за испытание
64	—	Хронометраж работы мельницы, питателя и топки	Учитывают количество и продолжительность остано- вок
65	—	Температура подсасываемого в систему наружного воздуха в °C	Определяют два раза за испытание
66	—	Расход топлива на сушку мате- риала в мельнице в кг/кг, испа- ренной влаги	Непрерывно учитывают все топливо
67	—	Теплотворная способность топ- лива в ккал/кг	Определяют из средней пробы за испытание
68	—	Выход недожога топлива (шла- ка и провала) в кг/ч	Взвешивают при выгре- бе
69	—	Теплотворная способность недо- жога топлива в ккал/кг	Определяют из средних проб за испытание
Перечень замеров при испытании мельниц, работающих по замкнутому циклу
с воздушно-проходным сепаратором и одновременными сушкой
и помолом угля

№ п/п	До точек по рис. 96	Показатели	Периодичность и способ определения
1	1	Выход готового угольного порошка за испытание в т	Весовой учет поступаю- щего материала с последую- щим пересчетом на конеч- ную влажность
2	2	Возврат крупки из сепаратора в т/ч	Пятиминутное взвешива- ние каждый час
3	3	Выход готового угольного порошка из циклона в т/ч	То же
4	4	Количество не осевшего в циклоне угольного порошка в т/ч	Запыленность определяют два раза за испытание
5	3	Тонкость помола осевшего в цикло- не угольного порошка в %	Из каждой среднечасовой пробы
6	4	Тонкость помола не осевшего в циклоне угольного порошка в %	Из средней пробы улов- ленной пыли
7	2	Тонкость помола крупки (возврата из сепаратора) в %	Из каждой среднечасовой пробы
8	1	Влажность поступающего в мель- ницу угля в %	Каждый час
9	3	Влажность угольного порошка в %	То же
10	1	Гранулометрический состав разма- лываемой шихты в %	Из средней пробы ших- ты
11	1	Размалываемость в кг/квлг-ч	То же
12	1	Процентное содержание компо- нентов в размалываемой шихте в %	По содержанию глетучих веществ в средних пробах шихты и каждого размалы- ваемого компонента
13	1	Температура поступающего в мель- ницу угля в °C	Каждый час
14	3	Температура угольного порошка в °C	То же
15	5	Разрежение перед мельницей в льи вод. ст.	
16	6	То же, после мельницы в мм вод. ст.	п
17	7,	То же, после сепаратора в мм вод. ст.	и
18	4	То же, после циклона в мм вод. ст.	п
19		Температура горячего газа перед мельницей в °C	и
20	5	Температура топочного газа в °C	
21	6	Температура горячего газа после мельницы в °C	п
22	7	Температура после сепаратора в °C	м
№ п/п	№ точек по рис. 96	Показатели	Периодичность и способ определения
23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34	4  5  6  7  4  6	Температура после циклона в °C  Количество горячего газа перед мельницей в л3/ч, в ня31ч  Количество горячего газа после мельницы в я? 1ч, в нм3)ч  То же, после сепаратора в нм? 1ч  То же, после циклона »	»  Влагосодержание газа после мель- ницы в г/м3  Температура подсасываемого в сис- тему наружного воздуха в °C  Расход топлива на сушку угля в мельнице в кг/кг испаренной влаги  Теплотворная способность сгорев- шего топлива в ккал/кг  Выход недожога топлива (шлака и провала) в кг/ч  Теплотворная способность недожога в ккал/кг  Часовая производительность и удельные расходы, см. табл. 60	Каждый час  Два раза за испытание  То же » п  Непрерывный учет всего топлива  Из средней пробы за ис- пытание  Взвешивание при вы- гребе  Из средней пробы за ис- пытание

расходомеру, влажности готового шлама и исходных сырьевых
компонентов, а также их соотношения.

Расчет ведут по следующим формулам.

1)	Производительность мельницы по сухому материалу (без
учета влажности исходных сырьевых компонентов)

GCW = P	(2)

ЬУшл

где Ос.м—количество выработанного мельницей сухого матери-
ала в г;

Р —количество поступившей в мельницу воды по пока-
занию водомера в м3',

Щшл — средняя влажность шлама в %.

2)	Производительность мельницы в пересчете на сухое ве-
щество с учетом первоначальной влажности одного исходного
компонента (при помоле однокомпонентного материала)

Gc.M= ---------------------,	(3)

____^шл	^изв

100 Шшл	100 Шнзв

где а>изв—средняя первоначальная влажность материала
в %;
Перечень замеров при испытании мельииц, работающих
по замкнутому циклу с циркуляционными сепараторами на помоле цемента

Показатели

Периодичность и способ
определения

1 1

2 2

3 3

4 6

5 7

6

7

8

9
10

И
12
13

Выход готовой продукции за испы-

тание в т

Выход тонкой фракции из сепаратора
№ 1 в т/ч

То же, из сепаратора № 2 в т/ч

Возврат крупки в мельницу из сепара-
тора № 1 в т/ч

То же, из сепаратора № 2 в т/ч

4 Выход материала из циклона
в т/ч

5 То же, из электрофильтра в т/ч

2

3

6

7

4

5

Тонкость помола тонкой фракции
сепаратора № 1 в %

То же, из сепаратора № 2 в % .

Тонкость помола крупной фракции
сепаратора № 1 в %

То же, из сепаратора № 2 в %

То же, материала из циклона в %

То же, из электрофильтра в %

из

из

14 8 Тонкость помола материала нз второй,
камеры мельницы в %

15 9 То же, из третьей камеры в %

16

17

18

19

20

21

22

23

24

10

11

11'

11

11

11

12

Учитывают весь мате-
риал по показаниям рабо-
ты пневмокамерного насоса

Десятиминутное взвеши-
вание каждый час, обяза-
тельно обеспечивают од-
новременность взвешива-
ния во всех четырех точ-
ках

Десятиминутное взвеши-
вание каждый час при
обеспечении равномерной
выгрузки материала

Определяют в каждой
отбираемой при взвеши-
вании пробе

Определяют в каждой
среднечасовой пробе

То же

Тонкость помола крупной фракции,
поступающей в третью камеру (при од-
новременном возврате крупки се-
паратора № 1 в первую и третью
камеры) в %

Удельная поверхность готового це-
мента в слР1г

Хронометраж работы мельницы, пи-
тателей, сепараторов и аспирационных
устройств

Процентное содержание компонентов
в размалываемой шихты в %

Химический состав каждого компонен-
та размалываемой шихты в %

Гранулометрический состав размалы-
ваемой шихты в %

Разламываемость шихты в кг/квт-ч

Влажность шихты в %

Разрежение на входе в первую каме-
ру в мм вод. ст.

»

Учитывают количество
и продолжительность ос-
тановок

Определяют из средней
пробы за испытание
То же

»

Определяют
час
Е Е &	№ точек по рис. 9	Показатели	Периодичность и способ определения
25	13	Разрежение на входе в третью каме- ру в мм вод. ст.	Определяют каждый час
26	14	Разрежение после мельницы в мм вод. ст.	То же
27	15	Разрежение после циклона в мм вод. ст.	»
28	16	Разрежение после электрофильтра в мм вод. ст.	»
29	14	Температура аспирационного воздуха в °C	»
30	12	Количество проходящего через пер- вую и вторую камеры аспирационного воздуха в м3!ч, в нм/ч*	Определяют два раза за испытание
31	13	То же, через третью камеру в м3!ч, в нм?/ч	То же
32	14	Количество аспирационного воздуха перед циклоном в л3/ч, в нмР/ч	»
33	16	То же, после электрофильтра в  НМ?1Ч	
34	16	Запыленность уходящего аспирацион- ного воздуха в г/нмъ	»
35	—	Часовая производительность и удель- ные расходы—см. табл. 60	—

-----------— количество воды в шламе, приходящейся на одну

100 ~

весовую часть сухого размолотого материала, в
том1 числе:
П	и

—-----------количество воды, внесенной с исходным материа-

100 1^изв

ЛОМ.

3)	Производительность мельницы в пересчете на сухое ве-
щество с учетом первоначальной влажности каждого из двух
•исходных компонентов:

а)	при определении соотношения известнякового и глиняно-
го компонентов путем титрования их .и готового шлама выра-
ботку рассчитывают по формуле

^с.м =	—	- —,	(4)

^ШЛ	^ИЗВ*	Ц^ГЛ О х)

100 —пушл 100 —ЬУИЗВ 100 — шгл

где х — количество известняка в весовой единице сырьевой
смеси.

Пример расчета величины х методом' «креста»:
Таблица 63

Удельная производительность, характеризующая размалываемость материалов

Материал	Удельная производительность в кг{квт-ч	
	мокрый помол	сухой помол
Мергель с сопротивлением размолу:		
высоким		40—60	40—50
средним		70—90	60—70
низким 		100—120	80—100
Сырьевая шихта из известняка и глины с сопро-		
тивлением размолу:		
высоким		50—70	50—60
средним 		70—90	70—80
низким			100-150	80—100
Сырьевая шихта:		
из мела и глины		150—200	—
из доменного шлака н известняка с высоким		
сопротивлением размолу		—	30—40
то же, со средним сопротивлением размолу . .	—	40—60
Клинкер вращающихся печей		—	36—40
Шлаки доменные гранулированные		——	35—40
Опока, трепел		—	50—60
Трасс 		-		20—25
Песок кварцевый 		—	30

95 5 95 — титр известняка;

\ /	5 — титр глины;

79	79 — титр готового шлама;

/ \ 79— 5=74 вес. ч. известняка;
74изв 26гд 95—79=16 вес. ч. глины.

х =

74

74 + 16

= 0,822;

б)	при определении расхода глиняного шлама путем замера
уровня в расходном баке или по времени .наполнения контроль-
ного бачка выработку рассчитывают по формуле

игл шизв

100 Щщл 160 Щизв

ч

где GrJ1 щд X W™ ~ Wk3D • — величина, равная количеству воды,
100 —шизв

внесенной глиняным шламом в счет
разницы между его влажностью и
влажностью основного компонента
(известняка).

В случае выхода с контрольного сита мельницы значитель-
ного количества недомолотого материала — «гальки» — из рас-
Рис. 95. Схема располо-
жения точек замеров
при испытании мельниц,
работающих по замкну-
тому циклу с воздуш-
но-проходным сепарато-
ром и одновременными
сушкой и помолом
сырья

а — циклон; б — электро-
фильтр; в — сепаратор; г —
мельница

Рис. 96. Схема располо-
жения точек замеров
при испытании мельниц,
работающих по замкну-
тому циклу с воздуш-
но-проходным сепара-
тором и одновременны-
ми сушкой и помолом
угля

а — циклон; б — воздуш-
нопроходиой сепаратор

Горячие газы
считанной по .приведенным формулам выработки вычитается
количество ее в пересчете на сухое вещество.

Часовая производительность определяется делением всей
полученной за испытание выработки на время работы мельни-

Рис. 97. Схема расположения точек замеров при испытании мельниц,
работающих по замкнутому циклу с циркуляционными сепараторами
на помоле цемента

а — бункер; б — сепаратор № 1; в — сепаратор № 2; г — электрофильтр; д —
вентилятор; е — циклон; ж — пневмокамериый насос

цы. Учитывают действительное время работы мельницы за вы-
четом ее остановок, причем остановки питателей при работаю-
щей мельнице в расчет не принимаются и считаются рабочим
временем. '

Производительность мельниц, работающих с одновременной
сушкой и помолом, определяется по высушенному материалу.

Если количество выработанного материала определяют взве-
шиванием продукта питания (материала с первоначальной
влажностью), то производительность мельницы рассчитывают
по следующей формуле:

G 100 — w
г 100 — Wj

(6)

где G —количество материала, идущего на помол, в т;

z— часы работы мельницы за вычетом ее остановок;

w — первоначальная влажность материала в %;

Wi — влажность высушенного материала в %.

Предварительные и окончательные испытания должны про-
изводиться при примерно одинаковой тонкости помола матери-
ала, принятой на данном цементном заводе.
Если выполнить эти условия по той или иной причине не
удается, то полученная производительность должна быть при-
ведена к тонкости помола, равной 10% остатка та сите № 008,
по формуле

B10 = BR |/lg	(7)

где Вю—производительность мельницы, приведенная к 10%
остатка на сите № 008, в т/ч;

BR — производительность мельницы в натуральной про-
дукции в т/ч;

т — показатель, зависящий от свойств измельчаемого ма-
териала (для цемента—1, шлама — 0,8, для сухого
известняка — 0,5, для угля при одновременном помо-
ле и сушке — 1,5%);

7?о — остаток .на сите № 008 и материале, поступающем .на
помол (принимается— 100%);

7?-—остаток на сите № 008 в размолотом материале 'В %.

При остатке 6—15% на сите № 008 для всех материалов
т=1; тогда значение поправочного коэффициента на тонкость
помола можно 'будет определить из соотношения:

Поправочный коэффициент на тонкость помола	1,3	1,22	1,155	1,097	1,045	1,00
Остаток на сите № 008 в %	5	6	7	8	9	10

Поправочный коэффициент на тонкость помола	0,9585	0,9206	0,8865	0,8537	0,8241
Остаток на снте № 008 в %	11	12	13	14	15

Для сравнения эффективности работы и качества эксплуата-
ции помольных установок, а также оценки их технического со-
вершенства определяют:

1)	производительность, приведенную к эталонной в 40 кг/квт-ч
и тонкости помола 10% остатка на сите Ne 008;

40

ВГо = В

(8)

где b—величина удельной производительности, характеризую-
щая размалываемость данного материала.

Величину удельной производительности можно определить
по методике Гипроцемента. Ориентировочные значения удель-
ной производительности указаны в табл. 63;

2)	измеритель использования полезной мощности

В|о-10О0

В^-1000

Г— I G
6,45V Vd —

(9)

где N — полезная мощность в кет,

V — внутренний объем мельницы в мэ;

D — внутренний диаметр мельницы за вычетом толщины
бронефутеровки в м (при конусной футеровке вычита-
ется средняя толщина брони);

G —.загрузка мельницы мелющими телами в т;

3)	измеритель использования условного объема. Приведен-
ный выше энергетический измеритель в силу того, что величи-
на полезной мощности рассчитывается по фактическим данным
заполнения мельницы мелющими телами, не учитывает коэффи-
циента заполнения, т. е. степень использования объема мельни-
цы. Наиболее же полно характеризует степень использования
возможностей повышения производительности барабанных
мельниц объемный измеритель, отражающий производитель-
ность, приходящуюся на единицу условного объема:

Bto’lOOO

ЯгуСл = —---------

v уел

Bfo-lOOO

v Vd

(Ю)

Величина объемного измерителя, приведенная к эталонной
тонкости помола и размалываемости материала, зависит от
следующих факторов:

1)	коэффициента заполнения мелющими телами и их ассор-

тимента;

2)	схемы помола;

3)	качества эксплуатации.

Сопосгавление величин объемного измерителя помогает
вскрывать резервы производительности мельничного парка.

Для сравнения эффективности работы мельниц по измельче-
нию до различной удельной поверхности определяют удельную
поверхностную производительность (5УД в м2/квт-ч) и поверх-
ностную производительность S в м2!ч-

с» __(Snp-SHCX) 1000В
дуд—	jvtj	-

где <$Пр—удельная поверхность готового продукта в м21кг\

•$исх— то же, исходного продукта в м21кг\

В — производительность мельницы в т/ч;

т] — коэффициент использования полезной мощности для
процесса измельчения
Определение производительности мельницы
расчетным путем

При проектировании новых мельничных агрегатов, а в неко-
торых случаях и при нормировании работы действующих уста-
новок производительность мельницы можно подсчитать по фор-
муле

B = KaNrfi,	(12)

где К& — коэффициент интенсивности аспирации (см. табл. 55);

N — полезная мощность мельницы;

т] — коэффициент использования мощности;

b — удельная производительность мельницы при данной
тонкости измельчения; определяется на основании
данных по размолу в промышленной или лаборатор-
ной мельнице по методике Гипроцемента.

Определение удельного расхода электроэнергии

Количество потребляемой мельницей электроэнергии следу-
ет определять ежечасно по счетчику. Количество израсходован-
ной мельницей энергии в киловатт-часах определяют по разно-
сти показаний счетчика на конец и начало контролируемого пе-
риода, умноженной на постоянный переводный коэффициент
счетчика.

Полное количество энергии, расходуемое помольной уста-
новкой, устанавливают путем суммирования энергии, потреб-
ляемой электродвигателем мельницы и электродвигателями
вспомогательного оборудования за все время испытания.

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

1,73/ccosq к. п. д. z

Л/ - ’_______________ кст

где 1—средний за испытание ток по показаниям ампермет-
ра в с;

v—напряжение по показателям вольтметра в в;

cos <р— загрузка электродвигателя; при невозможности не-
посредственного определения принимается установ-
ленная на данном заводе величина cos <р;

к. п. д. — коэффициент полезного действия двигателя (прини-
мается по паспортным данным последнего);

z— время работы агрегата в ч.
Удельный расход электроэнергии определяется делением
расхода ее в киловатт-часах на полную выработку за испыта-
ние.

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

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

При помоле шихты, состоящей из двух или нескольких ком-
понентов, и раздельной подаче их в мельницу с питателей отби-
рают 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 плот-
но 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 це-
мента 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 раз-
малываемости, а остальной материал подвергают рассеву на
ситах с отверстиями размером 50, 30, 20, 10, 7, 5, 3 ля для оп-
ределения гранулометрического состава.

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

Влажность каждого из компонентов размалываемой шихты
не должна превышать норм, установленных на заводе техноло-
гической картой. Повышенная влажность размалываемого ма-
териала вызывает налипание его на мелющие тела, приводя-
щее, особенно при недостаточной интенсивности аспирации
мельницы, к резкому падению ее производительности и укруп-
нению помола.

Влажность кусковых негигроскопических материалов можно
определять в среднесменной пробе. Влажность угля и других
гигроскопических, а также сыпучих материалов .необходимо оп-
ределять каждый час.
Влажность материала находят следующим образом [63]:
400 г испытуемого материала помещают на плоскую тарелочку
диаметром 160 мм и высушивают в сушильном шкафу при тем-
пературе 105—110° С в течение 3 ч. После охлаждения матери-
ал взвешивают и снова просушивают в течение часа для про-
верки постоянства веса.

Влажность определяют по формуле

а-100
W =------ ,

А

где w— содержание влаги в материале в %;

А—исходная навеска материала в г;

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

В случае подачи в мельницу материала повышенной круп-
ности помол затрудняется и производительность падает. Поэто-
му для оценки работы мельницы необходимо определять круп-
ность размалываемого материала (гранулом'етрический состав).

1П0. результатам рассева материала на ситах определяют
процент остатка на каждом сите.

Пример расчета приведен в табл. 64.

Таблица 64

Определение гранулометрического состава кусков материала

Размер кусков в мм	Вес остатка в кг	Фракционный остаток %	Полный остаток в %
Более 50	1,5	2,85	2,85
»	50—30	2,65	5,05	7,9
»	30—20	4,2	3	15,9
»	20—10	6,45	12,3	28,2
»	10—7	7,06	13,4	41,6
»	7—5	9,22	17,6	59,2
»	5—3	11,14	21,2	80,4
»	3—0	10,28	19,6	100
Итого . . . .	52,5	100	—

Заданное процентное соотношение компонентов в размалы-
ваемой 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 бо-
лее 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 химиче-
ский анализ.
Размалываемость материала определяют по методике Гип-
роцемента [64], которая имеет два варианта: основной, приме-
няемый 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 осуществляет-
ся в лабораторной мельнице конструкции Гипроцемента
(0 0,5x 0,56 /4, м=48 об/мин), разделенной глухой перегоро,д-
кой 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

Вес одного шара в г	Диаметр шара в мм	Число шаров в шт.	Общий вес шаров в кг
1200	65	8	10
750	55	12	9
400	45	40	16
200	35	100	20
Всего . . . .	—	150	55

'При размоле <в две стадии измельчают материал шарами до
30—40% остатка на сите № 008; затем весь материал выгружа-
ют из мельницы, взвешивают и помещают в отделение, загру-
женное цилиндриками (55 кг), при помощи которых осущест-
вляется дальнейшее измельчение до заданного остатка на конт-
рольном сите или заданной удельной поверхности.

При размоле в одну стадию весь процесс измельчения про-
исходит в камере с шаровой загрузкой указанного выше ассор-
тимента. Крупность загружаемого в мельницу твердого мате-
риала ограничивают 10 мм, а легкоизмельчаемого 15—20 мм.
С этой целью исходный материал просеивают через сито. Ос-
тавшиеся н? 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 от-
бора проб материала (через принятое число оборотов мель-
ницы) и просева его на сите № 008 до тех пор, пока тонкость
помола не достигает заданной величины (10% полного остатка
на сите № 008) или заданной удельной поверхности.

Удельный расход полезной энергии, затраченной при размо-
ле в течение п оборотов мельницы, вычисляется по формуле
a 0,28-lOOn

Э„ = ------—- Квт-Ч Ш,

P-60-48

где n— 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 од-
ном отделении мельницы при загрузке 55 кг мелю-
щих тел и пробы материала, в кет.

Размалываемость материала характеризуется величиной
удельного расхода энергии или соответствующей величиной
удельной производительности, вычисляемой по формуле

.	1000

b = —д— кг1квт-ч.

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

В НИИЦементе В. 3. Пироцким ,и Э. Я. Алкснисом разрабо-
тан новый прибор по определению размалываемости твердых
материалов. В этом приборе испытываемый образец раздавли-
вают в стальной чаше определенных размеров стальными ша-
рами d=25 мм. Вес образца пробы равен 30 г.

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

Для определения размолоспособности отбирают пробы топ-
лива с соблюдением обычных правил получения представитель-
ной пробы. При этом 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 л<л«— 15 кг). Пробу топлива дробят на
лабораторной дробилке до полного прохода через сито с отвер-
стиями 10 лш, 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 леи на железном листе,
причем топливо на листе необходимо рассыпать слоем шириной
140 мм и высотой 10—12 мм. В зависимости от твердости топ-
лива после каждых 2—4 проходов катка (например, для под-
московного угля — 2, для антрацита класса АШ—4) рассеива-
ют измельченное топливо на просевочной машине либо вручную
на 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 посту-
пает затем для определения коэффициента размолоспособности.

Если влажность первичной пробы топлива высока, что при-
водит к замазыванию сит при просеивании, то топливо предва-
рительно подсушивают до восстановления сыпучести.

После подсушки пробу топлива с помощью делителя или
вручную путем квартования сокращают примерно до 2 кг. Под-
сушенную пробу доводят до воздушно-сухого состояния. Для
этого ее выдерживают в течение 16 ч при комнатной температу-
ре в слое не выше 10 мм. Об окончании подсушки судят по из-
менению веса пробы. Изменение веса пробы за последние 4
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 раз-
мером меньше 1,25 мм, которые могли образоваться в резуль-
тате первого рассева и сушки. Подрешетный продукт отбрасы-
вают, а остаток на сите представляет собой подготовленную
пробу топлива для определения .коэффициента размолоспособ-
ности. С помощью делителя или квартованием пробу сокраща-
ют до остатка весом 500 г, остальное количество ее собирают в
банку и хранят на случай проведения контрольного определе-
ния.

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

Пробу топлива размалывают в мельнице за 624 оборота
барабана.

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

Шары, мельницу и сетку осторожно обметают мягкой щет-
кой 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 переме-
шивают на противне и отбирают навеску для рассева. Для это-
го топливо разравнивают в слой высотой 10 мм. Взаимно-пер-
пендикулярными линиями этот .слой делят на равные по пло-
щади 12—16 квадратов. Из середины каждого квадрата равно-
мерно на всю глубину слоя набирают необходимое число пор-
ций, вес которых в сумме должен составлять 25 г. Порции пы-
ли с противня отбирают маленькими совочками и ссыпают на
чашку весов.

Рассев взятой навески топлива производят два раза на сите
с отверстиями размером 90 р. механическим способом или вруч-
ную. В первом случае продолжительность рассева должна со-
ставлять 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 ре-
зультатов двух рассевов более чем на 2%, необходим третий
рассев, и за результат уже следует принять среднее значение из
двух близко совпадающих 'величин.

После окончания рассева пыль, оставшуюся на сите, взве-
шивают на технических весах с точностью 0,01 г.

Подрешетный продукт также взвешивают и определяют по-
терю 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

= 4G,

где G — остаток на сите после рассева. Например, при G=10 г
7?90=40%.

Коэффициент размолоспособности Кло вычисляют по форму-
ле

/<ло=1,96 (1g

\ Аео /

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

Определяют коэффициент размолоспособности, как прави-
ло, 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 пре-
вышать 5% от среднего значения этих определений. Если от-
клонение выходит за указанные пределы, необходимо дополни-
тельное определение. В этом случае за результат принимают
среднее значение из двух близко совпадающих величин.

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

Отбор средней пробы и определение тонкости помола
измельченного материала

Отбирать среднюю пробу материала для определения его
качества (степени измельчения, химического состава, прочности
цемента и др.) нужно непрерывно при помощи специально уста-
новленного пробоотборника. В случае отсутствия пробоотбор-
ника допускается периодический (через каждые 15 мин) отбор
проб вручную одинаковой меркой. Из этих проб составляют
среднечасовую пробу. Место отбора должно быть удобным и
безопасным. Среднюю пробу размолотого материала следует
отбирать на участке, где есть пыль, осаждающаяся в пылеуло-
вителях.

Тонкость помола цемента, сырьевой муки и угля определя-
ют путем просеивания среднечасовой пробы по сухому способу
па стандартных ситах № 021 и 008 в соответствии с ГОСТ
310—41.

Тонкость помола шлама определяют мокрым просеиванием
на стандартных ситах № 021 и 008, одновременно устанавливая
влажность шлама.

Проценты остатков на ситах вычисляют по отношению к ве-
су сухого вещества шлама.

Для оценки качества измельчения цементов и других порош-
кообразных материалов делают ситовые анализы и дополни-
тельно определяют их удельную поверхность и гранулометриче-
ский состав.

Удельную поверхность определяют в основном пневматиче-
ским поверхностемером ТЗ или ПСХ-2. Этот метод определения
удельной поверхности цемента основан иа том, что скорость
воздуха, просасываемого через слой цемента, зависит от сопро-
тивления, оказываемого воздуху этим слоем. В свою очередь,
сопротивление слоя цемента установленной толщины и площа-
ди поперечного сечения, уплотненного до определенного содер-
жания пустот в единице объем'а, зависит от удельной поверхно-
сти цемента. Поверхностемер ТЗ работает по следующей схеме
(рис. 98).

Навеску испытуемого порошка помещают в гильзу 1 и спрес-
совывают плунжером до определенной плотности. Через слой
спрессованного материала просасывается воздух при помощи
аспиратора 2, который обеспечивает постоянство скорости про-
сасываиия воздуха, независимо от уровня воды в аспираторе.
Объем воздуха, прошедшего через слой материала в аспира-
тор, равняется объему воды, вытекающей из аспиратора. Для
определения расхода воздуха, просасываемого в 1 сек, измеря-
ется объем воды, вытекшей из аспиратора за определенный
промежуток времени. Разность давлений по обеим сторонам

Рис. 98. Схема пневматиче-
ского поверхностемера ТЗ
/ — гильза; 2 — аспиратор; 3 —
манометр; 4 — соединительная
трубка; 5 — термометр; 6 —
мерный цилиндр

слоя материала измеряется при помо-
щи манометра 3, соединенного с ниж-
ней частью гильзы.

Калибруют прибор при его сборке,
полученные данные заносятся в пас-
порт прибора и проверяются не реже
одного раза в год. Калибрование за-
ключается в определении точных раз-
меров слоя материала в гильзе, его
объема и вычислении константы гиль-
зы (рис. 99).

При определении размеров слоя
материала, помещающегося в гильзе,
измеряют с точностью до 0,05 мм внут-
ренний диаметр гильзы и высоту слоя
материала, т. е. расстояние от перфо-
рированного диска, на который долж-
ны быть помещены два кружка фильт-
ровальной бумаги, до нижней плоско-
сти плунжера (рис. 100), введенного в
гильзу до соприкосновения упорного
кольца с краями гильзы. Эту высоту
можно вычислить по разности между
глубиной гильзы (расстояние от верх-
него края гильзы до перфорированно-
го диска, в который помещены два
кружка фильтровальной бумаги) и
расстоянием от нижней плоскости
плунжера до упорного кольца- Кон-
станту гильзы вычисляют по формуле



где Л' — константа гильзы;

D — внутренний диаметр гильзы в см;

L — высота слоя материала в см.

Рис. 99. Гильза к пневматическому поверхностемеру ТЗ

/ — стальная трубка; 2 — перфорированный диск; 3 — завинчи-
вающаяся крышка; 4— заплечики; 5 — трубка для присоеди-
нения гильзы к аспиратору
Рис. 100. Плунжер для уплотнения навески цемента в
гильзе пневматического поверхностемера ТЗ

1 — корпус; 2 — упорное кольцо; 3 — рукоятка; 4 — перфориро-
ванная пластинка

Измерение и расчет удельной поверхности

Перед измерением проверяют нулевую точку манометра. За-
полняют водой аспиратор, при этом сливной кран должен быть
закрыт, а воздуховодный открыт. После заполнения оба верх-
них крана должны быть закрыты. Затем проверяют герметич-
ность гильзы и соединений. При этом гильзу плотно закрывают
резиновой пробкой, присоединяют ее к аспиратору и открывают
сливной кран. Если система герметична, то начавшееся истече-
ние воды полностью прекращается.

Величину .навески материала определяют по формуле:

Р = V(1 - т) f,
где р— величина навески .в г;

V — объем, до которого уплотняется навеска в гильзе, в см3,
т— коэффициент порозности;

7 — удельный вес цемента.

Чтобы обеспечить наибольшее единообразие условий испы-
таний, коэффициент порозности должен быть равен 0,48±0,02.
При испытании цементов с очень большой удельной поверхно-
стью уплотнить навеску до заданного объема нельзя. В этих
случаях удельную поверхность измеряют при других значениях
коэффициента порозности, когда можно спрессовать навеску
материала путем небольшого нажатия руки на плунжер.

Величина коэффициента порозности, получаемая при этом,
вычисляется по формуле

где V — объем, занимаемый образцом в гильзе, в см3;

р — вес образца цемента в г;

7— удельный вес цемента.

Для портландцемента без добавок (кроме гипса) удельный
вес может приниматься равным 3,15.

Примечание. По усовершенствованной методике В. А. Нелидова [65]
можно определять удельную поверхность при одинаковой порозности незави-
симо от тонкости помола. Для этого используется специальная гильза, отличи-
тельная особенность которой — наличие в ней нескольких съемных колец, по-
мещенных между упором плунжера и торцом гнльзы. Конструкцией гильзы
предусматривается возможность проведения замеров при значительных уплот-
нениях порошков с применением ручного гидравлического пресса.
Проба цемента, предназначенная для измерения удельной
поверхности, усредняется и просеивается через сито № 05 для
отделения случайно попавших крупных частиц- Если цемент
влажный, то его следует подсушить в сушильном шкафу и
взять .навеску после охлаждения. Навеску цемента взвешивают
с точностью до 0,01 г.

В предварительно очищенную гильзу вкладывают перфори-
рованный диск и закрывают его кружочком фильтровальной
бумаги. Затем в гильзу всыпают навеску цемента, равномерно
распределяют ее по всему сечению и уплотняют, встряхивая
гильзу. После этого на поверхность цемента накладывают вто-
рой кружочек фильтровальной бумаги, в гильзу вводят плун-
жер, который медленно опускают до соприкосновения стопорно-
го кольца со стенками гильзы. Плунжер, медленно поворачивая
на 90°, вынимают из гильзы, а гильзу с цементом присоединя-
ют к аспиратору при помощи резиновой трубки, после чего от-
крывают кран в нижней части аспиратора. Когда скорость исте-
чения воды станет постоянной (через 10—15 сек после открытия
крана), записывают величину разрежения и измеряют рас-
ход воды. Для этого подставляют под аспиратор взвешенный
химический стакан и одновременно включают секундомер. Че-
рез 1—2 мин в зависимости от скорости истечения воды закры-
вают сливной кран и взвешивают воду в стакане.

Удельную поверхность материала определяют по формуле
с _ 14А 1/	т/

Л 7 I (1— /п)2 V 71 V V '

где k — константа прибора;

7— удельный вес материала;

tn—коэффициент порозности;

д —• вязкость воздуха при температуре опыта в пуазах;

Н — разрежение по манометру в см вод. ст.-,

К — объем воздуха, прошедшего через слой цемента, в
см3, равный объему воды, вытекшей из аспиратора;

Т — продолжительность истечения воды в сек.

Если принять 7=3,15, т=0,5, то при температуре воздуха
в пределах 13—19° С и продолжительности опыта в 60 сек рас-
чет можно вести по формуле

S = 1815К	•

Гранулометрический состав цемента можно определить се-
парационным, микроскопическим или седиментометрическим
анализом.

Сепарационный анализ основан на разделении це-
ментного порошка на фракции при помощи воздушной струи
определенной скорости, продуваемой через навеску цемента.
Воздух является удобной разделительной средой, так как по-
лучаемые фракции цемента находятся в совершенно сухом со-
стоянии. Существует несколько систем воздушных сепарато-
ров: воздушный сепаратор Гонеля, воздушный сепаратор
Ю. М. Бутта и Л. А. Плотникова, сепаратор А. Н. Иванова-Го-
родова и др. Принцип работы воздушных сепараторов Гонеля,
а также Ю. М. Бутта и Л. А. Плотникова основан на том, что
вертикальный воздушный поток, имеющий равномерную ско-
рость, отвевает те частицы исследуемых порошков, скорость па-
дения которых («скорость витания») меньше скорости движения
потока воздуха. Работа с этими приборами требует большой за-
траты времени. За 8—16 ч можно разделить на отдельные фрак-
ции навеску цемента, не превышающую 5—10 г.

Принцип работы аппарата, сконструированного А. Н. Ива-
новым-Городовым [66], основан на совмещении циклонного
процесса, при котором для сепарации цементных частиц ис-
пользуются центробежные силы криволинейных воздушных по-
токов, с процессом фильтрации пылевоздушной смеси через
ткань.

Аппарат позволяет разделять цементный порошок минимум
на три фракции. Предварительно исходный цементный порошок
взмучивается в потоке воздуха, скорость которого в месте вхо_-
да в аппарат составляет около 28 м/сек. Вся установка пред-
ставляет собой два последовательно соединенных циклона, в
которых из воздушно-цементной смеси в две ступени осущест-
вляется отделение грубой фракции (размером от 30 мк и вы-
ше) и средней фракции (размером от 10 до 30 мк). Третья
фракция (размером от 10 мк и ниже) улавливается из воз-
душного потока тканевым фильтром. Пропускная способность
установки составляет около 3 кг/ч по исходному цементу.

Значительный недостаток метода воздушной сепарации при
всех существующих системах — сложность конструкции и ре-
гулировки аппаратуры, широкий интервал размеров частиц каж-
дой фракции. Преимущество этого метода состоит в возможно-
сти отбора для изучения большого количества цемента каждой
фракции.

Микроскопический анализ основан на измерении
линейных размеров зерен цементного порошка при помощи ми-
кроскопа с окулярной линейкой (окуляр-микрометр) или оку-
лярной сеткой.

Микроскопический анализ — крайне трудоемкий метод ис-
следования, требующий не менее 300 просмотров одной и той
же суспензии. Только тогда можно быть уверенным в достаточ-
ной точности анализа. Однако число подсчетов можно значи-
тельно сократить в тех случаях, когда микроскопический анализ
является дополнительным методом исследования.

Например, с помощью микроскопа рекомендуется произво-
дить контрольную проверку анализов, сделанных седиментомет-
рическим методом. При этом, чтобы предотвратить слипание
цементных частиц в иммерсионных жидкостях, рекомендуется
применять жидкость следующего состава: на 1 г фенола 3 г
нитробензола .и 2 капли воды.

Наиболее распространенным методом определения грануло-
метрического состава цемента является седимелтометри-
ческий анализ, который основан на том, что скорость па-
дения зерен в жидкой среде изменяется в зависимости от .их
размеров. Существуют три метода седиментометрического ана-
лиза: объемный, весовой и фотоэлектрический.

Объемный метод состоит в последовательном отборе равных
объемов суспензии и определении находящихся в них количеств
твердой фазы.

Весовой метод заключается в непрерывном измерении веса
осадка, накапливающегося на опущенной в суспензию чашечке.

Фотоэлектрический метод седиментометрического анализа в
турбидиметре Вагнера основан на измерении интенсивности по-
стоянного светового потока, проходящего через оседающую су-
спензию.

Преимущество весового метода перед объемным состоит в
отсутствии взмучивания суспензии при отборе проб, возможно-
сти применять суспензии с малой концентрацией твердой фазы,
а также возможности автоматизировать измерения. Однако
объемный метод имеет не меньшее распространение благодаря
простоте применяемых приборов и возможности отобрать для
микроскопического или химического анализа исследуемую
фракцию порошка.

Для точности седиментометрического анализа необходимо
выполнение следующих условий:

1)	частицы изучаемой системы должны быть сферической
формы;

2)	большие размеры цилиндра для оседания суспензии, при-
чем для тонкодисперсных порошков типа цемента при весовом
методе желательно применять чашки примерно вдвое меньше-
го, чем цилиндр, диаметра;

3)	движение частиц ламинарное, что обеспечивается отсут-
ствием частиц больших размеров, которые предварительно от-
сеивают на сите № 0063;

4)	оседающая система не коагулирует при взбалтывании
или в процессе оседания; дисперсионная среда не должна ра-
створять твердую фазу или вступать с ней в химическую реак-
цию.

Для этого суспензия должна быть достаточно разбавленной
и содержание частиц твердой фазы в инертной по отношению к
ней жидкости должно быть порядка десятых долей процента по
весу. Точность определения .гранулометрического состава це-
мента в значительной степени зависит от степени агрегации ча-
стиц; к мюменту начала оседания все частицы должны быть
дезагрегированы.

С этой целью при определениях гранулометрического соста-
ва цемента предусматривается выдерживание навески порошка
в течение двух суток в жидкости, выбранной в качестве диспер-
сионной среды (в безводном очищенном керосине или этало-
не) ;

5)	температура системы на протяжении опыта должна оста-
ваться постоянной.

Весовой седиментометрический анализ выполняется на тор-
зионных весах в комплекте с сосудом Дьюара, а объемный —
на приборе Андреазена в соответствии с существующими инст-
рукциями по методикам определения.

Определение прочности цемента

Чтобы определить прочность цемента, выработанного за ис-
пытание, отбирают среднюю его пробу общим весом не менее
10 кг через равные промежутки времени и равными порциями.

Физико-механические испытания прочности средней пробы
производят по ГОСТ 310—41 «Цементы. Методы физических и
механических испытаний цементов» с дополнениями, изложен-
ными в ГОСТ 970—61 или ГОСТ 10148—62 и 310—60 при ис-
пытаниях в пластичных растворах.

Определение вязкости и текучести шлама

Вязкость выходящего из сырьевых мельниц шлама контро-
лируют при помощи ротационных вискозиметров, разработан-
ных СКВ треста Промстройавтоматика. Вязкость шлама опре-
деляют путем измерения .мощности, потребляемой электродви-
гателем, вращающим динамический ротор, погруженный в
шлам.

Для контроля текучести (подвижности) сырьевого шлама
применяют текучестемеры МХТИ [68]. Текучесть определяют за-
мером диаметра расплыва конуса (в мм) на зеркальном стек-
ле при подъеме конического кольца, наполняемого шламом.

Измерение разрежения

Разрежение по .всему аспирационному тракту помольной ус-
тановки измеряют мембранными тягомерами с импульсными
трубками, прокладываемыми от точки замера до щитов управ-
ления.

Периодические измерения разрежений при наладке и испы-
таниях помольной установки можно производить U-образным
манометром или микроманометром с резиновой трубкой — че-
рез специально приваренные штуцера в трубопроводах [69].

Определение интенсивности аспирации

Интенсивность аспирации определяется количеством возду-
ха, просасываемого через мельницу в единицу времени, или
скоростью его в свободном пространстве сечения мельницы.
Количество воздуха, просасываемого через мельницу, опре-
деляют по замерам его скорости во входной горловине специ-
альной пневмометрической трубкой с микроманометром или
крыльчатым анемометром.

При невозможности произвести замер ,на данном участке
количество аспирационного воздуха определяют по его количе-
ству в трубопроводе на выходе из мельницы за вычетом подсо-
сов 'в аспирационной коробке.

Подсосы в аспирационной коробке могут быть приблизи-
тельно определены по снижению температуры или по измене-
нию влагосодержания аспирационного воздуха по формулам:
% подсоса = — 100 = -*2—1 100,

Qi it — is

где — количество подсасываемого воздуха в

Qj — количество аспирационного воздуха в нм?!ч\

t\ —температура аспирационного воздуха в трубопроводе
за мельницей в °C;

tz — температура материала, выходящего из мельницы,
в °C;

t3— температура наружного .воздуха в °C;

% подсоса = —100=	100,

Qi	fz — fs

где fi и f3— влагосодержание газа соответственно в мельнице
и в аспирационной коробке мельницы;

f2— влагосодержание наружного воздуха;

fi и f3 — определяются психрометром Ассмана, a f2 — псих-
рометром Августа по существующим методикам.
Количество воздуха, проходящего через систему аспирации,
определяют замером в сечении прямолинейного участка трубо-
проводов динамического давления при помощи пневмометриче-
ской трубки с микроманометром. Длина прямолинейного уча-
стка трубопровода постоянного сечения должна составлять не
м1енее четырех диаметров его до и после точки замера. Для оп-
ределения среднего динамического давления в перпендикуляр-
ном сечении трубопровода диаметром более 300 мм последний
разбивают на равновеликие концентрические кольца. Число
колец выбирают в зависимости от диаметра трубопровода:

Диаметр трубопровода в мм	Число колец

400	4

600	5

800	6

1000	8

Свыше 1000	10

Расстояние точек замера по 'радиусу от центра сечения тру-
бопровода находят по формуле
Ъ = Я УММ,

где R — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек?-,
х — порядковый номер кольца;

п — число колец.

Скорость воздуха рассчитывают следующим образом:

w = Ум/сек,

где g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек2;

йд — динамическое давление в мм вод. ст. (по замеру пнев-
мометрической трубкой);

k — коэффициент .пневмометрической трубки;

—удельный вес рабочего газа в кг/м3’,
значение определяется по формуле

_	273 (В + Рст)

7 Z ~ 7 ° (273 + /) 760 ’

где То— удельный вес газа при нормальных условиях в кг/м?;,
t — температура газа в точке замера в °C;

В — барометрическое давление в мм рт. ст.;

Рст — статическое давление в газоходе в мм рт. ст.

Для определения количества воздуха пользуются формулой

Q= Fw -3600 м?/ч,

где F — площадь сечения трубопровода в плоскости замера в
м2.

Определение пылеуноса и к.п.д. пылеуловителей

Для оценки работы пылеуловителя проверяют;

1)	условную скорость газа по сечению циклона (должна
быть в пределах 2,8—3,5 м/сек)

усл 3600-0,785 d2 ’

где Q — количество воздуха, поступающего в циклон, в м?/ч\
d— диаметр циклона в м\

2)	скорость газа на входе в циклон (должна быть в .преде-
лах 18—22 м/сек)

вх 3600F ’

где F—сечение входного патрубка циклона в л«2;

3)	удельную нагрузку (напряжение ткани) рукавного
фильтра (должна быть в пределах 1—1,5 м?/м2мин)

60-3,14rf/n ’

где Q — количество воздуха, поступающего в фильтр, в м?/ч;
d — диаметр рукавов в м;

I — длина рукавов в м\

п — количество рукавов в фильтре в шт.;

4)	относительную влажность воздуха и температуру точки
росы;

5)	степень осаждения пыли в пылеуловителе.

Величину пылеуноса с аспирационным воздухом устанавли-
вают в соответствии с методикой определения запыленности
путем внешней фильтрации воздуха [70].

Сущность этого метода заключается в следующем. Количе-
ство уносимой аспирационным воздухом пыли подсчитывают
по количеству проходящего через трубку воздуха и его запы-
ленности.

Для определения запыленности часть воздуха из общего по-
тока его в газоходе отсасывают на фильтрацию воздуходувкой
через заборную трубку со съемным носиком. Объем газа, от-
бираемого на фильтрацию, замеряют диафрагмой с реометром,
а пыль, осевшую в фильтре, взвешивают на аналитических ве-
сах.

Для определения средней запыленности газа газопровод
разбивают на ряд участков, так же как при измерении скоро-
сти газа. Заборную трубку устанавливают так, чтобы ее вса-
сывающее отверстие было направлено навстречу газовому по-
току. Скорость засоса должна равняться скорости газа в тру-
бопроводе в точке замера. Если скорость забора газа меньше
скорости движения его в трубопроводе, то получаются завы-
шенные результаты измерения, а в противном случае — зани-
женные. Для установления равенства скоростей в газопроводе
и в обрезе заборной трубки при скорости в канале трубки не
менее 20 м)сек во избежание осаждения в ней пыли применяют
съемные носики разных диаметров.

Схема расположения аппаратуры при определении запылен-
ности и количества газов указана на рис. 101.

Перед тем как приступить к определению запыленности га-
зов, следует рассчитать:

а) необходимый диаметр съемного носика при внутреннем
диаметре газозаборной трубки 4 мм по формуле

.	20

а = —~
Vw '

где w — скорость газа в газоходе в точке замера запыленно-

б)
муле

сти;

скорость отбора газа для замера запыленности по фор-

t/ = 0,19d2

(В + Рг) (273 4~ ф)
(В — Рр) (273 4~ Л)



где v — показания на шкале реометра в л/мин-.
d — диаметр съемного носика в мм;

Лд—динамическое давление в газоходе в точке замера за-
пыленности в мм вод. ст.;

В — барометрическое давление в мм рт. ст.;

/’г — статическое давление или разрежение в газоходе в
мм рт. ст.;

tp — температура газа у реометра в °C;

Рв — разрежение у реометра в мм рт. ст.;

tr~температура газа в газоходе в точке замера запылен-
ности в °C.

Рис.

ДЛЯ

101. Схема расположения аппаратуры
определения скорости газов, запылен-
ности и температуры

1 — заборная трубка; 2 — гильза; 3 — пробка;
4 — патрон с обогревом; 5 — диафрагма; б — воз-
духодувка; 7 — термометр; 8 — U-образный ма-
нометр; 9 — тройник; 10 — зажим; И — дифма-
нометр; 12 —U-образный манометр; 13— термо-
метр; 14 — трансформатор; 15 — пневмометриче-
ская трубка: 16 — микроманометр; 17 — газоход





После испытания следует подсчитать:

а)	объем пропущенного через фильтр газа по формуле

qH = 0,6 vz

Тгр.р (Д - Рр)
То (273 + /р)

В нл,

1	де	v — скорость отбора газа в л!мин;

z — время отбора газа в мин;

Тгр.р — удельный вес газа, на который был калиброван ре-
ометр;

То— удельный вес отбираемого из газохода газа, приве-
денный к нормальным условиям;
б)	запыленность газа по формуле

„	1000g	„

Л =-----— г/нм3,

Чн

где g— привес фильтровальной гильзы с поправкой на пыль,
осевшую в трубке, и изменение веса контрольной гиль-
зы в г;

в)	количество пыли, уносимой газовым потоком, по форму-
ле

М = QHKcp г{ч,

где QH—объем газа, проходящего через трубопровод, приве-
денный к нормальным условиям, в нл3/ч;

Кер—средняя запыленность газа в г/нм3.

Под степенью осаждения пыли в уловителе понимают отно-
шение уловленной в пылеуловителе ко всей поступающей в не-
го пыли



^-л- 100,
йпу

где Вул — количество пыли, уловленной в пылеуловителе, в
кг/ч;

Впу — количество пыли, поступающей в пылеуловитель,
в кг1ч;

Вул—может быть определено непрерывным взвешиванием
осаждающейся пыли. Продолжительность взвешива-
ния при равномерном режиме работы установки не
менее 2 ч.

Одновременно со взвешиванием осаждающейся пыли опре-
деляют количество пыли, уносимой из пылеуловителя, методом
внешней фильтрации аспирационного воздуха. Вт определяют
суммированием количества уловленной и унесенной пыли. Оп-
ределять количество поступающей в пылеуловитель пыл,и мето-
дом внешней фильтрации аспирационного воздуха нежелатель-
но, так как при больших ее концентрациях в этом случае мо-
жет быть допущена значительная ошибка.

Построение диаграммы помола материала
по длине мельницы

Для контроля работы мельницы, размалывающей сухое
сырье, уголь или цемент, установления рациональной загрузки
ее мелющими телами и выявления правильности соотношения
между длиной отдельных камер определяют степень измельче-
ния материала по длине мельницы путем рассева проб на конт-
рольных ситах. На основании результатов рассева строится
кривая, называемая диаграммой помола.

При этом получение надежных результатов зависит от того.
насколько тщательно выполнены все операции по составлению
такой диаграммы. Очень важен правильный выбор момента
для остановки мельницы. Перед остановкой мельница должна
работать при установившемся режиме в соответствии с задан-
ными условиями. Останавливать мельницу и выключать пита-
ние следует одновременно. Перед остановкой нужно отобрать
пробу выходящего из мельницы готового материала.

Пробы по длине мельницы нужно отбирать следующим об-
разом. В первой камере первую пробу отбирают не у самого
днища, а отступив от него на 0,2—0,25 м, последующие — на
расстоянии 1 м одна от другой. Около междукамериых перего-
родок пробы отбирают по обе стороны, но не у самой решетки,
а отступив от нее на 0,2—0,25 м.

Вес каждой пробы по камерам:

первая камера ............................. 2—3 кг

вторая ,	............................0,7—1,5 кг

третья и четвертая камеры .................0,3—0,5 „

Отобранные из камер мельницы пробы просеивают через
сита в следующем порядке:

№ камеры

Первая ..........

Вторая ..........

Третья и четвертая

Размер отверстый в ситах в мм

30; 20; 10; 7; 5; 3; 0,5; 0,21; 0,08
3; 0,5; 0,21; 0,08

0,21; 0,08

0,5:

Результаты просеивания наносят на оси координат, причем
по оси абсцисс откладывают длину мельницы, отмечают места
установки .междукамериых перегородок и точки, где произво-
дится отбор проб, а по оси ординат—результаты просеивания
через сита (полные остатки <на ситах в процентах).

При построении диаграммы помола следует принимать сле-
дующий масштаб: по оси абсцисс— 1% — 1 мм, по оси ординат
1 м — 20 мм.

Наряду с отбором проб должен быть замерен слой матери-
ала, находящегося над мелющими телами в каждой камере,
осмотрена поверхность мелющих тел для выявления налипания
на них материала, проверено состояние междукамериых реше-
ток и бронефутеровки. Все замечания должны быть учтены при
оценке работы мельницы по результатам анализа диаграммы
помола.

При хорошей работе мельницы слой материала над мелющи-
ми телами в период снятия диаграммы помола должен состав-
лять 5—10 мм, т. е. материал должен заполнять все пустоты
между мелющими телами.

Точки, фиксирующие степень снижения остатков в каждой
камере, должны быть расположены по- плавной кривой с более
быстрым падением в начале и замедленным падением в конце
камеры. Резко выраженное зигзагообразное расположение то-
чек объясняется неравномерным питанием мельницы или .неод-
нородностью подаваемой шихты. Если кривые, изображающие
остатки на ситах, вначале падают интенсивно, а к концу этот
процесс резко замедляется, то значит в первой части камеры
материал размалывается до того предела, после которого даль-
нейшее измельчение его шарами данных размеров становится
малоэффективным. В данном случае должен быть изменен ас-
сортимент мелющих тел в сторону уменьшения средневзвешен-
ного диаметра или уменьшен размер камеры путем перестанов-
ки междукамерной решетки.

При скоплении у решетки в первой камере крупного мате-
риала следует увеличить средневзвешенный диаметр шара. Ес-
ли увеличение диаметра шара не дает нужного результата, то
нужно увеличить размер камеры или живое сечение междука-
мерной решетки.

Анализ диаграммы помола должен быть тесно увязан с про-
изводительностью мельницы и удельным расходом электроэнер-
гии. Иначе нельзя дать правильную оценку эффективности ус-
ловий помола и можно прийти к ошибочным заключениям. На-
пример, при размоле в трубной мельнице одного и того же ма-
териала с одной и той же загрузкой .мелющих тел будут полу-
чены в зависимости от производительности различные диаграм-
мы помола.

Поэтому чтобы сделать 'более точные выводы, следует иметь
две (лучше даже три) диаграммы, снятые в аналогичных усло-
виях.

При мокром помоле сырьевых материалов из-за расслоения
жидкого шлама очень трудно правильно отобрать пробы ма-
териала вручную непосредственно внутри мельницы. В данном
случае рекомендуется отбирать пробы из мельницы с помощью
специальных пробоотборников и броневых болтов с отвер-
стием [71].

Ниже приводится пример построения диаграммы помола
материала.

Расчет остатков на контрольных ситах

Точка № 1

Вес пробы 2500 г.

Вес остатка на сите 20 мм—265 г.

Фракционный остаток . 100= 10,45%.

Вес остатка на сите 10 мм — 465 г.

Фракционный остаток -^55-100=18,6%.

2500

Полный остаток 18,6+ 10,45 = 29,05%.

Вес остатка на сите 5 мм 775 г.

Фракционный остаток —ZZ5. 100 = 31%.
Таблица 66

Гранулометрический состав проб материала, отобранных
по длине мельницы

Размеры отверстий и номера сит

№
камеры

№	20 мм

точки в %

10 мм |	5 мм | 144 omg/c.H2| № 021	|	№ 008

Остатки в %

Первая

1

2

3

4

5

6

7

8

10,45
7.77
0

18,6

8,66
8,37
4,65
1,1
0

29,05
16,43

8,37
4,65

1,1

0

31

16,65

17,65

7,68

3,93
0

60,05
33,18
25,02

12,33
5,03
0

75,95
46,87
39,98
41,17
34,47

28

86
80,05
66
53,5

39,5
28

19,2

9,7

7,85
11,68
21,62
24,83
29,93

37,8

42,8

39,9

93,85

91,68

87,62

78,33

69,44

65,8

62

49,6

1,4
2

2,8

5,8

8,8

11,3

12

18,4

95,25
92,68

90,42
84,13

78,23
77,1

74

68

Вторая

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Третья

18

19

20

21

22

23

24

25

5,3

2,4

1,1

0,5

37,7

33

27,5

27,1

17,6

14,6

10,8
8

6,2

43

35,8

29,6

28,6
17,6
14,6
10,8

8

6,2

18,4

18,8

20,8

21

22,6

22,6

23,4

22,1

21

61,4

54,6

50,4

49,6

40,2

37,2

34,2

30,8

27,2

6

3,4

3,4

1,8

1,6

1

1,2
0,7

6

3,4
3,4

1,8
1,6

1

1,2
0,7

19,8
18

14,8

14,6

13,4

11,8

11

8,9

25,8
21,4
18,2

16,8
15

12,8

12,8
9,6

Полный остаток 31+29,05=60,5%.

Вес остатка на сите 144 о/пв/ои2=648 г.

Фракционный остаток - 100=25,95%.

Полный остаток 25,95+60,5=86%.

Для просева на ситах № 021 и 008 берется навеска 50 г из про-
бы, прошедшей через сито 144 отв/см2.

Вес остатка на сите № 021=28 г.

% остатка иа сите № 021 по отношению к пробе, прошедшгй че
рез сито 144 отв/см2:

28  100

50

— 56%.

«	56(100 — 86)	_ ВКо/

Фракционный остаток —i——--------- = 7,85%.

Полный остаток 7,85+86=93,85%.
Вес остатка на сите № 008—5 г.

% остатка на сите № 008 по отношению к пробе, прошедшей че-
рез сито 144 ств/см1:

5 • 100

50

= 10%.

Фракционный остаток	86) —

Полный остаток 1,44-93,85=95,25%

Аналогичный рассев и расчет производят по пробам, ото-
бранным в остальных точках и результаты расчетов сводят в
табл. 66.

Рис. 102. Диаграмма помола цементной мельницы Ai—А5 — точки отбора
проб в каждом сечении

Графическое изображение диаграммы представлено на
рис. 102.
Акт испытания

После .испытания составляют акт, подписываемый ответст-
венным руководителем испытания и главным инженером заво-
да. В акте должны быть указаны:

1)	цель испытания;

2)	мероприятия, проведенные до испытания;

3)	название завода, цеха, испытываемого агрегата, а также
его заводской номер;

4)	характеристика оборудования помольной установки:

а)	размеры мельницы (диаметр и длина по камерам);

б)	число оборотов м(ельницы;

в)	мощность приводного электродвигателя;

г)	номинальный ток приводного электродвигателя;

д)	загрузка мельницы мелющими телами (количество и ас-
сортимент по камерам);

е)	размеры щелей, живое сечение и механическое состояние
междукамериых и выходных решеток;

ж)	состояние бронефутеровки;

з)	паспортная характеристика аспирационного вентилятора
(производительность и напор);

и)	тип и размеры 'пылеуловителей;

к)	тип и размеры сепараторов;

5)	способы учета производительности, расхода электроэнер-
гии и методы основных замеров;

6)	порядок отбора проб;

7)	дата испытания;

8)	данные о продолжительности испытания, в том числе ча-
сы работы и остановок мельницы;

9)	результаты испытаний (по перечню замеров, указанных в
табл. 58—62);

10)	диаграмма помола и ее анализ;

11)	выводы об эффективности проведенных мероприятий и
предложения по дальнейшему улучшению работы помольной
установки.
ЛИТЕРАТУРА

1.	Протодьяконов М. М- Давление горных пород и рудничное креп-
ление. ГНТГИ, 1933.

2.	О л е в с к и й В. А. Конструкция, расчеты и эксплуатация дробилок.
Металлургиздат, 1958.

3.	Л е в е н с о н Л. Б., Ц и г е л ь н ы й П. М. Дробильно-сортировочные ма-
шины и установки. Госстройиздат, 1952.

4.	Bond F. С. The Third Theory of Comminution. Mining Eng., may,
1952.

5.	Андреев С. E, Зверевич В. В., Перов В. А. Дробление, из-
мельчение и грохочение полезных ископаемых. Госгортехиздат, 1961.

6.	Нелидов В. А., Ф и л и п п о в а Т. А., С а с о н Н. С. Состояние
техники дробления сырьевых материалов в отечественной и зарубежной це-
ментной промышленности. Инф. бюллетень Гипроцсмента № 80—81, стр. 38—

7.	ЗахваткинВ. К. Повышение эффективности процессов измельчения
руд. «Горный журнал» № 9, 1949.

8.	Дубровин Б. Н., О л ев с кий В. А. Зависимость производительно-
сти мельниц от крупности питания. «Цветные металлы» Ns 5, 1954.

9.	Bornschein G. Silikattechnick, № 7, 1958.

10.	Б e p e н о в Д. И. Дробильное оборудование обогатительных и дро-
бильных фабрик. Металлургиздат, 1958.

11.	Левенсон Л. Б., Прейгерзон Г. И. Дробление и грохочение
полезных ископаемых. Гостоптехиздат, 1940.

12.	Таггарт А. Ф. Справочник по обогащению полезных ископаемых,
т. II. Металлургиздат, 1950.

13.	Дубровин Б. Н. Выбор условий работы щековой дробилки. Сб.
Механобра «Обогащение полезных ископаемых», Металлургиздат, 1952.

14.	Бауман В. А. Некоторые результаты исследования щековых дроби-
лок. «Механизация строительства» № 7, 1954.

15.	Bonwitsch A., Antriebsverholtnisse und Kraftespiel aur Bacherstein-
brecher. Berlin, 1933.

16.	Липов П. П. Оборудование дробильных фабрик. Металлургиздат,
1955.

17.	Фадеев В. И. Современное оборудование для дробления и измель-
чения руд. Труды Механобра, вып. 123, 1950.

18.	Б а р а б а ш к и н В. П. Молотковые и роторные дробилки. Госгортех-
издат, 1963.

19.	Справочник коксохима, т. IV, Харьков, ДНТВУ, 1939.

20.	Фишман М. А. Дробилки ударного действия. Госгортехиздат, 1960.

21.	Сапожников М. Я., Дроздов Н. Е. Справочник по оборудова-
нию заводов строительных материалов. Госстройиздат, 1959.

22.	С а т а р и н В. И., Ф р е н к е л ь М. Б. Цементная промышленность за
рубежом. Госстройиздат, 1963.
23-	Бутаков Н. С. Аэродинамика систем промышленной вентиляции.
Профиздат, 1949,

24-	С а т а р .и н В. И., Перли С. Б. Движение и обеспыливание газов в
цементном производстве. Госстройиздат, I960.

25.	Д р а б к и н Г- С., Б р о в а р И. П„ Ге л ьф ан д Я. Е„ Ицко-
вич Э- Л. Автоматизация цементных заводов. Госстройиздат, 1961.

26.	Олевскин В. А. Конструкция и расчеты грохотов. Металлургизда г,
1955-

27.	Д е ш к о Ю. И. Автоматизированная поточная система для приготов-
ления непосредственно в карьере сырьевых шламов из мягких пород цемент-
ного сырья и их гидротранспортировка по трубам на цементный завод. Сб-
Оргпроектцемента по обмену опытом в цементной промышленности № 2. Гос-
стройиздат, 1961.

28.	Гусаров А. Д-, Д е ш к о Ю. И., К у ч м а Л. X- Разработка, пере-
работка и транспортирование мягких пород цементного сырья с применением
средств гидромеханизации. Госстройиздат. Сб. Оргпроектцемента по обмену
опытом в цементной промышленности № 1, 1962 и № 4, 1963.

29.	С л а д к о в А. С. Расчеты зависимости для определения основных по-
казателей мельниц-мешалок горизонтального типа при размоле в них мягкого
цементного сырья. Госстройздат. Сб. Оргпроектцемента по обмену опытом в
цементной промышленности № 4, 1963.

30.	Лурье Ю. С. Портландцемент. Госстройиздат, 1959.

31.	П ов а р о в А. И. Гидроциклоны. Госгортехиздат, 1961.

32.	Ш т е й е р т Н. П., Гинзбург Ю. Н. Зависимость технических
свойств портландцемента от степени его измельчения. Труды Гипроцемента,
вып. XVII. Промстройиздат, 1954.

33.	Новгородцев Г. А. Исследование влияния высоких степеней по-
мола на твердение вяжущих веществ. Автореферат диссертации на соискание
ученой степени канд. техн, наук МХТИ им. Менделеева, 1954.

34.	Ивано в-Г о р о д о в А. Н. Влияние зернового состава цемента на
прочность и морозостойкость цементных растворов Центральный институт
научной информации по строительству и архитектуре АСиА СССР, М., 1960.

35.	Hendrckx G. Rebue Mat. Constr (1957).

36.	Heilmann. Sym. London, 711 (1952).

37.	Б у т т Ю. M. «Журнал прикладной химии», т. 22, № 3, 1949.

38.	Be кар. Silikattechnik (ГДР), 1962, Кв 4, стр. 115—123.

39.	М. Веню а. Влияние гранулометрии цементов на физические и меха-
нические свойства растворов и бетонов. Пер. с франц. Revue des materi aux de
Construction, 1961, № 550—551, стр. 331—351, Кв 553, стр. 434—446.

40.	Mat'ouschek F. Schweizer Archiv fur,angewandte Wisserschaft und
Technik. Canier’s’ Ks 2 janv, 1947.

41.	Chikki K- Zement—Kalk—Gips, Ks 7, 1959.

42.	В e 11 w i n k e 1 A. Zement—Kalk—Gips, № 12, 1953.

43.	К p ы x т и н Г. С. Работа мелющих тел в мельнице с сортирующей
бронефутеровкой. Труды НИИЦемента, вып. 13, 1960.

44.	Кр ей м е р М. Б., К рыхти н Г. С. Об опыте внедрения сортирую-
щих конусных каблучковых бронеплит в цементной промышленности. Сб. по
обмену опытом в цементной промышленности, ПКБ НИИЦемента, вып. I, 1958.

45.	Акунов В. И. Современные вибрационные измельчители. Госстрой-
нздат, 1958.

46.	Rowland S’. Rock Products. Ks 8, 1958.

47.	Anselm W. Zement—Kalk—Gips, 9, (1956), 45—49.

48.	Borner. Zement—Kalk—Gips, 9 (1956), 153—156.

49.	Л и x т м а н В. И., Ребиндер П. А., Карпенко Г. В. Влияние
поверхностно-активной среды на процессы деформации материалов. Изд-во
АН СССР, 1954.

50.	Крыхтин Г. С., Пироцкий В. 3., Р о я к С. М. Влияние воды,
вводимой в мельницу, на процесс помола клинкера. «Цемент» Ks 3, 1961.

51.	Карякин С. Ф. Получение шлакопортлаидцемента методом раздель-
ного помола. «Новое в науке и технике о цементе» Ks 1 2, 1948.
52.	Товаров В. В. О методах расчета производительности барабанных
мельниц и определения размалываемости материалов. Труды Гипроцемента
вып. 16, 1953.

53.	Каминский А. Д., Кастрицкий С. Д. Влияние аспирации на
производительность цементных мельниц, «Цемент» № 2, 1951.

54.	Правила технической эксплуатации цементных заводов. Госстройиз-
дат, 1960.

55.	Ю н г В. Н., Б у т т Ю. М., Журавлев В. Ф., Окороков С. Д.
Технология вяжущих веществ. Промстройиздат, 1952.

56.	С а т а р и н В. И., П е р л и С. Б. К вопросу об аспирации цементных
мельниц. «Бюллетень технической информации Южгипроцемента» № 14, 1954

57.	3 а й ц е в М. М., Макаров А. И. Основные параметры и схема
расчета аспирационных установок цементных мельниц. Труды НИИЦемента,
вып. 3. Промстройиздат, 1950.

58.	Череп И. П., Белковский Г. В. Повышение производительности
цементных мельниц на заводе «Пролетарий». «Цемент» Ns 1, 1956.	•

59.	Крыхтин Г. С. Влияние вентиляции на основные показатели работы
трубных цементных мельниц. Труды НИИЦемента, вып. 12, 1959.

60.	Т о в а р о в В. В. Пути повышения производительности мельниц «Це-
мент» № 2, 1962.

61.	П и н е в и ч Г. В. Расчет аспирации цементных мельниц. «Цемент» № 5,
1956.

62.	А н д р е е в С. Е., Т о в а р о в В. В., П е р о в В. А. Закономерно-
сти измельчения и исчисление характеристик гранулометрического состава.
Металлургиздат, 1959.

63.	Гипроцемент. Контроль производства цемента, т. I, II. Промстрон-
издат, 1951.

64.	Гипроцемент. Определение характеристик размалываемости материа-
лов. ЦБТИ ВНИИНСМа АСиА СССР, М„ 1959.

65.	Нелидов В. А. К вопросу измерения удельной поверхности порош-
ков. Труды Гипроцемента, вып. XXIV. Госстройиздат, 1962.

66.	Иванов-Городов А. Н. Фракционирование цементных порошков
для изучения зависимости свойств цемента от его зернового состава. Научные
сообщения НИИЦемента № 6 (37). Госстройиздат, 1959.

68.	МПСМ СССР. Инструкция по проведению лабораторных опытов и за-
водских испытаний по снижению влажности шлама при помощи разжижи-
телей.

69.	Г у т о п В. Г. Контрольно-измерительная техника в производстве строи-
тельных материалов. Промстройиздат, 1954.

70.	Г о р д о н Г. М., Пейсахов И. А. Контроль пылеулавливающих
установок. Металлургиздат, 1961.

71.	Цымбал Ф. Ф. Новая методика отбора проб для построения диа-
грамм помола шаровых трубных мельниц, научные сообщения АзНИИЦе-
мента, издани АзНИИЦемента, 1963.
ОПЕЧАТКИ

Стра- ница	Строка	Напечатано		Следует читать	
83	13 сверху		гидрационный	гирационный	
114	10 снизу		n = °i4G^...	0,4GJ?-n	
				/V —	
226	18 сверху		,	В	bN — В	
			' N V	г‘	А-r;	
250	15 снизу		/ ,	100 \	/	100	
		Ало	— 1 > I 1g р 1  \	Ago )	Ало 1 >	£>  \	Аео	
257	3 сверху		эталоне	этаноле	
259	2 сверху	где	R—ускорение силы тяжести равное  9,81 м/сен?	где 7?—радиус трубопровода в мм.	

Зак. 823
СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................1	°

Глава I

Дробление и первичная переработка сырьевых материалов

1.	Основные закономерности процесса дробления................. 7

2.	Параметры процесса и характеристика дробильного оборудова-
ния 	 .......................................................

3.	Выбор рациональной схемы дробления......................

4.	Конструкции и технологические характеристики дробильных
машин.................................................  .	. . .	25

5.	Совершенствование процессов дробления в цементной промыш-
ленности .............................................-’

6.	Обеспыливание	дробильного	оборудования.................... 69

7.	Грохочение материалов..................................... 72

8.	Мокрое измельчение и первичное обогащение сырьевых мате-
риалов .......................................................... 77

9.	Автоматизация	дробильных	машин	и	болтушек................ 89

Глава II

Тонкое измельчение материалов

1.	Основные закономерности процесса тонкого измельчения . .	94

2.	Параметры и технико-экономические показатели процесса. Ха-
рактеристика помольного оборудования ............................. 98

3.	Измельчение сырьевых материалов............................ 128

4.	Измельчение твердого топлива.............................. 147

5.	Измельчение клинкера и добавок ........................... 153

6.	Интенсификация помола цемента.............................. 183

7.	Аспирационные и обеспыливающие устройства мельниц . . .	197

8.	Автоматическое регулирование процесса помола в трубных
мельницах.........................................................211

Глава III

Наладка и технологические испытания помольного оборудования

1.	Наладка работы помольных установок.........................217

2.	Условия эксплуатации мельниц, работающих по замкнутому
циклу с сепараторами..............................................222

3.	Аспирация ...	   223

4.	Футеровка..............................................    225

5.	Технические измерители.....................................226

6.	Технологические испытания установок........................227

Литература........................................................268
Дешко Юрий Иванович,
Крыхтин Георгий Степанович,
Креймер Михаил Борисович

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

2-е издание

Тем. план 1966 г., п. 232

• * *

Стройиздат

Москва, Третьяковский проезд, д. 1

Оформление художника А. Н. Канделаки
Редактор издательства М. С. Тютюник
Технический редактор Г. Д. Наумова
Корректоры Л. П. Атавина, Т. П. Юркина

Сдано в набор 20/Х 1965 г.
Подписано к печати 14/XII 1965 г.
Т-16276. Бумага 60у90!/1Л — 8,5 бум. л.

17 печ. л. (уч.-изд. 17,7 л.)

Тираж 5000 экз. Изд. № AVI—9708.

Зак. № 823.	Цена 1 р. 09 к.

Подольская типография
Главполиграфпрома
Комитета по печати
при Совете Министров СССР
г. Подольск, ул. Кирова, д. 25