Ю.И.ДЕШКО, М.Б.КРЕЙМЕР, ГС.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
материалов, 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
экономику ©сего 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
использование тепловой энергии в процессе обжига.
Рядом исследований установлена прямолинейная
зависимость между содержанием свободной СаО в клинкере и
процентом остатка сырья на сите № 008. Установлено также, что
высокая степень тонкости измельчения сырья обеспечивает
равномерный состав клинкера. Известно к тому же, что на качество
клинкера излишне тонкий размол сырья с большим
содержанием в смеси частиц размером 2—3 мк влияет отрицательно.
Чрезмерно тонкий помол повышает водопопребность
шлама, что снижает производительность печей и вызывает
перерасход топлива. При этом надо иметь в виду, что такое
измельчение связано со снижением производительности мельницы, вы-
1* Зак. 823 3

соким расходом электроэнергии и повышенным износом
мелющих тел и бронефутеровки.
В свою очередь предварительное дробление материала
существенно влияет на последующий лроцесс 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
сырьевой шихты, состоящей из известняка и глины. ,
Доказана соответствующая связь между необходимым
измельчением частиц известняка и его минералогической
характеристикой, 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
степень тонкости помола сырьевой смеси изменяется при
измельчении одного и того же известняка с различными глинами. При
этом измельчение известняка с запесоченными глинами
вызывает необходимость более тонкого помола сырья.
Большое влияние на обжиг клинкера оказывает
гранулометрический состав сырьевой смеси. В зарубежной литературе
приводятся данные о том, что при помоле сырья по замкнутому
циклу с сепараторами или классификаторами общее
количество крупных частиц в конечном продукте снижается и
получается сырьевая смесь, однородная по гранулометрическому
составу, чем достигается лучшее ее спекание.
Большое значение в технологии ведения нормального
процесса обжига клинкера имеет тонкость помола твердого
топлива. При грубом измельчении угля увеличивается врем:я сгорания
угольной пыли в печи. Крупные частицы угля, попадая на клин-
4
кер, выносятся с нчм из печи, что вызывает понижение
температуры факела.
Чрезвычайно большое значение для экономичного
измельчения цементного клинкера в зависимости от его
физико-химических свойств и необходимой марки цемента имеет
правильный выбор технологической схемы измельчения. В последние
годы у нас и за рубежом исследуются роль и влияние степени
дисперсности отдельных компонентов сырьевой смеси на
процессы клинкерообразования, качество клинкера и готового
продукта, значение зернового состава и отдельных фракций
цемента. Ведутся исследования по усовершенствованию
технологии 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.
Ведутся исследования в области комплексной автоматизации и
создания полностью автоматизированных цементных заводов.
Эти исследования представляют значительный интерес для
работников цементной промышленности, но публикуются они, как
правило, в многочисленной по названиям и направлениям
советской и зарубежной периодической специальной литературе,
вследствие чего в ряде случаев пользование ими затруднено.
Авторы настоящей книги задались целью обобщить
новейшие данные по затронутым вопросам.
В книге дается краткое описание дробильно-помолыюго
оборудования и технологических процессов, указаны способы
подготовки материалов к измельчению. Более подробно
излагаются новые исследования в области тонкого измельчения, еще
не получившие широкого освещения в специальной литературе,
в частности вопросы классификации мелющих тел ib трубных
мельницах с сортирующей бронефутеровкой, связь скорости
вращения мельницы и формы поверхности бронефутеровки, ин-
5

тенсификащ'Ия процесса измельчения, теоретические основы
интенсивной аспирации цементных мельниц и т. д.
За последние годы на многих цементных заводах
Советского Союза установлены трубные мельницы, работающие в
замкнутом 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
промышленного помольного и дробильного оборудования,
проведенных институтами и наладочными организациями в
цементной промышленности, а также результаты исследований,
выполненных авторами. Значительная часть исследований
публикуется впервые, поэтому не исключена возможность каких-либо
упущений или неточностей. Авторы будут признательны за
отзывы и критические -замечания по существу изложенного
материала.
Глава I, лп. 1—'9 и глава 2, п. 3 написаны Ю. И. Дешко;
глава 2, пп. 4, 5, 8 написаны М. Б. Креймером; глава 3 налисана
Ю. И. Дешко и М. Б. Креймером совместно; глава 2, пп. 1, 2, 6,
7 написаны Г. С. Крыхтиньш.
♦
Глава I
ДРОБЛЕНИЕ И ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА
СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ
В цементном производстве дроблению (и измельчению)
подвергают материалы, имеющие различные твердость, абразив-
ность и крепость. При их дроблении, т. е. в процессе
разделения твердого куска материала на отдельные части,, внешние
механические силы преодолевают внутренние силы сцепления
между отдельными частицами вещества и при этом образуются
новые поверхности.
Процессы дробления и измельчения материалов
основываются на известных из теории упругости
деформациях—сжатии, растяжении, изгибе и сдвиге —с переходом напряжений
за дредел прочности материала.
В теории дробления имеются две основные гипотезы:
поверхностная— Риттивгера я объемная—Кирпичева, которые
дополняют друг друга и отражают физические явления,
происходящие в процессе дробления.
Согласно поверхностной гипотезе энергия, затрачиваемая
ери дроблении, пропорциональна вновь полученной обнаженной
поверхности материала, т. е.
A = adS,
где а— коэффициент (пропорциональности;
dS— величина вновь образованной поверхности.
■По объемной гипотезе Кирпичева «работа внутренних сил
(сил упругости) пропррциональна объемам подобных тел».
Она основывается на формуле теории упругости, дающей
абсолютную величину работы деформации.
Дробление материала достигается в основном
комбинированным действием дробящих деталей машины, т. е.
раздавливанием, раскалыванием и изломом, что сопровождается
появлением нормальных напряжений.
При этих деформациях
dA1 = K^dV,

где dA\ — элементарная работа сил упругости в
деформированном объеме .разрушаемого куска;
dV — уменьшенный первоначальный объем дробимого
куска;
/Ci — коэффициент пропорциональности.
Так происходит при крупном, среднем и мелком дроблении
материала, когда дробимые куски имеют значительные
размеры и наблюдается относительно малое приращение
поверхности [2].
Проф. Л. Б. Левенсон [3] рекомендует при подсчете расхода
энергии по указанному уравнению принимать значение
коэффициента пропорциональности Ki равным а, т. е. напряжению,
являющемуся сжимающим усилием Р, отнесенным к единице
площади поперечного сечения куска. При этом
предусматривается, 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 = aV^dl,
где dA — элементарная работа сил упругости материала
в кГ ■ см;
о—напряжение материала (куска) в кГ/см2;
V0— начальный объем куска в см3;
dl— элементарное относительное сжатие куска в см.
Известно, что по закону Гука а=Е1, где Е—модуль упругости
(Юнга), а I — величина сжатия. Тогда при интегрировании
правой и левой частей последнего уравнения можно рассчитать
затраты энерюии по следующему выражению:
A = $dA=V0$odl = Va\a^=£ V0, (кГ-см)
о 6
где а — напряжение в кЦсм2;
Vo—первоначальный объем деформируемого тела в см3;
Е — /модуль упругости в кГ^см2.
Если принять степенной закон ат =Е1 (для известняка
т« 1,1), то работа дробления составит
A = V0l^-d (с») = ^— °m+lV0.
°J Е Е(т+1)
Если принять напряжение о, (равным разрушающему
напряжению на сжатие (пределу прочности или пределу
временного сопротивления), а— отах, то полная работа дробления
может быть рассчитана по формуле
2
Л max i; я т т+\ лг
= -=- V» или А = om+ V0.
2£ Е (т + I)
Такие образом, по закону Кирпичева работа дробления
зависит только от степени измельчения.
Бонд на основе проведенных исследований [4] предложил
«третью теорию» дробления, по которой работа дробления
зависит от степени измельчения и крупности кусков исходного
материала:
А = к(-^=---^=-) Q,
\Vd7P VDcp )
где К — коэффициент (пропорциональности;
dCp и Dcp—средние диаметры соответственно кусков
исходного 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 = Кк. D ;
по Риттингеру А = Кр D ;
по Бонду А = Кб D ' .
Указанные формулы различаются коэффициентами
пропорциональности и показателями степени при D — диаметре
дробимого куска.
Андреевым [5] рекомендована обобщенная формула
A = KpDm,
где А — работа дробления одного куска;
Кр — коэффициент пропорциональности;
D —диаметр дробимого куска;
m — определенная степень измельчения куска.
При этом работа дробления массы материала (Q в т) при
той же степени измельчения
Ар = /Ср DZ N = Кр D?p -5- = /с; Dcmp-3 Q.
где Ар — работа дробления в кГм;
Кр 1
Кр =— (^Ср —коэффициент пропорциональности,— — насыпной
о о
вес материала в т/м3);
Dcp — средний диаметр дробимого куска в м\
m —определенная степень измельчения дробимого
куска;
9

Q — количество дробимого материала в г;
N—число кусков материала.
Все указанные выше формулы законов дробления имеют
один существенный недостаток — неизвестен коэффициент
пропорциональности, ©следствие чего невозможно определить
абсолютное значение работы дробления. Они поэтому пригодны
лишь для определения относительной величины работы
дробления материалов, т. е. при качественном исследовании процессов
дробления.
2. ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА
И ХАРАКТЕРИСТИКА ДРОБИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
С дробления и измельчения сырьевых материалов
начинается 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
затратах электроэнергии. В этой связи следует отметить, что
дробление выгоднее осуществлять постадиино путем постепенного
уменьшения размеров кусков материала в специально
предназначенных для этой цели машинах.
Выбор схемы, а тем самым и оптимальной степени
дробления важен не только с технологической, но и с экономической
точки зрения.
Известно, что в -конечном продукте после первичного и
вторичного дробления твердых известняков содержится
значительное количество крупных кусков материала, а это в итоге
снижает степень дробления на каждой последующей стадии.
Между тем на многих цементных заводах применяют в
основном не более двух стадий дробления сырьевых материалов,
поэтому значительная часть продукта, поступающего на
измельчение 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
.производительность 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-
Ю
зуются постоянно разомкнутыми дробящими деталями в
отличие от мельниц, в которых возможен непосредственный контакт
измельчающих деталей.
По технологическому назначению различают
дробилки первичного, или крупного, дробления и дробилки
вторичного, или среднего и мелкого, дробления. Конструктивные
особенности дробильны-х машин определяются прежде всего их
технологическим назначением.
По принципу действия дробилки подразделяют на
два основных вида: а) с прерывным нажатием дробящих
поверхностей за счет попеременного их сближения и удаления друг от
друга (щековые и конусные); б) с непрерывным нажатием,
при котором подвижные дробящие поверхности имеют
постоянный зазор (валковые).
Ударные и молотковые дробилки, в которых дробление
материала происходит за счет ударного действия движущихся
при высоких скоростях частей, образуют отдельную группу.
По конструктивным признакам дробильные машины
в соответствии с классификацией, предложенной проф. Л. Б.
Левенеаном, 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
пространстве около -неподвижной точки. При сближении конусов
материал раздавливается, раскалывается и ломается;
3) валковые, в которых валки вращаются вокруг
собственных параллельно расположенных осей. В зависимости от
формы валков материал либо раздавливается, либо раскалывается;
4) молотковые, в которых материал дробится ударами
молотков, укрепленных на вращающихся с большой скоростью
дисках. При этом молотки непосредственно раскалывают
падающие на них куски материала или же отбрасывают их с
большой скоростью на неподвижные брони, при ударах о которые
куски разрушаются.
3. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ДРОБЛЕНИЯ
Известно, что размеры кусков твердого известнякового
компонента, добываемого на карьерах цементных заводов,— 100—
1000 мм, а глинистого — 50—500 мм. При этом влажность
известняка в летнее время года на большинстве отечественных
цементных заводов колеблется в пределах от 2 до 8%, а на некоторых
(Акмянский) доходит до 16%. Влажность мелаиглины 16—28%.
На размеры кусков разрыхленной массы существенно влияет
дробимость пород, зависящая от их прочностных характеристик,
а также от степени нарушенности массива. Все породы
разделяют на три группы: легкодробимые, среднедробимые и труднодро-
11

бимые, характеризуемые выходом фракций крупнее 1200 мм
соответственно до 1—2%, до 7% и выше 7%.
Буровзрывные работы с применением распространенных в
настоящее время скважин диаметром 200—250 мм и
соответствующей им сетки скважин не могут обеспечить дробление
карбонатных 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
уменьшении их диаметра.
Зависимость как результатов дробления горных пород от
степени рассредоточения взрывчатого вещества во взрываемом
массиве, так и размеров сетки скважин от их диаметров
свидетельствует о том, что степень
дробления пород является функцией
принятого диаметра скважин. Из
графика (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
малого диаметра дает основание пред-
, положить, что для получения кусков
максимальным размером 500 мм
при взрывании пород средней
дробимости 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
кусков заданного размера — 500 мм — проводить в первую очередь
на лепкодробимых и среднедробимых породах.
На карьерах цементных заводов качество дробления
известняковых пород средней крепости и дробимости характеризуется
максимальным размером куска 1200—-1300 мм при выходе
негабарита до 7%, что обеспечивает нормальную /работу
экскаваторов с ковшом емкостью 3—4 м3 и дробилок с размером
приемного отверстия 1500—2100 лш.
На карьерах США в дробилки первичного дробления
направляют куски сырьевых материалов, размеры которых на 30—50%
*
' £ 1Б00
^■1400
| 1Z00\
>э 1000\
| 800
| 600
I 400
h
" /
/
/
У
/
/
/
/
1
/г
*
^3
I 50 100 150 200 250 300
Диаметр снбатин В мм
Рис. 1. Зависимость степени
дробления пород от
диаметра скважин
' — труднодробимые; 2 — средне-
дробимые; 3 — легкодробимые
породы
12
меньше размеров приемных отверстий дробилки, что
предотвращает возможность забивания дробилок.
Для крупного или первичного дробления всех видов
цементного сырья обычно применяют щековые, ударные, конусные, а
также валковые и молотковые дробилки (последние — при
дроблении мягких, хрупких и вязких пород).
В настоящее время цементные заводы СССР эксплуатируют
более 500 дробилок различных конструкций, в том числе
молотковых 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
переработка 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
известняков на зарубежных цементных заводах также используют
щековые, конусные и ударного действия дробилки, а при среднем
дроблении известняка—конусные дробилки типа «Саймоне» и
«Гидрокон», обычные и .реверсивные молотковые дробилки.
Применяются на этой стадии дробления и ударные дробилки. Для
дробления же мягких пород цементного сырья используют
самоочищающиеся молотковые дробилки типа «Дикси» и валковые.
Обычно схему дробления выбирают, исходя из требований к
гранулометрическому составу измельчаемого материала.
Определяется он по данным ситового анализа.
Для рассева материала крупнее 25 мм можно применить
качающиеся 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
показателя: класс крупности и количество продукта данного класса
но весу (выход класса в %) •
Гранулометрический состав сыпучего материала можно
выразить и графически, т. е. построить кривые суммарных
характеристик крупности соответствующих продуктов.
Такие кривые строят в прямоугольной системе координат, при
этом в определенном масштабе по оси абсцисс откладывают
величины крупности зерен, а по оси ординат — выход отдельных
классов пробы в процентах. На рис. 4 представлены кривые
ситового анализа двух проб. При этом вогнутая кривая характери-
13

+го,эо
Рис. 3. Схема переработки глины на современном цементном заводе
/ — 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
выпуклая — более крупно. Пользуясь подобным графиком, можно
определить выход материала всех промежуточных классов
крупности применительно к данной пробе.
Для определения
гранулометрического состава материала
пользуются также седиментационным
методом, предусматривающим
разделение частиц на фракции по
скоростям их падения в жидкой среде
(для материалов крупностью от 50
до 5 мк), анализом под
микроскопом — для более мелких и
тонкодисперсных материалов.
При выборе схемы дробления
исходят из того, что крупное
дробление материалов должно
обеспечивать выход продукта с верхним
пределом крупности более 150—200 мм;
среднее дробление включает
операции по уменьшению крупности
материала от 150—200 до 70—40 мм;
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 дробилку, к
диаметру наибольших кусков в конечном продукте. Степень
дробления можно определить по отношению ширины загрузочно-
0,5 2,5 5 6 8 Ю
Крупность зерен в мм
Рис. 4. Кривые ситового
анализа сыпучего материала
1 — проба 1; 2 — проба 2
15

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
цементного сырья. В первом случае ни один из прошедших через
дробилку кусков материала в нее вторично не возвращается. При
замкнутом же цикле дробленый продукт поступает на грохот, где
крушные куски отделяются и направляются затем вновь в
дробилку для дополнительного дробления.
На отечественных цементных заводах применяется в основном
открытый цикл дробления. Между тем можно считать
установленным, 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-
нам дроблении сырьевых материалов по открытому циклу в
цементной промышленности удельный расход электроэнергии
составляет в среднем: в щековых дробилках 0,57 квт-ч/т и в
молотковых 1,1 квт-ч/т; при одностадийном дроблении в
молотковых 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
дробильные установки работают недостаточно эффективно. Это
подтверждается тем, что из общей массы дробленого известняка,
■выходящей после щековой дробилки на Еманжелинском,
Нижнетагильском 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
большими. В частности, размер кусков после вторичного дробления
достигает 50 мм, а содержание класса +20 мм в дробленом
.продукте на Еманжелинском заводе составляет 54% и на
Магнитогорском— даже до 68% при низкой общей степени дробления.
Особенно низки технико-экономические показатели работы
имеющихся одностадийных дробильных установок по зерновому
составу дробленого продукта и среднему размеру кусков
сырьевых материалов, идущих на помол.
Пользуясь методикой, предложенной Береновым [10], можно
графически изобразить распределение степени дробления пс
стадиям дробления цементного сырья (рис. 5). Этот график по-
16
«О 2
о 5
с-2
ЯП
с 3
ё =
5 щ
Я 5
«о £
а*
II
.2 щ
ев, н
O.U
CU
S v
<5 £
(- О
ев В
»
О в
С О
ч
й) ев
S S
а: о.
О CU
V Н
:г ев
о
а:
га
о
Е
К
а
С
l/h-±9X 8
ии-нЗэне fox
-DBd йгшчи^А
£9Я Я ЧХЭОГЛТЮИ
ненвихмэффе
19Ы Я В1ГЭХ
-еливЬ" чхэон1ши
ВВНЧ1ГВНИИОН
h/l Я
ЧХЭОНЧ^ЭХИЬЪЯЕИ
-Odll ВЕМЭЭЬИХМЕф
Я01Г ЕИ(1ЭХЕИ
хпяэчсПяэ винэь
-Ч1ГЭИЕИ ЧИЭ11ЭХЭ
SS?
3£
«ё
° м
я 3
£-< га
о ta
2 п
£
к
ю
о
«5J
S Ю
л м
я 5
а^
[3
вод
1ДИЯ
яя и за
t- к
О й
ч
дроб
И/И 5ДГ
!
1
о,«о
brf
_■
о
о.
к
я ее:
Я J3
а <->
2
ш
1 gg
о
о
•
m
о
о-
с
о
Г]
С еа
ч
ш
—.00
-"=>■ -^
оо~
•* СО
ОО)
mm
мм
XX
мм
ОО
m о
CNM
Ю-*
н
о
CU М
Ш —i
en |
Я |
о
=S°?~
к
id.A <U
sS«
СХ о
54 idH
R
X X
о о
о о
м м
""* ""■
R К
со со
РЭ И
о о
ido «О
•Jo«Jo
X X
йджан
вский
га си
ко ч
о. га
CU id
ы
tj
—« (М
К
sc
о
л
н
о
о
1^
си
ь
S
tj
о
ю
1
|-~
со
О
ОО
ю
со
о
м
1П
-т
<м
7
ОО
R
X
о
о
OJ
к
со
ш
о
id
CD
3
g
со
с
6
еа
к
со
1
СО
|-~
о"
ОО
о
о
о
ОО
"■*
о
м
1
ОО
•&■
>.
н
X
о
о
OJ
R
со
ш
о
0*;0
о ojo
счЯо
1 1
Щ CO
coco
ОО
юо
ОО О
ОО
ом
.—1 r-t
XX
мм
ОО
м—■
ш
-* СО
,
ь
о
m со
га |
к 1
* <*
к
id CU
£ *
О- о
U? idH
R
X X
о о
о о
<М (М
^^ ^
R R
со со
со ш
о о
ido «
CUo CU
XXX
id
CJ
CJ
со
SU
id
и
•*
л
S
U
со
CD
^
S
m со
S R
Я J3
а о.
су S
а о
2
СП
2 я
С н
о
о
С СО
ч
m
ОО
со
о
м
о
см
^^
X
м
о
ОО
м
Щ
со*
со
1
1
см
X
о
о
см
""-1
R
со
m
о
о ^ о
X X
о.
о
U
о
н
я
а
и
_ со _
Я ^4 9Я
К< Я
id id
CJ CJ
f-
л
н
CJ
о
a
ч
си
я
о
CQ
га
я
о
о
t=t
R
и
си а*
со "Г-
яо
О. ЯШ
с
и ^^
о
я
си
о.
»я
я
а
си
о.
и
X
о
о
см
~*
к
rt
ta
о
id
О)
3
i
<и
си
о.
о
а
о.
си
00
1
-"=>■
о
о
о
о
СО
о
<м
t-^
со*
id
R
а
о
си
со
гасо
я -
?7
и ~
со
о
X
=я
я
id
CJ
17

этим причинам к цементу предъявляют определенные
требования в отношении тонкости помола.
Твердение цемента вначале протекает сравнительно быстро,
а затем все более и более замедляется. Происходит это в
результате образования на ловерхности цементных зерен плотных
коллоидных пленок гидратов. Эти .пленки не пропускают воду
во внутренние «свежие» части зерна и тормозят дальнейшую
гидратацию.
Глубина гидратации зерен цемента не превышает 15—20 мк,
а остальная часть остается не прогидратировавшей и, таким
образом, не участвует в твердении. В заводских цементах 30%
клинкерной части не участвует в твердении и остается
«замурованной» в .цементном камне. Если учесть, что средний размер
зерна цемента стандартного помола равен примерно 40 мк,
достигая для отдельной части зерен 80 мк и более, то становится
очевидным значение тонкого помола цемента.
Тесто из «чистого» клинкера очень быстро теряет
пластические и клеящие свойства, т. е. быстро схватывается. Это
затрудняет или исключает полностью возможность использования
такого цемента в бетоне. Для замедления схватывания при
помоле клинкера добавляют гипс в виде двуводного сернокислого
кальция CaS04v2H20. Замедляющая роль схватывания .гипса
заключается в следующем.
Наиболее быстро растворяющимся и схватывающимся
клинкерным минералом является трехкальциевый алюминат. В
.присутствии воды трехкальциевый гидроалюминат сразу же
вступает с гипсом в химическое взаимодействие, образуя
нерастворимый гидросульфоалюминат кальция:
ЗСаО • А1203 • 6Н20+3(CaS04 • 2Н20) +19Н20 =
=ЗСаО • А1203 ■ 3CaS04 • 31Н20
Таким образом нейтрализуется действие трехкальциевого
гидроалюмината.
Необходимое количество гипса зависит от содержания .в
клинкере трехкальциевого алюмината, соответственно возрастая или
уменьшаясь с увеличением или уменьшением содержания
последнего. Для обыкновенного портландцемента общее
содержание в нем ангидрида серной кислоты S03 должно быть не менее
1,5 и не более 3,5%, что в пересчете на CaSiC^ • 2 Н20 не
превышает 7,53%. Превышение установленного предела (3,5% S03)
может повлечь разрушение отвердевшего цементного камня.
Образование гидросульфоалюмината кальция
сопровождается увеличением в объеме и, если оно будет .происходить в уже
достаточно затвердевшем цементном камне, то повлечет его
растрескивание. Следовательно, поглощение гипса трехкальцие-
вым гидроалюминатом должно закончиться к моменту упроч-
18
нения цементного камня. Это возможно только при
ограниченном содержании гипса в цементе.
Гидраты клинкерных минералов обладают весьма низкой
растворимостью в воде, однако гидрат окиси кальция Са!(ОН)2,
выделяющийся при взаимодействии с водой- трехкальциевого
силиката, расворяется сравнительно хорошо. Это понижает
водостойкость цемента в результате вымывания из цементного
камня Са(ОН)2. Чтобы предупредить этот разрушающий процесс,
необходимо связать Са(ОН)2 в нерастворимое в воде вещество,
что с успехом выполняют гидравлические добавки—трепел,
опока, диатомит и др. Они содержат в своем составе активный
кремнезем, легко вступающий в химическое взаимодействие с
гидратом окиси кальция и образующий при этом трудно
растворимый гидросиликат кальция по реакции:
Са (ОН)2 -у- Si02+wH20 = CaO • Si02 • /wH20.
Однако применением гидравлических добавок преследуется
не только техническая цель — повышение водостойкости
цемента, но и экономическая. Будучи значительно дешевле клинкера
(в 3—б раз), они снижают стоимость цемента. При этом,
однако, не следует забывать .и об отрицательном влиянии
гидравлических добавок: они могут снизить прочность цемента и
скорость твердения, если их содержание превосходит оптимальный
(наиболее выгодный) предел, установленный для данного
цемента.
§ 4. СВОЙСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
ГОСТ 10178—62 предъявляет к портландцементу
требования в отношении активности (прочности), сроков схватывания,
тонкости помола и равномерности изменения объема при
твердении..
Активность (прочность) портландцемента
Предел прочности при сжатии цементных образцов в
возрасте 28 суток называют активностью цемента. Активность
(прочность) портландцемента положена в основу подразделения его
на марки.
Марка портландцемента устанавливается по пределу
.прочности .при изгибе образцов-балочек размером 40X40 Х:Ш) мм и
сжатии их половинок, изготовленных из растворной смеси'
пластичной консистенции состава 1:3 (цемент: песок) по весу и
испытанных в возрасте 28 суток после твердения их в
стандартных условиях.
1 Растворной юмесью .навивается смесь цемента, леска и воды;
отвердевшую растворную смесь принято называть раствором.
19

Ol
i4n
редний по про-
иленности (по кру-
молотковых дро-
ок)
III. Первичное
среднее
дробление
Брянский
Себряковский
Двухвалковая
01500X1200
Двухвалковая
01500X1200
Мел 16—20
„ 16—18
о о 1
о to I
о о 1
-J СП 1
Ol —
Ol СЛ 1
to ~J '
1,1
0,48
0,52
1 1 1
to — о из
Сухоложский
Еманжелинский
Черноречен-
ский
я
Двухроторная
молотковая
Однороторная
молотковая 01200
То же, 01400
» 01400
Очень крепкий
известняк 2—5
Уголь 1—2
. 1-1,5
Средней
крепости известняк
1-1,6
о о to -~]
СЛ
— *.
оо оз oi о
о о о
из
to —
СП СП СП tO
о оз — о
20—100
42
45
200
0,5—1,2
0,84
1,5
1,1
При поступлении
влажного сырья
замазывается
дробилка
№ п/п
Стадия
дробления и завод
Тнп и размер
дробилки в мм
Цементное сырье и
его влажность в %
Степень
измельчения сырьевых
материалов
Фактическая
производительность
в т/ч
Номинальная
мощность
двигателя в кет
Потребляемая
эффективная
мощность в кет
Удельный
расход энергии
в квт-ч/т
Примечание
81
СО -JO! СЛ*. И to— Я43СГ
редний по про-
иленности (по
гу щековых дро-
эк)
II. Среднее
дробление

Азербайджанский
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
известняк 1,5—8
Крепкий
известняк 10—12
То же, 8—12
.' 2-3
2-3
Туф 18—20
Крепкий
известняк 2—6
Крепкий мергель
OO 03tO -JtO О OO OO 1
Ъ1 сл Ъ1
о o~J из сл о оо — 1
г-- ооооо оо 1
СП ^JOO ОО ОЗ СП СП 1
О ОО ОО СЛ О О
о too coto о сп о 1
о —to о сл из оо из
— —— —о — о — о
to *. слоо оо oi
to сл -J
При поступлении
влажного сырья
дробилка замазы
вается
Наблюдается бы
стрый износ молот
ков и колосников
То же
из
„Октябрь"
Шековая 1200Х
Х1500 -
Крепкий
мергель
*
200
155
из
о
0,45
1
№ п/п
Стадия
дробления и завод
Тнп и размер
дробилки в мм
Цементное сырье и
его влажность в %
Степень
измельчения сырьевых
материалов
Фактическая
производительность
в т/ч
Номинальная
мощность
двигателя в кет
Потребляемая
эффективная
мощность в кат
Удельный
расход энергии
в кет-ч/т
Примечание

to
о
Продолжение табл. 1
Стадия
дробления и завод
Тип и размер
дробилки в мм
Цементное сырье и
его влажность в %
i*
Ч 3
и я
S а
нь и
сыр
иало
и к о.
Степ
чени
мате
про-
сть
№ О
M О !■
© Я Я
га
u
га у
Я о я
я я
111
Is"
0) И О
О. 4J Я.
£■6-3
г*!
I
Примечание
Алексеевский
Подгоренский
Ново-Пайшйский
Еманжелинский
Спасский
Магнитогорский
Двухвалковая
01500X1200
Двухвалковая
01500X1200
Двухвалковая
01100x1250
Двухвалковая
01250X1600
Двухвалковая
фирмы „Смидт'
01000
Двухвалковая
зубчатая
Двухвалковая
011ООХЮОО

Мергелисто-меловая порода 12—14
Крепкий мергель
5-8
Глина 16—18
16-18
20—23
Уголь 2—4
Глина 16—18
8
8
10
8
10
12
10
130
120
30
80
60
35
40
115
115
65
' 42
40
46
44
95
98
40
35
24
29
32
0,73
0,81
1,3
0,43
0,4
0,8
0,8
Е
•п
в*
я
,-м*
я
ш
я
п
ел
"1
л>тз
стняк
афик
нвт-ч/ш
Номинальная степень измельчения
S3 =S "о N] с» со
Ч К S 3 «5 =3
■И
Щщ,
1
щ
Щ
ш
Шъ
/
,1
у,
Si
i
/ /
•> "Г
«5.1
с
1
"f
j
V
I
1
<
l
1
lb
i
Si
1

строен на основании приведенных выше (см. табл. 1)
практических данных о степенях дробления известняка на цементных
заводах.
При этом номинальная степень измельчения для трубных
мельниц принята равной 10, фактически же степень
измельчения будет значительно меньше.
В нижней части графика нанесены значения суммарного
расхода энергии в квт-ч/т продукта для всех предшествующих
стадий дробления и измельчения. Заштрихованная часть
между ломаными линиями показывает границы максимального и
минимального расходов энергии.
Эти графики наглядно свидетельствуют о том, что
отсутствие в технологической цепи третьей мелкой стадии дробления
значительно влияет на суммарный расход энергии «а дробление
и измельчение цементного сырья.
Следует поэтому «меть в виду, что три выборе схемы
дробления и дробильных установок должен быть обеспечен подбор
соответствующих степеней дробления. Только при правильном
их подборе можио добиться требуемых результатов при
минимальных удельных энергозатратах.
Очевидно, что схему работы дробильно-размольных
отделений цементного завода надо подбирать индивидуально для
каждого 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
данные об экономической целесообразности данного способа
переработки материалов. Схемы дробления разрабатывают на
основе лабораторных или промышленных испытаний
сырьевых материалов.
В зависимости от физических свойств сырьевых материалов,
а также от принятого способа их транспортирования с карьера,
дробильное оборудование устанавливают непосредственно на
карьере «ли «а цементном заводе. При переработке
известняков с глинистыми включениями на карьере осуществляют
только крупное дробление, а среднее дробление — на заводе.
Анализ данных работы действующих дробильно-размоль-
ных отдатений цементных заводов показывает, что наилучшие
результаты при измельчении твердого цементного сырья
достигаются три одностадийном 'крупном дроблении, одно- или двух-
стадийном среднем дроблении и одно- или двухстадийном
тонком измельчении.
В целях усовершенствования процесса дробления сырья,
получения более мелких фракций дробленого продукта и повыше-
22
Тип дробильной машины для
стадии дробления

третьей
второй
первой
% о чхэои
- эвглои" joiioirog
z»\j/jH О 3 НХЭ
-ojAduA чиАйовд
AQ OHOMB<Ll/OXOd Ц
ou HxoouadM
хнэнпнффео}]
ЭИХЕЖЭ ВН
HxooHhodu tfatfadu
eW/x Q HXDOHJKEIfO
Яоннэвхээхээ
Hdu Э1гэх woHXOim
Q 03Q IJI4HW34.QO
Категория пород
по Протодъяко-
нову
Структура
Породы
и материалы


нусная
или

молотковая
То же
я


лотковая,

конусная
То же
п
Щековая,
конусная или
ударная
То же
Валковая или

самоочищающаяся
молотковая
0,8-2,5
1,1—12,9
0,01—0,2
1-18
2-16
350 000
40 000—
200 000
565 000
40 000—
250 000
110 000—
190 000
6-12
2-3
10-15
3,5
2-3
От 400
до 2000
200—600
550—2500
200—600
50—630
2,5-2,7
1,6-2,5
2,6-2,8
2,2-2,5
2—2,4
Средней
крепости и крепкая
Довольно
мягкая
Очень
крепкая, крепкая
Средней
крепости
Довольно
мягкая
Осадочная
горная порода,
кристаллически
зернистая, обломочная,
аморфная
То же
Метаморфическая
горная порода,
кристаллическая,
зернистая
Мелоподобная,
землистая,
плитняковая
Метаморфическая
горная порода
Известняк
Известняк-
ракушечник
Мрамор
Мергели
Сланец
глинистый
23
X
У
а.
к
X
S
3
X
с к
с
ей
о
ч
я
s
У
я
У
'5
О
X
с л
ш
н-
я
я
S
ч
Ж
«о
о
с
Et
а я
о
С
О. X
о
с
га
ч
ш
Е-
я
я
■2.
о
га
м
и
о»
3"
S
X
я
X
V
У
■
о
к
X
m
S
■е-
ы
X
со
о
X
и
о
н
о.
о
«о
л
S
_
я
н
X
<и
я
ш
а
со
н
<;
11
о
со
ю
S
о
а.
а
s
о.
с

CN
«?
«О
в)
3
а:
ей
8
Продол
ч
3 к
X к
ой маши
дроблен]
Тип дробильн'
стадий
л
о, о
я:
о
втор
первой
% о чхоои
- aEinoL'joiiotfog
,wj/jx о 5 ихэ
-ojAduA qifAro^Y
AeoHOMBqJtfoxodu
ou HxoouadM
хиэихшффбо}]
zwojj* в
ЭНХЕЖЭ EH
HiDoHhodu iratfadu
cHf/x О ИХЭОНЖЕ1Гв
£ЮННЭ8ХЭЭХЭЭ
Hdu 3ifax womoim
а ЭЭ8 IJI4HW34.90
4 .
о о
о се;
к Ч>,
afe о
Я О
ЖС
Структура
3
родь
ериа
3 Й
— Ё
к
1
1
о
Щечно-валк
о
см
1
см
1
о
о
вая или сам
о
о
о —
о о
о
ю
со
1
1
<м
8
со
1
150.
со
<м~
1
00
о
я
.л
ч
Дово
<м
гкие
R
S
очищающаяся
Осадочная гор-
я порода, туф-
лканическая
ч*
с
CD
Оч
га
Я
is!
О
С
о
н-е-
>■
Е-
>>
В)
молотковая
1
1
Молотковая
ю
1
CN
[
о
о
О (_>
о-.
5
<м
1
1
о
<м
1
о
<м
7
|
-
к
«
Мягк
R
Метаморфическа
ка-
■0
ч
о
U
>>
эт
рода
о
п
К
3
я
я
о
S
1
1
к
<М
1
0,2-
о
о
о
о
со
1
<м
о
о
со
1
250
ю
^
1
со
-
о
я
Si
ч
Дово
гкая
R
а
То же
Е-
Я
Ef
а
а.
н
я
<
1
1
R
Валковая
щечно-валкова
<М
<М
1
000
—(
О —i
Ю
СО
1
1
о
to
1
о
<м
<м
<м
[
to
-
о
я
■0
ч
Дово
гкая
R
£
Продукт разру-
зния осадочных
Э
я
«
я
я
ч „
и ч
ф
S
■
или
самоочищающаяся
молотковая
вулканических
род. Мел—оса-
чная порода
° S
я с ч
24
ния производительности сырьевых мельниц Гипроцементом
рекомендовано:
а) «а новых мощных цементных заводах, которые будут
построены в текущем семилетии, дробить сырьевые материалы
по следующим схемам:
для очень твердых
материалов— 1-я стадия — конусная
дробилка; 2-я стадия — конусная дро-
" билка; 3-я стадия — конусная
дробилка с последующим
грохочением;
для материалов средней
твердости — 1-я стадия — щековая
дробилка; 2-я стадия — двухроторная
молотковая дробилка;
для мягких сырьевых
материалов — 1-я стадия — щечно-валковая
дробилка; 2-я стадия —
самоочищающаяся молотковая
дробилка;
б) для проектируемых цементных заводов рекомендовать
применение схем двухстадийного дробления с внедрением
дробилок ударно-отражательного типа.
4. КОНСТРУКЦИИ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ДРОБИЛЬНЫХ МАШИН
Щековые дробилки для крупного дробления
В цементной промышленности щековые дробилки примени-,
ются в основном для крупного, а иногда и для среднего
дробления 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
дробления 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
'поверхности расположены под небольшим углом друг к другу и
сближаются в нижней части.
Щековые дробилки в соответствии с предложенной проф.
Л. Б. Левенсоном [11] схематической классификацией
делят:
1) то характеру движения качающейся щеки — на
дробилки с простым качательным движением и дробилки со
25

26
Рис. 6. Щековая дробилка с простым качанием
подвижной щеки
сложным движением — качательным и продольным (вдоль
поверхности щеки); 2) по расположению качающейся
щеки — на дробилки с верхним подвесом оси подвижной щеки и
дробилки с осью подвеса внизу, у выходной щели.
Различают щековые дробилки и по конструктивному
выполнению движущего механизма: дробилки с шарнирно-рычажным
механизмом, приводимым от коленчатого вала, сообщающего
щеке простое или сложное движение, ■ и дробилки с
кулачковым механизмом с обычным простым движением щеки.
Шире всего в цементной промышленности применяются
щековые дробилки с рифлеными футеровками, простым качанием
и с верхним подвесом подвижной щеки (рис. 6). Поступающие
в эту дробилку сьшьевые матеоиалы дробятся в момент при-
27

За
■о
о
ел
я
В °
я
о
За
ш
к
SB
о
St
- a W65-
Таблица
Марка
машины
Техническая характеристика основных типов щековых дробилок
Размеры
загрузочного
отверстия
в мм

Производительность
в мг/ч
Ширина
выпускной щели
в мм
Число
оборотов
вала
в об/мин

Установочная
мощность
в кет
Габаритные размеры
в мм
длина ширина высота
Вес

машины в г
Завод-изготовитель
/. Дробилки с простым качанием щеки
Щ-7
С-644
Щ-9
СМ-211
СМ-204А
Ш.КД7
VIIIb
№ 20
Ш.КД8
ЩКД9
№ 21
С-182Б
СМ-11А
СМ-166
СМ16А
ЩС
ЩС
330X600
400X600
500X800
500X800
600X900
900x1200
900x1400
1200X1500
1200X1500
1500X2100
1400X1800
1500X2100
250X400
400X600
250X900
660X900
900X1300
1300X2000
13-20
40
25—60
22—62
45—120
90-125
100—160
170—260
160—250
250—400
250—350
До 400
45—85
40—100
60—125
60—125
75—200
150—200
140—250
190—250
200—250
250—300
300
180
220—275
250
220—275
225
275
170
180
170
135
100
170
100
18
75
40 '
40
75
ПО
120
206
175
280
250
280
3050
2250
3680
2420
3570
4840
4480
5565
6200
7750
6310
7700
1790
2280
2230
2330
2400
3690
3490
4520
4450
5810
4890
7178
1680
2480
2150
2150
3000
2700
2800
4100
4650
4500
4500
4800
11
15
19,5
19,2
26
69
50,8
130
140
210
201
250
//. Дробилки со сложным качанием щеки (по ГОСТ 7084—61)
4—12
9—22
6—25
35—120
200—300
400—600
20—80
40—100
20—80
75—200
100—250
150—300
275
250
275
■ 250
250
250
22
30
28
80
100
250
1400
1650
1400
2250
3550
5100
1300
1750
2100
2300
3300
4900
1450
1550
1500
2450
3600
5300
2,6
6
6
16
50
150
Выксунский
Выксунский
УЗТМ
„Нементанлагенбау"
Им. Тельмана
УЗТМ
УЗТМ
Им. Тельмана
УЗТМ
Нязепетровский
Выксунский
Примечание. Техническая характеристика щековых дробилок с простым качанием щеки, изготовляемых е СССР, приведена
ГОСТ 7084 -54 (взамен ОСТ НКТП 3427 и 3428).

ближения подвижной щеки к неподвижной и затем по мера
дро1блвния опускаются вниз под действием собственной силы
тяжести. Качание подвижной щеки вокруг подвижной оси
достигается при помощи механизма, состоящего из вала-экоцент-
рика, шатуна с тягами и распорных плит.
На рис. 7 изображена щековая дробилка со сложным
качанием подвижной щеки — качательным и продольным вдоль
поверхности щеки; подвижная щека, подвешенная на
эксцентрике вала, при вращении последнего производит сложные
качания. В такой дробилке материал не только раздавливается, но
и истирается, материал выталкивается из разгрузочной щели
под воздействием направленной вниз силы трения. Это
облегчает разгрузку дробилки и повышает на 20—30% ее
производительность по сравнению с дробилками с простым качанием
щеки. Дробилки этого типа применяются, как правило, для
вторичного дробления сырьевых материалов, но иногда
используются 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
дробилок, применяемых в отечественной цементной
промышленности, 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 но
шкале Протодьяконова. Первичная сортировка по габаритам
такого кускового 1материала перед его доставкой для дробления
обычно производится непосредственно на карьере с помощью
погрузочных экскаваторов. При этом максимальная емкость
ковша экскаватора лимитируется величиной загрузочного
отверстия дробилки, а размер поступающего в дробилку куска
(принимают не более 0,85 ширины загрузочного отверстия
дробилки, что диктуется условиями захвата куска дробилкой.
Зависимость емкости экскаватора и размера куска от
загрузочного отверстия щековой дробилки приведена ниже.
Емкость ковша экскаватора
в ж3
Размер загрузочного отвер-
0,5
1
600X900
900X1200
2
3
1200X1500
1500x2100
Наибольший размер куска
(в одном из измерений) в мм .
600
800
1000
1300
Размер кусков материала, подаваемого в щековую
дробилку непрерывно, зависит как от размеров загрузочного отверстия.
30
так и от допускаемого угла захвата материала и от угла
между щеками дробилки.
Если угол между плоскостями подвижной и неподвижной
щек будет чрезмерно большим, то кусок породы будет
выжиматься 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
принимать угол захвата для щековых дробилок в пределах 15—20°,
а максимально допускаемый угол захвата для обыкновенных
пород —32°.
Производительность щековых дробилок зависит от
следующих 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.
Левенсона [3]
Q= 0.03 wbS(d + l) ^
tga
где Q — часовая производительность дробилки;
п — число оборотов в минуту;
/ — расстояние между щеками в нижней части при мин к
мальном разгрузочном отверстии в см;
S ■— ход подвижной щеки в см;
b — длина выпускной щели в см;
d = t+S; ■
|л — коэффициент разрыхления породы (0,3 до 0,7);
у — объемный вес сырья в кг/сж3;
a — угол захвата дробилки.
Пользуются также эмпирической формулой Таггарта [12],
справедливой при условии, что производительность дробилки
может быть определена по количеству материала,
протекающего 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
наибольшем удалении щек в см.
Расчеты по данной формуле дают достаточно точные
результаты при определении производительности дробилок
среднего размера, для малых же результаты расчета получаются
завышенными, а для больших — заниженными.
Установлено также, что производительность щековых
дробилок с простым качанием щеки при постоянном числе оборо-
31

тов приводного .вала и одинаковой степени дробления прямо
пропорциональна площади разгрузочной щели (рис. 8). Это
соотношение для дробилок оо сложным «ачанием 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
дробилок с простым качанием.
На производительность щековых дробилок влияют
удельный вес материала, его плотность, а для твердого сырья также
«, (»3М
^200
и сопротивляемость
раздавливанию. Причем при
дроблении более плотного
сырья производительность
дробилки увеличивается,
а при дроблении
пластичных материалов
(суглинистых пород и
сланцев) несколько
снижается.
Влажность сырья
незначительно влияет на
производительность
дробилок первичного
дробления, если дроблению
подвергаются породы с
небольшим содержанием
глины. При вторичном
дроблении, особенно если
обрабатывается мелкое
сырье влажностью до 6%,
производительность резко снижается (в отдельных случаях до
50%) изтза комкования материала в зоне мелкого дробления.
Увеличение размаха щеки (измеряемого длиной ее хода)
способствует более быстрому перемещению сжатой мелочи и
ускоряет разгрузку дробилки от мелкого продукта. Поэтому
необходимо в каждом конкретном случае регулировать ширину
разгрузочной щели в зависимости от овойств дробимого сырья.
В случае, если сырье твердое и хрупкое, необходима
минимальная ширина щели. Когда же дробят крепкие и вязкие
сырьевые .материалы, для которых характерны местные изломы,
деформации под давлением и трещинообразование (но вместе с ■
тем они не распадаются), следует применять максимальную
ширину щели.
400 800 1200 1600 2000 2400 (см2)
Площадь разгрузочной щели
Рис. 8. График зависимости
производительности щековых дробилок от площади
разгрузочной щели
/ — щековые дробилки со сложным качанием
щеки — наиболее вероятное значение
зависимости; 2 — щековые дробилки с простым
качанием подвижной щеки — наиболее вероятное
значение зависимости
32
Обычно ширину щели дробилки регулируют, изменяя угол
наклона распорных плит или меняя эксцентрик.
Определению производительности щековых дробилок
посвящен ряд работ [13, 14]. Установлено; что производительность
щековой дробилки повышается с увеличением числа качаний
щек, но не прямо пропорционально. Увеличение числа оборотов
оверх оптимального значения влечет за собой
повышение удельного расхода электроэнергии и снижение
производительности из-за того, что один и тот же кусак, не успевший
провалиться вниз после первого зажатия, зажимается вторично.
Число оборотов главного вала щековой дробилки
определяется [12] по формуле
„ = 665 Y*g-f
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
хрупкая 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
режима подробно освещены в специальной литературе, и поэтому
здесь не приводятся.
Установочная мощность двигателя щековой дробилки
больше действительно потребляемой для преодоления
максимальной 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
приведет к снижению скорости, что в свою очередь вызовет
забивание щековой дробилки при работе на полной нагрузке.
По данным Бонвнча [15] мощность одного двигателя для
дробилки крупного дробления можно определить по формуле
N = —■ кет,
120
где АВ—площадь загрузочного отверстия дробилки в см2.
Мощность дробилки при работе двух двигателей составит:
а) мощность главного двигателя
аг АВ
ЛЛ = кет;
300
б) мощность вспомогательного двигателя
м АВ
Vva = — кет.
200
2 Зак. 823

Для щековых дробилок среднего дробления
от ЛЛ = до No. = кет
100 150
и для дробилок мелкого дробления
,„, АВ
N = ■ кет.
60
Для более точного выбора типа двигателя производят
замеры расхода энергии во время работы аналогичных по
размеру дробилок.
Эффективность работы щековой дробилки .принято измерять
в квт-ч/т или в т/квт-ч. Количество дробленого материала на
1 квт-ч меняется е зависимости от ширины разгрузочного
отверстия (;при предельной нагрузке машины и постоянном
расходе энергии) и является критерием .практической
эффективности щековой дробилки. Таким же образом оценивается
эффективность работы и других дробильных машин.
Взаимозаменяемые дробящие плиты щековой дробилки,
используемой для переработки мягких материалов — .известняка,
гипса и т. п., отливают из закаленного чугуна, реже —из
стали с наваркой сталинитом. Для твердых материалов, а также
в дробилках с шириной выпускного отверстия от 600 мм и
выше рекомендуется отливка плит из марганцовистой стали с
содержанием 6—112% Мп. В среднем плиты из марганцовистой
стали служат 2—6 месяцев и более; 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
марганцовистой стали рассчитывать по формуле
Р = 0,5 Ш5 г/т,
где Р — расход стали и а 1 г материала в г;
/ — 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
машины обычно проводят в процессе опробования и пуска новой
дробилки, а эксплуатационные ведут по необходимости ,в
условиях нормальной работы.
После окончания монтажа или капитального ремонта
дробилки осуществляется ее пробный пуск. Вначале дробилку
запускают вхолостую для приработки трущихся частей, после
чего испытывают под нагрузкой. Продолжительность испытания —
не менее 12 ч для малых дробилок и 3 суток для больших.
34
Перед пуском дробилку осматривают, проверяют и
подтягивают все основные крепежные детали. При этом особенно
тщательно проверяют работоспособность всех смазочных устройств.
.Посторонние шумы (стук, дребезжание), а также
чрезмерный нагрев масла в подшипниках свидетельствуют о
неправильном монтаже.
Установлено, что статический момент при выводе щековой
дробилки из состояния покоя превышает максимальный
момент, который может развить приводной электродвигатель.
Величина этого момента зависит от:
времени простоя дробилки (при длительных остановках
тяжелые массы маховиков и эксцентрикового вала выдавливают
масло из подшипников и нарушают целостность масляной
пленки, поэтому в начальный момент движения возникает
сухое 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
статический момент сопротивления механизма дробилки на 100—
500 кГм.
Обычно электродвигатели дробилок питаются от
трансформаторных подстанций, и напряжение в период пуска не
снижается меньше номинального. Но даже при этом запуск
затруднен, а пуск дробилки при нижнем положении шатуна почти
невозможен. В этом случае необходимо повернуть маховик на
угол, обеспечивающий переход через мертвую точку. Этого
достигают обычно с помощью мостовых кранов, лебедок или
других приспособлений.
Для облегчения запуска щековых дробилок
предусматривается вспомогательный привод, оборудованный фрикционными
муфтами с гидроприжимом или др.
Момент, создаваемый электродвигателем вспомогательного
привода, передается через клиноременную передачу на
ведомый вал редуктора.
Передача момента от вспомогательного привода на
приводкой вал дробилки осуществляется через полумуфты (рис. 9),
одна из которых (со стороны редуктора) служит наружной
обоймой обгонной муфты, а другая — обоймой зубчатой муфты,
установленной на валу контрпривода.
Ролики обгонной муфты заклиниваются между ободом
шестерни передачи и ротором муфты, в результате чего момент
передается 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.
2* Зак. 823
35

.Применение вспомогательного привода на щековых
дробилках позволяет уменьшить установленную мощность
электродвигателей на 40—'45%, осуществить автоматическое
дистанционное управление, сокра-
- - тить работу вхолостую и
повысить использование
эчергии привода, что
дает экономию
электроэнергии около 200 тыс. квт-ч в
год на каждую дробилку,
а также улучшает условия
обслуживания
оборудования.
При нормальном
дроблении электродвигатель
используется лишь на
30—40% от установленной
мощности.
Пуск щековой
дробилки производится только
вхолостую. Материал по-
скорости вращения
дробилки.
Освобождать рабочее пространство щековых дробилок от
застрявших 'кусков материала можно только при помощи
«кошки», подвешиваемой « крюку мостового крана, или других
приспособлений.
Дробилка нормально работает только- при наличии полного
комплекта клиновидных ремней. Во избежание
пробуксовывания и перекосов приводные ремни должны быть всегда
правильно и хорошо натянуты.
Останавливать дробилку необходимо после полного
освобождения рабочего пространства от материала.
Для густой смазки дробилки рекомендуется мазь марки
солидол 1 эмульсионный, а также индустриальная ИЛ-1-3 (ГОСТ
3257—46). Для жидкой смазки следует применять масло
машинное 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.
Температура отработанного масла на сливе после подшипников не
должна превышать 60°С.
Систему охлаждения нужно включать постепенно во
избежание резкого охлаждения масла и образования на стенах
трубы переохлажденного слоя. Необходимо следить за тем, чтобы
давление охлаждающей воды всегда было ниже давления
масла на 0,5 ат (иначе вода может попасть в масло).
Расход масла СУ зависит от размера дробилки и колеблет-
Рис. 9. Полумуфты вспомогательного
привода щековой дробилки
/ — приводной вал шкнва дробнлкн; 2 —
выходной вал редуктора вспомогательного привода;
/ — обгон при запуске дробнлкн; // — рабочий
ход вспомогательного привода на запуск
дается при достижении нормальной
36
ся от 4 г в год для дробилок размером 900X1200 мм и до 10 т
в год для дробилок размером 1500Х2»Ю0 мм.
К достоинствам щековой дробилки следует отнести
простоту конструкции и эксплуатации, компактность, а 'к
недостаткам — наличие больших качающихся масс, невозможность
получения кусков заданного размера, относительно высокий
расход электроэнергии, замазывание.
Конусные дробилки
В отечественной цементной промышленности конусные
дробилки используются преимущественно для среднего и мелкого
дробления клинкера и твердых абразивных материалов.
Намечается применение машин этого типа для дробления
материалов и большой крупности (.известняков, мрамора, .мергелей и
пр.).
В конусной дробилке куоки материала раздавливаются под
влиянием прерывного, постепенно нарастающего сжатия е
кольцеобразном пространстве между двумя усеченными
конусами, вставленными друг в друга, или между футеровкой станины
■и внутренним дробящим конусом. Когда дробящие поверхности
сближаются, материал дробится, а когда расходятся,
измельченный материал проваливается вниз.
Конусные дробилки имеют ряд серьезных преимуществ
перед щековыми: они производительнее (до 3000 т/ч), могут
работать «под завалом» и без питателя, менее чувствительны к
перегрузкам, для них характерно гирационное движение вместо
вазврагно-'поступательного.
По технологическому назначению различают дробилки:
крупного дробления. Размер поступающих на дробление
кусков находится' в пределах от 300 до 1500 мм, при ширине
выходного отверстия от 50 до 200 мм. Степень дробления 3—4;
среднего дробления. Размер поступающих на дробление
кусков составляет от 75 до 350 мм при ширине выходного
отверстия 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,
ширина 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
дробилки выпускались с боковой разгрузкой, что препятствовало
их широкому распространению и применению для переработки
37

■вязких или глинистых .парод. С 1958 г. выпускаются ДР^илки с
центральной разгрузкой, значительно менее 'Ч^™«™ *
перегрузкам и более приспособленные для ^^fS^
глиносодержащих пород. Бронеплиты у этих дробилок имеют
криволинейный 'профиль, угол захвата -переменный (от 15 до
25°). Для облегчения запуска под завалом РаэР^™а1°т"1
специальные гидравлические муфты, позволяющиеплав^о
раскручивать дробилку, используя всю мощность одного электро
двигателя с постепенным доведением числа оооротов до нор
малшого.
Применение гидравлических муфт позволит существенно
облегчить и упростить монтаж и эксплуатацию дробилок, га «с
как при этом из установки исключается комплект второго
контрпривода и электродвигателя. „„„^„„v
В табл 4 приведена техническая характеристика основных
типов конусных дробилок, рекомендуемых к применению на
цементных заводах а на рис. 10 представлена конусная дробилка.
В связи с? тем, что по характеру разрушающих усилии и
форме рабочего пространства конусные дробилки близки к ще-
ПымДсе сказанное ранее в 'книге о зависимое™.между
производительностью, скоростью и степенью измельчения может
быть отнесено и к этим дробильным машинам. u
Наивыгоднейшее число оборотов эксцентрика конусной
дробилки для крупного дробления (рассчитывается .по формуле {1Ц
« = 470 /1*а±*а..
где п — число оборотов эксцентрика в обилии;
"и о,-углы наклона образующих дробящего и неподвижного
конусов относительно вертикали в граб,
г-величина эксцентрика оси дробящего конуса
^относительно оси дробилки на уровне разгрузочной щели
в см.
При увеличении против паспортных данных числа оборотов,
эксцентрика возрастает удельный расход электроэнергии и
материал переивмельчается. С уменьшением скорости
'производительность дробилки снижается почти пропорционально
уменьшению числа оборотов эксцентрика.
В^онусной дробилке регулируют ширину разгрузочного
отверстия, эксцентрицитет вертикального вала и скорость враще-
НИЯПроизводительность конусных дробилок подсчитывают по
следующим формулам [2]:'
а) для крупных дробилок
; v Q = 0,755 wnrDHdK,
где Q — производительность в т/ч;
(х — коэффициент разрыхления (0,25—U,b);
38
S
«о
СО
аз
to
t~
<J
О
>>
о
к
Ж
«о
о
о.
г*
X
3
S
и
>>
X
о
к
га
к
Ж
S
о.
!
S
VD
«
О
О
ч
п
8
С*
ч
S
ы
8
п
S
X
о
ю
-,'
ч
S
^
ч
о
8
Ч
о
Ч
о
Ч
ч
•к
•к
ч
ч
о
о
ю
CN
О
00
ю
1
1
ю
о
о
со
со
о
о
см
см
о —
о
см
СМ
о
см
СМ
о
ОО
СМ
о
ю
t--
см
о
см
— t--
I ■*
о
о
ю
СМ
о
ю
о
t--
I
ю
о
ОО
со
ОО
I
о
СМ
о
о
см
см
о
о
со
о
см
см
о
00
ю
о
со
о
00
СМ
о
ю
t--
о
ю
СМ
СМ
СМ
СМ
о
о
со t--
I *
о
со
о
о
СМ
со
о
со
со
° I
<=> X
ю о
о
о
СМ
о
о
со
СМ
о
о
X
см
о
о
ю
СМ
о
см
СМ
° I
о I
1С О
— СО
о
о
СМ
о о
о
см
со
X
см
о
о
о
см
о
о
см
о
00
о
о
о
о
со
ю
см
см
о
о
см
X
см
о
о
о
05
о
ю
о
о о
СО —i
к ~
я га
о >>
я
о
а
о, о
Диам
обящ
о.
ct
О
о
я .
в-
о ■
со
>>
°-х
m ^
m
га в;
К SS
Я (-
си
к о.
н
о
о
о
я .
р->
и. Щ
га ^
о.т
га r
2 Р
S f-
s о.
. н
О
CU
о,
St-
«, га
со ,л
га S
о,
о
и
о
5 о
Э X г*
и О га
Зч у га
'>>ж
« о.
га
и .
>>
я
S «и
к си
- я
as; tu
я г
2 о»
£ я
га
US .
о ь
я и
ч^
5 к
с[ Я
™ Я?
[а ш
о m
о.
Р о
е
m
CJ
си-
о
О ш
я w;
0 (и
ш
1 К
О.Ч
С CU
« га
CJ ш
1°
й; си .
сп
39

7 —удельный вес дробимого материала в кг/см3;
п — число оборотов 'В об/мин;
г —эксцентрицитет дробилки в см;
D„ —диаметр основания дробящего .конуса в см;
dK — размер конечного продукта в см;
Рис. 10. Вертикальный разрез
конусной дробилки ККД-1200
/ — иижияя часть корпуса
дробилки; 2 — вал-эксцеитрик; 3 —
вертикальный стакан; 4 —
уплотнение от пыли; 5 — вал дробящ*1-
\2 го конуса; 6 — корпус конуса; 7 —
цинковая заливка; 8 — броня
конуса; 9 — средняя часть корпуса:
10 — броня корпуса (неподвижный
конус); И — колпак; 12 —
траверса; 13 — подвеска дробящего
конуса; 14 — заливка цементиар;
15 — коническая пара; 16 —
приводной вал дробилки
б) для средних и мелких дробилок
Q = KiD*'5 Ь
т/ч,
где Q — производительность в т/ч;
К — опытный коэффициент (0,98);
■у — объемный (.насыпной) вес материала в т/м ;
D — диаметр дробящего .конуса в м;
Ь — наименьшая ширина разгрузочной щели в м. _
Мощность двигателя рассчитывают по эмпирической
формуле [2]: для дробилок крупного дробления— NnB = 85 D кет,
для дробилок среднего и мелкого дробления N в =60 D кет, где
D — конструктивный диаметр конуса в м.
Расход электроэнергии на дробление у конусных дрооилок
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,Ь квт-ч
для дробилок среднего и мелкого дробления.
40
Средний удельный расход сменных деталей 'при работе на
известняке составляет 3 г/т породы [16].
Запуск конусных дробилок производится при отсутствии
материала в рабочем 'пространстве. Перед пуском проверяют
работу циркуляционной маслооистемы.
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
громоздкость, большой вес и значительную стоимость.
Молотковые дробилки
К наиболее распространенным дробильным машинам в
отечественной 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
применяют также для первичного дробления хрупких неабразивных
пород и известняков средней пластичности (вязкости) с
влажностью не более 15%.
Дробление материала в молотковой дробилке
осуществляется при соударении кусков материала с молотками ротора и
поверхностями бронефутеровки, а также раздавливанием и
истиранием 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
молотковые дробилки со степенью дробления до 12 и двухроторные со
степенью дробления 15—30.
Молотковые дробилки рис. М, 12 и 13 по конструкции
весьма разнообразны. Они различаются по способу крепления
молотков, их расположению, числу роторов, по форме дробящих
плит, по типу и положению загрузочного устройства. Кроме
того, молотковые дробилки различают по направлению
вращения роторов (нереверсивные и реверсивные). Выпускают
дробилки с колосниковыми решетками и без них.
В табл. 5 приведена техническая характеристика
нереверсивных 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,
41

что позволяет дробить в них кусковой материал размером до
1200 мм. Конструкция загрузочной воронки при наличии двух
-2000-
-1600-
-3500
-1950
-Z850
Рис. 11. Однороторная нереверсивная молотковая дробилка диаметром
2000 мм
вращающихся навстречу друг другу роторов сокращает до
минимума возможность налипания в дробилке увлажненных
материалов.
42
Молотковые реверсивные дробилки, техническая
характеристика которых приведена на стр. 47, имеют роторы,
вращающиеся 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
влажность до 35%) в последние 1годы 'начали 'Применять
специальные молотковые дробилки с подвижной плитой. Степень
дробления в дробилках этого типа составляет практически 10—16.
43

Дробилка (рис. 14) состоит из быстровращающегося tpoxopa
с молотками, 'привод которого осуществляется от
индивидуального 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
«Электростальтяжмаш»
измельчается молотками ротора, а также ударами о
подвижную плиту. Отбрасываемые к задней торцовой стенке мелкие
■куоки 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.
Колосниковые решетки, изготовленные тоже из марганцовистой стали,
имеют тяжелую конструкцию.
Эти дробилки ^применяются на фяде цементных заводов
(Брянский, Белгородский и пр.) как для первой, так и для
второй стадии дробления сырьевых материалов. Питать их круп-
нокускавьш материалом не рекомендуется, так как при этом
резко снижаются степень дробления и производительность.
Техническая характеристика молотковых дробилок с
подвижной плитой приведена в табл. 7.
44
о
s
о
о.
=f
X
3
о
о
£
X
2
S
О
s
X
3
S
CL
о
f-
о
а.
о
х
=t
о
I
i
ешизосЦэ
-онитви одо1Гэжвх
ВЫСШЕЕ OJOWD4IfEiO
-odxMoire oe-os-w
в imaod хэо нн глеи
ОЛ01ГЭЖВХ EtfOHEE
ojOH04irEi30dx>iaire
(dtfj)
еИЕИЧи*ЭХ 'ИИ tfOHEg
„ЛЕднэлЕи*
-ивхнэиэ^* 1ЛУ ии
-эхэиэ EMifHgodtf-x3£
E-t^W
в ннэоДхэонигпеи
О.Ю1ГЭЖВХ E-tfoHEE
О JOMD4If EXDodl>J3If £
(dtfj)
EHEWqifOX 'ИИ BtfOHE£
V0ZI-W3
чЛЕ9НЭЛЕ1ГНЕХ
-H3wati" 4eiix-IIXrw
-эхэиэ ewifHgodir-хЭЕ
V61-WO
ъ-vftt
821-Э
s
оказат
С
о о
о о
о о
см со
о о
о о
о —
см см
о о
OU0
(М —
о о
о о
о о
•* Tf
о о
in о
о о
о о
rf <N
1300
1600
о о
о о
СМ 00
о о
о о
ооо
*—'
о о
о о
О 00
о о
от
со •*
та
■ ■ о.
о
3 -1
« ffl
2 »о
О. *Q
Диаметр
Длина
Число о
1
500
о I
О Щ
со t—
о
о
•*
о
о
см
о
о
со
о
•*
о
1(1
f~.
о
0—73
ОТ)
m
о
о
со
о
о
о
—
о
ю
СП
1
580
о
ш
см
—~
>.
в минут
1
аемь
агруж
СП
о.
Разме
§
о
ч
о
ё
3
о
о
«5
5
8
ДоЗ
800
о
"-4
s
-*
о
<->
<->
•*
п
До 40
8
СМ
о
£
200
о
о
■
*
ков в м
емы
ыдава
а
П.
Разме
о
со
1
о
о
см
1
1
о
о
•*
о
о
о
СО
1
о
со
о
1
о
со
о
1
1
о
0—20
fn
1
со
о
1
3
7
§
о
1
1
й
•
S
ков в м
о
о
in
1
со
о
о
1
300-
о
о
•—1
о
in
-200
о
m
in
о
о
о
см
о
0—20
ю
—
о
о
До1
^f
Щ
1
8
со
о
т
8
_н
СМ
1
1
t-~
3»
со
ноет
итель
вод
Произ
000
1
00
СО
о
о
1
700-
о
Щ
о
см
ю
m
1Л
in
со
in
-
со
Но
O00N
О—« -
XUS
(М
о
00
со
о
о
(М
260
о
ю
^-
о
т
■*
в кет .
еля
цвига!
^:
Мощное
00
со
СМ
43
со
см
12,5
ГЛ-
см
in
о
in"
ю
00
in"
со
f-
Вес в
5;
m
3
ооо
то —
ооо
СО О О
со coco
ооо
ОО СМ
со in см
ооо
t--CM СМ
см'* см
то о
•* •* CM
ооо
00 CM 00
00 ■* CM
cmcncm
ооо
ооо
CNO 00
CM CO —i
о ■**
таем см см
00 ■* О
см см —■
ооо
-«(SO
ООО ГЛ-
смем —
oom
со ——
емтт
см ——
ооо
on-.
О) com
оо<м
m см см
о о —
~— ~ ^-
та я
та £ t
X S О
Габар
дли
IS
45

ОбА
рмы
акон"
5 к а
=t*=[
та те
4S
О к
О V
ого за
iостро
л Э
таз
лект
яжел
0) н
=*,■
2 я s
£«•0
H
CD £ b-
"■И
6Д16
фирмы
„Миаг"
5a t
w
о
1°
SI
1
«
казат
о
С
I
500
X
о
о
со
о
о
со
X
о
in
СМ
•—'
о
00
X
о
о
о
о
in
о
X
о
<N
о
X
о
ю
о
о
t~-
X
о
ю
о
о
о
X
о
о
00
о
X
in
с^
о. "
ffi
о .
о .
о "
со
>1 *
Си
та
СО "
CU ^
£ ш
со
0- s
CJ
о
о
00
о
п
о
о
t-~
о
in
со
о
о
о
о
о
о
о
о
о
о
о
LO
t--
—'
о
п
гг
=*
CD
о
CJ
3
S
О)
СО
о.
L.
(Г)
180
1
о
•*
о
о
1
о
00
о
см
о
in
1
о
со
о
см
1
1
о
о
о
о
1
о
СО
о
со
1
см
см
1
о
я
5?
ь
m
о
я
Ж _
й 5
й <=
О с
Ен С
с
00
оо
X
см
о
см
in
см
1П
со
00
■*
in
со
о
1П
ь
m
о
о
3
о
S
г §
5 О
§ с.
J О
а >»
3
о
со
-*
со
_^
1П
t--
со
in
t--
о>
CO
ю
СО
m
CJ
CU
m
«я
S
3
>о
о
Следует отметить, что (сопротивление цементного сырья
деформациям, возникающим при дроблении в молотковых дро-
Рис. 14. Дробилка молотковая самоочищающаяся с подвижной
плитой
Техническая характеристика молотковых реверсивных
дробилок Электростальского завода
Диаметр ротора в мм . .
Рабочая длина ротора
в мм
Скорость вращения ротора
в об/мин
Влажность дробимого
материала (известняк илн
уголь) в %
Производительность в т/ч
Максимальный размер
кусков загружаемого материала
в мм
Крупность дробленого
продукта в мм
Мощность
электродвигателя в кет
Вес дробилки без
электродвигателя вт
1000
1000
750—1000-1500
5-8
100—90—80
80
0-5, 0—3, 0—2
200—250
8,95—9,1
1450
1300
750—1000
5—8
175—250—250
80
0-3
400—500—630
18,45—20,6
1500
1500
1500
7—9
275—550
120
0-3
1000
26,6
билках, значительно ниже, чем га дробилках других типов.
Наибольший эффект дробления в этих машинах достигается ©
результате ударов по материалу на лету. Вместе с тем при
питании молотковых дробилок крупными кусками большую роль
играет дробление ударами о '.плиты, а ,пр.и
мелком—раздавливание и истирание «а колосниковой решетке.
47

«о
X
-3
г
со
к
X
55 &
О CJ
«О £
о
£g
Зт
СО СО
о
г*
ее се
X са
О К
Я X
о. х
££
и 2-
CJ 5
= 2
m en
Я •
и
S
X
X
ч ч 3 s
Р 2 я
ЬЗой
III
Ч 77 К м
О О СМ СЧ
О 1С СП
—■ —■ 00 Т
CN —
X
о
о
СО
S 8
I
ic
О со
CN О
I О со
о
О I— СО
II
ь
го
>>
А
с
с
о о
о ю
— г~ ■*
о
о
см
см
X
см
см
ю
о
о
СО
о
о
ОСМ
о о
1Q 1С
о о о
О 1С »С
00 О ■*
СО N Ю
о
1С
СМ СЧ
о
о
—■ Г~
*-*
о
ю
— см
о
о
—■ см
о
о
см
о
ю
•*
*—1
о
о
о
о
о
о
ю
см
СО
470,
со
со
ic
оо
ic
о
см
t--
1
1
о
ю
со
ю
СО
г^
о
ic
X
о
со
см
о
см
О)
X
см
.—I
ю
'""'
со
оо
X
СО
о
о
ю
_|
X
1020
о
о
о
,
о
о
СО
5
о
о
тГ
3
о
ю
СО
о
о
о
■*
1
1
о
о
см
о
о
1С
1
1
о
1С
о
о
см
1
1
о
1С
о
1С
см
о
ЕГО
о 1
1 о
1 о
1С сч
г^
о
Чо
1
о 1
1 о
1 00
со —
(N
о
к
о
О |
1 1
1 о
OlC
см
о
1
1
о
1С
со
1С
о
•*
•*
1С
г~
■*
со
1С
■*"
СО
со
см"
г^
о
со
см
со
1С
см
ю
со
f^
со
о
1С
со
СО
о
о
СО
СО
о
со
■*
СО
о
1—1

coco
см
СП
со
о
о
о
•*
о
ю
00
■*
о
со
О)
СО
о
00
со
■*"
о
см
-г
см
о
о
00
СМ
К
В)
с?
с
н
I
3
=*
!
я
О
X
а.
аба
1—
S
Я
гп
гя
§
о
CJ
а
m
48
,п„„ми частями молотковых дробилок явля-
Основными рабочим.и ^"ями плиты.
ются молотки, ^лосниковая решеша .и ото ,вьЮОКоугле-
Молотки дробилки 'ИЗГОТ0БЛЯЮ* Ий ,гтали Они бывают раз-
родистой стали и литой «^«^^""go кг каждый.
Личной формы, и вес ™™^™T^„6aJi рекомядуися тои-
,вЛ^^^в ™^ -м случае «о--
мо^дар^х возникают и ^^ п круП,н0М
Молотки устанавливают в ^сколько р л получаются
дроблении выгоднее меньшее число радов №%
^Несильные удары и ускоряется .разгрузка), пр
нии —большее число рядов. „пштпкпв зависит от их
Известно, что ХПГра^Гор^^н^'Гадрату ок-
кинетической энергии, ^орая пр°^ при подаче s
ружной скорости и весу' ^°тхковк^М прочного материала
молотковую дробилку^'б°ль™ кусков Р ^с молотка По.
увеличивать <>кРУжнУюлск^?С^рп^0^пазно '.применять «еболь-
этому ,пРи «рудном «Р'^ыхИеЛ^10Ж аРПРи мелком-
шое количество более тяжелыл
болыпое количество йолеелегаих 1балаНси.роека всех вращаю-
Нео'бходима также ™a^J^ °^и ,приН износе молотов
щихся частей дробилки. Д^^^^иРсимметрично распо-
лучше всего заменить весь комплект или
ложеннью «молотки. следует повышать в случае
Скорость вращения ^^ ^материала, а также с
дробления ирочных -и крупных кускис
увеличением степени шмельяения; рвгулйронии крупности
У Для компенсации износа M|0^°J«« и рРР У ^ специаль-
дробленого продукта «олосникавая « «ш влажных
SL регулирующие^««^f^ Лосниивую решетку. Мо-
материалов часто во«бще_нпе^™' тх .решеток обеспечивают
лотовые Дробилки «« «°^™™ таР^вленоп) «продукта
■получение Р^^^"?^"!^ за^St увеличенной скорости
без кусков повышенной «рупиости за счет У материала
вращения ротора, при «^"Х" воздействию молотков
подвергаются многократному УДаР™мУ "
за время прохождения через дро^билку. их коли.
Колосники обычно имеют КЛ!ИН^т5Рак^рЮ,но*о продукта и
чество зависит от 4^™JW^™™^^l™W
условий дробления. Увм^™^°дробилки и увеличению рас-
^ряТвГ^Г-л^^Г2* cpe„e» «с,--
ет 0,12 кг на 1 г дробленого продукта МПЛОтковой дробилки.
Известно, что 'прошводительность молотковой др^^
Р=ЭС=Г ^^я^=я принижении .роиз-
49

водительности дробилки и одно-временном снижении
потребляемой мощности и наоборот.
Производительность дробилки зависит от свойств дробимо-
го материала, размеров и числа оборотов ротора, величины
зазора между 'молотками и решеткой, веса молотков и других
конструктивных особенностей дробилки.
Установлено, что производительность молотковой дробилки,
увеличивается с повышением числа оборотов ротора три
одновременном 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
крупном дроблении оставлять между колосниками щель, .размер
которой 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
поперечника максимальных кусков продукта дробления: при
крупном дроблении — в два раза, при мелком—в три-четыре раза.
Объемную производительность молотковой дробилки
определяют по формулам [1.8]:
Q = 100 D2 Ln м?/ч при D > L
и
Q = 100 Dl} п м3/ч при D < L,
■где D — диаметр ротора в м;
L — длина ротора в м;
п — скорость вращения ротора в тыс. оЩмин
Производительность молотковой дробилки при дроблении
угля можно ориентировочно определить по 'формуле [il9]
О = *ldV т/ч,
4 3 600 (/ — 1)
где Q —■ производительность дробилки в т/ч;
К — коэффициент, зависящий от конструкции дробилки и
твердости дробимого материала (для угля
К= 0,12 4-0,22);
L — длина ротора в м;
D — диаметр окружности вращения молотков в м\
п — скорость вращения ротора в об/мин;
I — степень дробления.
Мощность двигателя молотковой дробилки рассчитывают по
эмпирическим формулам [18]:
#двиг = 0,15 D2 Ln кет или Ылвт = 7,5DL (-ед-) кет,
50
где /V — 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
дробилкой. Удельный расход энергии в молотковых дробилках
составляет: в однороторной при одностадийном дроблении
известняка 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
надежность (конструкции, небольшой вес, высокая
производительность, большая степень измельчения, малый расход энергии.
Вместе с тем для них характерен быстрый износ основных
рабочих элементов.
Валковые дробилки
■В цементной промышленности валковые дробилки
применяются в основном для первичной переработки мягких пород
цементного сырья (глины, мела, мергелей). Характеризуются эти
дробилки тем, что «е переизмельчают конечный продукт.
В зависимости от физических свойств измельчаемого
материала различают валковые дробилки: однороторные «ли 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 аубчатыми валками,
вращающимися с одинаковой скоростью навстречу один
другому. Дробилки работают по принципу 'раскалывания и
раздавливания кусков материала, загружаемого между валками, при
одновременном небольшом истирании.
Степень измельчения в зубчатых валковых дробилках при
переработке мягких пород достигает в—10, а твердых—3—4.
Окружная скорость в быстроходных зубчатых валках (для
мягких материалов) доходит до 5 м}сек, а в тихоходных (для
более твердых материалов) она не выше 2 м/сек.
В зарубежной цементной промышленности большое
распространение получили также одюовалковые вубчатые дробилки,
измельчение в которых достигается за счет раздавливания
материала между вращающимся зубчатым валком и
неподвижной дробящей плитой.
Одновалковые дробилки применяются для крупного
дробления мергелей средней твердости, слабых известняков,
твердых глин, сланцев и пр. Степень измельчения материала в них
до 15 и 'более.
51

52
s
хо
о
к
S
хо
о
о.
X
3
со
о
к
се
(qifBxoodx^aire
■j) вннэснххо
-оншпви ojoif
-эжнх вЯонв£
и л
О <U -
сон с
зл\
ю —
S3
гос.
I* О -,
1 о. а с
3S
О О
о сч
t--
о
ю
О
о
1С О
— 1С
2 а ^
о. £
^sS.
я Ч
"" О
О
—I Tt> Г— -
СП) CM CO 1С
СЧ СЧ СЧ —
О О О ■*
о о о со
О СМ 1С
ю т —■
Ню
t--
"I
о
CO
о
о
о
О н ^ -—'
S-E.S. °°
о
о
СМ
о
о
о
о
ic
о
СО
1С
t--
о
со
oil ^
-as s
I = - § 2
ьё
о о
о о
<N 1С
о
CN
1С
t--
ISi
о о
о ю
— CN
о
о
со
о 3
» с **
» 2
«н 5
о о
о о
—■ о
1С
о
oj j ^
^1^3
lis" so
ю с* я ч2
о о оо
ооом
1С О СО
•^* ■* —'
о о о ic
О С}0 —
TF О СО
•* со—■
О О О CD
о о о со
о со см
Tt> СОСЧ
о оо ■*
о о о со
1П1ЛО
Г-тГ СО
оо о о
NpOIN
О CN ■*
1С СО —«
(qireiOodAHairg
*J) ВИНЭОС1ХО
-оннтяи ojoif
о о
о о
— о
о
1С
1Л_
S
о
1С О
со о
о о
о
со
см
1С я ^ О 5
(М Я ^ ct ^
о &5чо
Ни
МП
-с
«я
о .—.
о о
о о
о см
О —■
I
о
Sa^og
я v -
U.JE г
с S
Of?
OS
rof-
^1
о
о
о
о
о
о
I I
о о
•* CN
О ЯГ 0J _
-г ■* "s
g.i so
*
ч
cj s га
S s я
га ^ я
я т ч.
£§
>>
О О О СП)
00 СО О —'
СО 1С Г»
СО ■* —'
о о о -***
1С О О -
•* о>смсо
COCN—'
О О О 1С
1С 1С О —'
r^ t^ —•
COCO—"
о о о о
ото-
1С CN —*
со со—■
о
, хо т
о 5
2> х
s я
г
о
ч о
к
- CJ
Ч я
1^8
о .
и
я °-
. о- V
О я S
СХ\о СО
я со га
t- 1_ а.
ж
о я
о
г
х я о
§я^"
т

По АА
-01628-
Вив по стрелке Н
гяге-
Рис. 16. Одновалковая зубчатая дробилка
Од'новал'ковая дробилка (рис. 16) состоит из одного
зубчатого валка и неподвижной щеки. Щека, подвешенная на оси,
удерживается в этом положении тягой с 'пружиной, что
'позволяет ей отодвигаться, когда в машину попадают недробимые
материалы. 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
X длина валка) в мм
610x1524
900x900
1100X2500
1300x4500
Размеры кусков загружаемого
материала в мм, до
Крупность дробленого продукта
в мм
Производительность (по известняку)
ь т/ч
Число оборотов валка в минуту . .
Установочная мощность двигателя
В КвТ
400
150
До 200
58
75
800
100—200
До 100
36
20
1000
150
120
14
55
1000
150—200
До 400
14
81
Максимально допустимая (величина кусков загружаемого
материала зубчатых валкое определяется по 'формуле
X
где t — размер щели между валками в мм;
55

D — диаметр валков в мм;
х — лоправочный коэффициент: для твердых .пород—5, для
мягких пород —2,5.
В табл. 10 .приведены данные, характеризующие зависимость
между диаметром валков и размером кусков материала,
'поступающего «а 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
1200
900
900
600
150
120
100
60
40
450
400
350
200
100
550
450
400
250
125
750
550
450
300
175
Для достижения максимальной производительности
материал в валковые дробилки рекомендуется загружать с
постоянной скоростью, чтобы тоток материала равномерно
распределялся по ширине.
При неравномерном питании дробилки забиваются
материалом.
.Производительность валковой дробилки определяют тю
формуле [2]
Q = 60 п ■к DLbp = 3600 vLb ц м*/ч,
где п — числю оборотов валков в минуту;
D — диаметр валков в м;
L — длина одного валка в м;
Ъ — ширина выпускной щели в м;
v —. окружная скорость валков в м/сек;
ц — коэффициент разрыхления: для известняка (.1 = 0,35;
для1глины j.i=0,4-ь0,6.
Для расчета мощности двигателя зубчатых валковых
дробилок пользуются эмпирической формулой [21]
Л^дв = 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 «а дробление цементного сырья в валковых
дробилках составляет 0,4—1,6 квт-ч/т.
Достоинства валковых зубчатых дробилок—простота
конструкции, надежность в работе. Недостаток — значительный
неравномерный износ валков.
56
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДРОБЛЕНИЯ
В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Техническое перевооружение цементной промышленности и
внедрение мощного основного технологического оборудования
невозможны без применения новых, более совершенных
дробильных машин.
Совершенствование дробильного оборудования должно
решить задачи дальнейшей автоматизации и механизации
технологических операций, снижения удельного расхода
электроэнергии, увеличения часовой производительности и 'повышения
степени измельчения, уменьшения габаритов и веса и т. д.
В последнее время в Советском Союзе и sa рубежом
ведутся работы по модернизации щековых дробилок, предусматри-
ваются увеличение высоты зоны дробления, замена
прямолинейных дробящих плит криволинейными с безболтовым креплением,
регулировка и поддержание в заданных пределах величины
разгрузочной щели, применение на главном эксцентриковом валу
подшипников качения вместо подшипников скольжения,
увеличение числа качаний щеки и 'повышение жесткости станин и,
наконец, усовершенствование привода.
Все это позволит увеличить .производительность дрионлок,
удлинить межремонтные сроки, облегчить эксплуатацию и
улучшить их энергетические показатели.
В современных крупных щековых дробилках значительно
уменьшена ширина разгрузочной щели при сохранении и даже
повышении ее производительности. Это достигается
увеличением высоты зоны дробления и введением криволинейного
профиля брони с переменным углом захвата, позволяющим
повысить пропускную способность дробилки и выпускать из
дробилки куски размером не 'более 310 мм.
■Применение в цементной промышленности таких щековых
дробилок позволит значительно улучшить эффективность
дробления известняка.
В последнее время в -зарубежной цементной
промышленности [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
выходного отверстия регулируется. Параллельный участок в
конце дробящей зоны 'служит для дополнительного ивмельчения
выходящих кусков и получения равномерного продукта
дробления. При перегрузке или при попадании недробимых
предметов нижняя щека может отодвигаться, предотвращая тем
самым возможные поломки механизма.
Для дробилок (табл. 11) характерны высокая
производительность, незначительный износ основных частей, высокая
степень измельчения и большая равномерность размеров кусков
57

Рис. 17. Ударная щековая дробилка
1 — качающаяся дробильная щека; 2 — неподвижная дробильная щека; S —
качающаяся 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; // — труба с
шайбой; 12 — подшипник упора; 13 — упорная часть; 14 — маховик; 15 — станина
дробнлкн; 16 — установочная часть
Таблица 11
Техническая характеристика ударных щековых дробилок фирмы «Крупп»
(ФРГ)
*
Показатели
Дробилки
№ 5
№ 6
К» 7
Размер загрузочного отверстия в мм
Размер загружаемых кусков в мм,
ло
Ширина выводной щели в мм . . .
Производительность в т/ч
Потребная мощность в кет ....
Общий вес вт
450x800
650
40—120
20—50
60
26,7
630x1000
900
50—150
35—90
88
42
900—1250
1000
120—250
100—160
148
78
выпускаемого материала (0—15 мм). Они применяются для
одновременного крупного и среднего дробления твердых
материалов (известняков, .мергелей, 'клинкера и пр.).
Весьма перспективна для дробления известняков и мергелей
невысокой крепости и мягких пород цементного сырья
повышенной влажности щечно-валковая дробилка (рис. 18), валок
которой приводится в движение с помощью электродвигателя через
двухступенчатый редуктор.
Рис. 18. Щечно-валковая дробилка
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
материала 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
электродвигателя 400 квот
Привод
электродвигатель и
двухступенчатый
редуктор с
передаточным
числом 29,05

Вес с электрооборудованием 177 г
Габариты:
ширина . . . 7 270 мм
длина ... . . • 10672 „
высота 3 250 „
Такая дробилка установлена на цементном заводе «Гигант»
и дает хорошие результаты при дроблении влажных
материалов.
Институтом ВНИИСтройдормаш разработан проект
дробильного агрегата ударного действия для дробления (влажного и
глинистого известняка, мергеля и тому подобных материалов
(рис. 19). Основная особенность новой установки —
возможность совмещения в одном агрегате .двух .стадий дробления.
Первая осуществляется <в однороторной дробилке ударного
действия с жестко закрепленными билами, вторая — <в
молотковой дробилке с 'молотками, шарнирно закрепленными на
роторе, и 'подвижной .разгрузочной плитой (типа Дикси).
Техническая характеристика агрегата
Предел прочности дробимого материала
(коэффициент крепости по Протодьяконову—до 10) . . до 1000 кГ/сж2
Предельный размер наибольших кусков,
поступающих в дробилку до 1000 мм
Размер кусков продукта дробления 25—0 мм
Максимальная степень измельчения до 40
Часовая производительность при материале с
насыпным весом 7 = 1,5 г/ж3 (например,
известняк) 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 „
Скорость движения подвижной плиты .... 0,172—0,343 м/сек
Мощность электродвигателя подвижной плиты 10 кет
Общий вес дробилки 100 т
■60

гчго-
Исходный материал в кусках подается пластинчатым пита-
гепем в дробилку мерез вертикальное загрузочное окно. По
наклонному лотку материал направляется .в камеру первой стадии
дробления и дробится под ударами бил ротора. При этом
куски мелкого и среднего размера дробятся частично ударом о
броню верхней части дробилки или о фигурные колосники
Из первой камеры куски, прошедшие колосниковую
решетку поступают во вторую. .Крупные же куски, оставшиеся на
решетке, возвращаются вниз на ротор первой камеры и здесь
дополнительно дробятся. Нижняя часть передней торцовой стенли
камеры оборудована очистным устройством.
В последнее время Уралмашзаводом созданы
усовершенствованные конструкции конусных дробилок, которые можно
использовать в цементном .производстве.
В новых конусных дробилках применена нижняя
центральная разгрузка дробленого материала вместо боковой. Эю дает
возможность устранить
забиванием дробилки при дроблении
влажного цементного сырья,
уменьшить строительную
высоту и вес машины. Применение
гидромуфты позволяет
уменьшить установочную мощность
приводного электродвигателя.
Криволинейный профиль брони
дробилки дает возможность обес-
_, печивать нужный размер раз-
Р i-j *-* Т JF* грузочной щели до полного из-
^— ' ~~- " носа брони и способствует
получению более равномерного
продукта. Уралмашзаводом
созданы также образцы конусных
i дробилок с гидравлической
регулировкой разгрузочной щели.
Перспективными для цементной промышленности являются
как однороторные, так и двухроторные ударно-отражательные
дробилки (рис. 20 и 21). В этих дробилках .можно получить
материал с заданной степенью 'иэмельчения (до 20) три
минимальном 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
пружинными амортизаторами.
Показатели, приведенные в табл. 12, характеризуют работу
ударных, щековых и конусных дробилок и подтверждают
значительные 'преимущества ударных дробильных машин [20].
В табл. 13 приведена техническая характеристика ударных
однороторных дробилок, выпускаемых отечественными заводами
Рис. 20. Однороторная дробилка
Выксунского завода
62
к применяемых для дробления неабразивных пород с пределом
прочности до 1500 tcfJcM2.
Рис. 21. Однороторная дробилка зарубежной фирмы
Таблица 12
Сравнительные показатели работы щековых и конусных дробилок
Показатели
Дробялки
ударные
щековые

конусные
Размер загрузочного
отверстия в мм
Средняя
производительность в м3/ч
Установленная мощность
в кет
Вес вт
Относительная стоимость
дробилки на 1 м3/ч
производительности
1000x600
45—75
40—60
9,4
1500x1000
100—180
75—120
20,4
1,25
650x400
12—15
- 15—30
11,2
5,9
1000x650
35—45
45—60
31,2
4,8
1450
40—50
40—50
28,2
4,5
На Нижне-Тагильском цементном заводе с успехом
используется для дробления клинкера одна из ударно-отражательных
дробилок фирмы «Хацемаг» (ФРГ) (рис. 22), техническая
характеристика которой представлена в табл. 14. Отличительной чертой
этих дробилок является наличие массивного 'вращающегося ро-
63

S
1!
о
о
О ч*4
£} о
Ч
о
о
о
о
о
СМ 1Л
I I
CN
о —<
=[
ОО.
fe4
Е
С- Л
=[ о
Is
i§
U
S 2
seo
о
:Ш
I
S!
xS.
о t:
ю
г- о
о
иэ
о — о
иэ _ иэ
t^ О ИЗ
ч
иэ
2 о"
о 2
о о
о —■ <о
иэ |
г- 1 о
°. Ч
X
aJ иэ
о. см
о —< иэ
со —
о
° Si
ч
о о
о ■*
иэ
щ СМ
а. —
о
Ч
о
00 иэ
со о
ч
о см
см
о
00
см
о
о
о
о
иэ
иэ
00 ■* —<
г- а> | иэ
см со ! см
- о —•
о о —•
§
о
о
о см
о
23
о
о
00
о
о
— о
СО
* ш ш
NN I О
сГ о о
о
о
о —
иэ
*- о
ч
о
о
иэ
иэ иэ
г—
I иэ
иэ
to —■ _
л m иэ
• о
о о —■
о
ч
I
о
—. 00
- иэ
о о —■ _
III?
со со о
00 СО —
64
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
противоположные стороны.
Указанные дробилки
предназначены для первичного
дробления 'известняков
прочностью до 2000 кГ/см2,
а дробилка СМ-559,
оборудованная очистным
конвейером, пригодна для
дробления материалов, имеющих
повышенную влажность.
Машиностроительный
завод им. Тельмана (ГДР)
изготовляет двухроторные
дробилки (рис. 24) с
технической характеристикой,
приведенной в табл. 15,
которые также рекомендуются для применения в цементном
пространстве.
Техническая характеристика дробилок
СМ-429 СМ-559
Рис. .22. Однороторная дробилка
(разрез) фирмы «Хацемаг»
Диаметр ротора в мм 100t)
Количество роторов в шт 2
Ширина загрузочного отверстия в мм . . 750
Максимальный размер куска
загружаемого материала в мм 650
Производительность (при дроблении
известняка) в т/ч 100—200
Окружная скорость ротора в м/сек . . . 20—30—40
Установленная мощность в кет .... ПО
Вес вт 19,5
1250
2
1250
1000
200—400
20—30—40
156
64,5
Завод-изготовитель
Выксунский
Таблица 14
Техническая характеристика однороторных дробилок фирмы «Хацемаг»
Тип дробилки
АР-4
АР-5
Размер
загрузочного
отверстия в мм
430X1000
1000x1500


дительность в т/ч
25-80
80—250

Потребляемая
мощность
в кет
30г-70
60—150
Вес в т
9
23,5
Основные размеры
в мм
длина ширина] высота
3000
зьио
2620
3428
2275
350О
Институтом Механобр создана и испытана новая
конструкция конусной безэксцентриковой инерционной дробилки. В
отличие от обычных конусных дробилок эксцентрикового типа
3 Зак. 823
65

p,ra
О P.
С О
I S
Е§
t-.
а.
Ч
>i
С!
К
ха
О
О.
n
a
я
о
Сл
^
m
CI
со
,Ц
£&
ЕЙ
*S
1 и
1 О
..и
га «У
ешетк
коло
К М
о д
* 1
я
3°о
«3
ш
К «
II
Подача
эта машина является ииерциошюй и приводится в движение от
дебалансного вибратора (рис. 25).
Дробилка состоит из вала с .насаженным на него
дробящим конусом, дробящей чаши, стальной полусферы на верхнем
конце дробящего вала и
сферической пяты в
траверсе корпуса. Дебаланс-
ный вибратор
размещается внутри вала,
который вращается от элект- материалу
родвигателя при помощи
карданного соединения.
Материал в этой
дробилке дробится в
кольцевом зазоре между двумя
конусами за счет сил,
развиваемых при
вращении дебаланса и конуса.
Пружинные подвески
воспринимают вес конуса и
чаши 'И служат для
изоляции опорной конструкции от воздействия неуравновешенных
сил и моментов, возникающих при дроблении. Регулируют
зазор, поднимая «ли опуская дробящий конус вместе с обоймой,
несущей сферический шарнир.
Таблица 15
Техническая характеристика двухроторных дробилок завода им. Тельмана
Рис. 24. Схема двухроторной дробилки
машзавода им. Тельмана
Показатели
Дробилки для дробления
первичного
вторичного
1250
1600
700
0—70
200
2хЮ0
40
800
1000
350
0—20
120
2x63
16
Диаметр ротора в мм
Длина „ „ „
Максимальный размер куска загружаемого
материала в мм
Крупность дробленого продукта в мм
Производительность по известняку в т/ч ....
Установленная мощность в кет
Вес вт
Испытания модели инерционной дробилки 'диаметром
2100 мм показали, что она может обеспечить степень
измельчения твердых материалов до 30—40. На каждую тонну веса
машины 'Приходится 11 кет мощности, в то время как обычные
дробилки потребляют от 3 до 3,7 кет.
Применение иа цементных заводах инерционной дробилки
диаметром 1650 мм (табл. 16) в качестве агрегата прёдвари-
3* Зак. 823
67

тельного измельчения клинкера позволит получить дробленый
продукт размером до 2—3 мм. Установка такой дробилки
совместно с трубной мельницей даст возможность создать
эффективный и высокопроизводительный помольный агрегат.
Рис. 25. Безэксцентриковая конусная дробилка института
Механобр
/ — дробящий конус; 2 — футеровка; 3 — сферический шарнир; 4 —
вибратор дебалаисиого типа; 5 — вал; 6 к 7 — карданные муфты; 8—
приводной электродвигатель; 9 — трос; 10 — пружины; // — рама: 12—
обойма; 13 — неподвижный конус; 14 — траверса; 15 — подшипник
качения
68
Таблица 16
Техническая характеристика инерционных дробнлок Механобра
Показатели
Диаметр основания дробящего конуса в мм . .
Максимальная производительность в т/ч ... .
Предельная крупность питания в мм
Мощность электродвигателя в кет
Число оборотов электродвигателя и качаний
дробящего конуса в минуту
Общий вес дробилки с электродвигателем в т .
Габаритные размеры в мм:
длина и ширина
Механобр-600
620
25
120
80% менее
3 мм
75
985
12,4
2500
6200
Механобр-1650
(проект)
1650
180—200
250—300
80—95%
менее 3—5 мм.
из них
мельче 0,3 мм
35%
620
735
96
4400
7700
6. ОБЕСПЫЛИВАНИЕ ДРОБИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Дробление материалов в цементном производстве
сопровождается 'большим выделением пыли, что связано с 'переизмель-
чением части материала.
Известно, что способность материалов к тшлеобразованию
зависит от их физических свойств. Она растет с уменьшением
размеров частиц материала и уменьшается с повышением
содержания в нем влати.
Кроме того, количество 'пыли зависит от скорости движения
материала и запыленного воздуха в дробилке, что
обусловливается типом и технической характеристикой дробильного
оборудования.
Для ликвидации пылевыделения из дробилок обычно
используют следующие средства, вьИбор которых определяется
количеством и свойствами выделяющейся пыли:
1) оборудование источников пылевыделения кожухами
(местные укрытия) 'без 'применения аспирации, т. е. отсоса
запыленного воздуха;
2) устройство местного укрытия дробилок с обеспечением в
нем разрежения путем отсоса запыленного воздуха
центробежным вентилятором;
3) искусственное увлажнение дробимых материалов
распыленной водой при входе их в дробилку или >в перегрузочную
течку, если такое увлажнение допускается технологическими
нормами. При этом расход воды составляет примерно 4% от
веса проходящего материала.
Оборудование источников пылевыделения кожухами даже

без применения вентиляторов (рис. 26) позволяет снизить
количество 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
раза превышающее скоростной напор пылевого потока. При этих
"»*- па 1-1
Рис. 26. Общий вид аспирируемого укрытия щековых дробилок типов
ШДС и СМ
/ — фартук; 2 — щиток; 3 — аспнрациониая воронка; 4 — дробилка; 5 — питатель
условиях пыление устраняется [24]. В табл. 17 указаны
примерные 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
температуре в "С
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--'
70
При этом следует учитывать, что во избежание просасывания
больших количеств излишнего воздуха через 'неплотности для
создания такого разрежения необходимы: герметизация
оборудования, установка грузовых питателей (мигалок) на течке для
выгрузки материала «ли обводной трубы, соединяющей
загрузочную и разгрузочную течки, применение кожухов в 'месте
падения материала на транспортер и др. Выполнение таких
мероприятий позволяет уменьшить 'необходимое количество
отсасываемого воздуха в 2—4 раза.
Для обеспыливания загрузочной части щековых дробилок на
цементных заводах часто предусматривается установка
герметичных аспирационных укрытий. При этом у входа материала
в укрытие устанавливается уплотняющий фартук. Аспирацион-
■ная воронка 'присоединяется к боковой несъемной стенке
укрытия, а перед «ей устанавливается отбойный щиток.
Молотковые дробилки для снижения давления воздуха в их
нижней части обычно оборудуют обводными трубами
(байпасами), соединяющими загрузочные и разгрузочные течки. При
этом сечение каждой обводной трубы принимается из расчета
0,05 м2 на 100 т часовой производительности агрегата.
Грохоты всех типов заключают в стационарные емкие аспи-
рационные кожухи, имеющие горловины для присоединения
загрузочных и разгрузочных течек, и рабочие проемы с
уплотненными дверками для смены решеток.
Для обеспыливания отсасываемого воздуха применяются
циклоны, скрубберы или рукавные фильтры. Эффективность этих
аппаратов оценивают по степени осаждения пыли в них :и по
запыленности очищенного в них воздуха. Выбирают их с
учетом 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
открытом или закрытом помещении).
Выбранный пылеуловитель и «режим его эксплуатации
должны обеспечивать еамитарные нормы по запыленности воздуха, в
соответствии с которыми содержание минеральной пыли в
воздухе, выбрасываемом в атмосферу обеспыливающими и аспира-
циояными устройствами дробилок, не должно превышать
150 мг/м3, а при содержании в пыли «более 50% 'свободной
Si02 —20 мг/м3.
В соответствии с этим аспирационные и обеспыливающие
устройства в дробильных отделениях цементных заводов
следует устанавливать, руководствуясь «Указаниями по
проектированию санитарно-технических устройств основных цехов и
отделений заводов огнеупоров» (СН 155—61).
71

7. ГРОХОЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Выше уже отмечалось, что одним из 'недостатков двухста-
дийных схем дробления твердых сырьевых материалов
является отсутствие эффективного отбора крупных кусков материалов,
особенно после вторичного дробления, что в конечном счеге
сказывается «а производительности мельниц. Поэтому для
выделения крупных крракций дробленого продукта рекомендуется
подвергать конечный продукт грохочению, классифицируя
таким образом дробленый продукт.
На отдельных цементных заводах .к 'грохочению продукта
дробления прибегают почти на всех стадиях дробления,
используют грохоты и при тонком измельчении материалов.
В ряде случаев перед первичным дроблением для
грохочения твердых сырьевых материалов крупностью до 1000 мм и
выделения из иих фракций, не подвергающихся дроблению
(<1б0—200 мм), применяют стационарные неподвижные
колосниковые решетки-грохоты и тяжелые качающиеся
колосниковые питатели-грохоты.
Наклонные стационарные решетки-грохоты,
устанавливаемые 'перед оцековыми дробилками, весьма просты по
конструкции и состоят из наклонно расположенных металлических
балок. Поступающие на грохот крупные куски 'материала
сползают 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
отдельных колосниковых систем, подвешенных на тягах к опорным
балкам, приводимым в движение от эксцентриково-шатунных
механизмов. При этом колосники, движущиеся вперед,
несколько приподнимают транспортируемый материал и медленно
проталкивают его. Колосники же, движущиеся назад, проходят под
транспортируемым материалом в направлении, обратном
движению материала. Мелкие куски материала проваливаются
между колосниками и поступают на транспортер, минуя
дробилку.
Техническая характеристика колосниковых
питателей-грохотов, применяемых в цементной промышленности, представлена
в табл. 18.
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
отверстиями менее 3 мм. С учетом этих параметров машиностроительные
заводы выпускают грохоты тяжелого, среднего и легкого типа,
которые с успехом применяют на отдельных стадиях
переработки материалов.
72

Таблица 18
Техническая характеристика качающихся питателей-грохотов
Показатели
Завод-изготовитель
„Цемент-
анлагеи-
бау (ГДР)
им.
Тельмана (ГДР)
Сибтнж-
ыаш
Волгоцем-
тяжмащ
Ширина питателя в мм
Длина „ „ „
Максимальные размеры кусков,
поступающих на питатель, в мм, до . .
Угол наклона в град
Производительность (по известняку)
в т/ч
Ход колосников в мм
Мощность установленных
электродвигателей в кет
Общий вес (без
электрооборудования) вт
1250
6500
800
15
100
40
15/20
16,7
1680
7000
1000
15
зао
60
17/22
29
1680
7000
1000
15
До 300
60
20—28
30,4
2004
7500
1200
15
До 500
60
36
50,4
Особое место среди различного типа грохотов занимают
вибрационные; их и чаще применяют. Эти грохоты выпускаются
однодечными и двухдечными. Более совершенна конструкция
самоцентриг^ющихся грохотов с одной парой подшипников.
Рис. 28. Вибрационный грохот (подвесной)
74
Вибрационные грохоты (рис. 28) применяются для
грохочения как мелких (от 0,1 мм), так и крупных твердых'материалов
(до 250 мм). При мокрой 'классификации их можно
использовать и для более тонкого грохочения. В табл. 19 приведена
техническая характеристика отдельных типов вибрационных
грохотов, 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
приводного вала. При грохочении мелких и легко
классифицируемых материалов рекомендуется работать с малыми
амплитудами.
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
влияние оказывает его влажность. Бели частицы влажного
материала слипаются и не расслаиваются, то происходит залипание
отверстий сита. При этом мелкие частицы прилипают к
поверхности 'крупных 'Кусков и остаются на них, не просеиваясь —
классификация прекращается.
Для улучшения условий классификации влажных
материалов и предотвращения залипания отверстий сит применяют
различные 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
(Олевокий, Андреев и др.) [26].
Производительность вибрационных грохотов рассчитывается
по формуле [21]
V = 0,4 + 0,65 FgxZfa м3/ч,
где F — площадь сита в м2;
gi — удельная производительность в м3/м2/ч (табл. 20);
Zi — коэффициент, учитывающий процентное содержание
продуктов нижнего класса в исходном материале
(табл.21);
2г — коэффициент, учитывающий процентное содержание
зерен нижнего класса размером менее половины
размера отверстия сита (табл. 21).
75

Таблица 20
Значения gi в зависимости от размера отверстий в свету
Размер отверстий
в свету в мм
gi
5
18
7
22
10
28
16
38
22
45
26
49
35
58
42
64
48
69
52
71
65
80
80
89
85
92
Таблица 21
Значение коэффициента г, и г2
Содержание зерен
нижнего класса
в %
Zl
z2
10
0,58
0,63
20
0,66
0,72
30
0,76
0,82
40
0,84
0.9Г
50
0,92
1
60
1
1,09
70
1,08
1,18
80
1,17
1,28
90
1,25
1,37
8. МОКРОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ
И ПЕРВИЧНОЕ ОБОГАЩЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Вязкие и пластичные сырьевые 'материалы (мел, мягкий
мергель и глина), легко диспергируемые водой, измельчают в
несколько стадий: первая — дробление в зубчатых валковых или
молотковых дробилках; чторая — 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-
Таблица 22
Техническая характеристика глиноболтушек
Показатели
Завод- изготовитель
Диаметр в л
Производительность в мя/ч:
для глины
„ мела
Мощность электродвигателя в кет
Вес металлическах частей в т . .
5
7—9
16—31
34
6,5
6
6—8
14—18
14
13
8
10-14
24—32
23
56,5
12
26—32
60—72
55—75
109
12
26—32
60—72
75
100
12
36
75
55
52
77

метром 5—12 м и глубиной 1,8—5,5 м. В центре резервуара на
бетонном фундаменте расположен вертикальный вал, на
крестовине которого подвешены стальные зубчатые бороны.
Посредством зубчатой передачи вал с крестовиной и боронами
приводится во вращение. При этом бороны и зубья разбивают
поступающий в болтушку материал и .перемешивают его с водой.
Измельченный материал превращается в сметанообразную
пульпу-шлам и через боковое отверстие с решеткой поступает
в отводной приямок.
В табл. 23 приведены результаты испытаний болтушек с
ручным управлением процессом приготовления шлама.
Машинист болтушки на глаз определяет качество выходящего шлама
и в соответствии с его текучестью регулирует подачу воды ъ
болтушку; при этом, естественно, наблюдаются 'большие
колебания всех показателей качества шлама.
Таблица 23
Результаты испытаний болтушек
Место испытания
Брянский цементный
Белгородский
цементный завод . . .
Себряковский
цементный завод . . .
Диаметр
болтушки в ж
7,8
8
8
Число оборотов
болтушки в
минуту
10,5
11
9,4
Мощность
привода
электродвигателя в кет
16
35
55
Измельчаемое
сырье
Мел
и глина

совместно
Мел
Мел
и глина

совместно

Производительность по сухому
материалу в т/ч
16,6
27,6
56
Остатки
на ситах
о
7,09
10,4
6
со
о
о
%
14,1
15,3
13
шлама,
Влажность
42,3
37,6
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
материалу) для мела 0,5—0,6 г/ч и для глины 0,2 т/ч. Расход
электроэнергии 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
транспортирования мягких пород цементного сырья следует считать
79

гидромеханизацию с использованием гидромониторов или
схемы с применением отдельных механизмов для переработки
материала по мокрому способу.
Опыт промышленного транспортирования по трубам
глинистых гидросмесей с карьера на завод ^Белгородский, Ново-
Здолбуновский, Каспский и другие цементные заводы)
показал, что помимо экономической целесообразности
гидромеханизация поможет решить основные задачи, связанные с
разработкой и транспортированием мягких видов сырья.
Добываемое сырье доставляют к расположенным на
карьере 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
последующим гидротранспортированием шлама по трубам вызвало
необходимость использования .новых видов дробильно-измельчитель-
ного оборудования [27 я 28].
Дело в том, что для создания оптимальных условий
гидротранспортирования породы необходимо рационально
организовать подготовку водогрунтовой смеси, т. е. процесс
приготовления пульпы.
Установлено, что размываемость породы зависит от ее
свойств: гранулометрического состава, пористости и
коэффициента сцепления частиц. Поэтому гидромониторный процесс
пульполриготовления эффективен только при несвязных
(сыпучих) хорошо размываемых породах, так как размыв
определяется в данном случае не только величиной динамического
удара струи, но и проникновением воды в поры между частицами
(динамическая фильтрация), которое нарушает силы
взаимодействия (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
хорошие с точки зрения гидротранспортирования водогрунтовые
смеси.
Работы по выбору наиболее эффективных механизмов для
дезинтеграции и пульполриготовления при разработке
пластичных видов цементного сырья !(мел, глина) велись в двух
направлениях:
а) измельчение породы с целью получения гетерогенной
гидросмеси суспензионной среды с частицами, максимальный
размер которых не более 100 мк, и кускового материала,
максимальный размер кусков которого не превышал бы 30—40 мм;
б) измельчение породы для получения в смеси с водой гру-
80
бодисперсных однородных суспензий, максимальный размер
частичек в которых не превышал бы 100 мк.
Наиболее эффективно удалось решить вторую задачу
посредством применения мельницы .роторного типа конструкции
канд. техн. наук А. С. Сладкова. В этой мельнице
использован принцип абразивного измельчения материала, что
позволяет измельчать мягкие породы в одну стадию.
Мельница-мешалка 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; И — 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
поверхность .кожуха и о билы ротора.
Продукты измельчения мела или глины после смешения их
с водой в виде шлама выходят из мельницы-мешалки через
боковые сита.
Опыт эксплуатации мельниц-мешалок показывает, что
материал эффективно измельчается только тогда, когда ротор
достигнет соответствующей скорости вращения,
обеспечивающей необходимую интенсивность перемешивания гидросмеси.
Испытание роторной мельницы-мешалки с размером .ротора
диаметром 700X3000 мм (на глине и меле) показало, что дости-
81

гается измельчение материалов в одну стадию до .необходимой
тонкости помола (остаток на сите № 008—4—9%),
влажности (40°/о 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 ж3
эиергии на приготовление шлама
°)
S
~л
3
4.
is
?
Wf
Удельный расход электро-
в мельницах-мешалках
составил 0,6—0,8 квт-HJT для
мела и до 2 квт-ч/т для гли
ны [27].
Производительность
мельницы-мешалки
рассчитывают по формуле (29].
где Q—производительность
мельницы -
.мешалки в условиях
нормального режима
работы в TJ4 по
сухому материалу;
V — объем мельницы
в м3;
о — удельный вес
гидросмеси в т\м?\
Р — количество
твердого вещества в
гидросмеси в долях
единицы;
ф — безразмерный коэффициент, учитывающий крупность
сырья (значение от 0,5 до 1 при остатке на сите с
отверстиями диаметром 100 мм от 100 до 0%);
tx — кинетический параметр, численно .равный времени,
которое необходимо для размола 50% исходного
материала до требуемой крупности в принятых
условиях, в мин;
q— количество готового продукта в исходном сырье (по
данному контрольному ситу) в т/ч по сухому
веществу.
В соответствии с технологическими нормативами по
тонкости помола цементный шлам должен содержать не более 1°/о
остатка на сите № 021 и до 10% остатка на сите № 008.
Поэтому шламовую пульпу, получаемую из мягких пород цементного
сырья и содержащую после болтушек крупные фракции,
дополнительно доизмельчают в трубных мельницах. При этом
значительная часть материала, поступающая в мельницу.и содержа-
Рис. 31. Схема замкнутого цикла
измельчения материала в болтушках с
применением виброгрохочения шлама
а — с доизмельчением надситных фракций в
болтушке; б — с доизмельчением надситных
фракций в мельнице; I — подача сырья и
воды; 2 — болтушка; 3 н 4 — подача шлама
на виброгрохот; о — виброгрохот; 6 —
шламовый центробежный насос; 7 — мельница
82
щая, наряду с крупными фракциями шлама, и тонкие фракции,
не нуждается в доизмельчении.
С учетом этого следует считать целесообразным
классификацию шлама с отсевом крупных фракций и их доизмельчением
в мельнице [30].
На рис. 31 представлена схема замкнутого цикла
измельчения мягкого материала в болтушках с применением
виброгрохочения шлама.
В этой связи представляют интерес работы, проведенные
на ряде цементных заводов, в ходе которых испытывались
указанные схемы. При этом применялись грохоты с сетками,
имеющими ячейки 1; 0,6X0,8; 0,4X0,5 и 0,3 мм, в частности одно-
дечный гидрационный грохот завода им. Котлякова
(Ленинград) марки 2ГГО-2. Ниже приведена его техническая
характеристика.
Размер сита 800 X 1600 мм
Полезная площадь сита 1,2л2
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
показывают (табл. 24), что если в подситных фракциях .после
виброгрохочения содержится незначительное количество крупных
частиц, то необходимость доизмельчения шлама в сырьевых
мельницах отпадает.
Таблица 24
Показатели испытаний виброгрохота для шлама
Угол
наклона

виброгрохота
в град
8
10
12
18
'22


дительность
грохота
в т/м2ч
51,1
53,8
61,6
66,9
79,7
Выход фракций
в%
'о
К
н
S
и
ч
КЗ
К
4,05
5,93
7,7
5,6
10
О
S
и
о
95,95
94,07
92,3
94,3
90
Влажность
о
и,
О
чЭ
х Щ
Е В
47.32
44,21
43,47
43,18
44,57
5:5
20,51
20,39
21,1
21,9
24,2
as
й К
О С
48,7
45,43
45,34
44,43
46,98
Гранулометрический
состав подситиой
фракции
остаток
иа сите
№.02
3,69
3,57
3,84
3,31
3,19
остаток
на снте
№ 008
9,46
8,56
8,62
7,8
7,29
Испытание указанных выше схем «а Ам.вросиевском
цементном заводе показало, что виброгрохочение дает возможность
получить шлам нормальной текучести. При этом удельная про-
7*
83

изводительность (при сите с отверстиями 0,39X0,39 мм и
частоте вибрации 1900 в мин) грохота составила на:
шламе из мергеля 30 — 35 т/м2ч
„ „ мела I 50 — 55 „
„ „ , И .... • 65-70 ,
„ „ Краматорского сырья 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)
получаемая экономия составляет 32 коп. на 1 т клинкера по
сравнению 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
сократить стоимость приготовления шлама и уменьшить
капиталовложения на постройку новых цементных заводов.
На ряде цементных заводов болтушки работают в
замкнутом цикле с гидроциклонами, в которых шлам
классифицируется под л^чствием центробежной силы. Схема с гидроциклонами
наиболее приемлема при получении
шлама из мягких пород сырья,
содержащих примеси тонкозернистых
карбонатов кальция, остатки
микроорганизмов, зерна кварца и
полевого шпата.
Исходный шлам под давлением
подается в гидроциклон (рис. 32)
по питающему патрубку du
установленному тангенциально
непосредственно под днищем. Под
действием главной действующей силы,
которой является центробежная
сила, возникающая благодаря
тангенциальной подаче питания,
сравнительно крупные и тяжелые частицы
отбрасываются к стенке
гидроциклона 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
размеров и показателей, характеризующих их работу, а именно,
производительности, минимальной крупности разделения, выхода
продуктов разделения и эффективности классификации.
На основании лабораторных данных и заводских испытаний
Рис.
32. Общий вид
гидроциклона
84
на Белгородском цементном заводе Южгипроцементом
составлена номограмма (рис. 33) для определения основных
конструктивных размеров гидроциклона при его работе с давлением
2,5 атм и углом конусности 15°.
Диаметр питающего патрубка в мн
Рис. 33. Номограмма для определения основных размеров гидроциклона
Ход классификации сырьевых материалов в гидроциклонах
в основном зависит от реологических свойств шлама;
наибольшую постоянную вязкость шлам имеет при практически
неразрушенной структуре, а наименьшую постоянную вязкость — при
предельно разрушенной структуре.
Институтом Южгапроцемент были проведены исследования
реологических 'свойств сырьевых материалов Белгородского,
Краматорского, Балаклейского, Амвросиевского, Вольских и
ряда других заводов. В результате этих исследований (рис. 34)
85

была выведена зависимость между наименьшей постоянной
вязкостью предельно разрушенной структуры и влажностью
шлама для ряда сырьевых материалов,
Глинистое вещество в основной своей массе состоит из
частиц размером 0,005 мм., которые отличаются большой
прочностью, повышенными
адсорбционной
способностью и набуханием по
сравнению с частицами
известнякового
компонента, а следовательно, и
большей вязкостью и во-
доудерживающей
способностью.
Так как глинистый
компонент в сырьевой
смеси составляет
примерно 20—25%, ют него в
существенной мере
зависят классифицирующие
свойства шламов — он
увеличивает их вязкость.
Однако в отдельных
случаях глинистый
компонент может оказать и
обратное действие. Так,
производственная
текучесть глиняного шлама
Белгородского
цементного завода достигается
при влажности 46,5%,
мелового— при влажности
56—58%. Если же
добавить в меловой шлам до
20% глиняного шлама, то получится та же текучесть глино-ме-
лового шлама при влажности 40,5—41%. Добавка глины в
меловой 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
материалов, можно судить о возможности классификации их в
гидроциклонах и наметить пути .регулирования этого процесса.
Основываясь на результатах большого количества
исследований, проведенных на шламах различного состава, Южгипро-
цемент рекомендует шлам из болтушек подавать в
гидроциклоны, где он будет классифицироваться. В процессе
классификации влажность готового продукта увеличится на 1,5—2,5% и
3D 31 34 ЗБ 38 W
Рис. 34. Зависимость вязкости предельно
разрушенной структуры от влажности гли-
но-мелового шлама
/ — Амвросиевский цемзавод: 2 — Вольский; 3 —
Белгородский; 4 — Краматорский; о — Балаклей-
ский
86
соответственно уменьшится влажность продукта,
направляемого 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
влажности. При дальнейшем измельчении его в мельнице, несмотря
на резкое увеличение общей смачиваемой поверхности,
текучесть шлама не уменьшается, так как наряду с измельчением
разрушается структура сырья, что снижает его вязкость.
Готовый 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 гидроциклонов с с?=350 мм.
Чтобы установить оптимальные параметры процесса, Юж-
гипроцемент провел промышленные испытания, результаты
которого приведены в табл. 25.
Таблица 25
Результаты испытаний установки по классификации шлама гидроциклонамн
Продукты
Исходный продукт ....
Смесь
Исходный продукт ....
Верхний слив
Смесь
Исходный продукт ....
Верхний слив
Нижний „
Исходный продукт ....
Верхний слнв
Исходный продукт ....
Верхний слив
Нижний „
В)
Влажность
41,9
43
40,3
42,1
41
42,5
40,3
41,5
41,3
43,1
40,8
4J.2
41,9
42,6
38,4
41,8
40,7
41,7
39
40,6
at
Текучесть
68
70
59 '
62
66
68
59
60
65 .
70
60 .
60
65
68
58
61
63
65 '
58
59
сите
Остаток иа
№ 008 в %
13,3
6,6
29,4
5,1
16,4
6,5
24,4
5,3
16,8
6,7
27,9
6 1
13,8
6,9
22,1
6,8
18,8
6,1
24,2
6
Титр В %
77
77,6
—.
77,1
78
78,25
—
78
77,75
78,85
—
77,5
78
79,1
—
78,1
—
—
—
ель-
о цик-
Производит
иость одиог
лона в м3/ч
92
—
—
92
—
—
100
—
—
ПО
—
108
—
—
О О S
EVO J
Давление в
водящем тр
проводе в с
(изб.)
2,6
.
2,5
—
3,5
4
—.
—
3,5
.—
'■ —
деле-
Степеиь раз
иия в %
100
70
30
100
68
32
100 .
70
30
100
70
30
^
100
65
35
87

Эти испытания позволили установить следующее:
1) результаты классификации зависят от отношения
диаметра .нижнего патрубка к диаметру верхнего патрубка. При
увеличении сечения верхнего патрубка повышается количество
крупных частиц в верхнем сливе (готовый продукт),
производительность гидроцйклона и выход верхнего слива возрастают;
2) оптимальным предельным давлением следует считать
2,5—3,5 атм;
3) конечная влажность шлама при работе мельниц по
данной схеме не изменяется.
На Кричевском цементном заводе для обогащения
глиняного шлама (счистка глины от песка) были установлены
гидроциклоны конструкции НИИЦемента диаметром 150 мм.
В процессе испытаний, результаты которых приведены в
табл. 26, установлено, что гидроциклон может хорошо очищать
глину с запесоченностью 30°/о (первоначальный остаток «а
сите № 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 атлС,
Производительность гидроциклона в м3/ч . .
Производительность гидроциклоиа в
пересчете на сухой материал в т/ч
Влажность шлама в %
Остаток в % на ситах:
№ 020
№ 008
Запесоченность в %
Обогащенный шлам (слив)
Производительность гидроциклона в м3/ч . .
Производительность гидроциклона в
пересчете на сухой материал в т/ч
Остаток в % на ситах:
№020
№ 008
Отходи
Диаметр выходного отверстия в. мм . . . .
Производительность гидроциклона в м*/ч . .
Производительность гидроциклона а
пересчете на сухой материал в т/ч
Потери глины с песком в %
. . - в т/«
2
26,76
13,6
60
2,5
2,5
21,4
16,4
56
3,48
8,48
27,1
23
10,7
0,5
0,8
20
3,76
2,9
15,4
1,64
2
28,3
24
12
1,18
1,52
22
4,3
4,4
13,8
1,66
1,5
27,3
12
62,12
1,99
7,16
19,6
23
8-, 6
0,3
0,9
?2
4,2
3,4
16,5
1,6
88
Для более тонкой очистки шлама можно применять
двухступенчатый процесс, тогда гранулометрический состав шлама
будет соответствовать технологическим требованиям.
Следует отметить, что результаты указанных работ с внбро-
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
дистанционного управления механизмами и электрическую блокировку
электродвигателей, обеспечивающую запуск и остановку
технологического оборудования в определенной последовательности.
На рис. 35 представлена схема автоматизации отделения
дробления известняка на современном цементном заводе [25].
Управление оборудованием первичного и вторичного
дробления сводится к их включению в работу или отключению и
осуществляется с агрегатного щита, устанавливаемого у щековой
дробилки. Включают все механизмы при помощи одной кнопки.
При этом вначале автоматически подается .предпусковой
сигнал, затем включается оборудование 8—7, 5—4; 3, а потом 6
и 14, причем последовательность пуска обеспечивается
электрической блокировкой. Транспортеры 9 и 10 приводятся в
движение при появлении материала на ленте «о сигналам датчиков
контроля 15 о наличии материала.
Основной недостаток этой системы заключается в
отсутствии элементов дистанционного контроля технологического
процесса.
Блокировка не предотвращает завалы дробилок
материалом, обрыв транспортера, поломки распорных плит дробилки
и т. д.
Следует отметить, что процесс переработки известняка и
глины, связанный с транспортированием и дроблением больших
количеств крулнокусковых и высокоабразивных материалов,
сопровождается непрерывными ударными нагрузками и
абразивными воздействиями на машины, что затрудняет, конечно,
применение автоматизации. Изучение работы средств
автоматики 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
изолированном от пыли отдельном помещении.
89

CO
о
Схем о
блониообочных зависимостей
На реверсивный
передвижной
транспортер
над бункерами
сырьевых
мельниц или на смад
бебтйадбе
Рис. 35. Схема автоматизации процесса дробления известняка
/ — автомашина-самосвал; 2 — приемный бункер: 3 — пластинчатый транспортер; 4 — щековая дробилка; 5 —ленточный транспортер;
5 — транспортер для просыпи; 7 — самоочищающаяся молотковая дробилка; 8 —ленточный транспортер: 9 — ленточный транспортер;
10 — ленточный транспортер; // — песковый насос; 12 — вентилятор; 13 — устройство для удаления металлических предметов с ленты;
14 — устройство, контролирующее положение и исправность ленты; 15 -»устройство, контролирующее наличие' материала на ленте
"-
i
7
к
Й
—
глиста
В!
О
(Я
яз'ко-
М К
<» 3
£ о
О о
К
тз
асте-
шла-
тэ
к
Зави
Растенаемость р в мм
<
с
С5
3
2 *
3*
3 *
О С5
1 3
31^
S3
8
» * i
5 INS *
/
-^
//
У
S
S
O)ceo^>*0)cucs's>*:e>icec>
f\>
n
w
Вязкости pi в отн ед.
*. Й
«I
Е
&
в»
S
а
ё
§
§
%
§
*
Э
1/
^АЛ
Г С
л.
Лrvj
• у
0
0

3W Я
gag
R CJ g
! 5 s
При защите же технологического оборудования от
аварийных режимов хорошо зарекомендовали себя металлоискатели.
Для централизованного управления операциями дробления
необходимо обеспечить дистанционный контроль за ходом
технологического .процесса и работой оборудования. Наиболее
радикальным решением этого вопроса является применение
промышленного телевидения, а также пуск поточно-транспортных
линий и использование реле скоростей.
Автоматизация процесса приготовления шлама в болтушках
сводится к автоматическому поддержанию оптимальной
вязкости, а следовательно, и влажности шлама.
Известно, что по вязкости шлама можно приближенно
судить о его влажности и растекаемости. На рис. 36 и 37
.представлены эти зависимости для шлама одного из цементных
заводов (заштрихованная часть графика —оптимальные
значения этих параметров). На основе этих данных на Себряковском
цементном заводе освоено автоматическое регулирование
процесса приготовления шлама в болтушках (рис. 38).
Основные параметры для контроля и регулирования
процесса 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
шлама позволило повысить производительность болтушек на 25—
30% и несколько снизить влажность шлама.
♦

Глава II
ТОНКОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
J. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
ПРОЦЕССА ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
Во многих отраслях промышленности в процессе
производства большие количества твердых материалов
перерабатываются в тонкодисперсный порошок. Для интенсификации процессов
производства и увеличения скорости химических реакций в
ряде случаев необходимо ловышать удельную поверхность
материалов путем их измельчения. При этом наряду с
совершенствованием и улучшением существующих производственных
процессов возникает возможность получения качественно новых
свойств, которые невозможны без тонкого измельчения.
В цементном производстве тонкому измельчению
подвергаются сырьевые материалы, твердое топливо, цементный клинкер
и различные добавки.
Степень дисперсности размолотых материалов
характеризуется тонкостью помола, определяемой ситовым анализам или
удельной поверхностью и зерновым составом.
Ситовой анализ применяют для определения тонкости
помола порошкообразных материалов или шлама при текущем
контроле производства и различных исследованиях. Для
просеивания употребляют стандартные металлические сита с
квадратными отверстиями размерами 0,21 мм и 0,08 мм. Тонкость помола
определяется по весу остатка на контрольном сите,
выраженному в процентах от общего веса просеиваемой пробы. При таком
определении тонкости помола не удается получить
представления 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
сито. Пределы тонкости помола, выявляемые по ситовому
анализу, недостаточны для характеристики современных цементев.
Такой вид анализа в настоящее время во многих стандартах
заменяется или дополняется определением удельной
поверхности. Для этой .цели применяются поверхностемеры и турби-
диметры. В некоторых странах испытание тонкости помола во-
£4
обще не предусмотрено стандартами, но это не означает, что
при текущем контроле производства «е пользуются каким-либо
методом определения тонкости помола измельченного продукта.
Исследованиями установлено, что прочность цемента в
ранние сроки твердения пропорциональна величине удельной
поверхности. Однако на практике бывают значительные
расхождения в прочности цементов одинакового минералогического
состава, размолотых до одной и той же удельной поверхности.
Исследования [32, 33, 34] показали, что для более полной
характеристики цемента необходимо учитывать не только
удельную поверхность, но и зерновой состав. Зерновой состав или
гранулометрия размолотого материала является особенно
важным показателем, который дает представление о рациональной
работе, затрачиваемой на измельчение.
Развитие скоростного строительства предъявляет новые
требования к свойствам и качеству цемента. Во многих случаях
темп выполнения строительных работ вызывает необходимость
применения специальных быстротвердеющих цементов.
Потребность в таких цементах особенно ощущается при изготовлении
изделий с предварительно напряженной арматурой, где
требуются высокие прочности на сжатие в ранние сроки твердения и
при изготовлении железобетонных изделий.
Производство высокопрочных и быстротвердеющих
цементов связано с более тонким их измельчением до удельной
поверхности 3500—4000 см2/г, а в отдельных случаях и 5000 см2/г.
Это обеспечивает лучшее использование химической
потенциальной энергии клинкера и экономию цемента.
Применение в строительстве высокопрочных цементов
позволяет уменьшить нормы расхода цемента на единицу объема
бетона. Повышение активности цемента «а одну марку за счет
более тонкого его измельчения равносильно увеличению
объема производства на 15%.
Повышение тонкости измельчения материала обычно
приводит к значительному снижению производительности мельниц.
Это обстоятельство вызывает необходимость разработки
наиболее 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
вращающихся печей желательно получить продукт, однородный по
зерновому составу.
Получить цемент высокого качества можно лишь при
соответствующей подготовке сырьевых материалов. Тонкое
измельчение основных компонентов сырьевой смеси определяет
качество .клинкера.
В этой связи представляют интерес данные Хендрикса [35],
указывающие на изменение спекаемости сырьевых материалов
95

однородного химического состава при различной степени
измельчения.
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.
количество частиц указанных размеров может быть двое больше.
Присутствие в смеси до 5% чистого кальцита размером свыше
150 мк не оказывает серьезного влияния на ее спекаемость. При
наличии загрязненных кремнистых известняков крупных
частиц в смесях .может содержаться больше.
На спекаемость сырьевой смеси мало влияют небольшие
изменения в зерновом составе мелких фракций. Однако чтобы
обеспечить практически достаточно хорошую спекаемость,
необходимо 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
установлено, что соответствующим подбором рационального
зернового состава портландцемента можно значительно повысить
активность и улучшить ряд других свойств цементов.
Увеличение удельной поверхности цемента дает
положительный 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
поверхности сверх определенной оптимальной величины
объясняется тем, что более тонкий помол наряду с ускорением
процесса 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
содержат некоторое количество относительно более крупных
частиц. Роль отдельных фракций необходимо рассматривать в
свете теории твердения, по которой схватывание и твердение
портландцемента происходят вследствие уплотнения масс геля за
счет «внутреннего» отсасывания. Значительные массы геля
образуются из зерен самых мелких фракций размером менее
20 мк, которые гидратируются полностью в сравнительно
короткие сроки. По данным Ю. М. Бутта [37], зерна размером
менее 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
96
поздние сроки. Фракция размером 40—60 мк также участвует
в уплотнении геля путем «внутреннего» отсасывания, но зерна
фракции частично остаются негидратированными. 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
размером от 3 до 30 мк. Фракция размером 3 мк способствует
росту 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
наличия зерен менее 7—9 мк, через двое — от .наличия зерен
менее 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
исследователя, .в зависимости от зернового состава изменяются
следующим образом:
1) самые мелкие фракции содержат в большем количестве
СаОсвоб- КгО и S03. В этих зернах больше C3S, что
объясняется лучшей размолоспособностью последнего. К тем же
выводам пришел Матоушек [40] и А. Н. Иванов-Городов [34];
2) чем тоньше размолот цемент, тем короче сроки
схватывания и трещинообразования;
3) чем больше мелких фракций в цементе (при одинаковом
В/Ц), 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
пропорционально росту удельной поверхности;
7) грубо измельченные цементы наиболее морозоустойчивы.
Установлено [34], что для равномерного твердения
цементного камня в естественных условиях и достижения им высокой
механической прочности в возрасте свыше одних сусок,
необходимо следующее примерное соотношение зерен по размерам:
4 Зак. 823
97

зерен менее 5 мк . . 20%
„ от 5 до 20 мк . . около 45—40%
» .20 , 40 „ . . . , 25—20%
крупнее 40 мк . . . . „ 15—20%
При этом величина удельной поверхности цемента
(определенная по поверхностемеру В. В. Товарова) указанного
зернового состава была 3800—4000 см21г.
Очевидно, что приведенный зерновой состав не может быть
одинаковым для 'клинкеров различного минералогического
состава. Процентное содержание отдельных фракций в цементе
следует уточнять в зависимости от предъявляемых к нему
требований и обязательно с учетом химико-минералогического
состава клинкера.
Оптимальным содержанием фракций размером от 3 до
30 мк в обычных портландцементах принято считать 40—50%i
в портландцементах высоких марок — 55—65%, а самых
высоких марок — более 70%.
Установлено, что с увеличением содержания мелких
фракций в цементе реакции гидратации и твердения проходят
быстрее, а значит, качество готового продукта находится, в
основном, в зависимости от минералогического состава клинкера
и степени измельчения.
В связи с этим совершенствование технологии тонкого
измельчения в цементной промышленности приобретает особо
важное значение.
2. ПАРАМЕТРЫ
И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОМОЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Основными агрегатами для тонкого измельчения
материалов 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
скорости— каскадный, при 'большой—водопадный. При каскадном
режиме мелющие тела перекатываются и материал
измельчается под действием раздавливающих и истирающих усилий.
При водопадном режиме шары внешнего ряда (рис. 39) в
результате трения о внутреннюю поверхность корпуса
поднимаются вместе с корпусом мельницы до точки отрыва А,
отделяются от нее и вначале под действием сил инерции продолжают
двигаться немного вверх, слегка поднимаются, а затем
падают вниз к точке падения В. В этой точке происходит измельче-
98
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
падающих мелющих тел.
Упрощенно можно следующим образом представить
действие мелющих тел (рис. 40). При работе мельницы каждый
Рис. 39. Траектория движения Рис. 40. Примерная схема
шара движения мелюших тел в
шаровой мельнице
шар в слое между линиями а—а и в—в подвергается
воздействию двух сил: одна из них приложена в точке контакта
с бронёфутеровкой и направлена в сторону вращения
барабана, другая приложена на диаметрально противоположном
конце и направлена в другую сторону. Эти силы образуют
пару сил, которые вращают шар вокруг его оси (параллельной
оси мельницы). Шары в смежных слоях находятся в
аналогичных условиях. В результате этого мелющие тела скользят
друг по другу и измельчают, истирая, попадающие между
ними частички материала. Однако доля работы, затраченной на
истирание, весьма незначительна и не превышает 1,5—2% [12].
'При водопадном режиме работы мелющие тела после
отрыва от поверхности бронефутеровки падают по
параболической 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
происходит интенсивное движение шаров и протекает основная
работа измельчения дроблением. Часть шаровой загрузки не
отрывается от общей массы мелющих тел, а только скользит
и перекатывается. Эта «сосредоточенная» часть загрузки тем
меньше, чем больше работа дробления ударом и выше ско-
4* Зак. 823
99

рость мельницы (в допустимых пределах). С уменьшением же
скорости мельницы количество мелющих тел в
сосредоточенной части загрузки увеличивается.
Следовательно, при водопадном режиме ' часть мелющих
тел работает ударом, а вторая часть дробящей загрузки —
перекатом. 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
находится под действием центробежной силы Р и силы
тяжести G (см. рис. 39). Шар может подняться до точки А,
определяемой углом отрыва а, лишь при условий
Р = G cos а.
Заменяя в этом уравнении центробежную силу инерции ее
значением, выраженным через массу шара и
центростремительное ускорение, в результате преобразований получим
уравнение
rPR
cos a = .
900
Это уравнение называется основным уравнением движения
шара в мельнице, связующим угол его отрыва с 'числом
оборотов корпуса и радиусом .последнего в свету. Из него
следует, что угол .отрыва шара от корпуса, как и высота подъема
шара, не зависит от его веса.
С увеличением скорости вращения корпуса мельницы
можно 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 =niR
900 '
откуда критическое число оборотов мельницы будет
30 42,3 ,,
-==- = —■—- об/мин,
где £) — внутренний диаметр барабана мельницы в м.
п __»L. = JP- об/мин,
"КР — лГв ЛГП
100
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
горизонтальной оси. Когда угол наклона всей массы шаров достигает
величины угла естественного откоса (примерно 40—50°),
шары скатываются каскадом по образовавшемуся откосу.
Эффективность работы по измельчению материала .при
каскадном режиме невелика.
Оптимальной скоростью вращения шаровых мельниц,
обеспечивающей необходимую высоту подъема шаров, считается
такая, при которой угол отрыва шара внешнего ряда от
стенки мельницы а будет равен 54°40', что соответствует числу
оборотов
32
Лопт = -7= ИЛИ Лопт = 0,76 Лкрит .
у и
В мельницах, футерованных гладкими бронеплитами,
возможен 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
скорости, в то время как любое мелющее тело, расположенное в
наружном слое мелющей загрузки со стороны футеровки,
движется в этом же направлении со скоростью ниже той, которая
соответствует критической скорости шара. Эта разница в
скоростях 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
осуществлен практически лишь иа 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
эффективность работы мелющих тел, в шаровой мельнице взамен
гладких броневых плит устанавливают броневые плиты
различного фигурного профиля (ступенчатые, волнистые и др.)-
В последнее время в цементной промышленности помимо
волнистых и ступенчатых плит получили распространение
броневые плиты, на рабочей поверхности которых имеются высту-
101

пы цилиндрической или сфероидальной формы (так
называемые «каблуки»). Устройство выступов 'создает условия для
лучшего подъема шаров, а также способствует упрочению
рабочей поверхности броневых плит, а следовательно,
увеличению их износостойкости вследствие наклепа,
осуществляемого шарами в процессе их работы.
Наблюдения позволили установить, что при заполнении
мельниц шары различной величины неблагоприятно
распределяются по длине .рабочей камеры мельницы. Более крупные
шары всегда перемещаются к ее разгрузочному концу, оттесняя
мелкие к загрузочному. Это отрицательно сказывается на
эффективности измельчения материала, так как в результате
такого 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
рубежом и в отечественной цементной промышленности стали
применять для футеровки мельниц конусно-ступенчатые броне-
иые 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
—обычные (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
подбирается на основании опытных данных в зависимости от
свойств измалываемого материала.
Со стороны загрузочного конца шаровой камеры
устанавливаются 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 междукамерной перегородки на протяжении 500—700 мм
также устанавливаются цилиндрические плиты, чтобы
улучшить 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
поверхности броневых плит значительно уменьшает скольжение
шаров, 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.
\ 102
В связи с этим перед монтажом конусно-ступенчатых плит
в мельнице необходимо увязать фактическую скорость ее
вращения 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
эффективно при скорости вращения, составляющей 60—7W0 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
скорости вращения я=0,6лкритв мельнице с гладкой
бронефутеровкой расслоения шаровой загрузки почти не происходит
(рис. 41, с).
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
главным 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
незначительная. 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
шаровой загрузки происходит четкая, почти идеальная, сортировка
шаров вдоль камер мельницы лри угле наклона рабочей
поверхности бронеплит а=10°.
Второе состояние. Скорость вращения мельницы
повышается, расслоение шаровой загрузки увеличивается.
Преобладающее количество крупных шаров концентрируется в
средней части загрузки и только у «пяты» они перемещаются
во внешний ряд и броневую футеровку (рис. 41,в).
Сортировка 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,
необходимо устанавливать броневые плиты с углом наклона
рабочей поверхности 12—13е.
103

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
загрузки ' Мелкие шары, имеющие большую скорость,
сосредоточиваются .во внешних рядах. Крупные шары не .выходят ,на
поверхность броневой футеровки, а как бы перекатываются на
слоях из мелких шаров (рис. 41, г).
Рис 41 Схема расслоения шаровой загрузки в
мельнице с гладкой поверхностью бронефутеровки
при различных скоростях вращения мельницы
а, б. в, г — скорости вращения
При таком .расслоении шаровой загрузки, когда крупные
шары не перемещаются во внешний ряд и «а поверхность
броневой футеровки, сортировки мелющих тел в мельнице с
конусной бронефутеровкой не происходит. Иногда наблюдается
даже «обратная сортировка», т. е. крупные шары
концентрируются у выходной части камеры.
Мелкие шары при этих условиях движения шаровой
загрузки выходят на внешние ряды и, достигнув броневой
'футеровки как бы покрывают ее слоем, преграждая доступ круп-
104
ным шарам. При больших скоростях крупные шары,
сосредоточиваясь 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
оборотах поднимается выше и оказывается во внешнем слое
шаровой загрузки, большой же шар имеет меньшую скорость,
поднимается, наименьшую, высоту д, отрываясь" от
бронефутеровки, остается в одном из внутренних слоев. В результате
большие шары остаются в средней части загрузки и не
смешиваются с малыми шарами во всей массе загрузки.
Не трудно убедиться, что в трубных мельницах, которые
вращаются со скоростью я = 0,85 пкрит (и даже больше),
возможна сортировка мелющих тел (шаров), но для этого
должна быть установлена конусная бронефутеровка с гладкой
поверхностью.
В мельнице с каблучковой бронефутеровкой наблюдается
такое же расслоение шаровой загрузки, как и в мельнице с
гладкой бронефутеровкой. Однако каждому состоянию
расслоения шаровой загрузки соответствуют другие скорости
вращения. Скорости вращения мельницы с .каблучковой
.поверхностью футеровки п=--0,6 «крит такие же, как у мельницы с
гладкой поверхностью броневых плит п=0,85 пкрит. В мельницах
с каблучковой бронефутеровкой при скорости вращения п—
= 0,6 Пкрит происходит значительное расслоение шаровой
загрузки, но на поверхность броневой
футеровки попадает достаточно боль- 7П ■ ffi i,tfO
шое количество крупных шаров, обес- 50Л&^ "**>ци0
печивгющих хорошую классификацию
мелющих тел (рис. 42).
На сортировку шаровой загрузки
значительно влияют диаметр
барабана мельницы и ассортимент
мелющих тел. Так, чем больше диаметр
мельницы, тем продолжительнее время
самостоятельного движения шара и
тем больше времени остается для вы- рис 42. Схема расслоения
хода крупных шаров (на «пяту» и бро- шаровой загрузки в мель-
нефутеровку. В этом можно легко нние с каблучковой по-
убедиться, сопоставляя периоды дви- веРхностью броневых плит
жения шара по параболе и круговую
траекторию в мельницах разных диаметров.
Из динамики шаровой мельницы известно, что период
движения шара, т. е. время его движения от точки отрыва А до
105

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
движения шара по круговой траектории ВА и по параболе АВ, от
точки падения В до нее же, или, как его «азывают, цикла
движения этого шара.
Для мельницы с п об)мин продолжительность одного
оборота составит
, 60
t = сек.
п
Шары от точки В до точки отрыва А, расположенные по
окружности радиуса R, движутся вверх по этой круговой
траектории вместе с мельницей. От точки отрыва А до точки
падения В шары движутся самостоятельно по параболе АВ.
Определим продолжительность этих двух периодов движения
шара.
Центральный угол 6=АО В, соответствующий прохождению
шаром параболы АВ, будет равен!
8 = о + 90 + р = о + 90 + (3о — 90) = 4а,
где р = 3а—90.
Центральный угол ср=АОВ, соответствующий движению
шара вместе с мельницей, составит ф=360—6=360—4а.
Время t, в течение которого шар проходит этот угол,
вращаясь одновременно с мельницей, находим из условия
tx: t = ср : 360 = (360 - 4а): 360,
откуда
_ Jcp^ _ j)0_ 360 — 4а _ 90 — а
1 ~~ 360 ~ п 360 ~ \,Ъп '
Время £2 'Самостоятельного перемещения шара по параболе
АВ на горизонтальное .расстояние х определим по формуле
"Я — i
UCOSa
где абсцисса х
х — 4R sin cos2 a,
а линейная скорость шара v в точке отрыва А
_ mnR
~~ 30
Тогда время t2 самостятельного движения шара по
параболе будет
, _ х _ 4j^sinjcos2j-30 _ 19,1 sin 2з
*а —' ^ ■— ■
IP COS a TinR COS а П
106
Из данных табл. 27 видно, что в модели мельницы с
каблучковой бронефутеровкой при скорости вращения п=0,7пКрит
угол отрыва шара d=50 мм примерно равен 54°, что
соответствует наивыгоднейшим условиям работы шаровой загрузки.
Таблица 27
Величина угла отрыва в модели мельницы с каблучковой бронефутеровкой
в зависимости от скорости вращения, коэффициента заполнения
и размера шаров
Диаметр
шаров в мм
30
50
90
Коэффициент
заполнения
0,25
0,3
0,35
0,4
0,25
0,3
0,35
0,4
0,25
0,3
0,35
0,4
Угол отрыва в град прн скорости вращения мельницы
в долях единицы от критической скорости
0,6
ел ел ел ел
CD CD CD CD
60
60
60
60
60
75
65
60
55
0,72 0,85
1
40
40
40
40
50
50
50
50
50
70
60
55
50
30
30
30
30
40
40
40
40
65
55
50
45
0,98
20
20
20
20
30
30
30
30
60
50
45
35
Определим время движения шара вместе с мельницей по
круговой траектории
90 — а 90 — 54 _ _24_
п
h
1, Ъп 1,5 п
Время самостоятельного движения шара по параболе АВ
будет
19,1 sin2а 19,1 sin (2-54) _ 18
п п п
U =
Полный цикл движения ша.ров слоя, для которого угол
отрыва а=54°, составит
п п п
107

Для мельницы диаметром D=\ м оптимальная скорость
равна
32
«х = —т=- = 32 об/мин,
а для мельницы диаметром D = 2,6 м
п2к = —= = г = 20 об/мин.
В мельнице D=\ м шар внешнего ряда совершает полный
цикл за время
42 42 , Q1
t0 = — = — = 1,31 сек.
п 32
Рассчитаем время самостоятельного движения шара по
параболе в мельнице D=\ м
t2 = — = ■— = 0,56 сек.
п 32
В мельнице D = 2,6 м шар внешнего ряда совершит полный
цикл за время
,• 42 42 0 ,
t0 = = = 2,1 сек,
п 20
а время самостоятельного движения шара ,по параболе
составит
." 18 18 г\ г\
to = = = 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
самостоятельного движения шара по параболе в мельнице
большего диаметра превысит это время в мельнице малого
диаметра в 1,6 раза
t2: *2 = 0,9: 0,56= 1,6.
Получается, что чем больше времени шар находится во
взвешенном состоянии, т. е. в отрыве от основной массы
загрузки, тем больший путь проходят шары во внешнем слое
сосредоточенной части загрузки. А так как в сосредоточенной
части загрузки в основном концентрируются крупные шары, то
п мельницах 'большего диаметра у них больше времени для
преодоления завесы внешних слоев, состоящих из малых
шаров взвешенной части загрузки. Этим и объясняется, что в
производственных условиях в мельницах большего диаметра
с каблучковой бронефутеровкой классификация шаров
осуществляется И При СКОРОСТИ П = 0,7 Пкрит-
108
При постоянной скорости вращения по мере увеличения
доли крупных шаров в загрузке соответственно увеличивается
сосредоточенная часть и уменьшается взвешенная часть ее,
что' также влияет на самосортировку мелющих тел в мельнице
с конусной бронефутеровкой.
Если на поверхности бронеплит имеются каблучки, то
значительно 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
бронефутеровке. При этом угол отрыва шаров диаметром 30—50 лш<не
зависит от коэффициента заполнения, а определяется только
скоростью вращения мельницы, поскольку шары указанного
размера входят в углубления между каблуками, которые
поднимают их на значительную высоту. Из этого следует, что
изменение коэффициента заполнения не должно отражаться на
величине угла отрыва шара, что мы наблюдаем в
действительности.
Как мы видели (см. табл. 27), оптимальный угол отрыва
шаров 0 30—50 мм обеспечивается при 'скорости п=0,6-е-
—и, / якрит.
Шары диаметром 90 мм и больше не входят в пазы между
каблуками, поэтому сила сцепления у них во много раз
меньше, 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
каблучковой поверхностью футеровки уменьшается по мере увеличения
диа*метра шара. Так, хорошее сцепление с ней создается у
шаров 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
диаметром до 80 мм работают эффективно при скорости п = 0,6 -г-
-нО,7-пКрит • При этой же скорости расслоение шаровой
загрузки еще не достигает .максимального уровня, что обеспечивает
достаточно хорошую классификацию мелющих тел. Шары d >
^>90 мм при скорости вращения п = 0,6-н0,7 пкрит работают с
пониженной эффективностью, так как при этих скоростях они
не поднимаются на наибольшую высоту.
Из этого следует, что мельница с каблучковой сортирующей
бронефутеровкой может работать наиболее эффективно в том
случае, если скорость вращения п=0,6-=-0,7лКрит, а размер
шаров в загрузке не (превышает 80 мм.
109

Необходимая предпосылка для создания таких условий —
предварительное дробление клинкера.
В том случае, когда нет необходимости вводить в
ассортимент шаровой загрузки шары сГ^> 80 мм, установка каблучко-
вых сортирующих бронеплит может повысить
производительность трубных мельниц до 20%-
На Волховском алюминиевом комбинате, к примеру,
производительность мельницы размером 2,2X13 м, отфутерованной
каблучковыми сортирующими бронеплитами, при помоле
предварительно измельченного клинкера увеличилась с 17 до 21 т\ч.
На отечественных цементных заводах предварительного
дробления клинкера, как .правило, нет. Поэтому для
измельчения крупных кусков клинкера, поступающих в мельницу,
приходится применять мелющие ,шары^^90 мм. Но в мельнице
с каблучковой бронефутеровкой вращающейся со скоростью
и=0,6-т-0,7 Пкрит, такие шары работают с пониженной
эффективностью. Чтобы обеспечить измельчение крупных кусков
материала, необходимо увеличить долю шаров d%90 мм в шаровой
загрузке до 35—40% и удлинить камеры с шаровой загрузкой
до 3/j пбтттрй ,/1лины мельницы. При помоле .в мельницах с
конической каблучковой ороневои футеровкой «линкера 'без
предварительного дробления удается повысить производительность
до 10%.
Сортировать мелющие тела можно в трубных мельницах,
работающих со скоростью от п=0,6ПкритДО я=0,9 пкрит, но для
каждой скорости необходимо подбирать соответствующий
профиль броневых плит. Конусные броневые плиты с каблучковой
поверхностью обеспечивают классификацию шаровой загрузки
и оптимальные условия работы мелющих тел при скорости
вращения мельницы п=0,6н-0,7 пКрит . Эти скорости находятся в
26 29
пределах от до .
УТГ Yd
При скорости вращения мельницы п=0,7-ь0,8 пКрит
необходимо применять .конусные бронеплиты с волнистой поверх-
30 33
ностью, которым соответствуют значения п от —— до——,
Yd Yd
а 'при скорости вращения мельницы п=0,8-ь0,9
пКрнт—броневые плиты с гладкой поверхностью. Им соответствуют значения
34 38
оптимальной скорости п от —— до —— .
Yd Yd
Известно, что конусная бронефутеровка внутри барабана
мельницы образует усеченные конуса. Скорость движения
шаров, расположенных на наклонной плоскости конуса, не
одинакова, в связи с чем увеличивается трение как между шарами,
так и внутри слоев размалываемого материала. В данном
случае в мельнице с сортирующей бронефутеровкой трение внутри
слоя материала будет значительно больше, чем при цилиндри-
110
ческой футеровке, что является важным фактором
интенсификации измельчения методом истирания.
Разница в скорости движения шаров, расположенных по
длине одной наклонной плоскости, достигает больших
размеров. Так, например, для мельницы диаметром 2,2 м с конусной
бронефутеровкой при скорости вращения п=20,5 об/мин
внутренний диаметр в вершине усеченного конуса Z), = l,88 mm, a
скорость составит
п 1 ^i — О fifi я
В то же время для шара на этой плоскости броневой плиты,
расположенного у основания усеченного конуса, т. е. по
окружности наибольшего диаметра D2 = 2,07 м, скорость будет равна
П YD2 rv ~
^■2 — АО Ч — '' ^крнт •
Следовательно, скорость движения шаров внешнего ряда,
расположенных по наклонной плоскости броневых плит и
образующих усеченный конус футеровки, только в пределах
высоты одной тлить! изменяется на 4fl/o.
С изменением диаметра мельницы по длине усеченного
конуса, образуемого конусной бронефутеровкой, изменяется и
окружная скорость шаров, расположенных вдоль броневой
плиты.
Окружная скорость шара по наибольшему диаметру
составляет:
щ = JSL = 2-З.И-..035-20.5 =:2,22 м/сек,
0 60
а по наименьшему диаметру
2wyi 2-3,14-0,94-20,5 0 пп ,
и, = —— = : !— = 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
образуются мельчайшие частички материала. Поэтому при тонком
помоле цемента конусная бронефутеровка значительно эффективнее
цилиндрической с любой поверхностью.
Применение сортирующей бронефутеровки при оптимальных
условиях работы шаровой загрузки создает необходимые
предпосылки для повышения производительности трубных мельниц
я тонкости измельчения цемента.
Мелющие тела
В качестве мелющих тел в цементной промышленности
используют стальные и чугунные шары и стальные или чугунные
цилиндрики (цильпебс). В последние годы вместо цилиндриков
111

в .ряде случаев стали применять мелющие тела
эллипсоидальной формы (эллипсоиды) из отбеленного чугуна. Их
изготовляют 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
зтали и чугуна. По техническим условиям твердость стальных
шаров по Бринеллю должна составлять 250—310 кГ/мм2 при
пределе прочности на растяжение 90—ПО кГ/мм2.
Диаметр стальных цилиндриков составляет 16—25 мм, 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
грубных многокамерных мельницах осуществляется
интенсивнее, если ,во всех камерах в качестве мелющих тел применяется
цильпебс.
На рис. 43 приведены две кривые сухого измельчения
твердых материалов в мельнице с шаровой и цильпебсной загрузкой.
Вес мелющих тел, необходимый для загрузки, рассчитывают
по формуле
(2 = ^^91 = 0,785^^91,
где Q — вес мелющих тел в т;
D — внутренний диаметр мельницы в м;
Z.a — внутренняя длина мельницы в м за вычетом толщины
перегородок;
<р — коэффициент заполнения мельницы в долях единицы;
7 — насыпной вес мелющих тел в т.
Как это видно из табл. 28, насыпной вес мелющих тел
зависит от их размера.
Таблица 28
Зависимость насыпного веса шаров
от их размера
Диаметр шара
в мм
100
80
60
50
40
30
Вес 1 ms шаров
в г
4,56
4,62
4,66
4,708
4,76
4,85
1
е
о
*:
«3
£
60
50
40
30
го
ю
о
I
/ S
Г.
) -
-)
_
_
_
□
~т 1 И ! 1 1 1 1
\ '
Ч
Ух^
у\
\ ^
1 ' \
' \ %1
' 1 ^"^* wj
' гФз
:г± _ ±н
/ Z 3 4 5 6 73 9101112/3
Длина мельницы в м
Рнс. 43. Размалывающая
способность шаров (/) и циль-
пебса (2)
Производительность мельниц
Производительность трубных мельниц зависит от
сопротивления материала размолу, его гранулометрического состава,
влажности и температуры, коэффициента заполнения,
ассортимента мелющих тел, режима их работы (высота подъема,
классификация по размерам по длине мельницы), интенсивности
аспирации, адсорбционных свойств среды и ряда других факторов.
Влияние этих факторов на процесс измельчения изучалось
многими исследователями, но до сих пор не получено
соответствующей зависимости. К тому же на каждом заводе и даже
на каждой мельнице есть своя специфика. Поэтому дать
обоснованную формулу производительности, которая учитывала бы
влияние всех факторов в их взаимодействии на лроцесс
помола, до сих пор не удалось.
В. В. Товаровым разработана методика определения
производительности многокамерных мельниц, работающих в
открытом цикле. В основе этой методики лежит предположение, что
решающим фактором, от которого зависит возможная
производительность мельницы, является величина «полезной»
мощности, с которой мелющие тела воздействуют на
.размалываемый материал, т. е. той Мощности, которая расходуется
непосредственно «а подъем « ускорение мелющих тел.
Вторым фактором, обусловливающим 'производительность
мельницы, является 'коэффициент использования полезной
мощности мельницы в .процессе измельчения. Величина данного
коэффициента зависит от соответствия ассортимента мелющих
тел крупности измельчаемого материала и его сопротивлению
размолу.
Третьим фактором является величина удельной
производительности, т. е. производительности, приходящейся «а единицу
полезной мощности при коэффициенте «е использования,
.равном единице, и заданной тонкости измельчения. Удельная
производительность мельницы при принятой тонкости измельчения
определяется на основании данных по размолу в
промышленной или лабораторной мельнице по методике Гипроцемента.
Из сказанного следует, что производительность мельницы
пропорциональна произведению
B = NrJb,
где В—производительность мельницы в т/ч;
N—полезная мощность мельницы в квт;
•у; — коэффициент использования полезной мощности в
долях единицы;
Ъ— удельная производительность ,при помоле материала
до заданной тонкости измельчения в т/квт-ч.
Величину полезной мощности мельниц, загруженных
мелющими телами с насыпным весом около 4,5 т\мг и относительной
ИЗ

скоростью вращения корпуса п=0,75 пкРит определяют по
формуле
г— / G \0,8
# = 6,4514 D (-у) ,
где у — внутренний объем мельницы в м3;
D — внутренний диаметр мельницы в м;
G — вес загрузки мелющими телами в т.
На основании этих формул и рассчитывают
производительность мельницы
Вх = 6,45V YD (-yV щЬ,
где 8 — поправочный коэффициент на тонкость помола.
Ориентировочные значения удельной производительности о
указаны ниже.
Производительность мельниц, работающих по замкнутому
циклу с сепараторами, определяется также 'по этой формуле с
введением поправочного коэффициента. В зависимости от
степени измельчения этот коэффициент обычно принимают
равным 1,1—1,25 (т. е. повышение производительности мельницы
в замкнутом цикле принимается равным 10—25°/о).
Мощность, требуемая для привода мельницы
При работе мельницы мощность ее приводного
электродвигателя расходуется на подъем мелющих тел (и материала),
сообщение им кинетической энергии и на преодоление вредных
сопротивлений (трения в цапфовых подшипниках и
подшипниках приводного механизма).
Общая мощность, необходимая для вращения мельницы,
составит
0,4G#„
N = кет,
■>]
где g_ общий вес мелющих тел. загруженных в мельницу, в г;
R— радиус корпуса мельницы в свету в м;
п —число оборотов мельницы в минуту;
yj — механический коэффициент полезного действия
мельницы, учитывающий потери на преодоление трения в
■подшипниках приводного механизма и цапфовых
подшипниках. Для мельниц с центральным приводом
г)=0,94-f-0,9; для мельниц с 'периферийным приводом
П = 0,88-^0,85.
114
Конструктивные отличия шаровых
и трубных мельниц
Для измельчения материалов в различных отраслях
промышленности применяется много типов измельчающих машин,
различных по конструкции и эффективности. Однако до сих
пор еще не разработана единая методика, позволяющая
сравнивать эти измельчающие машины и точно определять области
их применения.
Некоторые исследователи за основу простейшей
классификации принимают дисперсность измельчаемого'
материала, различая при этом дробилки для крупного, среднего и
мелкого дробления; мельницы для грубого, среднего и тонкого
помола. Такую классификацию нельзя считать
удовлетворительной, так как она не отражает конструктивных особенностей
измельчающих установок, а принятая качественная оценка
степени 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
относительной 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
измельчения» 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
рекомендует примерную конструкцию мельниц, приводит их технико-
экономические показатели, указывает область применения.
Однако, и эта классификация не лишена недостатков. Прежде
всего в ней нет четкого обоснования выбора относительных
скоростей движения мелющих тел и не указаны числовые значения
этих скоростей. Нельзя также согласиться с распределением
агрегатов 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
выходом 'продукта через пустотелую цапфу; б) мельницы с выходом
продукта через выходную решетку (периферийная разгрузка);
115

ч
СИ
н
с
X
>>
U
я
Ж
S
л
ч
о
2
к
S
л
S
■в-
I
ч
О)
н
X
9
ч
О)
£
К
S
к
О)
*
S
РЗ
*с
£
л
н
о
о
скор
ительной
о
о
S
1-
о
и
а
Я"
S
к
л
ч
о
й
О)
К
К
а
о,
s
н
и
S
О)
S
S
а
РЗ
2
п
О)
о.
о
_
о.
а
*С
>.
"—'
«3
О
a
д
ч
о
CU
S
S
а
о.
К
Ь
К
_
О)
S
н
(П
(иаж;
средней
е, удар
S
жат
а
к
«;
о
р;
я
г
.—I
о
о
я
Ч
*
—
CJ
CJ
2
§
асе
ч
х
а.
н
о
я
^ i
я
а
U
R о)
s a
§х
я°
1§
С ей
а. .
X ш
я Я
II
я a
я я
Я S
4 ч
ш ш
5 S
я
X
И ^
ч
о
Я я
со о
О X
а. о,
со ш
д*
я
н
и
о
с*
а.
<о
н я
«я g
о» **i
X &■
ш
а.
О
ш
СО о
I >Я
\о а
>,«
о.
f- с
и
о
.. И
R "
С
а.
со
ш
Ч °
ca Я
ш
R К Э
2 со X
Я О) R
ь я
U ей
Я
ct
си
ш
ш
Н
А я к
S Е «
П f" —
о s
1д|
•воя
5 s «
СО >< .
X О j
О X §
5 Й «
ш а.д
с о
ш я ■-
я a
Я н R
ч я >я
о =о
Ш Я Ч s
х со >о д
Си Ш СО
н х S
• R
О I
S ca
СО
et -
О J3
И ct
О СО
со я
ч
о
= X
ш 5 я
хёа
О) СО
Я S
ШШ1
Я Я «
х ^
о £ о>
5 ч о
2 я -о
СО >>СЗ
5 ш я
Соя
У х я
S£s
с
ш ..
I- Я
lcg
^ S ^
J-i CJ
В О) Я
О Et »
Я со Р
Я с о
ч я С
с я
Ei <и
« с .
<и о Я .
gc i ;
Я Ш t
л ■ ее с
Ч Я ь (
о <и t
■и ОЛ<
sa»;
ХО
ш
в
о
я
м
СО
уат
ч
с
м
о»
я
Н
f
о
(Л
<о
д
J3
S
>.
зон
с
Пос
я
я
н
внос
я
н
И
ш
Й++
О-в"
' О ^
со-в"
Си m
О
н
и
о
и
О)
ч
. я
СО В
а 2
О f1
о- ч
^ CJ
О) И
Я m
О) Я
я „
т R
« 5
а.о
t, о.
Ё-ч я
S- О) Я
со н £
со я Ч
tr о
3 £
о ч
О)
«О л
§д
S О
ч
О R
X со
а ^ Й «
чоа s
° «я
а з со
Н X го
I
ч
о
<о
я
я «
с я
Н в)
о
ч
-Ч Й
ш я
s я
я ■<
R
ct П СО
я
X! Я
Я R =
х я ;S
g£|
с. О- S
S
о
116
ь) мельницы с выходом продукта через наружное
цилиндрическое сито;
по типу загрузки: а) с загрузкой из металлических
шаров; б) из стержней; в) из кремневой гальки.
В цементной 'промышленности 'принята классификация
мельниц .по линейным размерам. В зависимости от
.отношения длины к диаметру мельницы делят на трубные и
шаровые. Мельницы могут .работать как по открытому, так и по
замкнутому циклу. Помол пооткрытому циклу
характеризуется однократным прохождением материала через мельницу при
измельчении до заданной конечной тонкости, а помол по
замкнутому циклу — многократным. В этом случае не требуется,
чтобы за одно прохождение в мельнице заканчивалось
измельчение исходного материала до заданной конечной тонкости.
Выделение частиц заданного .размера осуществляется
сепараторами.
Для тонкого измельчения твердых материалов в цементной
промышленности чаще всего применяют мельницы, у которых
отношение длины корпуса к его диаметру колеблется в
пределах от 2 до 6. Такие мельницы называют трубными.
Однокамерные мельницы, у которых отношение длины к диаметру
корпуса не превышает 2, принято называть шаровыми.
■В цементной промышленности Советского Союза для
тонкого 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
заводах. Широкое распространение получили мельницы
размерами 2,2X13 и 2.6XU3 м. На вновь строящихся заводах
устанавливают 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
толщиной 36—40 мм.
С торцовой стороны корпус обычно закрыт днищами,
отлитыми вместе с пустотелыми цапфами, которыми мельница
опирается на цапфовые подшипники. Внутренняя полость
корпуса разделена междукамерными перегородками на 3—4
камеры, а с сортирующей бронефутеровкой — на две камеры. В
конце барабана мельницы устанавливается разгрузочная или
выходная решетка.
Каждая камера имеет люковое отверстие прямоугольной
или овальной формы.
Широкое применение получила трубная мельница 2,2Х 13 м
с центральным приводом и центральной разгрузкой
материала. Корпус мельницы сварен из стальных листов. Люковые от-
117

верстия, предназначенные для загрузки мелющих тел во
внутреннюю полость корпуса, имеют овальную форму, ©следствие
чего уменьшается концентрация напряжений в кромках
металла. Люки расположены по одной образующей корпуса, и
крышки их шарнирно подвешены к телу корпуса.
С торцовых сторон корпус мельницы закрыт двумя
стальными днищами. Внутренняя боковая поверхность корпуса, а
также внутренняя
поверхность днищ защищена от
износа стальными броне-
плитами. Загрузочная
часть мельницы показана
на рис. 44.
Чугунная наклонно
расположенная течка 1
для материала закрепле-
-на на фундаментной
плите при помощи четырех
болтов. Во внутреннюю
полость цапфы вставлена
чугунная воронка 2,
имеющая форму усеченного
конуса- Своим торцом
воронка упирается в футе-
ровочные плиты днища 3,
!- в силу чего материал не
соприкасается с днищем
и, следовательно, не
истирает его. Между
загрузочной течкой и воровкой
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
грушевидное загрузочное устройство 2, жестко связанное с
торцом цапфы и вращающееся вместе с ней. Загрузочное
устройство изготовляют из листовой стали. Внутри загрузочного
устройства радиально расположены лопасти, которые подают
материал в цапфу. В цапфу вставлена стальная втулка 3. Она
неподвижно закреплена и-»имеет винтовые лопасти 4 для
перемещения материала в первую камеру. Стальная втулка
предохраняет цапфу от износа.
В зависимости от характера привода и
разгрузочного устройства различают конструкции:
1) с центральным приводом и центральной разгрузкой
материала;
2) с периферийным приводом и центральной разгрузкой
материала;
Рис. 44. Загрузочная часть мельницы с
воронкой в полости цапфы
118
Рис. 45. Загрузочная часть мельницы с грушевидным
загрузочным устройством
/ 2 3 4 5 6 7
Рис. 46. Разгрузочная часть мельницы с центральным приводом и
центральной разгрузкой материала

3) с центральным приводом и периферийной разгрузкой
материала.
В разгрузочной части мельницы с центральным 'приводом
и центральной разгрузкой материала (рис. 46) разгрузочная
решетка 1 соединена с торцовым днищем болтами 2,
проходящими через днище 3.
В центральной части разгрузочной .полости расположен
разгрузочный конус 4. Между решеткой, днищем и конусом
находятся стальные лопасти. Размолотый материал,
прошедший 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
контрольное сито 7.
При отсутствии центрального привода значительно
упрощается конструкция разгрузочного устройства мельниц
(рис. 47). Разгрузочное приспособление этого типа
.расположено между решеткой 1 и днищем 2. Оно состоит из легких
винтовых лопастей 3, которые поднимают продукт и ссыпают
120
его на вторые винтовые лопасти 4. Эти винтовые лопасти пи-
дают материал во внутреннюю полость разгрузочной втулки 5,
вставленной в цапфу.
Винтовые лопасти 4 проталкивают готовый продукт к
выходному концу разгрузочной цапфы в воронку 6,
прикрепленную болтами к наружному торцу цапфы. В воронке крепится
контрольное сито 7, которое закрывается кожухом 8 для
предотвращения 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
которые из мельницы выходит готовый продукт.
Разгрузочный конец мельницы вместе с ситом заключен
в металлический кожух — аспирационную коробку. Зазор
между неподвижным .кожухом и вращающимися частями
мельницы в местах сочленения во избежание пылевыделения в
помещение цеха и подсоса наружного воздуха в аспирационную
систему уплотняется. Верхняя часть аспираиионной коробки
соединяется с вытяжной трубой аспирационной системы
мельницы.
121

В мельницах 2,6x13 м, предназначенных для помола
клинкера, в последней камере иногда устанавливают радиальные
перегородки (рис. 49). При <наличии таких 'перегородок
снижается расход энергии на помол, одновременно уменьшается
и производительность мельницы.
Поэтому на многих заводах радиальные
перегородки из мельниц удаляют.
Трубная мельница 3,2X15 м с
центральным приводом также имеет сварной
барабан. Днища — литые с полыми
цапфами, опирающимися на два подшипника
скольжения. Редуктор трехступенчатый
соединен валом с муфтой полой цапфы
заднего днища. Барабан мельницы
разделен на две камеры. Первая камера
Рис. 49. Специальная грубого измельчения загружается шара-
перегородка последней ми разНой величины. Вес шаровой за-
камеры грузки первой камеры 78 т. Вторая
камера тонкого помола загружается циль-
пебсом весом 62 т.
В камере с шаровой загрузкой установлена конусная бро-
нефутеровка, обеспечивающая желательную классификацию
мелющих тел по длине камеры, в результате чего
производительность мельницы повышается. Мельницы размером 3,2x15 м
работают по открытому и замкнутому циклам.
В настоящее время .разрабатываются конструкции
помольного 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
цементные я сырьевые трубные мельницы размерами 4X13,5 м и
4,5Х'16 м. Производительность этих мельниц по сухому сырью
составляет соответственно 130 и 250 т/ч, а по цементу при
работе 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
мельницы в отечественной цементной промышленности не
применяют.
В горнорудной промышленности стержневые мельницы
используют много лет для подготовки обогащаемых горных пород
к окончательному помолу в шаровых мельницах. При этом
122
было доказано, что в стержневых мельницах можно
размалывать материал до прохождения его через сита с размером
отверстий 2 и 1,4 мм при ^минимальном остатке в материале
крупных зерен.
На цементных заводах Европы, особенно в ГДР и ФРГ, для
помола сырьевых материалов применяют среднеходные
валковые мельницы .конструкции Леше. Мельницы этой
конструкции работают в замкнутом цикле с сепараторами. В них
совмещен помол с одновременной сушкой при влажности
материала до 20—25%.
В мельнице Леше (рис. 50) основными мелющими узлами
являются горизонтальная вращающаяся тарелка, укрепленная
на вертикальном валу, и два
больших валка или катка, на,-
саженные на неподвижные
оси и прижимаемые к тарелке
нажимными пружинами-
Тарелка и валки заключены в
металлический кожух.
Материал попадает через
специальное боковое отверстие на
тарелку и затем вовлекается под
валки. Измельчение
происходит в основном
раздавливанием и частично истиранием.
Через кольцевой канал,
размещенный вокруг тарелки, в
мельницу подается холодный
или горячий воздух.
Воздушный поток увлекает
размолотый материал из мельницы
через разгрузочную трубу в
верхней части кожуха.
Крупные фракции материала, вы- Рис- 5а Мельница конструкции
деленные сепаратором, воз- еше
вращаются в мельницу.
Сепаратор может быть встроен в верхней части кожуха или же
вынесен из мельницы.
Производительность мельницы конструкции Леше зависит
от размера катков, скорости вращения тарелки, степени
загрузки материалом, аспирации, давления нажимных пружин
и доходит до 40 т/ч при тонкости помола 8—10% остатка на
сите № 008. Удельный расход электроэнергии в больших
мельницах составляет 11—12 квт-ч/т.
В СССР мельницы такого типа применяются для помола
угля на электростанциях, но могут быть 'использованы и «а
цементных заводах, работающих по сухому способу
производства при ломоле сырьевых материалов.
123

На цементных заводах Европы эксплуатируются также
кольцевые валковые мельницы фирмы «Берц», «Пфей-
фер» и кольцевые шаровые мельницы фирмы «Фуллер—
Петере».
Производительность кольцевых валковых мельниц «Берц»
(рис. 51) составляет 90 г/ч. Давление валков в этих
мельницах достигает 200 т.
Отличаются они тем, что в
них отсутствует
рычажная система и пружины
непосредственно
воздействуют на валки, что
исключает удары по кожуху
мельницы. Зазоры
между тремя
размалывающими валками в процессе
помола поддерживаются
постоянными. Усилие
передается валками через
сменное нажимное
кольцо. Эта система передачи
усилия снимает нагрузки
не только с кожуха
мельницы, но и со всех
болтовых и анкерных
соединений. Сжатие пружин
осуществляется
гидравлическими цилиндрами и
может регулироваться.
Горячий газ или циркуляционный воздух подается в
мельницу через сопла. Продукт помола подхватывается
потоком воздуха или газа и подается в классификатор лопастного
типа, расположенный в верхней части мельницы. На кожухе
мельницы могут быть также установлены воздушные
сепараторы любых конструкций. Сконструирован специальный
пластинчатый сепаратор, позволяющий получить любой продукт
помола. В мельницах данного типа предусмотрена возможность
совмещения помола и сушки при температуре до 400°С.
Конструкция кольцевых валковых мельниц фирмы
«Пфейфер» сходна с конструкцией мельниц фирм «Леше» и
«Берц». Валки и системы пружин такие же, как и в мельнице
фирмы «Берц», за исключением того, что вместо свободной
насадки валки шарнирно прикреплены к нажимному кольцу.
Кольцевые шаровые мельницы фирмы «Фуллер—Петере»
(рис. 52) включают мелющий элемент, сепаратор и привод.
Мелющий элемент состоит из верхнего и нижнего кольца,
шаров и системы пружин. Нижнее кольцо вращается, а верхнее
прижимает шары к нижнему кольцу. Шары размещены межд\
Рис. 51. Кольцевая валковая мельница
фирмы «Берц»
124
кольцами и расположены близко один от другого. Тонкость
помола готового продукта регулируют при помощи верхнего
прижимного кольца, которое можно поднимать и опускать.
Сырье подается на середину нижнего кольца и
центробежной силой направляется под шары. Продукт 'помола
подхватывается воздушным
потоком, проходит сепаратор
и выносится из
мельницы.
Мельницы эти
применяют для помола мягких
пород, так как при
измельчении твердых
материалов мелющие тела
быстро изнашиваются. В
цементной
промышленности их используют для
помола цементного сырья
и угля. Влажиость
материалов, поступающих в
мельницу, допускается:
для угля — до 25°/о, для
цементного сырья — до
15—18%. Удельный
расход 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/г
Вибрационные мельницы применяют для тонкого и
сверхтонкого измельчения материалов как при сухом, так и при
мокром их помоле. Они характеризуются низкой
производительностью и используются главным образом для домола
цемента с целью повышения его качества. Их применяют на
железобетонных заводах при производстве местных вяжущих
материалов, измельчении минеральных красок.
Мельницы этого типа изготовляются объемом от 10 до
4000 дм3. Число колебаний достигает 1500—3000 кол/мин с
амплитудой 2—5 мм. Мелющими телами служат мелкие шары.
Во многих отраслях промышленности зарубежных стран, в
том числе и в цементной промышленности США и Австралии
[45], эксплуатируются гравитационные мельницы (рис. 53),
в которых дробление и помол совмещены. Измельчение
материала в мельницах этого типа осуществляется путем удара
измельчаемых кусков друг о друга и футеровку специальной кон
струкции без мелющих тел. Для увеличения числа соударений
Рис.
52. Кольцевая шаровая мельница
фирмы «Фуллер — П'етерс»
125

Рис. 53. Гравитационная мельница
между кусками и повышения производительности мельницы к
внутренней боковой стенке корпуса приварены лопасти (/),
расположенные равномерно по окружности и направленные по
радиусам к центру сечения корпуса. Лопасти способствуют
подъему размалываемых
■—[—j кусков на большую высоту.
■' ■ '■ К внутренним поверхностям
торцовых стенок мельницы
приварены стальные плиты-
отражатели (2) зубчатой
формы. Часть кусков
материала при падении
ударяется о плиты-отражатели и
частично разрушается,
движение других кусков в
результате удара о плиты
изменяется и увеличивается
число столкновений. Частично измельчение происходит за счет
трения материала о стенки мельницы и в слоях самого
материала. Диаметр действующих .мельниц достигает 9 м при малом
отношении длины к диаметру — 0,31—0,32. Мельница вращается
с большой скоростью.
Обязательным условием производительной работы
гравитационной мельницы является определенное соотношение между
относительно крупными кусками материала и мелочью,
содержащимися в поступающей в мельницу смеси. При отсутствии в
материале известной доли крупных кусков производительность
мельницы снижается. В таких случаях в мельницу загружают
мелющие тела в количестве 1,5—2,5% к объему мельницы.
Мельница работает в замкнутом цикле с воздушно-проходным
сепаратором и вентилируется регулируемым потоком воздуха.
При подаче горячего воздуха влажность загружаемого
материала может достигать 10—12%.
Для тонкого помола материалов применяются также
центробежные мельницы, в которых происходит 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,
производительность—50—100 кг/ч [19].
В мельницах струйного помола (рис. 54) измельчение
твердых материалов происходит без мелющих тел. В них
используется принцип самоизмельчения, когда роль мелющих тел
выполняют куски или частицы самого измельчаемого
материала. Измельчение в струйных мельницах основано на
соударении потоков, направляемых с большой скоростью навстречу
друг другу, и взаимном истирании материала. Эти мельницы
просты по конструкции и характеризуются большой скоростью
процесса измельчения при высокой удельной производительно-
126
сти. Расход металла очень мал, так как измельчающей средой
является сам продукт измельчения. Рабочие поверхности
разгонных трубок и камеры измельчения можно изготовлять или
футеровать из высокопрочных керамических материалов, износ
которых весьма незначителен.
Рис. 54. Схема струйной мельницы с противоточной помольной
камерой
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 У, из которого вибропитателем 2
подается в центральную трубу и под действием интенсивного
потока энергоносителя, выходящего из камеры измельчения 3,
попадает в классификатор 4. Вентилятор 5 создает в системе
разрежение.
В классификаторе или сепараторе струйной мельницы
отечественной конструкции, разработанной во ВНИИНСМ,
вращается с определенной скоростью ротор 6, состоящий из
отдельных колосников. При вращении ротора сепаратора зерна
материала определенной крупности отбрасываются к стенкам
классификатора и по трубам 7 поступают в эжекторные камеры 8.
Готовый продукт проходит через колосники ротора и дальше
поступает в циклон 9, где и осаждается в бункере 10.
При измельчении цементного клинкера в струйной мельнице
тонкость помола цемента по удельной поверхности
регулируется скоростью вращения ротора сепаратора. Цемент струнного
127

помола отличается от цементов, размолотых в шаровых
мельницах, высокой дисперсностью. По зерновому составу он
характеризуется узким диапазоном фракций. Цемент с удельной
поверхностью 5 = 2500 см2/г в основном состоит из фракций
минус 40 мк, цемент с удельной поверхностью 5=4000 см2/г и
выше— из фракций минус 30 мк.
3. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
В цементной промышленности применяют различные схемы
измельчения сырьевых материалов, предусматривающие
использование помольного оборудования разных типоразмеров.
Различают помол по замкнутому и открытому циклу, по
мокрому и сухому способу, а также помол с одновременной сушкой
материала в мельнице.
Установлено, что качественный цементный клинкер
получается при обжиге во вращающихся печах сырьевой смеси, не
содержащей частиц крупнее 0,1 мм и с небольшим содержанием
очень мелких фракций. Этого и добиваются, совершенствуя
схемы и способы помола исходных сырьевых материалов.
Тонкое измельчение сырья осуществляют в мельницах,
работающих по открытому или замкнутому циклу. Преимущественно
используют схему открытого цикла. По этой схеме дробленый
материал «з бункеров подается объемными или весовыми
дозаторами (питателями) в мельницу и после измельчения в
виде 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,
расположенные по периметру выходного днища мельницы.
Мокрый способ помола. По мокрому способу помола
измельчают обычно сырьевые материалы, обладающие высокой
естественной влажностью, мягкие и легко диспергируемые водой.
При эгом в зависимости от свойств сырьевых материалов, в
первую очередь от твердости, влажности, сопротивления
размолу, некоторые из них предварительно подвергают размучива-
нию в болтушках. Так, в болтушки подают вязкие, мягкие
породы 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
мельницы.
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
недостатке

кам сырьевой трубной мельницы следует отнести наличие в
готовим продукте крупных недомолотых частиц. '
При помоле твердого сырья (известняки и некоторые
мергели) но схеме однократного прохождения материала в ряде
случаев возможен выход гальки, что нарушает нормальную работу
центробежных насосов. Засоряются задвижки, желоба и
приямки. Галька, осаждаясь в горизонтальных шламбассейнах,
приводит 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
однократного прохождения материала, содержит также большое
количество переизмельченных частиц. Объясняется это тем, что
материал, размолотый в первой камере мельницы, уже. содержит
частицы требуемой тонкости, которые в дальнейшем, проходя
последующие камеры, переизмельчаются. В частности.^
отмечается, что при помоле новороссийских мергелей в первой камере
мельниц содержится около 70% частиц размером менее 0,08 мм.
Присутствие переизмельченных частиц материала в
мельнице гриводит к снижению эффективности процесса измельчения.
Приведенные в табл. 31 результаты технологических
испытаний ряда сырьевых трубных мельниц свидетельствуют о том,
что эффективность измельчения в них в немалой степени
зависит от количества и размеров мелющих тел, а также от
соотношения между длиной отдельных камер.
При мокром помоле сырья в мельницах для удаления из
ипама крупных зерен материала стали применять различные
классифицирующие устройства, работающие в замкнутом цик-
"Измельчение сырья по замкнутому циклу с
классификаторами широко применяется при размоле руд в отечественной
горнообогатительной промышленности и при размоле углей в
энергетической промышленности.
В мельницах, работающих по замкнутому циклу с
классификаторами, 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
переизмельчение материала, так и выход крупных фракции.
Практика других отраслей промышленности показывает, что
при размоле сырья по замкнутому циклу с классификаторами
может быть достигнуто значительное повышение
производительности мельниц.
На рис 55 представлена наиболее простая схема мокрого
помола в замкнутом цикле с применением в качестве^ класси-
Аиписующего устройства вибрационного сита. По этой схеме
поступающий 'из многокамерной мельницы шлам подается на
вибросито. Крупные зерна, не проходящие через сито, возвра-
130
X
ч
«о
о.
35
о
«о
л
О-
К
ами
Ь-
S
г
ющн
мел
&
X
ЛЬН
щ
S
я
>.
О,
t-
СО
-
а.
S
я
•—
я
о.
<и
S
я
Ьй
—*
а
1
' К
п между
змерных
регородо
rs ьб <и
Н R
к™
f-
в)
х"
F-
Й
О О.
Ч О)
X Я
;? м
ы 3 >.
ClOSl
к о. л =
^«з8
о 5 и
%ч
3я
змер
ннц
я
О.
териал
га
г
аемый
а
3
5
S
I
о.
вод,
я
со
I
S
i О,
11
#
со"
СО
1
1
о
ь»
ш
CJ
со
СМ
СО
о
00
—
(N
о
1^
со"
cj
3
X
а.
X
■={
О
■*
СО
С»
ю
CD
С»
£
га
ч
a
«
я
в
R
X
S
ч
и.
О
ч
я
=я
S
ts
CJ
со
OJ
з-
я
а.
ЬеГ
СО
со"
1
1
о
U.
CJ
со
1-
СМ
о
<м
—
CN
о"
(N
со"
X
=Х
о
CQ
4
СО
ОО
о
О)
СО
(N
<М
.
•
R
X
Н
О
ш
m
СП
S
Я2
S
«
о
га
S
с:
S
ч
£Х
си
н
и
1^
<м
о
ю <м
со"
о —
ш
w CN
о
m
со
«
CO
ОО
о
см
со
CN
CN
R
X
X
ч
и.
+
Ьй
R
X
S-
CJ
CJ
и
СП
X
х
Ь£
CJ
=Х S
4 Е
5 е
X
1^
<М
О
CN
со" CN
1
О
Urn •
<и
(J
Ш го
СМ
о
CN
СО
«
СО
ОО
о
CN
■*
CN
О)
X
ч
и.
-L
1
К
X
н
о
0J
(9
СП
S
«
S
5 s
S «
о
(9 >S
Р -5
J R
X
X
СО
СМ
о
ОО
<м
о
« °° '- ^1
К - - 2
1
£ - с
>
** !г.
CJ Ш
w и И ci
о
СО
CJ
3
X
а.
га
X
X
с(
О
СО
m
о
СМ
СО
о
CN
£
CJ
си
я*
ЫЙ И:
КИ 11
х о.
Ч £
о °
о .
Scm
га см
а.
S га
Ч
.^ о
=х т
я .
о.
га |^.
u. to
Х^
R
X
о
ел
»
СО
m
о
CN
СО
СО
<м
.о
ч
си
U.
а.
си
S
»
л
R
Н
и;
О
«£
5* Зак. 813
131

Продолжение табл. 31 (по горизонтали)
Завод, размалываемый материал
Загрузка мельницы мелющи-
ми телами
III камера
IV камера
Кричевский; мело-глиняный шлам
Стерлитамакский; известняк
Тимлюйский; известняк + глиняный
шлам
Ново-Троицкий; известняк +
глиняный шлам
Ангарский; мраморовидный
известняк 67%, зола 22%, огарки 11% . .
«Октябрь»; мергель
7,4
21
21
21
41
33
цильпебс
0,3
0,19
■0,14
0,19
0,27
0,29
14,4
5*
!йе
Тонкость
помола по
остатку на
ситах
№ 020
№ 008
г£
£
°
Влаж
Ч
мость
кае
Расте
о и
X И
я о
£ "г.
л ч *
izl
Мощи
ленно
гател
о &
я (-
Удельны
электроэ
квт-ч/т
Удельная
производи -
тельность
в т/м'

объема
0,38 36
21
26,52
28,5
23,3
31,6
1,9
0,3
0,01.
1,85
3,08
6,2
6,5
7,46
8,56
6,9
12,1
41
—
33,3
35,3
34,5
36,13
47,5
65,5
72
56,4
400
500
525
520
850
850
21
18
17
32
24
0,49
0,60
0,65
0,39
0,53
в т/т

мелющих
тел
11 1,26 0,98
0,47
0,57
0,62
0,31
0,44
* Общий итог относится ко всем четырем камерам.
Продолжение табл. 31
^авод, размалываемый материал
Размеры мельниц
в м

диаметр
Число
оборотов
мельницы
в минуту
Число
камер
Тип
междукамерных
перегородок
Загрузка мельницы мелющими телами
I камера
II камера
шары
К„
к:
Магнитогорский; известняк -f-
глиняный шлам
Карагандинский; известняк -\-
глинистые сланцы
Карагандинский; известняк -f-
глинистые сланцы
Стерлитамакский; известняк . . .
Кувасайский; известняк -)-
глинистые сланцы
Чернореченский; известняк +
глинистые сланцы
Чернореченский; известняк -\-
глинистые сланцы
2,6
2,6
2,6
2,6
2,6
13
13
13
13
13
14
14
20,5
20,5
20,5
19,7
20
18,5
17
Одинарные
20
19
17
15
34
23,8
49
Всего-
0,29 |
Всего-
0,32 |
Всего-
0,28 |
Всего-
0,22 |
Всего-
0,27 |
Всего—
0,27 |
Всего-
0,28 |
-74
16
-70
19
-81
19
-75,5
23,5
-78
44
117,3
29
-112
63
0,30
0,29
0,29
0,25
0,32
0,28
0,3

3
■ч
а
о
со
5.
с
f\>
о
'-I
табл
Ci)
3
I
К
^
О
О
Ci.
t;
Удельная

производительность
в т/т

мелющих
тел
<■
Ь l« 2
а о
±/fj-WByi Q
и и j daw eodxM aire
roxaed уинчи-эг^
w/»3/ a HiraxBJHGir
-OdlM3If€ 0JOHH3IT
-ооивхэА чхэонЪпоэд
WW G ЧХЭОИЭВМЭХЭЕс]
% Q ЧХЭ0НЖЕ1Гд
л О Я
гея
У га >»«
± О Н X
Я S га о
о
S
о
51
о
о
%
hfj. a Air
-BHdaxBW АиохАэ ou
ЧХЭОИЧ1ГЭХИ1ГООЕИ(Х1Ц
= га
S К
m 2
га х
>>2
ей *"
СП S
га
S
я
>
—
я
о.
CD
г
я
*
=
£
1
Л
1
k n
к
ь.
£0
ет
*
ю
ч
л
к
о,
н
я
S
ЯЗ
JQ
я
to
с;
я
s
m
я
о.
ч
о
ю
СП
0,47
г~-
ю
о
<м
о
m
00
1
m
аГ
СО
со
оо"
о
~
о
in
со
1
1
1
1
CD
<м
о
00
со
X
ч .
Е-.
+ ■
ЕС •
о
GJ .
Ш
СП .
К
ss"
К *
ЬЙ
CJ *
сь
£s
eg
s 3
X
ra ra
R
Ж
0.42
0.46
о —
0,4
■Ф CD Ш
О О О
■Ф С
<N CS
■ф
CN
О О CD
m in in
00 00 00
О)
00
о
00
in
f^
CO
00 00 CO
CO CO CO
00
■Ф CO
О О О
^.
Ю
CD
CN CO О
in
О t~- О
CM CO CO
1
1
1
1
1
1П
CO CO CO
о о о
см щ г—
со т со
я
4
u
+
R
o
Ш
CQ
CO
я
=is
я
Ь5 ^
U J
я a
S 3:
Ef CC
a: >=
я с
[_,
CO 0.
C3 i-
s
a
я
4
u
+
R
CJ
CU
CQ
CO
я
sK
я
S3
X E
я я
П С!
a: >=
со с
u.
со а
Sri
га е-
E
a
R
Я
o
о
CQ
Я
"'я
я
м
о
м
СО
S
СО
н
я
ч
о.
и
0,63
■ф
00
о
1
с
■ф
о-
0,5
f».
CD
о
1
о
о
CD
g I
ОС
со
ОС
1Г.
CD
СО
о"
^^
1
о
CD
СП оо"
■<»
1
1
1
1
1
1
1
я
я
я
+
R
я
н
и
си
со
я
»я
о a
« я
СО СО
Si ч
со с.
Q
>, си
ЬсГ Я
н
и
ш
1
1
1
1
СО
о
m
■*"
CD
,
я .
ч
+ .
R •
я
CJ
0) •
со ■
я
., .
=я
я •
* .я
CJ 2
я я"
0) Я
з- со
0) ч
СЬ cj
о
Я ф
к
X
0,53
00
о"
1
о
CD
CD
1
"
to
со
CD
I
СО
ст>
in
1
1
J
1
1
1
1
я "
ч .
U
+ •
R .
я
и
си
со •
СО
я
.» •
=я
я •
м „
и Я
я я1
ш я
?; «
S "5
&-3
о
5 <ч
IT u
я
я
134
щаются на домол в мельницу, а подситные фракции
материала ьаправляются в шламбассейн.
В США в первых схемах измельчения сырьевых материалов
по замкнутому циклу были предусмотрены реечные и реечно-
Выгрузка
Загрузка
name -
риала
В каме
РУ
Рис. 55. Схема помола шлама по замкнутому циклу с
применением вибросита
/ — разделительные перегородки; 2 — выгрузочное отверстие
чашевые классификаторы. Хотя их применение позволило
повысить производительность мельниц и снизить расход
электроэнергии 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
промышленности.
Были сделаны попытки применять в качестве
классификаторов гидроциклоны (рис. 56), принцип действия которых
основан на использовании центробежной силы. Предполагалось,
Загруз
на
--И"
__а
^1- 2fft
Выгрузка
W
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
циклу с мельнииами и что при этом не придется сильно повышать
влажность шлама. Однако результаты их испытания оказались
неудовлетворительными.
При работе мельниц в замкнутом цикле с
гидросепараторами (гшгроцнклонами) требуется увеличение влажности
поступающего на классификацию шлама до 50—60%, а готовый
продукт получается еще более влажным, чем исходный шлам.
135

Одним из более эффективных аппаратов этого типа является
центриклон, классификация в котором достигается за счет
действия лопастного ротора, вращающегося со скоростью 25 —
30 MJceK. Центриклон может работать на шламах нормальной
влажности.
Гидроциклоны к сырьевым мельницам устанавливались на
заподах Белгородском, Ново-Амвросиевском, «Большевик».
Однако из-за того, что эффективная работа гидроциклонов
связали со значительным увеличением влажности шлама, а также
из-за повышенного износа этих аппаратов они не получили
широкого 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-
каыерные трубные мельницы диаметром от 2,4 до 3,35 м и
длиной 9,7-—11 м, а в качестве виброгрохотов — плоские
наклонные односитные виброгрохоты размерами 1220X1520,.
1220X1830, 1530X1830 и 1530X2440 мм с механической или
электрической вибрацией. Сетки сит изготовлены из
высококачественной износостойкой и нержавеющей проволоки.
Применение виброгрохота в сочетании с мельницей позволило
повысить производительность мельницы до 20% при снижении
расхода электроэнергии до 15%- Но поскольку перевод мельницы
на эту схему связан с установкой дополнительного
оборудования, что усложняет эксплуатацию действующего оборудования
помольного цеха, а также, ввиду того, что измельчаемый
материал часто забивает ячейки сетки, при проектировании новых
американских цементных заводов мокрого способа
производства от установки виброгрохотов
отказались.
В 1955—1956 гг. для
мокрого обогащения цементного
шлама в зарубежной
цементной промышленности
(Голландия, Австралия и Англия)
взамен виброгрохота с успехом
начали применять дуговой
неподвижный грохот.
Дуговой грохот имеет
вогнутую неподвижную
поверхность просева из стальных
колосников клинообразной
формы (рис. 57). Шлам через
загрузочное отверстие подается
в питательный патрубок по
касательной на решетку грохота
и движется с большой
скоростью под действием силы тя-
Рис. 57. Дуговой грохот
а — конструкция грохота; б — схема его
работы; / — подача шлама; 2 —
вертикальный каиал для шлама; 3
—воздушная камера; 4 — решетка грохота; 5 —
разгрузка тонких фракций; 6 —
разгрузка крупных фракций
136
жести. Тонкие фракции постепенно проходят через зазоры
между колосниками, так что толщина слоя шлама на решетке все
время уменьшается.
Подрешеточное пространство грохота разделено на две
камеры, в нижнем конце каждой камеры установлен боковой
разгрузочный патрубок, служащий для разгрузки тонких фракций.
Крупные фракции (надситный продукт) разгружаются через
лоток, установленный в нижнем конце решетки.
Дуговой грохот характеризуется высокой
производительностью, малым износом (из-за отсутствия подвижных частей);
он позволяет осуществлять тонкую классификацию. Из-за
высокой скорости движения шлама максимальный размер
частиц, проходящих через решетку, примерно вдвое меньше
величины 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
пределов 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
составляет 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
производительности в среднем на 40—60% (табл. 32). Об этом
свидетельствуют данные о работе помольных установок на четырех
предприятиях при помоле открытым циклом и замкнутым с
применением дугового грохота. Одновременно создается
возможность уменьшить количество камер в мельнице, а также
увеличить эффективность работы мелющих тел.
Усовершенствование техники мокрого помола достигнуто
путем применения стержневой мельницы. В США
смонтирована установка, состоящая из стержневой и трубной мельниц
[46], работающих последовательно по открытому циклу
(рис. 58). Эта схема обладает тем преимуществом, что
обеспечивает лучшее перемешивание известняка и глины,
предотвращает переизмельчение материала и попадание крупных зерен
в шлам. При этом значительно сокращается общий расход
электроэнергии (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.
стержни занимают 35-^40% внутреннего объема мельницы.
Сухой способ помола. При сухом способе производства для
помола сырьевых материалов также часто применяют обычные
137

Таблица 42
Техническая характеристика сырьевых мельниц при помоле
в замкнутом и открытом цикле с дуговыми грохотами
Показатели
Сырьевые материалы ....
Размер мельницы в ж ...
Ширина зазора между колос-
Давление шлама в ати . . .
Мощность электродвигателя
шламового насоса в кет . . .
Влажность шлама в %:
при открытом цикле . . .
„ замкнутом цикле (под-
ситный продукт) ....
Производительность
установки по сухому материалу
в т/ч:
при открытом цикле .
„ замкнутом „ ...
Повышение
производительности в %
Мельницы
2,3x12 м
Хрупкий
известняк с
твердыми

включениями, глина и
абразивный
котельный
шлак
2,3X12
0,3
1,75-1,45
3D
36,5
36,7
46
66
43
2,2X11,6 м
Мягкий,
хрупкий
известняк,
содержащий
свободный
кремнезем,
и глину
2,2x11,6
0,3
1,4—1,75
18
—
39
46
75
63
2,4x12 м
Твердый
1,9,--11 м
кристал-
лический
известняк и
2,1x12
0,3
1,75
37
38
37,5
31
72
132
глина
1,9.. И
0,2
1,4
44
37,5.
34,7
33,4
50
50
трубные мельницы с однократным прохождением материала,
что сопровождается большими затратами электроэнергии, в
частности из-за значитель-
, г

Загрузка
В шлам-
.бассейн
ного переизмельчения.
Объясняется это тем, что
мелющие шары и брони
обволакиваются
влажным материалом и
отверстия в межкамерных
перегородках мельниц
забиваются.
В этой связи в
цементном производстве
обязательно 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;
Рис. 58. Мельничная установка,
состоящая из стержневой и трубной мельниц,
работающих в открытом цикле
/ — переливная стержневая мельница; 2 ~-
трубная мельница; 3 — выгрузочное отверстие
138
. 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
углей используют трубы-сушилки, в которых влага из материала
удаляется в восходящем потоке горячих газов.
Преимущества труб-еунгилок: 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.,
поэтому присосы воздуха в газоходы значительно больше, чем у
сушильных барабанов, сопротивление которых не превышает 15—
20 мм вод. ст. Из-за больших присосов и большого
сопротивления 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
сырьевой материал и влага быстро испаряется.
При совмещении процессов помола и сушки в одном
агрегате значительно снижается расход электроэнергии,
упрощается технологическая схема производства и уменьшаются
затраты 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
схема. В этом случае совмещение процессов помола и сушки
осуществляется в трубной мельнице с выносными проходными
или центробежными сепараторами, работающей по
замкнутому 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
условии возврата в загрузочную горловину мельницы до 40%
139

циркулирующего горячего воздуха, слабо насыщенного
водяными парами. Удельный расход электроэнергии на этих
установках достигает 30 квт-ч/т. Из них 35% связано с затратами
на рециркуляцию материала и воздуха.
Рис. 59. Схема установки для совместного помола и сушки с
воздушно-проходным сепаратором
/—мельница; 2 — аэрожелоб; 3 — сепаратор; 4 — циклон: 5 — вентилятор;
б — электрофильтр; 7 — шнек; 8 — бункер; 9 — тарельчатый питатель; 10 —
ячейковый питатель; // — шнек
Проходные сепараторы, работающие с проточной
циркуляцией воздуха, улавливают и осаждают только крупные
фракции материала. Движение воздушного потока в сепараторе
достигается за счет разрежения, создаваемого вентилятором,
который устанавливается отдельно.
140
Для нормальной работы таких установок необходим
оптимальный аэродинамический режим движения газов на всех
участках системы. Скорость движения газов должна быть
всегда 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
трубопроводах 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
составляет 900—1300 /скал.на 1 кг испаренной влаги в
зависимости от влажности сырья.
Процессы помола и сушки сырьевых материалов в
замкнутом цикле совмещают по схеме, изображенной на рис. 60, "с
применением трубной
мельницы и выносных
центробежных
сепараторов.
Мельницы для
указанных установок
изготовляют с камерами
предварительной
подсушки материала. Мельница
имеет две помольные
камеры. Материал
разгружается через
разгрузочное устройство в средней
части корпуса или в
конце мельницы.
Предварительно
дробленая сырьевая смесь
поступает через
загрузочную воронку в
сушильную камеру
предварительной подсушки,
распределяется в ней
разбрасывающими
лопастями и подсушивается
потоком горячих газов до определенной влажности,
обеспечивающей помол материала в следующих камерах с окончательной
досушкой. Горячие газы поступают из специально
установленной топки.
Из камеры подсушки материал направляющими лопастями
перегружается в первую размольную камеру, заполненную
мелющими шарами. Пройдя эту камеру, материал выгружается
через центральное разгрузочное устройство в корпусе мельницы
и затем ковшовым элеватором и системой аэрожелобов
подается в два центробежных сепаратора. В сепараторах продукт по-
Рис. 60. Схема помольно-сушильной
установки с центробежным сепаратором
/ — мельннца; 2 — сепараторы; 3 — элеватор; 4 —
пневматические желоба; 5 — циклон первой
стадии; б — циклон второй стадии очистки; 7 -
электрофильтр; 8 — вентилятор; 9 — тарельчатый
питатель; 10 — буикер; 11 ~ распределительные
клапаны; 12 — ячейковые затворы; 13 —
дроссельные клапаны
141

мола разделяется на фракции: мелкая фракция (готовый
продукт) поступает в сырьевые силосы; а крупная — во вторую
размольную камеру мельницы, заполненную мелкими шарами
или цильпебсом. Пройдя эту камеру, материал через
центральное выгрузочное устройство поступает в элеваторы,
смешивается с материалом, поступившим из первой камеры, и
направляется в сепараторы.
Рабочая производительность такой установки
характеризуется двумя основными показателями:
а) размольной производительностью — количеством
исходного 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-
НИ«У » „ 8%
влажность готовой сырьевой смеси „ „ 1 %
б) сушильной производительностью — количеством
исходного сырья, которое может быть высушено в мельнице в течение
часа до заданной конечной влажности при оптимальном
тепловом и аэродинамическом режимах.
Параметры режима
температура в системе перед мельницей .
к „ „ за мельницей . . .
разрежение в системе перед мельницей
„ » v после мельницы . .
„ перед мельничным вентилятором
400—600°С
70-80'С
10—20 мм вод. ст.
70—90 то же
200—300 „
В табл. 33 даны показатели работы мельниц для
одновременной сушки и помола сырьевых материалов, установленных
на отечественных и зарубежных цементных заводах. ,
На цементных заводах США максимальная крупность
кусков исходного сырья, подаваемого в мельницы, обычно
находится 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 г/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
мире была мельница размером 3,65x10,4 м, оборудованная двумя
центробежными сепараторами. Производительность этой
установки равна 150 т/ч при помоле до 23% остатка на сите
0,074 мм. В 1963 г. в штате Иллинойс (США) на цементном за-
142
с.
I
в
>1
■я
о
X
х ■"
ы в
Ж о
£-<*
5 х
S &
ГС I-
« г
я в
5 >°
£ о.
чг
о
ю
а
х
ев
о
С
О
°*£
О о х
g|s
* „ «
kOa
ЯМ
I
ё£
х л
о"»
m = 5
с1-
II
S! «
я я
о ш о ш
а: \о а: \о
и; о и; о
оаой'
X Ь X S-
о я о я
О, О) п. О)
3 2
я я
«^>s ^ *
О О) О О)
re о re \о
ЧО «О
о а. о п.
х £ * £
о я о я
Q.0J П.Ш
с at и
ю ■*
(SXS1
л л
33
чз
**
-Б)
ф *■*
^ я
in S
Н
X «
<м ■* ю —•
СМ - -
— ЩСО | NtOIOICOiniO
СОСМСМ ' — СМ — — —.—. _-.
оо
III I
СО —.
in in ю
CO
CM (^ in
oo Тетоосоетоои i i со
ел ™~" —' ""'^<co"~*
о
о
ел
02
m
I ■*
CO —
о
■4"
IOIOO*N
CM — 1ПСМ —. '
I I
* *
l^O
ino
3 R
*0 Я
•S- юсасссссс
о oMmcocooiNO-*
OCO^tf^COCOCOGOOi — 00
О -Ч" — —
2 g
I 2
о
■ч-
CO
о о
см in
СЛ CM
CM
о
m
l^CNCO 11ЯЮООЮ0010ЮОО
— COCO ll/JlOlOUltDIOtDNOOlO
in —
— rninco
lOinCNin
•* oo r- oo"i-.*co r-~ о со oo'oTin oo*—
xxxxxxxxxxxxxx
г^сососмоосососоемсмемютю
OO - - - - * -tDCO
CO CM CO COCOCO
00 00
ma
XX
in ■*
<D
COCO CO
143

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.
В зарубежной цементной
промышленности применяется
также способ одновременной
сушки и помола сырья с
вводом горячих газов в сепаратор
и дробилку. Основное
преимущество этого способа
заключается в том, что в мельницу
поступает уже высушенное
сырье, которое лучше
размалывается. Материал вначале
дробится и подсушивается в
молотковой дробилке и затем
направляется в сепараторы.
Важным фактором
нормальной работы таких
установок (рис. 61) является
поддержание стабильной
температуры сырьевого материала,
поступающего в мельницу, в пределах 70°С При этом
предотвращается переизмельчение мелких частиц и повышается
производительность установки. В табл. 34 представлены показатели
работы указанных установок.
Таблица 34
Показатели работы помольных установок с одновременной сушкой материала
в сепараторах и дробилках
Рис. 61. Схема помола сырья в
замкнутом цикле с подсушкой
материала в дробилке и сепараторе
■ горячий газ; материал.
4--I-4-горячий газ н сырьевая мука; / --
сепаратор; 2 — фильтр; 3 — молотковая
дробилка; 4 — топка; 5 — мельница
Размер
мельницы в м

Производительность 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
2,8X4,5
3,2X4,5
3,2X5
3,55X5,18
68
35
50
65
67
690
615
830
725
850
10
17
16
11,1
12
10
15
15
11
10
Применяются также установки, в которых совмещены
процессы 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.
144
Сушильно-дробильным агрегатом служит малогабаритная
ударно-отражательная дробилка.
В нее вводится горячий воздух из специальной топки или
отходящие печные газы. Быстровращающийся ротор с
укрепленными на нем билами
сообщает газовому потоку
турбулентное и пульсирующее
движение, увеличивая этим
контакт его с материалом и
обеспечивая интенсивную
сушку.
Влажность
загружаемого материала может
достигать 12°/о, остаточная
влажность готового продукта
0,2—1°/о. Удельный расход
тепла на сушку и
температура сушильного агента в
зависимости от начальной
и остаточной влажности
составляют 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.
Таблица 35
Техническая характеристика ударно-отражательиых дробилок конструкции
Аидреаса, в которых совмещены процессы мелкого дробления и сушки
Рис. 62. Схема установки для
дробления, сушки и помола сырья по
замкнутому циклу
/ — ударио-отражательная дробилка,
работающая с совмещением процессов мелкого
дробления и сушки; 2 — классификатор; 3 —
бункер; 4 — ленточный транспортер;
5—топка; 6 — двухкамерная мельница; 7 —
центробежный сепаратор; 8 — ковшовый элеватор;
9 — аэрожелоб; 10 — пылеуловитель; // —
тонкие фракции из сепаратора; 12 — крупные
фракции из сепаратора
Показатели
Производительность по сухому
материалу в т/ч .
Удельный расход электроэнергии
Дробилки
APT-3
3000
3500
6000
1500
17
1,3
APT-4
3500
4000
9000
3500
40
1,3
APT-4 Br
5 000
5 000
10 000
4 500 •
55
1.2
APT-4/80
5 500
6 000
11000
6 000
80
1,2
Установка, работающая по другой схеме (рис. 63),
включает молотковую дробилку, расположенную перед мельницей.
Сушильный агент одновременно подается в дробилку и в
сепаратор. Питание помольной установки осуществляется через сепа-
145

ратор. Крупные фракции из сепаратора поступают
одновременно в обе камеры мельницы.
Установка оборудована двумя сепараторами.
Производительность такой установки 90 т/ч при помоле до 8—10%
остатка на сите № 008, исходной влажности 4,8%. конечной
влажности 0,8%. Удельный расход электроэнергии 9,3 квт-ч/т.
На отечественных
цементных заводах при
помоле материалов по сухому
способу в качестве
классификаторов применяют
центробежные и проходные
сепараторы.
Появляются и новые
установки, где используют
валковые мельницы- Общее
давление на размалывае
мый материал в них — до
200 т. Они приспособлены
для совместного помола и
сущки сырьевых
материалов влажностью до 15—
18%.
Возможная тонкость
помола — от 6 до 30% остатка
на сите № 008 в
зависимости от свойств
размалываемого материала при производительности мельницы от 45 до
90—100 т/ч.
При помоле известкового мергеля средней твердости
влажностью около 8% до тонкости помола, характеризуемой 12%
остатка на сите № 008, общий расход электроэнергии
составляет для мельниц средней величины (диаметр чаши до 1400 мм)
около 12 квт-ч/т. Мельницы больших размеров расходуют
около 10 квт-ч/т.
Валковые мельницы работают как сушильно-помольные
агрегаты с проточной циркуляцией горячих газов, имеющих
температуру до 550СС.
В валковые мельницы подается дробленый материал с
величиной не более 0,25 диаметра валков, что для больших
сырьевых мельниц соответствует максимальной величине кусков
60 мм.
Таким образом, с развитием техники сухого помола сырья
в цементной промышленности продолжают все шире
применяться высокопроизводительные мельницы, работающие в
замкнутом цикле с сепараторами, совмещение процессов помола,
мелкого дробления и сушки и упрощение схем помола.
Рис. 63. Технологическая схема
установки для дробления, сушки и
помола сырья по замкнутому циклу
/ — молотковая дробилка, работающая с
совмещением процессов мелкого дробления и
сушкн; 2 — топка; 3 — ковшовый элеватор:
4 — центробежный сепаратор; 5 —
двухкамерная мельница; 6 — загрузка материала; 7 —
тонкие фракции из сепаратора; 8 — крупные
фракции из сепаратора; 9 — сушильный
агент; 10 — отходящий воздух
146
4. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Измельчение твердого технологического топлива в
порошкообразное форсуночное — трудоемкая операция. Обычно перед
тонким измельчением осуществляется предварительное
дробление углей, горючего сланца или коксовой мелочи в
быстроходных молотковых дробилках до кусков размером 8—10 мм.
Для тонкого измельчения твердого топлива на старых
заводах применяют трубные мельницы небольших размеров,
работающие в открытом и замкнутом циклах; при замкнутом цикле
предотвращается возможность попадания в печь частиц
твердого топлива крупнее определенного размера.
Нормальной тонкостью помола угля следует считать такую,
при которой обеспечиваются хорошие условия сжигания
угольной пыли во вращающихся печах при одновременном
достижении оптимальной производительности угольных мельниц.
Нормальная 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
тонкость помола угля, являются:
1) теплотехническая характеристика топлива,
характеризуемая 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,
1де Vp —содержание летучих в рабочем топливе;
2) качество угольной пыли, характеризуемое соотношением
остатков на тонких и грубых ситах.
Крупность дробления существенно влияет на процесс
размола угля, сушку его в сушильно-помольной системе и
надежность работы установки. Повышенная крупность топлива
снижает производительность мельницы, повышает расход
электроэнергии и увеличивает износ мелющих тел. Рекомендуются
следующие показатели гранулометрического состава дробленого
топлива, поступающего на помол:
остаток на сите 5 мм 20%
„ „ Ю „ 5%
Максимальный размер куска не более 15 мм.
Для одновременной сушки и помола твердого топлива
влажностью 10—15% в цементной промышленности применяют
сепараторные шаровые барабанные мельницы (табл. 36). При
влажности материала более 10—15% прибегают к
предварительной подсушке его в сушильных барабанах.
Шаровая барабанная мельница, в которой одновременно
147

Таблица 36
Техническая характеристика сепараторных шаровых мельниц
для одновременной сушки и помола твердого топлива
Показатели
Завод-изготовитель и тип мельниц
ШБМ
207/265
ШБМ
250/390
ШБМ
287/470

.Цемент-
анла-
ген-
бау"
И-М. Тельмана
Диаметр мельницы в м .
Длина „ „ „ .
Размер кусков сырого
угля в мм
Допустимая влажность
сырого угла в %
Тонкость помола,
остаток на сите № 008 в % . .
Влажность готового
угольного порошка в % . . . .
Производительность
мельницы в т/ч
Требуемая мощность в кет
Вес мельницы с
мелющими телами в т
2,07
2,65
До 60
10—12
10-12
1
4
155
40,5
2,5
3,9
До 60
10—12
10-12
1
10
380
77,8
2,87
4,7
До 60
10—12
10-12
1
16
500
87
2
5,2
0—20
10-20
10—12
1
5
ПО
39,5
2,8
5,5
0-20
10—12
10-12
16-18
365
98,7
3
6,5
0-20
15
10—12
27-30
630
125,7
происходят сушка и помол угля, весьма надежна в работе при
размоле твердых углей и может давать большую
производительность. 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
передачи 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
сушильного барабана через отдельный газоход, или из
специальной топки.
Регулирование температуры и скорости сушильного агента
в зависимости от изменяющихся количества и влажности
поступающего в мельницу материала можно осуществлять
присадкой холодного воздуха в трубопровод перед мельницей.
При сушке маловлажных углей газовоздушная смесь не
насыщается парами воды до предела и содержит значительное
количество тепла, которое целесообразно использовать путем
возврата в мельницу (рециркуляция). Для создания высоких
скоростей в трубопроводах при значительном насыщении парами
применяется поддув, т. е. возврат газовоздушной смеси в
трубопроводы за мельницей.
Шаровые угольные мельницы работают в замкнутом цикле
с центробежными или воздушно-проходными сепараторами.
148

Схема сепараторной мельницы с проходным сепаратором
для помола твердого топлива с одновременной сушкой
представлена на рис. 65.
В такой мельнице осуществляются подсушка и помол угля
различных марок или смеси углей с начальной влажностью
до 15%. Мельница, сепаратор,
циклон и мощный 'вентилятор
последовательно соединены
между собой воздухопроводом.
При работе вентилятора во
всей системе создается
разрежение.
Предварительно раздроб-
( ленный влажный уголь
поступает в мельницу из бункера
через ее загрузочную цапфу.
Сюда же подается горячий газ из
топки. Уголь в мельнице
подсушивается и измельчается.
Измельченные частички из
мельницы выносятся (потоком
воздуха по трубопроводу в
сепаратор, .в котором из углевоз-
душного потока выделяются
крупные зерна угля 'и
'направляются ло 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
размоле его с одновременной сушкой в сепараторной мельнице
приведена в табл. 37.
Мельчайшие фракции пыли, не осевшие в циклонах
(примерно 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,
выходящего из мельницы, может быть определена по формуле: R =
—к.п.дц-/?ц где Rn—тонкость помола угля, осевшего в циклоне.
Для своевременного выноса пыли из барабана мельницы
Рис. 65. Схема углепомольной
установки
1 — шаровая мельница; 2 — проходной се-
ператор; 3 - циклон; 4 — вентилятор с
нагнетанием отрзботаиного сушильного
агента в печную систему н частично на
рециркуляцию в мельницу; 5 — бункер
^сырого угля; 6 — шнек для крупки; 7 —
питатель сырого угля
150
Таблица .(7
Тонкость помола форсуночного угля, получаемого измельчением
в сепараторных мельницах с одновременной сушкой
Район
месторождения
гля
>.
X
Map
сту
4g?
2«
£ я
со =•
^
н
С и и с.
Ь- О X ш
Тонкое
мола г
татку
№ ООЯ
Район месторождения
ее '
ч
>>
х
р.
га
■ё.
>,
ь
а*
5-
3*
CQ в-
Донецкий
Кузнецкий

Карагандинский
Подмосковный
Уральский
д
Г
пж
т
АС
ПС
Г
пек
ее
се
ее
т
пж
БР
пж
пп
БР
БР
Г
АР
АР
АР
29
29
23
10
3
12
32
21
21
11
16
8
22
25
25
20
20
26
29
5
2
4
17—19
15—17
14—16
6—8
1—8
7—9
19—20
12—14
12—14
6—8
9—11
3-5
13—14
14—16
14—16
11 — 13
11 — 13
15—17
17-19
1—8
1—8
1—8
Воркутннский
Кантский
Черемховский
Кивдийский
Райчихинский
Сучанский
Артемовский
Ткварчельский
Тквибульский
Ленгеровский
Ангренский
Кызыл-Кийский
Сулюктинский
пж
БР
д
БР
БР
пж
Т
БР
пж
ПП
Г
БР
БР
Б
Б
21
38
34
29
32
22
10
33
22
23
25
28
23
28
27
12—14
22—24
19—21
17—19
19—21
13—15
5—7
19—21
12—14
12—14
14—16
16—18
13—15
16—18
15—17
поддерживают определенную скорость потока Vf, , которую ус-
ловко подсчитывают для свободного сечения барабана:
щ а ggfr f-ft_ + j^ + ^) Ш±*'». м1сек,
3600/б \ Tfoca 1,285 0,804 / 273
где Вы — размольная производительность мельницы в т/ч;
/б —сечение барабана в м2;
gi — расход сушильного агента в кг на 1 кг сырого
топлива;
Тоса — удельный вес сушильного агента в кг/м3;
Япрс — коэффициент присоса воздуха в пылеприготовитель-
ную установку (0,3);
Aw — количество испаренной влаги в кг на 1 кг сырого
топлива;
tu—температура сушильного агента на выходе из
мельницы в СС.
Для высоковлажных и мягких материалов размольная
производительность мельницы обычно превышает ее сушильную
производительность, а для маловлажных и твердых материа-
151

s
I
2
tt
о
X
о
I
X
2
X
s
rt
n.
a
ЛО
X
2
о
s
. Ж
о
X
CD тг CD CD "* CO CT> CM lO "^ CO t*- CO
^■OOltOOcOirjCO^-lOr^r^lN^-
— cOCN — CM CM <M —CO — CM— ■<)< —
CD <N CO Ю CO CO — CO CO
INOlDCOCOniNOONlO^bOO'-
— CO<M —— СМСМ —!M —!M—CO —
00 00 Ю t- ОЭ CO CO 00 Tf lO 00 Tf
O) — O) 00 co'lO Г~- О — Г- 00 C7) 00 (M
CO — ——'CM—' CM CM — — — CM —
(N Ю Ю CD CD CO t~- ~- CO CO CD CO CO
CO — —« ~ CS — — — ~- — — <N ~-
O)iONTtHl*c0'*c0(DC0'-'(Nc000
I0t0-"*QOOOCO<NCO-40N05
CO iO tO ~- CO lO t~- ^ ^^OOtO
^cooo""j*cocDt--cocDcoooioeNCD
l/h-UJPX G g"
иилйэие roxDed
И fc/J. G Jj ЧХЭОН
-q iraxHtfoae жх1ц
a2
^_ oj r— ^_ CD 00 CO Ю CD ~- ■*** CO CM
OjiO"^*cOcOOOCOiO"^*(N"^*'«J*tOCD
с^п^^ст^с^ст^с^а^с^ст^^ст)^^
h- CD CO 00 Ю 00 Ю
(N — CO CO CO
—• — (N CD IO CO
ИХЭ0Н
-Qo^ouDOiroweed
хиэи*шффео>1
—• — <N CD — 00
О CD О <N ■* CO t--
~- —« —« <M CO CO
h- Ю Ю t— t~- CO CO
— Ol CO
s *
F- О
. I I
g! g
152
лов, наоборот, сушильная производительность выше
размольной.
Номинальные показатели размольной производительности
шаровых барабанных мельниц в зависимости от вида
размалываемого топлива при наибольшей допустимой шаровой загрузке
приведены в табл. 38.
При влажности измельчаемого материала, превышающей
5%, нужно проверять сушильную производительность
установки. Сушильную производительность определяют на основании
теплового расчета (баланса). При расчете необходимо
учитывать следующие факторы:
а) допустимую температуру сушильного агента,
обеспечивающую надежность установки по условиям взрывобезопасности:
и работы подшипников мельницы;
б) допустимую относительную влажность сушильного
агента в конце установки, обеспечивающую хорошую сушку
материала;
в) рекомендуемые скорости в отдельных элементах
мельничной установки;
г) рекомендуемые количества первичного воздуха, если
установка работает в замкнутом цикле с вращающейся печью.
Температура сушильного агента на входе в мельницу, чтобы
обеспечить безопасную работу ее подшипников, не должна
превышать 400СС.
В соответствии с правилами взрывобезопасности
температура сушильного агента на выходе из угольной мельницы для
всех видов топлива с влажностью при поступлении в
помольную установку до 25% не должна превышать 70СС. Нижний
предел температуры на выходе из мельницы определяется
относительной влажностью агента, покидающего установку.
Практикой установлено, что для обеспечения хорошего
высушивания материала относительная влажность отходящего
газа не должна превышать 20—25% с тем, чтобы с каждым
кубическим 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
углей);
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
десятилетия претерпели существенные изменения. Вначале в
отечества

венной и зарубежной цементной промышленности применялась
двухстадийная схема помола по открытому циклу;
предварительный помол осуществлялся в оборудованных ситами
коротких шаровых мельницах с отношением длины к диаметру 1,5—
1,6, а окончательный помол — в однокамерных или
двухкамерных 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
конструкции сепараторов и транспортных устройств были
заменены единым агрегатом для.- предварительного и окончательного
помола — многокамерными трубными мельницами открытого
цикла. Эти мельницы, простые по конструкции и в
эксплуатации, в основном, и применяются как у нас, так и в Европе.
В настоящее время помол цемента на заводах СССР в
основном осуществляется в многокамерных трубных мельницах
размерами 2,2X13, 2,6X13 и 3X14 м.
Производительность мельниц размером 2,6X13 м при
помоле 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
эксплуатации.
Известно, что тонкий помол цемента в многокамерных
мельницах связан с большими удельными энергозатратами, а в
ряде 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
устанавливают мельницы предварительного (грубого) помола с
применением замкнутого цикла в одной из стадий.
Повышение требованийЛк качеству цемента за последние
15—20 лет явилось причиной внедрения в цементную
промышленность замкнутого цикла помола.
На первых порах клинкер измельчали по двухстадийной
схеме: грубый помол — в открытом цикле, а тонкий — в
замкнутом. В настоящее время на большинстве новых технологических
линий и новых заводов применяются одностадийные схемы
помола в замкнутом цикле. Так, из 45 заводов, построенных после
1946 года в США, на 41 заводе цементные мельницы работают
по одностадийной схеме и только на 4 заводах — по
двухстадийной. 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.
154
За последнее десятилетие в связи с непрерывным
повышением требований к тонкости помола цемента и в других странах
широко внедряется замкнутый цикл помола.
На заводах СССР по одностадийной схеме помола в
замкнутом цикле с сепараторами работают в настоящее время
несколько 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
обратно в мельницу для доизмельчения. Крупка циркулирует в
системе сепаратор — мельница, пока не измельчается до
требуемой тонкости.
Условия эксплуатации мельницы, работающей по
замкнутому циклу с сепараторами, могут быть выражены следующими
основными уравнениями:
Aa = Ff^-Gg;
M = F;
A = F + G = M + G,
где Л—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
контрольное сито, соответственно в материале,
поступающем в сепаратор; в готовом продукте, в крупке, в %-
При помоле в замкнутом цикле количество готового
продукта всегда равно количеству исходного материала, вновь
поступающего на помол. Циркулирующей крупки может быть в
несколько раз больше, чем исходного материала.
Установившееся количество циркулирующей крупки
называется циркулирующей нагрузкой, которая может быть выражена
относительной величиной С, т. е. отношением количества
крупки, возвращаемой в сепаратор, к количеству готовой продукции
или исходного материала:
С = — или С = —.
F М
При замкнутом цикле в мельницу поступает
комбинированная загрузка, состоящая из исходного материала и
циркулирующей крупки; ее относительное значение принято называть
кратностью циркуляции (/Сц):
155

Кратность циркуляции может быть определена по
результатам просева на ситах по формуле
v fg
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
сепаратор:
fF
к. п. д.= — ,
аА
■к.п.д. может быть определен по результатам просева на ситах
/ a — g
к. п. д. = -J- . -—=- :
a f — g
При замкнутом цикле измельчения производительность
-мельницы при том же расходе энергии увеличивается с
возрастанием кратности циркуляции.
Чем больше кратность циркуляции, тем больше загрузка
материала в мельницу. Так как заполнение материалом
мельницы практически остается постоянным, то возрастание
величины загрузки материала в мельницу в пределах ее пропускной
.способности сказывается только на увеличении скорости
прохождения материала через мельницу.
Увеличение скорости прохождения материала через
мельницу при возрастании кратности циркуляции способствует
повышению эффективности работы шаров, что в свою очередь
также вызывает увеличение производительности мельницы.
Механическая работа, производимая шарами на всех
участках по длине мельницы, примерно одинакова, но
эффективность измельчения меняется в зависимости от содержания
крупного класса в измельчаемом материале в разных
поперечных сечениях мельницы. Содержание крупного класса у
загрузочного конца наиболее высокое, и поэтому эффективность
измельчения здесь также наиболее высокая. По мере
продвижения материала к разгрузочному концу он постепенно
измельчается, содержание крупного класса в нем непрерывно
уменьшается 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
пребывания в отдельных зонах по длине мельницы. Вследствие этогс
материал достигает каждой зоны и даже зоны, находящейся
непосредственно у разгрузочного конца, с такой же, в основном
456
благоприятной для эффективного измельчения, крупностью
зерен, какую он имел при входе в мельницу.
Зависимость производительности мельницы от кратности
циркуляции исследована экспериментально авторами: С. Е.
Андреевым, 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
устанавливать высокопроизводительные транспортные агрегаты и
сепараторы, что экономически невыгодно;
Поэтому для каждого измельчаемого материала должна
быть выбрана своя оптимальная кратность циркуляции в
зависимости от его физико-механических свойств.
С. Е. Андреевым и рядом других исследователей
установлено, что отрицательное влияние низкого коэффициента
полезного действия сепаратора на производительность мельницы
сказывается больше при небольших величинах кратности
циркуляции, чем при высоких ее значениях.
Одним 'из условий нормальной работы центробежных
сепараторов является их постоянная равномерная загрузка
материалом. Неравномерность подачи материала в сепаратор
снижает 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
однократного прохождения материала в открытом цикле. В
настоящее время из 440 цементных мельниц 415 работают по
открытому циклу. При этом преимущественно используются
мельницы 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
характеристики и данные о производительности цементных мельниц,
применяемых на отечественных цементных заводах.
Двухстадийный помол
Установки для двухстадийного помола могут работать по
различным схемам.
На рис. 66 представлены схемы двухстадийного помола,
применяемые в цементной промышленности США.
157

Таблица 39
Технические
характеристики и данные о производительности
цементных мельниц
Показатели
Диаметр в м . .
Длина „ „ . .
Количество
камер
Число оборотов
в минуту ....
Вес мелющих

Производительность в т/ч . . .
Мощность
электродвигателя в кет
Вес мельницы
без
электрооборудования и
мелющих тел вт...
Завод-изготовитель
Сиотяжмаш
2
10,5
2
21
32
12
540
102
с элек-
трообо-
рудова-
нием
2,2
13
2
21,92
55
2,6
13
2
20
80
19—22 30—35
600
135
1000
204
и
Волг
тяжм
3,2 3,2
15
2
16
140
50
2000
355
15
2
„Цемеитаила-
геибау"
2,2 2,4
13
3
16,05 20,8
140
50
2000
376
43
16,2
13
3
20
56
22
450600
121 141
3
14
2
17
ПО
52
1600
—
им.
Тельмана
2,6
13
3
19,5
80
26
1000
157
3
14
2
17
108
50
1600
254
Таблица 40
Показатели работы трубных мельниц прн однократном прохождении
материала
Заводы
Днепродзержинский ....
Стерлитамакский .....
Размер
3X14
3X14
3X14
2,6X13
2,6X13
2,6X13
2,6X13
2,2x13
2,2x13
2,2x13
2,2X13
Часовая


дительность в т/ч
по
отчетным
данным
39,5
38,3
47,7
25,8
27
24,6
23,1
16,7
14,7
19,2
15,9
Часовая


дительность в
т/ч,
приведенная
к 10%
остатка на
сите № 008
44,3
39,5
44,3
28,1
27
27,6
21,5
19,6
15,7
22,4
17,2
Часовая
производи.
тельиость,

приведенная к
одной раз-
малывае-
мости,
в т/ч
35,2
35,6
40,3
23
24,3
21.9
19,5
15,2
13,2
16.6
15,1
Часовая

производительность
на единицу
условного
объема
в кг/ч ед
231,6
234,2
265,1
237,1
250,5
225,8
201
243,2
211,2
265,6
241,6
158
Установки, работающие по первой схеме, состоят из одной
мельницы предварительного помола и одной или двух —
тонкого помола, которые работают в замкнутом цикле с
центробежным сепаратором. По второй схеме в замкнутом цикле с
сепаратором работает мельница предварительного помола.
По схеме, подобной
первой, работает уже несколько 7
лет помольная установка на
одном из заводов .в Бельгии
(табл. 41). Отличия от
американской схемы
заключаются в том, что материал на
выходе из мельницы
первичного помола просеивается
через .виброгрохот с 4-мм
отверстиями; прошедший через
сито материал поступает в
мельницы тонкого помола, а
остаток на сите
возвращается в мельницу лредваритель-
ного помола. В табл. 42
приведены данные о подобных
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)
Рис. 66. Американские схемы двухста-
динного помола
/ — замкнутый цикл на второй стадии
помола; // — замкнутый цикл на первой
стадии помола; / — мельница для
предварительного помола; 2 — предварительно
измельченный клинкер; 3 — мельница для тонкого
помола; 4 — крупка из сепаратора; 5 — тонкий
продукт из сепаратора; 6 — цемент
Показатели
Мельница

предварительного помола
Мельница
тонкого помола
Размеры мельниц в ж ,
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
квт-ч/т при помоле цемента до удельной поверх-
лости в см2/г:
2865
. 3500
5430
3,65X4,55
1
120
2.4X12,6
2
ПО (общая)
26,3
36,6
80,3
В цементной промышленности Советского Союза двухсга-
дийная схема используется только в определенных случаях —
при расширении мощности действующего помольного отделения
159

Таблица 42
Показатели работы двухстадийиых помольных установок (ФРГ)
Мельницы предварительного помола
размеры в м
3,2x5
2,6x4,15
2,6x4,15
2,75x4
.одитель-
и
со
я
К А
СО
S3 Д
о t-
CJ CJ
л о
ег а
70
35
28
35
25
,
од элект
т-ч/т
X V
5 *
So
в в
|£
* СХ
Л <и
? и
0J О)
ct О
>»о.
10
7,5
8,8
7
15
г?
CJ A
СО
Ч
О (Ц
о а
Р= cj
Д «
и
о >*
К ЬС
X н
о rt
н t-
70
60
70
70
Мельницы тонкого помола
размеры в м
COIN —
XXX
IN 00
CN IN—"
1,8x12
2,2x10
2,75x4
одитель-
ю
m
в -.
про:
m/ч
к m
га
ю д
о н
<J U
га о
с =
70
25
18
28
31
25
о ^
go
К я
схь
о >.
С о
,_ о.
га с
= о
д г.
Ч о
О* ц]
^ о
>>н
2800
2500
3300
3000
2600
2700
. £□
зд элект
устано:
й«=
gst
|:j
>>а«
—
25
29
27
24
33
или для получения высокопрочного цемента. В частности, на
Ленинградском цементном заводе мощность действующего по-
Рис. 67- Схема двухстадяйного
помола с замкнутым циклом на
обеих стадиях
/, // — сепараторы; / — мельница для
предварительного помола; 2— крупка нз
первого сепаратора; 3— тонкий продукт
из первого сепаратора; 4— мельница для
гонкого помола; 5 — крупка из второго
сепаратора; € — Цемент
мольного отделения, состоящего из двух трубных мельниц
размером 2X12 и 2,2X12 м, была увеличена путем установки
мельниц предварительного помола размером 2,6x6,2 л.
Материал после выхода из мельницы предварительного
помола 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
сепараторов направляется в общий поток готового цемента,
выходящего из мельниц второй стадии помола.
Первоначальная производительность двух мельниц при
помоле 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-
160
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 см2/г производится в
мельнице размером 2,6Х 13 м. Мельницы для первой и второй
стадий 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
помола.
Согласно схеме, изображенной на рис. 68,а, продукт,
выходящий из последней камеры мельницы, поступает в один или
«)
К
к*
-я
-СЫЕЗ^
«J
гъ_
-^=
ж
=>» *-*■
Рис. 68. Основные схемы помола цемента по замкнутому циклу
а — с выгрузкой материала в конце мельницы и возвратом крупки в первую
камеру; б — с выгрузкой материала из середины и загрузкой крупки в камеру
тонкого помола; в — с загрузкой крупки из сепаратора в камеру помола через
центральное загрузочио-разгрузочное устройство; г — с выгрузкой материала из
середины н двумя сепараторами, раздельно работающими для камер грубого и тонкого
помола; / — исходный продукт; 2 — центробежный сепаратор; 3 — цемент; 4 —
крупка нз сепараторов; 5 — ковшовый элеватор
6 Зак. 823
16 li

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
установка может работать и ло открытому циклу, т. е. без
сепараторов.
По другой схеме (рис. 68,6) материал, измельченный в
первой камере до 40—50% остатка на сите № 008, через
разгрузочное 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,е, 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
короткий 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
помола, 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 л .Канаде помол цемента осуществляется
преимущественно Щ схеме, изображенной на рис. 68,а. По такой схеме
с двумя сепараторами «Стюртевант» диаметром 4,9 м
работают мощные установки на новых цементных заводах в Данди,
штат Мичиган (США) и под Монреалем (Канада). Эти
заводы 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 I960 г.
высокопроизводительная мельница размером 3,65x11 м на цементном
заводе в Элпене (штат Мичиган). Проектная производительность
установки при помоле клинкера стандартного
портландцемента — 54 т/ч, фактическая — 58 т1ч.
Удельный расход электроэнергии при помоле до удельной
поверхности 3000—3500 см2/г обычно составляет 34—40 квт-ч1т,
а до 4500 — 5000 см21г — 70—75 квт-ч/т.
В ФРГ размол цемента производится в основном по схемам,
изображенным на рис. 68, б, в к 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 евн-
162
о
;►.
Е
X
S6
Ш
S
Е
X
«J
ш о г
о ш .
(J СО -
сз S ■
jigg_
Ш
х га ш -о
Ь о
Е
I I
■о IS I
гп
1
1
с >
с >
а>
ем
о
°
<->
сп
оо
о о
о—.
СО СО
вн sodoiedEuao оехээьиь-о'М
£ш
Я га
га о.
к о
tin
lueyi a
Jli&l
~ | ем —
га а ..
и =я со
ш ш —
Я
с
2
н
U
а; в;
та га
в к
CD CD
н н
о. о.
S S
ио
о о о
t~ ем t-
"Ф СЛ СП
ОО -Ф
СМ ОО
2 ! |
ем —i —i
оооо ем
СП in 1П
XX X
in m
CO t£) in
CO COCO
en
in
OO СП СП =
in in in
СП СП СП
920
—
SIM
1 1 I 1
I CM CM 1
5 X5,2
9 Xll
35x6,1
35x10,4
со ем со со
о
CO
cn"o о о
LO СО СО СО
СП СП СП СП
920
1840
2030
£ 1§2 1 1
ем ем
17,6
15,5
| |<N<N | |
CO ^ -СО
юсо ^_^_ ^-* •*<
/XXX X X
1Л1ЛШ1Д Ю
CD ОЭ CD CD CJ5 ОЭ
со со со со см со
CD CD CD
оо~оо о"о"
CD CD CD CD CD CD
О О О О СЪ СЪ
k
' !
1
1 ■
05x10 '■
CO
1960/61
|*8|-
ЙЭИВМ OHAOGhHIfO^
2 я
га га
S с i
_, К П
gm н
4
О
m
а: та
• О-ве
. S .*
E. О
■<
ч'5Р
acq s n s
ч о с (- с
КЗ
га о!ч
2 га
ох.
X 0J н
raf-, =
^ _
^ - о
0%~
« Ч JJ
^ w СЗ г 1-
е и й о я
О Ч
eg G
cfi-
2 Г- CD
S
• я -
О, я
. о а: те
л- га с-
СЧ S !_ К
и 5 s в-
о 3 в- к
н sc s1 *
CJ •<
° = ^ га
5ч5 в
та
о. ' ё
о u S-
■ о - s
CJ О В"
К u s
а ьй я
я я ч
'I
6 Эак- 823
163

со
■ч-
ч
а
ение
S
ч
Продо
J.]h-U1BX В HHjdSHG
-odxHaife roxDEd и1чнч1гэНл
с *"
к
якость по-
а (удельна
верхность
смг/г, по
Блейиу)
° ч £ я
Е
ЛгШИЧ1ГЭИ ЛНЕО
СИ ВОЙОХБЙБ11ЭЭ ОВХЭЭЬИ1ГО>1
с
иаметр се
ора в м
н
wex в
BifaxEjHBirodxHaire чхэонщоэд
. о . ,*-
Коли
честв
мелю
щиа
тел в
с; о " н
о о. ю >,
S-o^-g
dang» онхээьнь*о>1
л
S Ч
3 _
Си Б
Раз
га га
ввод
сплу
ацню
35"
(-< ш
Место установки
1 |
1 1
со
1 ю
CN
о
1 о
1 ■*
со
1 —1
1
со
■*
эеймонд»,
1
1
1
1
1
I
1
|
1
1
1 О О О
1 —.
1 in
1 t-.
оо
1 00
.-ч
CNC4
N CN
1
1
1
1
|
1
«о
ш —•
„
^^
.—i
хххх
mm mm
0)0(0 0)
со со со со
П">
к .
•
К
m
■ф
со
m
1
m
in
3000
1
о
о
О)
CN
_^
О)
■Ф
евант»,
юрт
и
о
г^
■Ф
о
СМ
CN
m
..
О)
X
,59
СО
7/5
1П
О)
-о
G .
Редииг, Калифор
Талза, Оклахома
Тампа, Флорида
Равена, Нью-Йор
Канада, Монреа
Квебек
1П
cNin m со m
СО CN CN CNCO
in in
in - -
со о со о от
CO СО CNCO чР
8
СО О О О ОО
I ООЮОО
1 сото ■* —
OCOCN CNCNCO
о
о
со
1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
О О О О
1 СМ 1 СО ОО
1 О) 1 СО OCO
1 1 1
1 1 1
". | «N
00 00 1 —«
1—1 ^^
<n I I I I I
1 1 1 1 1
ТГ1П1П
ОО О -^"CN
^4 т-t .—1 СО *=* —'
хххххх
СТ> 00 00 00 СМ
<NCN CNCNCO СО
00 00
mm
СГ><У>
1—> •—1
i
Ванкувер, Брит
екая Колумбия
ФРГ
1
1
1
1
1
1
1
1
о
со
со
СМ
со
СО
1
1
см
со
~^
«--<
X
со
СО
•
■
1 1 1
1
1 III
ото |
rf*0 1
о
IS 1 1
■ф
1111
1 1 1 1
1111
ооос
т о оо
CN 1П СО СО
«CNCNCN
от
1 *-3! 1
II"3!
1 1 —■ i
CNCO 1 1
-■*смсо
хххх
CNCM CN
coco ■*
со
л
ч ■ •
Дания, проект
Франция, Ла Мал
Буш дю Рон . .
Проект ....
*
164
Таблица 4-1
Зависимость производительности мельииц н удельного расхода энергии
от тонкости помола цемента в мельницах,
работающих по замкнутому циклу (ФРГ)
Размер
мельниц в м
2,8x10,5
1
2,6x15
2,6x10,5
2,8x13

Производительность
38,5
30,5
40
28
26
20
16
30
20
12
50
22
Общий
удельный расход
электроэнергии
в квт-ч/т
25,5
32
30
41,5
45
50,5
71
27
39,5
65,5
23,3
59
Удельная
поверхность
в смг/г
2500
3300
2600
3400
3700
4000
4900
2600
3300
4500
2700
4000
Вид цемента
Портландцемент
Шлакопортландцемент
Портландцемент
детельствуют о том, что с увеличением тонкости помола
значительно снижается часовая производительность и
соответственно 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
размерами 2,8 и 3,2 м по схеме, изображевнюй на рис. 68, г. Мельницы
установлены на Ново-Здолбуновском, Красноярском и
Первомайском 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 в л 2,4хЮ,5
Количество камер* в шт 3
Длина первой камеры в м 3,01
второй „ „ „ 2,74
третьей „ „ „ 4,01
Ширина щелей в междукамерных перегородках
в мм 7
Живое сечение между камерных перегородок в % . 5,6
•Загрузка мельницы мелющими телами в т . . . . 51
В том числе по камерам:
первой (шары диаметром ПО—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
165

Футеровка первой камеры Сортирующие плиты
- „ второй „ Ступенчатые плиты
„ третьей „ Рифленые плиты
Количество центробежных сепараторов 2
Первый сепаратор:
диаметр в ж 2,8
мощность привода в кет 20
максимальная скорость вращения в об'мин . . . 274
Второй сепаратор:
диаметр в ж 3,2
мощность привода в кет 28
максимальная скорость вращения в об/мин . . . 245
Схема аспирационного устройства Двухстадийная
Первая стадия очистки Циклон 03,5 м
Вторая „ „ Электрофильтр типа
„Лурги"
* На Ново-Здолбуноаском и Первомайском заводах мельницы переоборудованы в
двухкамерные.
Таблица 46
Основные показатели работы сепараторных мельниц размером 2,4x10,5 м
на Красноярском и Ново-Здолбуиовском цементных заводах
Заводы
Часовая
производительность
в т/ч
23,6
17,3
17
12
17,6
13
11
5
Удельная
поверхность
в см2/г
2600
3130
3280
4020
3120
3950
4450
5080
Удельный
расход
электроэнергии
в кет-ч/т
41,8
42,3
59,8
—
—
—
—
Интересны данные о наладке и пуске мельницы 3X14 м,
работающей по замкнутому циклу на заводе «Гигант».
Результаты наладки, проведенной Оргпроектцементом, представлены в
табл. 47.
Путем увеличения размеров контрлопастей сепараторов
типа «Полидор» 0 4 ж создана возможность регулировать в
широких пределах тонкость помола цемента.
Производительность мельницы доведена до проектной, т. е. 53 т/ч, при
тонкости 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
часовая производительность мельницы при работе ее по
замкнутому циклу выше, чем по открытому при одинаковой тонкости
помола, на 15%. а расход электроэнергии ниже на 10%.
Примерно такие же результаты получены институтами Гипроцемент
и НИИЦемент при наладке работы аналогичной мельницы на
166
я
К
1111
. 3 . «ев; рз
• ш ._ £ = *
„■Z. <и «и о га
•g*SfcSg
. я .L gg £S
С! ф 3 Я
. s * та «
о> о в: о ее
. Д Ш t; tn
• J) g И « И £d
. r i Ui t— c« H rrt
° S t ° ч
о о g н п
В В * S
и и 2 о t-
SJmno
1Р!=§
О О м Cl, о J=J
§|Ш!?
t- w H
_ - ., у f- а
v ВС __ О О
о. К 2 Я
а> Э 5 О 5 о ■
5 ее еЗ та и га о
>^« о J, oci^
О о
я
IS ЕС
о я
&«
о ^
н >,
га a
га s
Я
- а.
167

цементном заводе Пунане—Кунда. Здесь так же были
увеличены контрлопасти, а кроме того, установлен аэрожелоб,
создающий возможность 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
циклом.
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
сепараторной мельницы при помоле шлакопортландцемента. Все это
позволило сделать следующие выводы.
1. С увеличением степени загрузки мельниц мелющими
телами (с 24 до 27%), а следовательно, и с повышением
мощности, потребляемой сепараторной мельницей, удельная
поверхность размалываемого материала увеличивается в большей
степени, чем у трехкамерной мельницы без сепаратора, причем в
последнем случае при помоле шлакопортландцемента эффект
тем меньше, чем выше содержание клинкера в цементе.
Изучение зависимости расхода электроэнергии от степени заполнения
мельницы показало, что при помоле в мельнице без
сепаратора целесообразна сравнительно небольшая степень заполнения
мелющими телами, особенно при высоком содержании
клинкера в шлакопортландцементе. Наоборот, загрузка сепараторной
мельницы должна быть как можно большей (до 27—30%)
особенно при содержании клинкера до 60%; при более
высоком содержании клинкера в шлакопортландцементе степень
загрузки сепараторных мельниц рекомендуется также несколько
снижать. При помоле клинкера целесообразна сравнительно
небольшая загрузка, а при помоле шлака — большая загрузка
мельницы.
2. Многокамерная мельница открытого цикла может
конкурировать по производительности с мельницей замкнутого
цикла только при помоле однородного и не слишком легко
размалывающегося материала. При очень тонком измельчении ее
можно рекомендовать только для помола самых трудноразмалывае-
мых материалов.
Сепараторную же мельницу можно применять в широком
диапазоне показателей размалываемое™ 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
благоприятные условия при помоле шлакопортландцемента,
состоящего из двух компонентов с различной сопротивляемостью раз-
168
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
приблизительно вдвое больше, чем при медленном однократном
проходе через мельницу меньших количеств материала.
Благоприятную роль играет при этом охлаждение размалываемого
материала 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
получения 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),
направляющейся затем в мельницу для домола. Между тем зерна такой же
величины, но меньшего удельного веса (шлак) попадают в
готовый цемент, выходящий через внешний конус сепаратора.
Таким образом, сепаратор предотвращает бесполезный тонкий
помол шлака.
6. Опыты показали далее, что по сравнению с цементом,
полученным в мельнице другого типа, сепараторный цемент
гидравлически более активен, поэтому, чтобы обеспечить
одинаковую прочность цемента при его помоле в многокамерной
мельнице открытого цикла, приходится осуществлять более
тонкий помол, а именно, увеличивать удельную поверхность на
350 см2/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 см2/г и выше без
существенного изменения состава мелющих тел — путем
регулировки сепараторов.
8. При выпуске цемента высоких марок и цемента из шихт
с различной размалываемостью компонентов
производительность мельниц замкнутого цикла на 10—12% выше, чем
мельниц открытого цикла. При выпуске рядовых цементов марок
400—500 с удельной поверхностью 2500—3200 см2/г
производительность мельниц, работающих по замкнутому циклу, при
помоле 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
цемента. В известной степени это объясняется тем, что для
получения одной и той же марки цемента в сепараторных
мельницах требуется молоть его до меньшей удельной поверхности.
169

При работе по замкнутому циклу также снижается
удельный 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
механическими.
Первые используются при помоле угля и сырья, вторые —
при помоле сырья и клинкера.
В воздушно-проходном сепараторе тонкая фракция
материала и воздух отделяются от крупки и отводятся из сепаратора в
пылеуловитель.
В центробежном сепараторе не только размолотый
материал разделяется на тонкую и грубую фракции, но и из воздуха
выделяется готовый продукт, т. е. в конструкции этого
сепаратора 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
начальная скорость аэросмеси падает до 4—6 м/сек. В связи с
этим наиболее крупные и тяжелые частицы выпадают из
потока 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
тангенциально установленные створки (жалюзи) и получает
вращательное движение. Под действием образующихся центробежных сил
материал вторично классифицируется. Крупные частицы
отбрасываются к периферии, спускаются по внутреннему конусу вниз
и также подаются в трубопровод возврата. Более мелкие
фракции потоком воздуха выносятся из сепаратора через другой
патрубок 'и осаждаются в пылеуловителе в виде готового
продукта.
В сепараторе данного типа, изменяя первоначальную
скорость воздуха, можно влиять на конечную тонкость готового
продукта.
При этом с повышением скорости воздуха из мельницы
выносятся более грубые частицы. Прохождение аэросмеси с
большими 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
воздушного режима в установках, не меняя положения створок
сепаратора.
170
Кроме того, тонкость помола можно регулировать также
путем изменения положения створок сепаратора при постоянном
воздушном режиме. При установке лопаток в радиальном
положении (так называемые открытые створки) сводится к
минимуму влияние центробежных сил во внутреннем конусе и
получается наиболее грубый помол. Устанавливая створки под
определенным углом, можно .повышать 1степень дисперсности
готового продукта.
В табл. 48 приведена характеристика воздушно-проходных
сепараторов.
171

Таблица 48
Техническая характеристика воздушио-проходиых сепараторов
Показатели
Завод-изготовитель
Черновицкий
механический
Машиностроительный
им. Тельмана
Диаметр в м
Высота „ „
Пропускная
воздуха . . .
Вес вт..
способность в л3/ч
2,5
4,18
22 500
2,49
2,85
4,65
30 000
3,25
3,42
5,35
43 500
5
3,3
3,4
39 000
.4,6
3,4
3,6
78 000
5,4
3,6
3,8
84 000
6,3
Особенность центробежных сепараторов — наличие
вращающегося диска, рассеивающего материал, непрерывно
подаваемый ковшовым элеватором или другим транспортом.
Дальнейший процесс воздушной сепарации осуществляется в потоке
воздуха, который создается внутренним вентилятором и
регулируется теми или иными вспомогательными устройствами.
При этом измельченный материал разделяется обычно на две
фракции в результате комбинированного воздействия на него
силы тяжести и центробежной силы. Почти во всех
центробежных сепараторах классифицирующий воздушный поток
создается в самом сепараторе, и поэтому их называют также
сепараторами с замкнутой циркуляцией воздуха. Тонкодисперсная
фракция материала может выделяться из воздушного потока как
снаружи, так и в основной камере сепаратора.
В настоящее время зарубежные машиностроительные
фирмы изготовляют центробежные сепараторы различных типов,
которые можно подразделить на следующие группы:
1) сепараторы с постоянным числом оборотов
контрлопастной крыльчатки;
2) сепараторы с регулируемым числом оборотов
контрлопастной крыльчатки;
3) сепараторы, в которых сепарируемый продукт
подвергается преимущественно воздействию поля центробежных сил.
К первой группе относятся сепараторы конструкции фирм
«Стюртевант» и «Раймонд», «Полизиус», «Шильде», «Хишманн»,
«Гутенхофнунгсхютте», «Пфейфер», «Альпине» (типы «Венто-
плекс» и «Супервентоплекс»), «Эшер — Висе» (тип УСФ).
В сепараторах этой группы все вращающиеся части имеют
один общий привод. Загрузка сепараторов осуществляется
сверху через центральную питательную течку.
Разделение продукта помола в сепараторе происходит
следующим 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
172
восходящий воздушный поток, проходя через разбрасываемый
материал, увлекает мелкие частицы вверх и выносит их во
внешнюю полость сепаратора, где из пылевоздушного потока
выделяется 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
отводятся 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 иеобходи-
мо останавливать.
Рис. 70. Схема сепаратора фирмы
«Стюртевант»
/ — загрузка; 2 — распределительный
диск; 3 — вертикальное колесо; 4 — зона
сепарации; 5 — пространство для тонких
фракций; 6 — жалюзи; 7 — система коитр-
лопастей; 8 — задвижка; S — 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 —
нижний вентилятор ; 6 — главный вал;
7 — разбрасывающая тарелка; 8 —
внутренний кожух; 9 — контрлопасти; 10 —
промежуточный кожух; выход
крупной фракции; выход
мелкой фракции
Применяются два типоразмера сепараторов — диаметром 4,9
и 5,5 м. Требуемая мощность электродвигателя сепаратора
диаметром 5,5 м 185 кет. Производительность достигает 70 т/ч.
173

В- сепараторах «Полидор-Симплекс» (рис. 71) границу
разделения фракций регулируют, изменяя число оборотов вала без
остановки сепаратора, а также изменяя количество
контрлопастей (при остановке сепаратора). Применяют три типоразмера
сепараторов — диаметром 2,8; 3,2 и 4 ж.
В сепараторах «Полизиус» предусмотрены три способа
регулирования границы разделения фракций без остановки
сепаратора. Диаметр самого крупного сепаратора 4,8 м.
Для более четкой сепарации в сепараторе «Эшер-Ьисс»
(рис. 72) применен метод подачи
свежего воздуха небольшим вен-
Рнс. 72. Сепаратор фирмы «Эшер-
Висс»
/ — крыльчатка прямого направления
вращения; 2 — крыльчатка обратного
направления вращения; 3 — рассеивающая
тарелка; 4 — полость для мелкой
фракции; 5 — жалюзи; 6 — подача свежего
воздуха; 7 — полость для крупных
фракций; 8 — выход крупных фракций: 9 —
подача материала; 10 — шибер; 11 —
полость для сепарации; 12 — мелкие
фракции, дополнительно выделяемые из
падающего потока крупных частиц; 13 —
кольцевой канал; 14 — камера
обеспыливания; IS — канал отсасывания; 16 —
выход мелкой фракции
Рис. 73. Схема сепаратора
фирмы «Ведаг» с приводом
системы контрлопастей,
установленным вне сепаратора
/ — загрузка; 2 —
распределительный диск; 3 — вентиляторное
колесо; 4 — зона сепарации; 5 —
пространство для тонких
фракций; 6 — жалюзи; 7 — система
контрлопастей; 8 — привод
системы контрлопастей; 9 — разгрузка
тонких фракций; 10 — разгрузка
крупных фракций
тилятором в сепаратор непосредственно под жалюзи. В
результате этого падающие вниз частицы крупных фракций
подвергаются вторичной сепарации в воздушном потоке. Одновременно
в зависимости от температуры вдуваемого воздуха можно
применить дополнительное охлаждение или подогрев материала.
174
Излишний воздух из общей массы, циркулирующей в
замкнутом 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
контрлопастная крыльчатка имеет отдельный привод.
В сепараторах фирмы «Ведаг» (рис. 73) удельную
поверхность готового продукта можно регулировать в пределах 2000—
5800 см2/г, хотя на практике верхний предел (5800 см2{г)
достигается крайне редко. Эти
сепараторы выпускаются
диаметром до 5 м.
Привод контрлопаст-
ной системы может
встраиваться в сепаратор или
устанавливаться под ним.
Сепаратор «Хейд»
(рис. 74) отличается
рядом конструктивных
особенностей. Сепаратор
загружается не сверху, а
сбоку, материал
подается под контрлопастную
крыльчатку по
аэрожелобу. Это позволяет
уменьшить габариты
сепаратора по высоте и
обеспечивает также
предварительное разрыхление материала. Распределительный диск
крепится на валу контрлопастной крыльчатки. Привод этой
системы установлен над сепаратором. Выпускается несколько видов
сепараторов диаметром до 5 м.
На рис. 75 представлена последняя конструкция
сепаратора «Пфейфер». Для создания более равномерного потока и
улучшения процесса сепарации в вертикальном потоке
сепаратор 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
регулированием числа оборотов контрлопастной крыльчатки.
Сепараторы УСФ загружаются сверху через центральную питатель
ную течку, их производительность достигает 60 т/ч, диаметр —
5 м. Для сепараторов типа УСФ/РСЗ характерна загрузка
материала сбоку — при помощи аэрожелоба, шнека или
вибротранспортера.
К сепараторам, в которых сепарируемый материал
подвергается воздействию поля центробежных сил, относятся «Альпи-
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 контрлопастей; 8 — разгрузка
тонких фракций; 9 — разгрузка крупных фракций
175

не» (типа «Микроплекс» с
направляющими лопастями и без
них) (рис. 76) и «Сан-Жак».
В вертикальном
спиральном сепараторе типа
«Микроплекс» с направляющими
лопастями фракции резделяются
в спиральном потоке,
переходящем в вихревой поток. В
сепаратор встроен вентилятор
Рис. 75. Сепаратор фирмы «Пфей-
фер»
/ — гидравлический ротационный
двигатель, приводящий во вращение
крыльчатку 5; 2 — масляный резервуар и иасос
для изменения числа оборотов
двигателя /; 3— электродвигатель иасоса; 4—
крыльчатка прямого направления
вращения; 5— крыльчатка обратного
направления вращения; 6 — полость рассеивания;
7 — полость движения мелких фракций;
S — выгрузочное отверстие для мелких
фракций; 9 — приводной электродвигатель
крыльчатки 4; 10 — подача материала;
// — рассеивающая тарелка; 12 —
жалюзи; 13 — полость движения крупных
фракций; 14 — выгрузочное отверстие для
крупных фракций
Рис. 76. Схема сепаратора типа
«Микроплекс» с направляющими
лопастями фирмы «Альпине>
/ — загрузка; 2 — распределительный
диск; 3 — вентилятор с
перекрещивающимися потоками; 4 — зона
сепарации; 5 — направляющие лопасти; 6 —
циклон; 7 — рычаг для направляющих
лопастей; 8 — лопасти для крупных
фракций; 9 — буфер; 10 — разгрузка
тонких фракций; // — разгрумса
крупных фракций
специальной конструкции, который засасывает воздух в
циклон под распределительным диском. Этот воздух выносит в
циклон тонкие фракции, которые там осажлаются. Очищенный
176
воздух снова засасывается вентилятором, поступает в
пространство для крупных фракций. Изготовляют несколько
типоразмеров сепараторов диаметром до 2 м.
Сепараторы фирмы «Сан-Жак» не имеют внутренних
подвижных 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
материалов и угольного порошка. Для предотвращения налипание
материала стенки таких сепараторов выложены гладкими
каменными 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 Рнс. 78. Сепаратор фирмы «Ведаг»
«Шюхтерман и Крамер —
Баум»
пуса сепаратора. Циркуляция воздуха в сепараторе
обеспечивается внешним вентилятором, а тонкомолотый материал
выделяется из воздуха перед его возвратом в вентилятор в циклонах.
В табл. 49 приведена характеристика центробежных
сепараторов.
В отечественной цементной промышленности применяются
центробежные сепараторы с одним общим приводом
конструкции НИИЦеммаша. Выпускаются центробежные сепараторы
диаметром 3,2; 4 и 5 Hi.
177

Общий вид центробежного сепаратора диаметром 3,2 м
показан на рис. 79.
Рис. 79. Центробежный сепаратор диаметром 3,2 м
конструкции НИИЦеммаша
/ — наружный кожух сепаратора; 2 — внутренний кожух сепаратора;
3 — верхний центробежный вентилятор; 4 — съемные контрлопастн; 5 —
рассеивающая тарелка; 6 — ннжннй вентилятор; 7 — загрузочная
течка; 8 — приводной вал; 9 — патрубок для крупки; 10 — патрубок для
готового продукта; // — жалюзи
В данном сепараторе тонкость помола готового продукта
регулируют тремя способами:

1) скорость восходящего потока воздуха, создаваемого
вентилятором 3, регулируется наклонными съемными
контрлопастями 4, которые при вращении создают нисходящий поток
воздуха и тем самым уменьшают скорость подъема воздуха.
Рис. 80. Центробежный сепаратор диаметром 4 м
конструкции НИИЦеммаша
/ — наружный кожух сепаратора; 2 — внутренний кожух
сепаратора: 3 — центробежный вентилятор; 4 — съемные
контрлопасти; 5 — рассеивающая тарелка; С — загрузочная течка;
7 — привод; 8 — патрубок для крупки; 9 — патрубок для
готового 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-
180
ства контрлопастей скорость воздуха возрастает. Этот способ
позволяет регулировать скорость воздуха и тем самым
крупность готового сепарируемого продукта;
Рис. 81. Центробежный сепаратор диаметром 5 м
конструкции НИИЦеммаша
1 — разбрасывающая тарелка; 2 — жалюзнйная решетка; 3 — патрубок
для выхода, крупкн; 4 — съемные контрлопастн осевого вентилятора;
5 — центробежный пылевой вентилятор; 6 — главный центробежный
вентилятор; 7 — патрубок для выхода готового продукта; 8 — шиберы
для регулировки диаметра отверстия на входе в главный вентилятор;
9 — привод сепаратора
?) для усиления степени закручивания восходящего потока
воздуха, создаваемого вентилятором 3, в сепараторе
установлен еще один вентилятор 6. Если требуется в основном
центробежная сепарация, то лопатки вентилятора 3 вдвигают до
минимальных размеров, что уменьшает засасывание и усиливает
закручивание воздушного потока нижним вентилятором 6. При
увеличении размера лопаток вентилятора 3 усиливается восхо-
181

дящии 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
диаметром 4 м показан на рис. 80. Для регулирования тонкости
помола готового продукта в конструкции этого сепаратора
предусмотрены шиберные устройства 10, с помощью которых
регулируют 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
установлены 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
диаметром 5 м показано на рис. 81. В этом сепараторе для
регулирования тонкости помола в верхней части также установлены 18
шиберов 8, прикрывая которые, можно уменьшать площадь
сечения входа воздуха в вентилятор, в результате чего
увеличивается его скорость. Для уменьшения скорости потока воздуха
внутри сепаратора есть осевой вентилятор 4 с 12
контрлопастями, создающими противоток воздуха. Перемещая лопасти в
различном направлении или меняя их число, можно регулировать
скорость воздуха.
В нижней "части внутреннего кожуха установлена жалюзии-
ная решетка с 48 поворотными лопатками, при помощи которых
изменяются степень закручивания потока воздуха и
производительность сепаратора.
Поворот лопаток осуществляется через специальный привод,
оканчивающийся маховичком, выведенным наружу.
Техническая характеристика отечественных центробежных
сепараторов приведена ниже.
Диаметр наружного корпуса в
свету в« 3200; 4000; 5000
Диаметр внутреннего корпуса в
свету в мм 2700; 3200; 3600
Внутренний диаметр разгрузочного
отверстия для готового продукта
в мм 350; 300; 350
То же, для крупки в мм .... 342; 300; 500
Число оборотов горизонтального
вала редуктора в об/мин . . . 960; 750; 926
То же, ротора сепаратора в об/мин 245; 190; 192
Потребляемая мощность
сепаратора при максимальной нагрузке
в кет 20; — —
182
Тип электродвигателя АОС-82-6; АОП-93-8; АОП-94-6
Мощность в кет 28; 40; 75
Число оборотов электродвигателя
в об/мин 975; 750; 985
Производительность сепаратора в
т/ч при:
удельной поверхности 4500 —
5000 ему г
остаток на сите № 008 3%
то же, 5%
» (2500 ему г) 8%
» 10%
10,5
11,9
13,8
15,2
— 8—10
20—22; 36—40
6. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПОМОЛА ЦЕМЕНТА
Тонкое измельчение материалов является одним из
наиболее энергоемких процессов в производстве цемента: на него
затрачивается около 60% всей расходуемой на производство
цемента электроэнергии. Очевидно, поэтому каждое
мероприятие, способствующее интенсификации процессов измельчения,
может в общем масштабе дать весьма значительный
экономический эффект.
Чтобы яснее представить возможные пути интенсификации
процессов измельчения материалов в трубных мельницах,
рассмотрим основные факторы, от которых зависит эффективность
работы помольного агрегата.
Эти факторы условно можно разделить на три группы.
К первой группе относятся те, которые связаны с
конструкцией мельниц:
а) схема измельчения (помол в открытом и замкнутом
цикле, одностадийный, двухстадийный помол и т. д.);
б) скорость вращения мельницы;
в) профиль и поверхность броневых плит.
Во вторую группу входят факторы, обусловливающие
режим работы мельницы:
а) степень заполнения объема мельницы мелющими телами;
б) качество и ассортимент мелющих тел;
в) интенсивность аспирации рабочего пространства мельниц;
г) величина и равномерность питания мельниц материалом,
автоматизация мельниц.
Третью группу составляют физико-химические свойства
размалываемого материала и среды в мельнице, определяющие
его сопротивляемость размолу, крупность исходного, и конечного
продуктов, температуру и влажность, адсорбционные свойства
среды.
В настоящее время развитие техники цементного
производства идет по пути увеличения тонкости помола.
Бесспорным является положительное влияние тонкого
помола, заключающееся в ускорении процессов гидратации и
гидролиза зерен цемента за счет увеличения его удельной поверхно-
183

сти, а следовательно, и в повышении прочности в ранние сроки
твердения. Вместе с тем тонкое измельчение цемента, как
известно, сопровождается снижением производительности
мельниц, увеличением удельтого расхода электроэнергии,
повышением температуры в мельнице и соответственно цемента на
выходе из нее. В ряде случаев наблюдаются явление ложного
схватывания, изменение зернового состава порошка и т. д.
Одной из основных причин снижения эффективности
процесса измельчения по мере повышения его тонкости является
наряду с увеличением сопротивляемости размолу клинкера
ухудшение условий процесса помола в результате налипания
на мелющие тела мельчайших частиц цемента и агрегирования
их между собой. При этом мелющие тела и внутренняя
поверхность мельницы покрываются довольно прочным слоем
цемента, что снижает кинетическую энергию удара мелющих тел,
увеличивает количество работы трением и "повышает
температуру материала в мельнице. Агрегирование при тонком помоле
выражается в образовании из мельчайших частиц «агрегатов»
(пластинок, комочков), и это приводит к значительному
уменьшению удельной поверхности готового продукта. При
гидратации агрегаты ведуг себя, как одна крупная частица, уменьшая
тем самым скорость взаимодействия цемента с водой.
Практика показала, что налипание и агрегирование частиц
цемента являются серьезным препятствием при тонком помоле.
Природа этих явлений изучена еще мало. Между тем
устранение налипания (хотя бы частичное) могло бы явиться важным
фактором интенсификации процесса помола.
Давно уже было замечено, что если при помоле твердых
материалов в мельницу вводить в небольших количествах такие
добавки, как каменный уголь, канифоль, лигнин «ли поверхност
но-активные вещества (ПАВ)—триэтаноламин, соапсток,
мылонафт, контакт Петрова и др., то налипания размалываемого
материала не происходит, он измельчается интенсивнее и
производительность мельницы повышается. Эти интенсификаторы
помола действуют по-разному на процесс измельчения. Такие, как
каменный уголь, канифоль и лигнин, взятые в соответствующих
количествах, устраняют налипание (при небольшом содержании
получается малый эффект, а при избытке (0,3—0,5%), в
некоторых случаях снижается качество цемента); иногда эти добавки
слишком дороги.
Характер влияния подобных добавок на процесс измельчения
до конца не выяснен. Однако можно считать установленным,
что при добавках поверхностно-активных веществ процесс
измельчения в трубных мельницах протекает весьма интенсивно.
Интенсифицирующее действие малых количеств ПАВ при
помоле клинкера может быть объяснено, с одной стороны,
адсорбционным снижением его твердости (механизм этого процесса
показан в ряде работ Ребиндера [49]), а с другой, — уменынени-
184
ем и даже предотвращением налипания и агрегирования
цемента.
Эффективность действия интенсифицирующих добавок в
большой мере зависит от способа их введения в мельницу.
Обычно интенсифицирующие добавки подаются в клинкер
на питательной тарелке. Однако такой способ малоэффективен.
Пока интенсифицирующая добавка равномерно распределится
по поверхности всего материала, потребуется довольно
продолжительное время и материал успеет пройти в камеру
тонкого измельчения. В таких условиях функция интенсификатора в
основном сводится к устранению налипания.
Если же Поверхностно-активные вещества вводить в первую
камеру мельницы в тонкодисперсном виде, то их действие
будет значительно эффективнее. Введенные даже в малых дозах
(сотых долях процента), они в этом случае с самого начала
процесса измельчения соприкасаются со вновь обнаженными
поверхностями размалываемого материала, адсорбируются на
них и действуют как понизители твердости. В НИИЦементе
проведена большая работа в этом направлении, разработаны
условия подачи ПАВ в первую камеру мельницы, определены
оптимальные дозировки некоторых наиболее активных ПАВ.
Установлено, что при таком способе введения ПАВ в
мельницу оптимальная их дозировка будет в десятки раз меньше
применяемой при обычной подаче их вместе с материалом на
питательную тарелку.
Проведенные исследования позволили также установить, что
интенсифицирующее действие некоторых ПАВ проявляется
тогда, когда их вводят в весьма малых количествах, иногда в
сотых долях процента по отношению к весу размалываемого
материала, причем диапазон активных дозировок весьма узок.
При повышенных дозировках по сравнению с установленным
оптимальным значением некоторые ПАВ, даже весьма активные
в случае их применения в больших количествах, практически
прекращают интенсифицировать процесс измельчения. В силу
таких свойств ПАВ при введении их в мельницу вместе с
материалом в концентрированном виде интенсифицирующее их
действие проявляется только частично и на отдельных этапах
измельчения.
Наилучшие условия введения ПАВ в мельницу в
распыленном виде создаются в том случае, если они растворены в воде.
Водный раствор ПАВ, легко распыляемый с помощью
специальной установки, обеспечивает соприкосновение
интенсификатора с большой поверхностью размалываемого материала
в самом начале процесса измельчения. Этот способ применения
ПАВ эффективен еще потому, что минералы цементных
клинкеров обладают высокой гидрофильностью и сильно
адсорбируют воду на вновь образующихся поверхностях. Уже сама во-
185

да вызывает значительное адсорбционное понижение
прочности клинкерных минералов при их измельчении.
Введение в первую камеру водного раствора добавки ПАВ
сопровождается не только понижением твердости
размалываемого материала. Адсорбированные поверхностно-активные
вещества создают оболочку вокруг частичек материала и тем
самым препятствуют агрегированию и налипанию. Некоторые
ПАВ, например водный раствор триэтаноламина, поданный в
первую камеру в распыленном состоянии в количестве 0,02—
0.03Д 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-
82. Типовая схема установки для подачи ПАВ в распыленном
состоянии в первую камеру цементной мельницы
(см. текст); 12 — мельница; И-вода; «-воздух; IS — ТЭА и ССБ
ступающие на завод ТЭА и ССБ. Из них насосом 2
производительностью 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
бака через коллектор раствор подают индивидуальными
шестеренчатыми насосами 5 к форсункам 6. Сюда же по воздушной
186
магистрали поступает сжатый воздух под давлением 2—3 атм,
который, разбивая струю раствора в форсунке, образует
тонкодисперсную туманообразную смесь. Длину выходящей из
форсунки струи и угол распыления при постоянном давлении
воздуха и раствора регулируют изменением величины
воздушного кольцевого зазора в форсунке. Для контроля и
регулирования работы установки используется следующая контрольно-
измерительная аппаратура.
Уровень ПАВ и воды в смесительно-дозировочном баке
регулируется с помощью сигнализатора уровня СУ-1 7.
Поддержание необходимого количества воды в
смесительно-дозировочном баке осуществляется с помощью запорного вентиля 8.
Уровень в расходном баке контролируется с помощью
электросигнализатора уровня ЭСУ-2А 9. Для измерения расхода
раствора ПАВ используют дистанционный электрический
ротаметр РС-5 10. Давление раствора и воздуха определяется
манометрами. Если установка обслуживает группу мельниц, те
регулировка подачи ПАВ на каждую мельницу осуществляется
регулировочными кранами с электроприводом РК-3 11.
Понижение твердости размалываемого материала в самом
начале процесса (при введении в распыленном состоянии
водного раствора ПАВ в первую камеру мельницы) обусловливает
снижение средневзвешенного диаметра шара за счет удаления
из ассортимента загрузки шаров больших размеров.
Интенсифицирует помол и небольшое количество влаги.
Известно, что при помоле клинкера с добавками влаги (в
пределах 1 % к весу подаваемой в мельницу шихты) уменьшается или
полностью предотвращается налипание и агрегирование мелких
частиц цемента. Возможно, это объясняется тем, что
образующиеся на частицах цемента мономолекулярные гидратные
оболочки оказывают изолирующее действие, локализуя
электростатические заряды и предотвращая таким образом их
взаимодействие. С увеличением же влажности материала свыше 1 %
эффективность измельчения резко снижается. Однако налипания
на мелющие тела не наблюдается даже при довольно высоких
значениях влажности (свыше 2%) и удельной поверхности
3000—3500 см2/г, либо оно очень незначительно. Из этого
следует, что налипание и агрегирование при тонком помоле
вызывается не повышенной влажностью материала. Напротив,
влажность, даже относительно большая (2%), предотвращает этот
нежелательный процесс. Установлено, что эффективность
процесса измельчения снижается вследствие изменения свойств
размалываемого материала, которое выражается в уменьшении
подвижности цемента, потере им «текучести», вследствие чего
процесс измельчения замедляется. По мере дальнейшего
измельчения и развития поверхности материала подвижность его
снова восстанавливается. Это явление объясняется тем, что при
образовании полимолекулярных слоев и их сцепления («склеи-
187

200
CD
150
вании») возникает структура из гидратных оболочек и частиц
цемента, обладающая некоторой прочностью. Особенно сильно
это проявляется в начале процесса, в области грубого
измельчения, где удельная поверхность материала сравнительно
невелика.
Необходимо отличать явление налипания, которое надо
рассматривать как следствие действия электростатических зарядов
на поверхности частиц, возникающего при высоких значениях
удельной поверхности, от явления уменьшения подвижности
(«склеивания») цемента вследствие образования коагуляцион-
ных структур из гидратных оболочек и частиц цемента. Именно
это уменьшение подвижности материала при повышенной его
влажности в начале процесса и приводит к «замазыванию»,
«запариванию» в первых камерах мельниц.
Исследования показали, что возрастание по мере повышения
температуры сопротивляемости материала размолу (рис. 83)
происходит в основном из-
за увеличения
агрегирования и налипания его на
мелющие тела и броневые
плиты. Повышение
температуры особенно сильно
сказывается при высоких
значениях удельной
поверхности материала.
Влияние температуры на
процессы налипания и
агрегирования можно объяснить
следующим образом. В ходе
измельчения цемента мед-
кие его частицы
адсорбируют на своей .поверхности
воздух, и образующиеся
воздушные оболочки
препятствуют контакту частиц, т. е.
как бы изолируют действие
электростатических
зарядов. При температуре
свыше 100°С воздушные оболочки разрушаются, и частицы,
соприкасаясь под влиянием электростатических зарядов, образуют
прочные агрегаты. Кроме того, в процессе измельчения в
результате ударных воздействий на поверхности мелющих тел
также возникает электрический потенциал, и шары,
соприкасаясь с мелкими частицами, притягивают их.
Исследования процесса помола клинкера и изучение
влияния на сопротивляемость размолу влажности и температуры
позволяют сделать следующий вывод: введение определенного
количества влаги в полость мельницы может оказаться эффек-
%125
&
$100
ста
5 75
о
о
«а.
- х
СО
50
25
®
0'> 7
7'/7
V
1000 1500 2000 2500 3000 3500
v Удельная поверхность в смЩ
Рис. 83. Влияние температуры на
процесс помола
188
тивным средством интенсификации процесса помола вследствие
возникновения адсорбционного эффекта, уменьшения твердости
материала, сокращения налипания и снижения температуры.
На основании этих данных лабораторией помола НИИЦе-
мента была проверена эффективность введения воды в
цементную мельницу. Воду подавали в последнюю камеру мельницы в
тонкодисперсном виде (воздушно-водяная смесь) [50]. Это
обусловлено тем, что в камерах тонкого измельчения материал
находится в высокодисперсном состоянии, а температура и
величина налипания максимальные. Подача распыленной воды в
область высоких температур и больших значений удельной
поверхности обеспечивает эффективный отбор тепла и
интенсивное испарение влаги, а также предотвращает снижение
подвижности материала, которое возникает при введении тех же
количеств воды на первоначальной стадии процесса помола.
Кроме того, распыленная вода, подаваемая в мельницу,
позволяет поддерживать большую влажность аспирационного
воздуха, просасываемого через полость барабана. Как известно,
воздух при сильном увлажнении обладает хорошей
электропроводностью. Но в мельнице в результате трения мелющих тел
значительная часть энергии, затрачиваемой на помол,
превращается в тепловую, которая нагревает не только
размалываемый материал, мелющие тела и мельницу, но и проходящий
через нее аспирационный воздух. При нагревании
электропроводность воздуха резко снижается, так как уменьшается его
относительная влажность. Если, например, температура воздуха
перед входом в мельницу равна + 10СС, а насыщение его влагой
составляет 80%, то при температуре +80°С относительная
влажность его будет не более 5% и, следовательно, он становится
плохим проводником электричества.
Искусственное увлажнение воздуха путем испарения
вводимой в мельницу воды отбирает значительную часть тепла.
Конечно, количество добавляемой воды не должно быть больше
того, чем это нужно для испарения. При добавке воды в
мельницу в количестве 1 % на тонну цемента необходимо испарить
10 кг воды, на что затрачивается около 6000 ккал тепла. Если
же в мельницу подается горячий клинкер, то дополнительно
вносится много тепла, в связи с чем количество подаваемой в
мельницу воды необходимо увеличивать порой на короткие
промежутки времени до 2%.
Как это установлено, на некоторых заводах температура
клинкера, подаваемого в мельницу, колеблется в широких
пределах— от 150 до 215°С. При этом температура цемента из
выходе из мельницы составляет 160—190°С (в летних условиях);
при прочих равных условиях температура цемента на выходе
находится в прямой зависимости от температуры клинкера.
Проведенные в НИИЦементе исследования дали
возможность установить, что с охлаждением цемента в мельнице
189

уменьшаются агрегирование, налипание и улучшаются условия
процесса измельчения. Это было достигнуто в результате
введения воды в камеру тонкого измельчения. Были изучены условия
диспергирования воды и сконструирована автоматическая
установка для введения воздушно-водяной смеси в полость
мельницы, снабженной периферийным приводом (рис. 84).
Рис. 84. Схема автоматической установки для подачи
воздушно-водяной смеси в камеру тонкого измельчения цементной Мельницы
Вода распыляется форсункой /, к которой по двойной
трубе 2 подаются сжатый воздух от компрессора под давлением
1,5—3 атм (избыточных) и вода под давлением 1,5—2 атм.
Вода поступает по внутренней трубке, воздух — по внешней.
Двойная труба закрепляется на ложе 3, которое изготовляют
из обычного углового железа 50X50 мм. Часть трубы консоль-
но входит в аспирационную коробку и разгрузочную цапфу так,
чтобы форсунка попадала в центральное аспирационное
отверстие выходной решетки. С наружной стороны аспирационной
коробки двойная труба с форсункой неподвижно крепится к
ложу зажимной шайбой 4 и болтом. Труба устанавливается
строго по оси мельницы, иначе форсунка будет касаться
решетки и ее во время работы может срезать. Ложе прикрепляется
к стойкам аспирационной коробки растяжками 5. Вода
подается через два электромагнитных вентилл 6 типа ЭМВ-15 или
СВМ-15, перед которыми установлены обычные вентили 7. Для
удобства вентили и трубы соединены эластичными резиновыми
шлангами 8. Давление воды, подаваемой в мельницу перед
двойной трубой, замеряется манометром 9, количество
подаваемой воды — водомером 10.
Принятый способ крепления трубы с форсункой обеспечивает
надежную и бесперебойную работу установки, позволяет в слу-
1Э0
чае необходимости извлекать трубу из мельницы, не
останавливая ее.
Количество воды, подаваемой в мельницу, в основном
зависит от температуры цемента на выходе; она, следовательно,
является основным параметром при автоматическом
регулировании подачи воды в полость мельницы. Но абразивность
цемента и его сравнительно высокая температура не позволяют
погружать воспринимающий орган термосигнализатора
непосредственно в струю цемента. В связи с этим возникает
необходимость найти другой параметр, который был бы равнозначен
основному и обеспечивал надежность измерений. Таким
параметром является температура аспирационного воздуха на
выходе из мельницы, которая практически равна температуре
цемента.
Уже упоминалось о том, что в качестве регулируемых
элементов в автоматической установке подачи воды используются
электромагнитные вентили марки ЭМВ-15 или СВМ-15. При
температуре цемента выше 115°С включается один
электромагнитный вентиль, который может подать от 100 до 270 л воды
в час, а если этого недостаточно и температура поднимается до
135°С, то включается второй электромагнитный вентиль. При
понижении температуры поочередно отключаются
электромагнитные вентили, и подача воды в мельницу прекращается.
Введение 1—2% воды в распыленном виде в камеру
тонкого помола цементной мельницы снижает температуру цемента
на выходе до 115—116°С.
Снижение температуры аспирационного воздуха и
повышение его влагосодержания благоприятно отражается на работе
электрофильтра. Установлено, что для хорошей работы
электрофильтров требуются значительное охлаждение газов ■— до
50°С — и повышение относительной влажности до 90%-
Фактическая температура аспирационного воздуха перед входом в
электрофильтр без введения воды в мельницу достигает 130—
]50°С, а в отдельных случаях — и более высоких значений. При
этом, как правило, напряжение составляет 200—230 в, а ток
короны — 2,6 ма. С введением же 1—2% воды в мельницу (к
весу цемента) в результате снижения температуры
аспирационного воздуха и повышения его влагосодержания режим
работы электрофильтра резко улучшается: напряжение
увеличивается до 280—300 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
размалываемого материала. Производительность мельницы при введении
воздушно-водяной смеси в камеру тонкого помола увеличивалась
в среднем на 10%, а влажность цемента на выходе из
мельницы даже при максимальном количестве подаваемой воды
(2—2,5%) не превышала 0,1%.
191

Таким образом, повышение эффективности процесса помола
в цементной мельнице при введении распыленной воды в
камеру тонкого помола происходит за счет интенсифицирующего
действия небольших количеств влаги, которое выражается в
адсорбционном понижении прочности размалываемого
материала и уменьшении налипания цемента на мелющие тела; этому
и значительной мере способствует и понижение температуры в
мельнице.
Большое влияние на показатели работы мельницы
оказывает предварительное дробление клинкера, обеспечивающее
питание мельниц более однородным по размеру материалом. При
этом повышается эффективность действия мелющих тел,
уменьшаются колебания тонкости помола и часовой
производительности.
Для получения цемента повышенной прочности в первые
сроки твердения требуется размалывать клинкер до удельной
поверхности S = 4000-r-5000 см2/гг причем, как уже говорилось,
достижение такой тонкости помола в мельнице с однократным
прохождением материала связано с большим снижением ее
производительности и перерасходом энергии на помол.
В этой связи большое значение приобретает вопрос о
создании благоприятных условий для эффективной работы
мелющих тел в мельницах.
Обычно в камеры трубной мельницы для грубого и среднего
измельчения загружают шары восьми или девяти размеров.
При этом в ассортимент загрузки включают шары таких
размеров, которые обеспечивают измельчение наиболее крупных
кусков материала. В мельницах с цилиндрической бронефуте-
ровкой шары разных размеров перемешаны, причем
наблюдается переход крупных шаров к разгрузочному концу камеры.
Поэтому подбор шаров постепенно убывающих размеров
обеспечивает не столько измельчение соответствующих по размеру
кусков материалов, сколько компактность упаковки дробящей
загрузки. Действительно, можно ли говорить о соответствии
размеров кусков материала и мелющих тел по длине камеры с
цилиндрической бронефутеровкой, когда вся загрузка
представляет собой хаотическую смесь мелющих тел с преобладанием
крупных шаров в конце камеры, где материал, как правило,
уже раздроблен до мелкой крупки. При этом крупные зерна
клинкера (или другого твердого материала) попадают под
удары мелких и крупных шаров так же, как и мелкие зерна. Но
мелкие шары, падая на крупные зерна клинкера, не
разрушают их с первого удара. В то же время тяжелые шары легко
разрушают мелкие зерна материала. Между тем такой же
результат может быть получен с помощью шаров меньшего
размера или при падении больших шаров с меньшей высоты.
Очевидно, максимальный эффект при измельчении будет до-
192
стипнут в том случае, когда имеется соответствие между
размерами шаров и зернами размалываемого материала.
В первой камере от шаровой загрузки требуется главным
образом ударное действие. Чтобы обеспечить оптимальные
условия работы шаров наибольшего размера, которыми
загружается первая камера, мельница должна работать с большей," чем
обычно принято в производственных условиях, скоростью. На
практике принимается такая скорость "вращения мельницы, при
которой не происходит переброски шаров через «пяту». Это
значит, что в лучшем случае работа шаров только одного
размера (из общего ассортимента загрузки) протекает в
оптимальных условиях, остальные же, и главным образом крупные,
работают с пониженной эффективностью.
В то же время нельзя загружать в одну и ту же камеру (с
цилиндрической бронефутеровкой) слишком крупные и мелкие
шары, так как это приводит к весьма значительному
расслоению мелющих тел, что снижает эффективность их работы и
тормозит нормальное движение материала вдоль камер.
Чтобы обеспечить эффективный помол клинкера в трубных
мельницах иногда предварительно измельчают его до крупности
минус 3, минус 1 мм в коротких мельницах большого диаметра
или дробят до крупности минус 10 мм в специальных дробилках.
При этом создается возможность сократить ассортимент
загружаемых в каждую мельницу мелющих тел до двух-трсх
размеров и тем самым обеспечить оптимальные условия работы
мелющих тел путем подбора их размеров в соответствии со ско-.
ростью вращения мельницы и профилем броневых плит.
В зарубежной практике применяют агрегаты
двухступенчатого помола, работающие в открытом цикле: однокамерную
мельницу для грубого или предварительного измельчения и
мельницу для тонкого измельчения. При установке мельниц для
предварительного измельчения, как видно из данных табл. 50>
повышается производительность и снижается расход энергии на
помол.
В настоящее время в Советском Союзе применяют
коническую бронефутеровку в первой камере мельницы. Коническая
бронефутеровка оправдала себя почти повсеместно, поэтому
сортирующие плиты являются обязательной принадлежностью
хорошо работающей трубной мельницы. Однако следует 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
соотношении с поверхностью мелющих тел. В противном случае даже
при хорошей самосортировке эффективного измельчения не
будет [43, 44]. Лишь при оптимальных условиях помола
нагрев материала, даже если его измельчают до высокой
удельной поверхности, будет не особенно большим, агрегирование
13 Зак. 823
193

Таблица 50
Показатели работы агрегата двухступенчатого помола
Мельницы грубого помола
размер в м
3,2X5,6
2,6x4,5
3,7x4,5

производительность
в т/ч
85
40
120
удельный
расход энергии
в квт-ч/т
7
9
6,6
остаток на
сите № 008 в %
72
70
70
Мельннцы тонкого помола
размер в м
2,4X13
2,4X13
2,2X12
1,8X9
1,6X8
2,4x12
2,4x12

производительность
в т/ч
32
32
20
12
8
55
55
удельный
расход энергии
в квт-ч/т
20
20
22
20
22
12
12
остаток иа
сите № 008 в %
10
10
удельная

поверхность
в см*/г
2900
2900
2800
2800
2600
2500
2500
So
Удельный расз
энергии иа во
установку
в квт-ч/т
27
31
29
31
22
22
частиц незначительным, а эффективность размола интенсивной.
При высокой тонкости помола до удельной поверхности 4000—
5000 см2/г, которую вполне можно получить в многокамерных
мельницах, соблюдение этого правила является обязательным,
иначе, несмотря на хорошую самосортировку, большая часть
энергии мелющих тел будет превращаться не в полезную
работу измельчения, а в тепло. Изменение конечной тонкости
помола в многокамерных мельницах в значительных пределах
невозможно без изменения ассортимента загрузки мелющих тел.
В мельнице же с конической бронефут'еровкой сортировка
мелющих тел (при правильном сочетании скорости вращения
мельницы и характера поверхности футеровки) может
оставаться практически постоянной, но гранулометрический состав
клинкера и его сопротивление размолу будут все же
переменными величинами. Особенно большие колебания наблюдаются
в гранулометрическом составе. Если клинкер подвергать
дроблению, то гранулометрический состав его будет примерно
постоянным или при наличии мелочи наиболее крупные фракции
не превысят заданного размера. Но на практике на многих
заводах предварительное дробление клинкера не нашло
применения. Поэтому при значительных колебаниях
гранулометрического состава клинкера совмещение грубого и среднего
измельчения в одной камере создает определенные трудности в
работе мельницы, вследствие чего требуется особый подбор
ассортимента загрузки.
Этот ассортимент в первой камере мельницы с
сортирующей бронефутеровкой необходимо подбирать с таким расчетом,
чтобы самые крупные куски клинкера измельчались в зоне
крупных шаров до размеров, обеспечивающих в последующих зонах
соответствие между размерами мелющих тел и крупностью
зерен размалываемого материала. В противном случае, если в ас-
194
сортименте мелющих тел мало крупных шаров и в зоне их
работы не обеспечивается последующая подготовка, то крупные
куски клинкера переходят в зону средних и мелких шаров,
переполняют первую камеру и резко снижают эффективность
измельчения.
В зоне средних и мелких шаров кинетическая энергия
мелющих тел является недостаточной и не может с первого удара
разрушать крупный кусок материала. Чтобы такой кусок в этой
зоне раздробить, необходимо какое-то время подвергать его
многочисленным ударам шаров, вызвать в нем структурные
изменения, в результате которых и наступает разрушение. Таким
образом, при нарушении соответствия "между размерами кусков
размалываемого материала и размерами мелющих тел мелкие
шары выполняют не свойственную им функцию — с малым
эффектом дробят крупные куски клинкера, "вместо того чтобы
осуществлять процесс дальнейшего измельчения. Это является
причиной скопления в конце камеры большого количества
крупных кусков и крупки, переполнения камеры материалом и сни*
жения эффективности измельчения.
Для создания нормальных условий работы мельницы
необходимо изменять ассортимент загрузки, увеличивая зону
крупных шаров с таким расчетом, чтобы крупные куски клинкера не
выходили в зону средних шаров.
При помоле клинкера без предварительного дробления в
мельницах с сортирующей бронефутеровкой ассортимент
загрузки и размеры мелющих тел в ней следует подбирать в
зависимости от гранулометрического состава "и степени
сопротивления размолу измельчаемого материала. Обычно при помоле
клинкера вращающихся печей без предварительного его
измельчения в мельницах с сортирующей бронефутеровкой в
ассортименте загрузки мелющих тел для первой камеры содержание
шаров 100 мм должно составлять 25—35% от веса всей загрузки
камеры.
Несмотря на явное преимущество сортирующей броневой
футеровки перед цилиндрической, применение" ее на некоторых
заводах из-за неудачного подбора ассортимента загрузки
мелющих тел не дало положительного результата.
При помоле шлакопортландцемента особое значение
приобретает предварительное измельчение.
Если устранить основные недостатки
шлакопортландцемента — медленное нарастание прочности в первые сроки твердения
и низкую прочность в пластичном растворе,—то, очевидно, шла-
копортландцемент по качеству ни в чем не будет уступать
портландцементу.
Исследованиями установлено, что при увеличении тонкости
помола шлакопортландцемента до удельной" поверхности в 1,5—
1,8 раза против обычной, его прочность (в жестких растворах)
повышается, достигая прочности исходного портландцемента
7*
195

обычного помола. Однако в пластичных растворах прочность
нарастает незначительно. Некоторые ученые полагают, что
активность смешанных портландцементов возрастает по мере
увеличения степени измельчения клинкера. Иногда активность
таких цементов снижается из-за чрезмерного измельчения
добавки, и потому считают, что наиболее рациональным методом
получения смешанных цементов является раздельный помол, при
котором можно более тонко измельчать активную часть
вяжущего.
В свое время было предложено [51] применять такой
раздельный помол. При этом исходили из того, что реакционная
способность шлака невелика, а гидратируется он медленно.
Рекомендовалось применять тонкий помол клинкера и грубый
помол шлака. Однако на практике столкнулись с большими
трудностями, поскольку помол шлака в трубной мельнице до
тонкости рядового цемента сопровождается снижением
производительности мельницы почти вдвое. Поэтому от раздельного
помола клинкера и шлака отказались.
Практикуемый же совместный помол гранулированного
доменного шлака и портландцементного клинкера в
многокамерной трубной мельнице приводит, как правило, к
переизмельчению шлака или недомолу клинкера. При совместном помоле
основного доменного шлака мокрой грануляции и
портландцементного «линкера шлак, как легкоразмалываемый компонент,
измельчается лучше. И это даже в какой-то мере препятствует
тонкому измельчению клинкера. Было установлено, что в шихте
из шлака и клинкера, взятых в соотношении 3 : 7, размолотой в
многокамерной мельнице до удельной поверхности S =
= 3760 см2/г, после разделения на составляющие оказалось,
что клинкерный компонент был измельчен до удельной
поверхности 5=2870 см2/г, а шлаковый компонент —до S = 5260 см^г,
т. е. почти в два раза мельче [52].
Очевидно, что качество такого цемента не может быть
высоким, поскольку шлак — менее активный ■ компонент, чем
клинкер.
Влияние тонкости помола отдельных компонентов шлако-
портландцемента — клинкера и шлака — на прочность цемента
характеризуется данными табл. 51. В ней приведены
прочностные показатели шлакопортландцементов, полученных в
результате смешивания в отношении 1 : 1 отдельно размолотого
клинкера Днепродзержинского цементного завода до удельной
поверхности 2000, 3000, 4000 и 6000 смЦг и основного доменного
гранулированного шлака, размолотого до удельной поверхности
2000, 3000, 5000 и 6000 см2/г с 5% добавки гипса.
Как видим, во все сроки испытаний большое влияние на
прочность шлакопортландцемента оказывала тонкость помола
клинкера. При'тонкости помола- клинкера до удельной
поверхности 2000 тЧ'г и, увеличении тонкости помола шлака от 2000
196
Таблица 5]
Зависимость прочностных показателей шлакопортландцемента от степени
измельчения его компонентов при испытаниях в жестких растворах 1 :3
Удельная поверхность
в см
клинкера
2000
2000
2000
2000
3000
3000
3000
3000
4000
4000
4000
4000
6000
6000
6000
6000
2/г
шлака
2000
3000
5000
6000
2000
3000
5000
6000
2000
3000
5000
6000
2000
3000
5000
6000
Предел прочности в
время
1
30
32
50
57
48
55
66
71
67
77
98
108
120
123
125
127
3
78
90
127
140
100
115
148
165
127
138
172
199
175
187
218
230
кГ/см! на сжатие через
в сутках
7
135
177
220
245
162
195
248
278
203
235
290
328
272
302
350
365
28
275
300
360
395
315
340
342
428
362
382
445
474
465
484
540
570
до 6000 см2/г суточная прочность выросла с 30 до 57 кГ/см2. В
то же время при удельной поверхности шлака 2000 cM2Ja
увеличение тонкости помола клинкера до 6000 см2/г повышало
прочность цемента от 30 до 120 кГ/см2.
Следовательно, чтобы повысить активность
шлакопортландцемента, особенно в ранние сроки твердения, необходимо,
чтобы в этом цементе наиболее тонко был измельчен активный
его компонент — клинкер.
При помоле быстротвердеющего шлакопортландцемента на
базе клинкера и основного доменного шлака наиболее
эффективен двухстадийный помол с предварительным измельчением
клинкера и дальнейшим домолом его вместе со шлаком.
Следует подчеркнуть, что двухстадийная схема помола
шлакопортландцемента имеет существенные технологические и
экономические преимущества перед одноступенчатой.
7. АСПИРАЦИОННЫЕ И ОБЕСПЫЛИВАЮЩИЕ
.УСТРОЙСТВА МЕЛЬНИЦ
Раньше считалось, "что аспирация трубных цементных
мельниц позволяет лишь снизить выделение пыли из загрузочной
горловины мельницы в помещение цеха и уменьшить
запыленность в помольных отделениях (санитарно-гигиеническая
аспирация). При недостаточной аспирации цементных и сырьевых
197

мельниц (сухой способ производства) концентрация пыли в
цеховых помещениях повышается и увеличивается износ
оборудования. Исходя из этого на предприятиях стремились
обеспечить такую аспирацию многокамерных мельниц, которая
удовлетворяла бы прежде всего санитарно-гигиеническим
требованиям.
Однако впоследствии было замечено, что помол сухих
материалов без аспирации или при весьма слабой аспирации
сопровождается снижением производительности мельниц. В 1950 г. на
Краматорском заводе [53] было впервые установлено, что при
усиленной аспирации мельниц процесс помола
интенсифицируется.
Сейчас интенсивная аспирация применяется уже повсеместно.
Известно, что если к аспирации прибегают в
санитарно-гигиенических целях, то достаточно небольшого разрежения в аспи-
рационной коробке, и помольный агрегат не будет выделять
пыль в помещение цеха. Это достигается созданием
незначительной тяги на входе в мельницу при просасывании через
барабан мельницы около 1000—1200 м3 воздуха в час.
Очевидно, что при аспирации, которая интенсифицирует
процесс 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
мельницу сухого помола, отнесенная к ее полному сечению,
рекомендовалась 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 равна 17 т/ч, при норме
1 м3 воздуха на 1 кг цемента должно пройти 17 000 мЦч воздуха;
при скорости воздуха в полости мельницы 1 м/сек должно пройти
12 000 m3Jh, а при скорости 2 м/сек — 25 000 м3/ч.
Просасываемый воздух проходит через загрузочную течку,
поперечное сечение которой у мельницы 2,2X13 м обычно не
превышает 0,07 м2. Тогда скорость воздуха, просасываемого
через загрузочную течку мельницы указанного сечения, согласно
рекомендованным нормам, должна быть равной соответственно
67, 50 и 100 м/сек. Создать такие скорости воздуха в
загрузочной течке без принудительной подачи его практически
невозможно. Определяли также интенсивность аспирации либо по
разрежению в аспирационной коробке, либо по мощности вентилятора
в аспирационной системе. Однако было установлено, что на
некоторых заводах через мельницы проходит только 5% воздуха от
всего количества, отсасываемого вентилятором [56], а 95%
составляют подсосы наружного возд^-ха в аспирационную
систему. На других заводах подсосы аспирационного воздуха с уче-
198
том воздуха обратной обдувки рукавов фильтра не превышают
50—60%. Следовательно, такой способ не позволяет определить
количество воздуха, просасываемого через мельницу, г;о
которому определяется интенсивность аспирации.
При определении степени аспирации многокамерной
мельницы нужно исходить прежде всего из расчета
аэродинамического сопротивления мельницы и обеспыливающих устройств в
аспирационной системе.
Аэродинамическое сопротивление самой мельницы зависит
главным образом от диаметра загрузочной течки, живого
сечения 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 =° ^-,
где е — коэффициент местного сопротивления, принимаемый
для мельницы равным 1,3;
v ■— скорость воздуха в течке, подсчитанная по объему
воздуха, поступающего в мельницу, и отнесенная ко всему
живому сечению течки, в м/сек;
у — удельный вес воздуха в кг/м3;
g — ускорение силы тяжести — 9,81 м/сек2.
Сопротивление же перегородок рассматривается как
сопротивление диафрагмы без сжатия струи
Pnep=~-(V0 — V6)\
где 7 — удельный вес запыленного воздуха,
скорректированный по запыленности и температуре;
v0 ■— скорость воздуха в живом сечении перегородки,
подсчитанная на 70% площади живого сечения всех
щелей и на всем сечении аспирационного отверстия;
^ — 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
сопротивление мельницы. Им можно пренебречь при условии, если в
мельницу поступает сухой материал. Если же влажность
поступающего в мельницу материала превышает допустимые
нормативы, щели частично замазываются или забиваются, и
аэродинамическое сопротивление перегородок резко повышается.
Когда влажность материала не превышает установленных
норм и междукамерные перегородки не замазываются,
аэродинамическое сопротивление мельницы, как видно из табл. 52, бу-
199

Таблица 52
Зависимость аэродинамического сопротивления трубной мельницы от
количества просасываемого воздуха и типа междукамериых перегородок
Перегородки
Одинарная с аспираци-
онным отверстием . . .
Количество
воздуха,
просасываемого
через
мельницу, при 140 °С
2500
3500
4500
5500
2500
3500
4500
5500
Суммарное
сопротивление
перегородок
мельницы
в мм вод. ст.
2
3
5
7
5
10
17,5
28
Сопротивление
загрузочной
течки
в мм вод. ст.
5
10
17
26
7,5
15
26
39
Полное
аэродинамическое
сопротивление
мельиицы
в мм вод. ст.
7
13
22
33
12,5
25
43,5
67
дет зависеть от типа и количества междукамерных перегородок
и количества просасываемого воздуха. Аэродинамическое
сопротивление двойных перегородок больше, чем одинарных.
Особенно большое сопротивление создает загрузочная течка. Поэтому
для снижения аэродинамического сопротивления мельницы
необходимо стремиться увеличить до максимально возможных
пределов 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
мельницу воздуха обусловлено ее аэродинамическим сопротивлением.
Таким образом, интенсивность аспирации мельницы должна
определяться количеством просасываемого через барабан
воздуха, при той температуре, которую он имеет на выходе из
разгрузочной горловины.
Как уже указывалось, в производственной практике
интенсивность 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
аспирации.
Действительно, при одном и том же разрежении в
аспирационной коробке, например 20 мм вод. ст., через трехкамерную
мельницу с одинарными перегородками проходит воздух в
количестве около 4500 мл/ч при 140°С из разгрузочной течки, а через
ту же мельницу, но с двойными перегородками, проходит только
около 3000 мъ!ч. Чтобы через полость мельницы с большим
сопротивлением прошло такое же количество воздуха — 4500 м3/ч,
необходимо увеличить разрежение в аспирационной коробке до
200
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 d=200 мм
лроходило 5500 м3/ч,..необходимо создавать разрежение в
аспирационной коробке порядка 33 мм вод. ст., а в мельнице с
повышенным сопротивлением для просасывания такого же
количества воздуха нужно будет увеличить разрежение до
67 мм вод ст.
Таким образом, чем выше аэродинамическое сопротивление
мельницы, тем более высоким должно быть разрежение в
аспирационной коробке, чтобы в полость барабана прошло равное
количество воздуха. Поэтому разрежение в аспирационной
коробке не может служить показателем интенсивности аспирации
трубных мельниц. Более точным критерием интенсивности
аспирации является скорость воздуха в свободном пространстве
барабана, выраженная в м/сек.
Свободное же пространство мельницы можно определить по
формуле
S = 0,785 сР 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
повышением интенсивности аспирации до определенных пределов весьма
существенно увеличивается производительность мельницы.
Как видно из рис. 85, производительность мельницы при
помоле портландцемента с увеличением интенсивности аспирации
повысилась до 20—25% (за исходную взята производительность
=3
о
ё-
1;
р
CJ
сь
22
Р1
20
IS»
1"*»»
tfS
о
во
:i
о
«§•
17
16
Спорость Воздуха в полости барабана мельиицы 6 м/сек
-. 1760 гаю 2боо зооо зт чооочзго soooszoo 605o
Объем боздуха.просашдаемого через полость мепьницы,Ъм3/ч
Рис. 85. Зависимость производительности мельиицы от
интенсивности аспирации прн помоле портландцемента
201

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
уноса) показывают, что с повышением интенсивности аспирации
производительность мельницы увеличивается в результате
воздействия аспирационною воздуха на процессе измельчения.
Испытания, проведенные на другом заводе при помоле шла-
копортландцемента, показали такую же зависимость
производительности мельницы от интенсивности аспирации (рис. 86).
'V 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Скорость воздуха в полости барабана мельницы в м/сек
17502000' 2600 3000 3V60 «0000320 50005200 6050
Объем Воздуха, просасываемого через барабан мельницы, в м3/о
Рис. 86. Зависимость производительности мельницы от
интенсивности аспирации при помоле шлакопортлаидцемента
I — суммарная производительность при помоле шихты с 75 % основного
доменного шлака; 2 — суммарная производительность при 50%
основного шлака; 3 — суммарная производительность при 50% кислого
доменного шлака; 4, 5, 6 — соответствующая производительность без
учета продукта уноса
Анализ кривых помола портландцемента и
шлакопортлаидцемента показывает, что зависимость процесса измельчения
материала в трубных мельницах от интенсивности аспирации
остается постоянной.
Сопротивление „размолу клинкера и основного доменного
шлака разное, но поскольку кривые, приведенные выше,
являются кривыми одного пбрядка, следует считать, что аспирация
влияет на процесс измельчения независимо от сопротивления
размолу измельчаемых компонентов, входящих в состав шихты,
и регулирует процесс в одном направлении.
202
Многие работники цементной промышленности, в том числе
А. Д. Каминский и С. Д. Кастрицкий {53], считают, что
повышение производительности цементных мельниц в результате сбзда-
г.ия интенсивной аспирации обусловлено удалением из мельницы
мелких частиц размалываемого материалл и снижением их
«буферного действия».
В. В. Товаров [60] повышение производительности трубных
мельниц при интенсивной их аспирации также объясняет
удалением из сферы помола мелких фракций размалываемого
материала. Он считает, что при слабой аспирации по мере
продвижения материала вдоль мельницы доля крупных фракций,
содержащихся в размалываемом материале, непрерывно убывает.
Это и является одной из основных причин, обусловливающих
уменьшение абсолютной скорости измельчения в последних
камерах мельниц. Поэтому получается, что одним из основных
методов повышения эффективности помола и производительности
трубных мельниц является увеличение доли крупных частиц,
содержащихся в размалываемом материале. Это может быть
достигнуто путем удаления мелких частиц, измельченных до
заданной крупности. Удаление мелких фракций приводит к
возрастанию доли крупных фракций и к увеличению относительной
скорости измельчения.
Однако удаление из мельницы с аспирационным воздухом
метких фракций не единственный фактор повышения ее
производительности.
Помол клинкера вращающихся печей в мельнице с
интенсивной аспирацией осуществляется значительно лучше, чем при
слабой аспирации. Тонкость помола цемента из мельницы с
интенсивной аспирацией, выраженная в частных остатках на ситах,
как это видно из табл. 53, ниже, а удельная поверхность выше
Таблица 53
Зерновой состав цемента и продукта уиоса в зависимости
от интенсивности аспирации мельницы
Материал
О X 5
?э п ю
Остатки на ситах в
Цемент из мельницы (без уноса)
То же
Порошок из циклона
То же
Порошок из фильтра рукавного .
То же
0,65
0,3
0,65
0,3
0,65
0,3
16,2*
13
0,89
0,17
0,05
0,01
3 460
2 510
3 050
4 000
9 500
11500
5
5,2
0,5
0,4
0
0
№ 0062
10,2
14,5
4,5
3,8
0
0
№ 0С40
11,2
21
7,1
16,1
0,05
0
* Учитывается порошок из циклона и фильтра.
203

A nbr-4jm
«0
почти на 1000 единиц. Повышение интенсивности аспирации в
указанных пределах увеличило производительность мельницы
почти на 25%.
Некоторые исследователи считают, что присутствие в
материале даже малых количеств воды препятствует его
измельчению. Так, Г. В. Пиневич [61] считает, что цель аспирации
—удаление из мельницы водяных паров.
Согласно сделанному им расчету с уменьшением влажности
размалываемого материала можно снижать интенсивность
аспирации мельниц, а при помоле сухого горячего клинкера (что
практикуется на многих цементных заводах) аспирация
цементных мельниц может быть лишь санитарно-гигиенической. Однако
это противоречит практике.
Исследование влияния влажности материала на процесс
помола показало, что при содержании влаги в клинкере до 1 %
наблюдается значительное повышение эффективности его
измельчения (50]. Интенсифицирующее действие малых количеств
влаги при помоле клинкера может быть объяснено, с одной
стороны, адсорбционным понижением твердости клинкера (по Ребин-
деру), а с другой,
уменьшением и даже
предотвращением налипания и
агрегирования цемента.
Данные о расходе
энергии на помол в
зависимости от влажности
материала (рис. 87)
показывают, что меньше
всего требуется энергии
на помол клинкера до
одной и той же удельной
поверхности при
влажности 1—1,25%.
• • При слабой
(санитарно-гигиенической) аспирации температура мельницы и
размалываемого в ней материала значительно повышается,
происходят агрегирование и налипание мелких фракций материала на
мелющие тела и броневые плиты слоем до 1 мм. При этом
зерна клинкера определенного размера под ударами мелющих тел
не измельчаются и как бы вдавливаются в налипший слой
материала. 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
1,15 %0лш
Рис.. 87. Влияние влажности материала иа
процесс его измельчения
отсутствует вовсе. Производительность мельницы 2,2X13 м при
5% остатка на сите № 008 составляет 16,2 т/ч, а удельная по-
верхность равна 3460 см2/г. При санитарно-гигиенической
аспирации производительность мельницы при всех прочих равных
условиях (химическом и минералогическом составе клинкера, его
сопротивлении размолу и остатке на сите № 008—5,2%)
составляет только 13 г/ч, а удельная поверхность равна 2510 см^/'г.
Факт нарастания прочности указанных цементов (табл. 54)
подтверждает, что в цементе из мельницы с интенсивной
аспирацией 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
интенсивно набирать ее до трех суток, что свойственно цементам с
высокой удельной поверхностью. Такой цемент согласно
ВТУ 29—55 является быстротвердеющим.
Таблица 54
Влияние аспирации мельницы на показатели прочности портландцемента
в образцах из растворов жесткой консистенции
303-
по-
ицы
о 5
д с д
Скорое
духа в
сти ме
в м/се
0,65
0,3
Удельная
поверхность
цемента в смг/г
3460
2510
Нормальная
густота
растворов
I :0
26,5
24,5
1 :3
7,6
7,1
Прочность образцов 1 : 3 в кГ/см* при
растяжении через
1
сутки
20
.15,4
3
суток
22,6
16,1
7
суток
24
19,3
28
суток
24,7
20
сжатии через
I
сутки
202
140
3
суток
340
270
7
суток
370
320
28
суток
410
402
У образцов, приготовленных из цемента, размолотого в
мельнице со слабой аспирацией, предел прочности на сжатие в
суточном возрасте составил 140 кГ/см2 и дальнейшее нарастание
прочности проходило равномерно, как у обычных цементов
рядового помола.
Такое воздействие интенсивности аспирации цементных
мельниц на степень измельчения клинкера можно объяснить не
только выносом мелких фракций материала из мельниц, но и
влиянием окружающей среды на процесс помола. Адсорбция типичных
поверхностно-активных веществ из окружающей среды (в
данном случае паров воды, всегда присутствующих в аспирациои-
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
адсорбционного .понижения прочности обусловлен прежде 'всего тем,
что поверхностно-активные вещества, уменьшая поверхностную
энергию материала,, способствуют развитию разнообразных
дефектов при меньших напряжениях.
205

Адсорбционному воздействию подвергаются прежде всего
поверхностные дефекты структуры — слабые места, которые всегда
имеются в любом твердом теле и даже в наиболее хорошо
образованных 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
вещество, а конгломерат многих минералов. Этому в какой-то
степени способствует сам процесс клинкерообразования, при котором
реакции протекают в твердом состоянии или при
незначительном 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
отверстиями, через которые воздух и содержащиеся в нем
поверхностно-активные вещества могут проникать внутрь тела и
определенным образом воздействовать на кинетику и динамику его
деформации.
При постепенном развитии поверхностных микротрещин
активные молекулы из окружающей среды проникают в их устья
вследствие так называемой двухмерной миграции —
подвижности адсорбируемых молекул на адсорбирующей их поверхности.
Поверхностно-активные молекулы, как известно, стремятся
покрыть всю развивающуюся внутри деформируемого тела
доступную им поверхность равномерным адсорбционным слоем.
Когда жидкость подходит к устью микрощели, то ее
молекулы распространяются по обеим поверхностям микрощели вплоть
до самых узких мест, где их дальнейшему проникновению
препятствуют размеры самих молекул.
При ударе мелющего тела по куску клинкера он либо
разрушается, 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
клинкера появляются микротрещины. Однако при снятии нагрузки с
деформируемого тела под действием молекулярных сил
микрощели смыкаются.
Расклинивающее давление адсорбционных слоев молекул
сильно тормозит смыкание микрощелей и может даже
предотвратить его, когда молекулярные силы сцепления, действующие в
наиболее узких частях микрощелей, оказываются
недостаточными для вытеснения предельно тонких адсорбционных слоев.
Важным фактором, обеспечивающим значительное
повышение 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
полость мельницы вводить другие более активные поверхностно-
активные вещества, то процесс измельчения протекает
эффективнее, чем при обычной аспирации.
Роль водяных паров в процессе измельчения клинкера при
интенсивной аспирации мельниц не ограничивается только
адсорбционным понижением твердости размалываемого
материала. Известно, что в камерах тонкого измельчения, особенно при
тонком помоле наблюдается большое агрегирование и
налипание мелких частиц цемента. По мнению многих исследователей
это является следствием действия электростатических зарядов
на поверхности частиц. Водяные пары в камере тонкого
измельчения, омывая частички цемента, образуют временные
«мостики», являющиеся своего рода проводниками, через которые
осуществляется нейтрализация электростатических зарядов.
Таким образом, при помоле сухого горячего клинкера
водяные пары, вносимые в полость мельницы аспирационным
воздухом, уменьшают или полностью устраняют агрегирование и
налипание и тем самым интенсифицируют процесс измельчения.
На многих заводах при помоле цемента в шихту вводят
добавки (доменный шлак, трепел, опоку и т. п.), содержащие
значительное количество влаги. Если влажность шихты достигает
1,5—2%, то подвижность ее резко снижается, и
производительность мельницы падает. Если влаги в шихте много или она плохо
удаляется из полости мельницы, то происходит даже
замазывание 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
материала вследствие высокой* температуры и быстрого
уменьшения линейных размеров кусков. При интенсивной аспирации
воздух, 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
паров в аспирационном воздухе не столь высокая, чтобы создавать
точку росы в аспирацирнной 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
повышаются простои. Удаление влаги при интенсивной аспирации
мельницы и повышение ее производительности — это только частный
случай благотворного влияния аспирации мельницы на процесс
помола. Основное назначение интенсивной аспирации состоит в
207

интенсификации процессов сухого помола различных
материалов в трубных мельницах.
При скорости воздуха в полости мельницы v = 0,6-^0,7 м/сек
процесс интенсификации измельчения материала за счет
аспирации практически прекращается. Очевидно, такое количество
водяных паров, какое вносится в мельницу аспирационным
воздухом при этих скоростях, является оптимальным или
предельным. Дальнейшее повышение аспирации нецелесообразно, да и
трудно осуществимо, так
как аэродинамическое
сопротивление мельницы при
прохождении через нее
больших количеств воздуха
резко увеличивается.
Что же касается
количества уноса, то оно, как
видно на рис. 88,
пропорционально интенсивности
аспирации. Чем интенсивнее
аспирация и лучше размалы-
ваемость материала, тем
больше унос. С повышением
в размалываемой шихте
содержания компонента с
меньшим сопротивлением
размолу он увеличивается.
При разном составе шихты
количество уиоса при одной
и той же интенсивности
аспирации может быть
разным, но зависимость остается постоянной. При высокой
интенсивности аспирации унос составляет 7—15% от общей
производительности мельницы.
Таким образом, оптимальной степенью аспирации трубных
цементных мельниц можно считать такие скорости воздуха в
свободном пространстве полости барабана, при которых
количество водяных паров, вносимых в нее аспирационным воздухом,
является предельно необходимым для интенсификации процесса
помола, а кривая производительности (без учета уноса)
перестает изменяться. Оптимальной аспирации соответствует
скорость воздуха в полости барабана мельницы 0,7 м/сек,
рассчитанная 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
исследований в производственных условиях и проверенная на многих за
водах, вполне закономерная и может быть выражена при по-
ЧЩ)
ЧОО
зго
280
гчо
во
.
ы
\у£
/
***
£~
(^
/
?,
/ л>
А*
«А
f
f
Ч
I
II
800 №00 гчоо з2оо то то 5боо
400 1200 2000 28003600 WOO 5100 6000
Количество аспирациомносо Воздуха,
поступающего из мельницы. 8 нУч
Рис. 88. Запыленность аспирационного
воздуха в зависимости от изменения
■ интенсивности аспирации
/ — при помоле шлакопортлаидцемента с
содержанием 75% основного доменного
шлака; 2 — то же, с 500Д основного доменного
шлака и 50% кислого шлака; 3 — при
помоле шлакопортлаидцемента; 4 — при помоле
портландцемента
208
мощи коэффициентов аспирации. При этом за исходную
принимается производительность мельницы, соответствующая
скорости воздуха в полости барабана 0,3 м]сек. Если приравнять ее к
единице, то прирост производительности, соответствующий
определенной интенсивности аспирации, определится долями
единицы, которые являются величинами коэффициента аспирации
(табл. 55).
Таблица 55
Значения коэффициента аспирации КЛ
•Скорость воздуха
в полости
мельницы в м/сек
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
Портландце-
1,00
1,05
1,10
1,14
1,18
1,20
1,22
1,24
1,25
Шлакопортлаид-
цемент (75%
основного шлака)
1,00
1,03
1,07
1,10
1,13
1,16
1,19
1,21
1,23
Шлакопортланд-
цемент (50%
основного шлака)
1,00
1,03
1,07
1,10
1,13
1,16
1,18
1,19
1,20
Шлакопортланд-
цемент (50%
кислого шлака)
1,00
1,03
1,07
1.11
1,14
1,17
1,20
1,22
1,24
Значения коэффициента аспирации определены по
фактическим замерам производительности мельниц размером 2,2X12 и
2,2X13 м, но так как интенсивность аспирации выражена
скоростью воздуха в полости барабана мельницы в единицу времени,
то эти значения применимы и для мельниц другого размера.
С учетом коэффициента аспирации, характеризующего ее
интенсивность, и следует рассчитывать производительность
трубных цементных мельниц.
В. В. Товаровым предложена формула для расчета
производительности трубных многокамерных мельниц, работающих по
схеме однократного прохождения материала [52]: •
В = 6,451/
ущу
гр,
где 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;
п — коэффициент использования мощности в долях
единицы;
Ъ — 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—
209

3 т/ч. С учетом же коэффициента аспирации Ка приведенная
формула (в = 6,45 V\rD(—J ' ^ЬК,Ш) даст показатели, весьма
близкие к фактическим.
На всех цементных заводах осуществляется аспирация
цементных, а при сухом способе производства — и сырьевых
мельниц. В аспирационной системе устанавливаются вентиляторы
среднего давления производительностью для мельниц диаметром
2,2 м 14 000—16 000 лг3/ч, для мельниц диаметром 2,6 м —
26 000 м3/ч. Вентиляторы указанной мощности могут полностью
обеспечить необходимую вентиляцию мельниц, если снизить
аэродинамическое сопротивление и устранить подсосы наружного
воздуха в аспирационную систему.
Повышение производительности мельниц в результате
создания интенсивной аспирации достигается без дополнительных
затрат электроэнергии, расходуемой на привод мельницы,
транспортирование готовой продукции и обслуживание
обеспыливающих устройств. Иначе говоря, энергозатраты на помольный
агрегат со всем обслуживающим его оборудованием не зависят от
степени интенсивности аспирации мельницы. Но если с
повышением интенсивности аспирации повышается
производительность мельницы без каких-либо затрат на это, то соответственно
должен снижаться удельный расход энергии на помол (рис. 89).
I
Его
ею
S3
I'7
!«
£М5
i
\
\
\
\
л
^
г
. .
У^
\
N
<:
,*>--и
ч
V
«~
,1
,2
-3
39 1
зя§
37 £
35 &Е
33 5?
32 §."»
3»!
30 I
гэ5
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Скорость Воздуха 6 полости мельницы В м/сен
Рис. 89. Производительность н удельный расход
энергии на помол портландцемента в
зависимости от интенсивности аспирации мельниц
/ — производительность мельницы с учетом продукта
уноса; 2 — производительность мельницы без учета
продукта уноса; 3 — удельный расход энергии на помол
Из графика видно, что эта зависимость обратно
пропорциональна производительности: чем выше интенсивность процесса
210
измельчения, тем меньше затрачивается энергии на помол
единицы готового продукта. Удельный расход энергии на помол
портландцемента в трубной мельнице размером 2,2X13 м при
изменении интенсивности аспирации (по скорости воздуха в
полости мельницы с 0,3 до 0,62 м/сек) в сопоставимых условиях
снижается с 37 до 30 квт-ч/т. Соответствующим образом
интенсивная аспирация мельниц влияет на расход энергии и при
помоле других видов цемента.
8. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ПОМОЛА В ТРУБНЫХ МЕЛЬНИЦАХ
Многообразие конструктивных особенностей мельниц и
физических свойств сырья требует универсального решения
проблемы автоматического контроля и регулирования процесса
мокрого помола твердого цементного сырья. Оптимальные условия
автоматического управления процессами мокрого помола
цементного сырья в многокамерных трубных мельницах достигаются
путем стабилизации качества шлама как по тонкости
измельчения и вязкости сырья, так и по химическому составу.
Необходимая тонкость измельчения и вязкость шлама достигаются
непосредственно в мельнице, а химический состав сырьевой смеси
корректируется в бассейне.
На Магнитогорском, Нижие-Тагильском, Чимкентском,
«Октябре» и ряде других цементных заводов применены
универсальные установки типа КРС-1 для автоматического контроля
основных параметров процесса мокрого помола сырья,
дистанционного управления регулирующими органами и автоматического
регулирования 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
выполнение следующих требований:
1) шаровая загрузка первой камеры должна позволять
получить заданную тонкость помола шлама на наиболее трудноиз-
малываемом материале без выбросов его из загрузочной
горловины мельницы;
2) все компоненты сырьевой смеси, в том числе и глиняный
шлам, непрерывно подаются самостоятельными питателями.
Блок-схема автоматического контроля процесса мокрого
помола 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
известняка, воды и глиняного шлама.
Состав шлама при постоянном химическом составе и
влажности сырьевых компонентов регулируется весовым дозатором.
211

гг гз
•s?*
«-Нош
Рис. 90. Блок-схема универсальной установки контроля и регулирования
процесса мокрого помола сырья типа КРС-1
1, 3, 13, 15 — исполнительные механизмы; 2 — лережимной край; 4 — реостат
возбуждения; 5 — чувствительный элемент вискозиметра; 6, 7— микрофонные устройства; 8,
9 — дифмаиометры; 10 — тахогеиератор; // — реостатный датчик; 12, 14 — ножи
тарельчатых питателей; 16 — показывающий прибор вязкости; 17 — регулятор
дополнительного компонента; 18 — регулятор основного компонента; 19—автоматический
потенциометр; 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 глины; 28 — кнопки; 29 — задатчики;
30 — ключи дистанционного управления; 31 — ковшовый питатель
, Глиняный шлам
На регулирование]
УЛб\ \уПб\ "^
I L—T-J На рееулироЯание
ем 1 "
Рис. 91. Блок-схема автоматического контроля процесса
мокрого помола сырья
ЭПП-09 — автоматический потенциометр; ИЛП —
измерительно-преобразующая приставка; ЗМА — вольтметр постоянного тока; 2МА —
милливольтметр постоянного тока щитовой; IMA — миллиамперметр
постоянного тока; ТГ — тахогеиератор; МИМ— малогабаритный
исполнительный механизм; ДВ — диафрагма камерная; ДМ — дифыано-
метр (ДМ-К-100); ЧЭ — чувствительный элемент вискозиметра; РВ —
ротационный вискозиметр (РВ-2); МУ — микрофонное устройство
(МУ-3); УПБ — усилительио-преобоазующий блок (УПБ-2а)
Практически химический состав и физико-механические
свойства сырьевых компонентов часто меняются, стабилизация
их связана с большими трудностями, и потому химический
состав шлама регулируют, изменяя подачу отдельных сырьевых
компонентов.
Вместе с тем для сырьевых материалов характерно
непостоянство размалываемости и гранулометрии, причем при
постоянном 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
регулятора уровня загрузки первой камеры мельницы.
Электроакустический регулятор загрузки регулирует косвенный параметр —
частоту шума в первой камере. Таким путем при постоянных
физико-механических свойствах вводимого цементного сырья с
достаточной точностью можно определить соотношение уровня
загрузки первой камеры материалом и тонкости помола шлама
в зависимости от
количества подаваемого в
мельницу сырья.
Блок-схема системы
автоматического
регулирования загрузки
мельницы (рис- 92) позволяет
регулировать уровень
загрузки первой камеры
шихтой в соответствии с
расходом необходимых
компонентов сырья.
Расход воды, пода-
. ваемой в мельницу,
контролируется
расходомером переменного
перепада в комплексе с
диафрагмой и дифманомет-
ром.
Стабилизация текучести шлама достигается
корректированием 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
большого запаздывания. Поэтому расход воды изменяют
пропорционально в зависимости от изменения расхода сырья,
проходящего через зону шламообразования. Это соотношение
поддерживается электронными регулирующими приборами. Блок-схема
автоматического регулирования вязкости шлама аналогична
описанной выше (см. рис. 92).
НКР-0
г, U _U „
мкр-о
Рис. 92. Блок-схема автоматического регу-
лирования загрузки мельницы материалом
1 — первый питатель сырья; 2 — второй питатель
сырья; МУ — микрофонное устройство; УПБ —
усилительно-преобразующий блок; ЭР —
электронный регулятор (ЭР-Т-2 или ЭР-Ш-59); КФ —
переключатель с фиксатором; KB — ключ
дистанционного управления с возвратом; МКР-0 —
реверсивный магнитный пускатель; КДУ-П-РМ —
исполнительный механизм
213

В трубных мельницах сухого помола проще наладить
автоматическое 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.
Стабилизация этих параметров способствует выпуску однородного и
качественного цемента и поддержанию оптимальной
производительности.
Автоматический контроль пытались вначале осуществить с
помощью программного прибора ситового анализа тонкости
помола. Этот прибор отбирал заданную навеску цемента,
просеивал ее и взвешивал остаток на сите. Но пока он не нашел еще
должного применения.
Рис. 93. Принципиальная электрическая схема регулятора РЗМ-3
Обычно весовое соотношение подачи компонентов в
мельницу устанавливают путем регулировки работы питательных
устройств. Поэтому загрузка первой камеры мельницы материалом
может быть использована как промежуточная регулируемая
величина, изменяющаяся с меньшим запаздыванием при
изменении 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.
214
я | о.! 6 I cL I
.-« га I о
ss к * .. I £■ с .
3g I a „Si*
§ 1 -«&£
IЭ5«Iяе"
Ef °=оя -с в
_*о J о -. —
со г? я •- и: и о
&§sg8lS.gg
raw fcc
о. ag_-a.. i -i
3 § Ю ET-jtR £L- о
iw <s ■* m я m !£ ~
Г- t О Я l К
?, ° sSf ^ Я ^ Я ^
s..«s n«;
я s2a «i
ндилм/ птэзьтоиаташ
cwftf щмоц
215

Электроакустический регулятор загрузки состоит из
микрофона, который устанавливается у первой камеры, и
воспринимает шум усилительно-преобразующего блока, куда тот
передается. Блок загрузки преобразует и усиливает шумовую
электродвижущую силу в сигнал постоянного тока. Ток этот поступает
затем в регистрирующий прибор — электронный потенциометр,
реостатный датчик которого подключен на регулирующий
прибор, который может воздействовать на питательное устройство
мельницы.
На цементных заводах широко применяются
электроакустические регуляторы типа РЗМ-3 (рис. 93), позволяющие
определять уровень загрузки первой камеры и тонкость помола цемента
при постоянных весовом соотношении исходных компонентов и
степени загрузки мельницы мелющими телами.
Применением РЗМ-3 достигается периодическая догрузка
первой камеры мельницы размалываемым материалом до
необходимого уровня. При этом производительность мельниц
увеличивается примерно на 10%, снижаются удельные расходы
электроэнергии и повышается качество цемента.
Представленная на рис. 94 схема автоматизации
сепараторной трубной мельницы тоже представляет большой интерес.
В основу автоматического регулирования процесса помола
положен контроль загрузки первой и второй камер. Электрическая
блокировка обеспечивает пуск механизмов в заданной
последовательности и остановку всех механизмов при нарушении работы
камерного насоса.
Эти или подобные схемы автоматического регулирования
процессов 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
испытаний является установление оптимального режима работы
помольных установок, обеспечивающего максимальную
производительность при минимальном расходе электроэнергии и
необходимой тонкости помола.
Наладочные испытания проводятся в два этапа:
а) предварительный, при котором устраняются все
недостатки работы установки и производится ее наладка;
б) окончательный, когда выявляют результаты наладки.
Как предварительные, так и окончательные испытания
следует 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
суток ее работы с новыми мелющими телами.
Испытания при устойчивом режиме работы помольной
установки с точным учетом всей выработки материала должны
длиться не менее 8 ч. При неравномерном режиме работы установку
частых остановках и наличии неточностей в измерениях
рекомендуется 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
показателям работы установки и систематизируют среднемесячные
данные.за прошедший год по: производительности; тонкости
помола; компонентному составу и влажности измельчаемого
материала; интенсивности аспирации; удельному расходу
электроэнергии, мелющих тел и др.
На основании анализа всех показателей работы помольной
установки путем сравнения их с показателями работы аналогич-
217

пых установок других заводов, а также анализа материалов и
технических измерителей, полученных при предварительных ис-
лытаниях, разрабатываются мероприятия по устранению
обнаруженных ненорм;1Льностей 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 п, 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
производительностью, то удельный расход энергии на помол, износ
броневых плит и мелющих тел бывает чрезмерно большим.
Вызываются эти недостатки преимущественно следующими
причинами:
1) неправильным подбором для помола данного материала
загрузки мельницы мелющими телами по камерам;
2) несоответствием размера камер и живого сечения
межкамерных перегородок особенностям размола данного
материала;
3) недостаточной интенсивностью аспирации;
4) плохой подготовкой размалываемого материала к помолу
(крупность кусков, неравномерность дозировки компонентов
ншхты и т. д.);
5) плохой работой сепараторов при замкнутом цикле помолэ
Подбор ассортимента загрузки
мельницы мелющими телами
Основное условие для достижения максимальной
производительности мельницы, минимального удельного расхода
электроэнергии и необходимой тонкости помола — правильная загрузка
мельницы мелющими телами как по весу, так и по ассортименту.
В первую камеру мельницы, где осуществляется
преимущественно грубый помол, загружают шары диаметром от 60 до
ПО мм.
218
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
поверхностью трения — цильпебсом.
Количество и ассортимент мелющих тел, загружаемых в
камеры, зависят от сопротивляемости размолу и крупности кусков
материала, от заданной тонкости помола готового продукта,
длины камер, конструкции и типа мельницы. В каждом отдельном
случае подбирают определенный ассортимент мелющих тел с
учетом указанных факторов. В дальнейшем ассортимент и
количество мелющих тел должны быть подвергнуты опытной
проверке и корректированию в производственных условиях.
Ориентировочно ассортимент загружаемых в камеры мельниц
мелющих тел характеризуется следующими значениями
средневзвешенного диаметра:
а) для клинкера средней сопротивляемости размолу,
получаемого во вращающихся печах:
первая камера 80 — 85 мм
вторая „ 45 — 50 „
третья „ цильпебс
б) для сырья средней сопротивляемости размолу:
первая камера 75 — 80 мм
вторая „ 40 — 45 „
третья „ 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
диаметр шара принимается равным 40—50 мм в зависимости от
коэффициента размалываемости угля.
На основании анализа работы ряда цементных трубных
мельниц рекомендуется загружать в мельницу мелющие тела в
2J9

количестве, соответствующем коэффициенту заполнения ее
объема, 0,25—0,33.
Иногда оптимальная загрузка мельницы мелющими телами
не может быть осуществлена потому, что мощность
установленного для привода мельницы электродвигателя недостаточна.
В этих случаях нужно стремиться к тому, чтобы количество
мелющих 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
мелющих тел, необходимых для очередной догрузки, определяют,
исходя из количества материала, измельченного после предыдущей
догрузки мельницы, и установленного удельного расхода
мелющих тел на тонну готового продукта.
Удельный расход мелющих тел зависит от следующих
факторов:
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
материала точно не установлен, то догрузку производят по
фактическому 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
рассчитаны коэффициенты заполнения и наличие мелющих тел по
камерам в зависимости от величины хорды и высоты
пространства 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
невозможно, нужно производить отсев мелочи при вращении
мельницы путем временной установки вместо крышек люков
специально изготовленных решеток.
Насыпной вес мелющих тел при плотном заполнении
принимается равным: стальных шаров — 4,5 т/м3; цильпебса—4,4 т/м3.
Для определения веса загрузки можно пользоваться данными,
лриведенными 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
Вес одного шара в кг . . . 4,052,87 1,63 1,33 1,110,800,73 0,56
Число шаров в 1 г в шт. . 246 348 614 752 901 1136 1370 1786
40
0,28
3572
0,12
8334
220
Подбор живого сечения и размера щелей
междукамерных перегородок
Живое сечение междукамерных перегородок определяется
отношением площади всех щелей к общей площади
перегородки. Оно зависит в основном от ширины щелей, поэтому при
подборе перегородки прежде всего необходимо учитывать этот
размер. Живое сечение междукамерных перегородок находится
в пределах 6—10%.
Если мельница разделена на четыре камеры, то ширину
щелей в первой перегородке можно принимать равной 16—12 мм
для сырьевой мельницы и 12—'10 мм для цементной мельницы;
во второй перегородке—10—8 мм; в третьей перегородке—8 мм;
в выходной решетке — 8—6 мм. Для мельниц с двумя камерами
ширина щели междукамерной перегородки не должна
превышать 10—12 мм.
Продвижение материала вдоль мельницы может значительно
замедлиться из-за уменьшения .живого сечения перегородок в
результате заклинивания щелей зернами размалываемого
материала 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
свидетельствовать не только о малом живом сечении перегородки, но
также и о слабой аспирации мельницы.
.После проведения испытаний мельницы и анализа
диаграммы помола можно судить о пригодности междукамерных
перегородок и необходимости .каких-либо изменений.
Налаживание режима питания мельницы материалом
Эффективность работы мельницы во многом .зависит от
равномерной и правильной загрузки мельницы .размалываемым
материалом. О загрузке мельницы материалом можно судить по
силе звука, издаваемого мелющими телами. По этому .принципу
работают автоматические электроакустические приборы
загрузки, регулирующие уровень загрузки материала в мельнице. Но
электроакустические .регуляторы загрузки применяются не на
всех мельницах, и на ряде заводов о загрузке мельницы
материалом еще судят по силе звука, на слух.
Глухие удары шаров являются 'Признаком ненормальной
работы одной из .камер .или всей мельницы, и указывают на то, что
либо мельница перегружена материалом, либо забиты
перегородки, либо -в мельнице произошло налипание материала на
мелющие тела и броневые плиты.
Если мельница перегружена материалом, то в течение 10—
221

20 мин ее «прорабатывают», т. е. работают с отключенным
питанием.
Есл,и мельница «глохнет» вследствие забивания щелей в
междукамер-ных перегородках, то это устраняют, осматривая
перегородки и очищая их.
Замазывание мельницы, если оно вызвано подачей «а помол
материала с повышенной влажностью, устраняют, повышая на
непродолжительное время (пока мельница войдет в
нормальный 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,
оснащаются сепараторами двух типов (по характеру движения
воздушного потока): воздушно-проходными м циркуляционными
(центробежными).
Воздушно-проходными сепараторами оборудуются угольные
или сырьевые мельницы, в .которых одновременно с размолом
происходит подсушка материала горячим газом, а
циркуляционными (центробежными) — в основном цементные мельницы.
Как уже указывалось, кратность циркуляции материала в
мельнице зависит от следующих факторов: сопротивляемости
материала размолу, начальной крупности размалываемого
материала, веса и ассортимента мелющих тел, отношения длины
мельницы к диаметру и от показателей работы сепаратора.
Для трудноразмалываемых материалов требуется
повышенная кратность циркуляции. При длинных мельницах время раз
мола больше, а следовательно, кратность циркуляции меньше.
.При помоле /цемента в шаровых мельницах большого
диаметра наивыгоднейшая кратность циркуляции колеблется в
пределах 6—9. При помоле цемента в двух- или трехкамерных
мельницах в зависимости от их длины оптимальное значение
кратности циркуляции составляет 2,5—5.
С увеличением тонкости готового продукта кратность
циркуляции возрастает, а с увеличением к. п. д. сепаратора —
снижается.
Таким* образом, для каждой помольной установки имеется
свой оптимальный режим при наивыгоднейшем значении
кратности циркуляции.
Работа сепаратора и совершенство его конструкции
характеризуются значением к. п. д., т. е. отношением количества тонких
фракций в готовой продукции >и количества их в материале,
поступающем на сепарацию.
К. п. д. сепаратора по абсолютной величине зависит от
размера контрольного сита, по результатам просева на котором оп-
222
ределялась тонкость помола; поэтому для сравнительной оценки
работы сепараторов при .помоле цемента .рекомендуется
пользоваться одним ситом — № 008.
Настройка сепараторов типа «П&лидор», применяемых в
отечественной промышленности, на заданную тонкость
достигается путем изменения количества контрлопастей,
устанавливаемых на диске над разбрасывающей тарелкой; с увеличением
числа контрлопастей повышается тонкость помола готового
продукта.
В том случае, если установлены все контрлопасти, а
желаемая тонкость готового продукта не достигнута, необходимо
изменить диаметр турбинки вентилятора, вставить вентиляторные
лопасти меньших «размеров или снизить скорость вращения
вала. Во всех .случаях для изменения тонкости готового продукта
сепаратор необходимо отключить.
В воздушно-проходных сепараторах тонкость готового
продукта регулируется путем .изменения положения створок без
отключения сепаратора. Устанавливая створки в радиальном
положении (так называемые открытые створки), можно получить
материал более грубого помола, а прикрывая створки
(устанавливая их под определенным углом), — материал тонкого
помола. Тонкость помола можно регулировать также путем
изменения скорости воздуха в мельнице и сепараторе; увеличение
скорости приводит к угрублению помола, а уменьшение — к
более тонкому помолу.
Оптимальное значение кратности циркуляции установки
определяют испытанием установки при различной тонкости
помола Материала, подаваемого в сепаратор, с обязательным
определением количества готового продукта.
Бели в установку входят два сепаратора, в которые
поступает материал ,и,з разных камер мельницы или из разных мельниц,
оптимальное значение кратности циркуляции определяют для
каждой системы.
3. АСПИРАЦИЯ
Форсирование аспирационного режима может быть
достигнуто .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
общего количества проходящего через мельницу воздуха.
Поскольку полностью исключить подсосы воздуха из-за
несовершенства отдельных узлов системы аспирации не
представляется возможным, необходимо сводить их к практически
возможному минимуму по отношению к количеству воздуха,
проходящему через мельницу и принятому за 100%:
223

подсос через неплотности в аспирационной коробке .. .. . .50%
> > » в циклонах • . 10%
> > > в рукавных или электрофильтрах 40%
Для обеспечения этого минимуме необходимо:
1) разгружать материал из аспирационной коробки втранс-
портные устройства через ячейковый затвор;
2) тщательно уплотнить и обеспечить .прокладками все
фланцевые соединения и другие элементы системы;
3) снабдить разгрузочную часть циклонов и других пыле-
осадителей. ячейковыми разгружателями или системой
клапанов-мигалок;
4) установить лабиринтное уплотнение в зазоре между
аспирационной коробкой и горловиной мельницы.
Практикой установлено, что количество аспирационного
воздуха, проходящего через мельницу сухого помола, работающую
■ по открытому циклу, должно быть таким, при котором скорость
воздуха в свободном пространстве сечения мельницы составля-
I ejJ)T6-=0,-7 м/сек.
I Один «з способов улучшения условий размола и сушки в
I мельницах, работающих по замкнутому циклу с воздушно-про-
i 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
скорости газов остается неизменным, то получается готовая
.продукция также более грубого помола.
Постоянство тонкости помола при изменении скорости газа
обеспечивается соответствующей регулировкой створок
сепаратора. Процент увеличения производительности при усилении
аспирации в первом случае будет больше, чем во втором.
При усилении аспирации необходимо учитывать
соответствие размеров сепаратора увеличенному количеству воздуха и.
в случае необходимости установить более мощный сепаратор.
Усилить аспирацию мельницы можно путем сокращения
подсосов по газовому тракту «, если этого 'недостаточно, установкой
дополнительного вентилятора.
При .размалывании относительно сухих материалов
целесообразен сброс части воздуха обратно во входную горловину
мельницы. При такой рециркуляции воздуха снижается присос
холодного воздуха в мельницу. Кроме того, становится
возможным регулировать в углеприготовительной системе в широких
пределах количество и скорость первичного воздуха,
поступающего во вращающуюся печь, независимо от режима аспирация,
мельницы.
224
Количество воздуха (сушильного агента), проходящее через
мельницу, работающую по замкнутому циклу с
воздушно-проходным сепаратором .и одновременными сушкой и помолом угля,
должно быть таким, при котором скорость его в барабане
мельницы составляет 2—2,5 м/сек.
4. ФУТЕРОВКА
Для футеровки шаровых мельниц применяют броневые
плиты нескольких форм — гладкие, ступенчатые, волнистые.
Ступенчатая плита позволяет увеличить высоту подъема
шара и усилить удар. В камерах тонкого помола мельницы
устанавливают плиты с волнообразной поверхностью. Наилучшие
результаты получают при высоте уступов 30—40 мм и шаге
волны 250—300 мм.
В последнее время для футеровки мельниц стали применять
конусно-ступенчатые броневые плиты с каблучковой
поверхностью. При установке таких плит мельницу переделывают в
двухкамерную (с одной шаровой и одной цильпебсной
камерами). В шаровой камере устанавливают конусно-ступенчатые
бронеплиты с каблучковой поверхностью, а в цильпебсной —
обычные (цилиндрические). В цильпебсной камере
целесообразно устанавливать в шахматном порядке подъемные планки или
валиковые бронеплиты. Соотношение длины камер в каждом
отдельном случае подбирают на основании опытных данных
завода в зависимости от свойств измельчаемого материала.
Со стороны загрузочного конца шаровой камеры
устанавливают 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
неравномерном питании крупных кусков материала.
При использовании конусно-ступенчатых броневых плит
достигается нужное распределение шаров по размерам вдоль
м.ельницы. Наличие каблучков на поверхности плит
способствует значительному снижению скольжения шароматериальной за-:
грузки по бронефутеровке и тем самым подъему шаровой
загрузки на большую высоту. Однако при этом необходимо
учитывать скорость вращения мельницы, так как число оборотов
мельницы влияет на увеличение силы сцепления
размалываемого материала и шаров с футеровкой мельницы.
Исследования НИИЦемента подтверждают, что мельница с
каблучковой футеровкой работает более эффективно при
скорости вращения в пределах 60—70% от критической.
8 Зак. 823
225

5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ
Для сравнения эффективности работы и качества
эксплуатации помольных установок, а также их технических достоинств
■применяют следующие технические измерители [62].
1) Измеритель использования полезной мощности
h B
on = ■— ,
N
гдь В — производительность мельницы в т\ч\
N — полезная мощность в кет.
Измеритель использования полезной мощности отражает
влияние:
а) постоянных для данной помольной установки условий
(открытый ли замкнутый цикл помола, число камер мельницы и
др.);
б) условий эксплуатации (равномерность питания
материалом, систематичность догрузок мелющими телами,
интенсивность аспирации, влажность и др.).
2) Измеритель использования эффективной мощности
h B
On = — ,
11 Nrt'
где т) — коэффициент использования полезной мощности для
ведения процесса измельчения (табл. 57).
Таблица 57
Коэффициент использования полезной мощности тг;
Схема помола
Тип мельниц
Коэффициент
использования
мощности
С однократным прохождением
материала с хорошо
подобранным ассортиментом мелющих
тел
Многокамерные
(3- и 4-камерные)
2-камерные мельницы
мельницы
1
0,9
С многократным
нием материала
прохожде-
Мельницы, работающие по
замкнутому циклу с
классификаторами (сепараторами)
1,2-1,3
до 1,5
Этот измеритель дает возможность оценивать только
качество эксплуатации; влияние же постоянных факторов
учитывается коэффициентоц т).
3) Измеритель использования условного объема.
Приведенные выше энергетические измерители недостаточны для полного
выявления резервов производительности мельниц. Объясняется
это тем, что величина толезной мощности рассчитывается по
фактическим данным заполнения мельницы мелющими телами.
Вследствие этого указанные измерители не учитывают коэффи
226
циекта заполнения, т. е. степени использования объема
мельницы. В качестве измерителя, наиболее полно характеризующего
степень использования .потенциальных возможностей
барабанных мельниц по их производительности, принимается
производительность, приходящаяся на единицу условного объема
(объемный измеритель):
Величина объемного измерителя, приведенная к эталонным
значениям тонкости помола и размалываемости материала,
зависит от следующих факторов:
1) коэффициента заполнения мелющими телами и их
ассортимента;
2) схемы помола;
3) качества эксплуатации.
Сопоставление значений этого измерителя помогает вскрыть
резервы производительности мельничного парка. Если на
какой-либо мельнице достигнут высокий показатель, то это
указывает на .принципиальную возможность достижения такого же
значения измерителя на всех других мельницах.
Энергетические и объемный измерители .не являются
взаимоисключающими. Они дополняют друг друга.
6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ УСТАНОВОК
Принято различать наладочные и эксплуатационные
технологические испытания помольных устаиовок.
Наиболее часты эксплуатационные испытания. Проводят их
в условиях .нормальной работы оборудования или после его
капитального 'ремонта. Цель таких испытаний—проверить
основные расчетные технико-экономические показатели помольных
агрегатов и установить (Наиболее эффективные режимы их
работы.
В связи со встречающимися иногда значительными
искажениями показателей результатов испытания его считают
недействительным в следующих случаях:
а) при перерывах в учете количества измельченного
материала или обнаружении погрешности в системе учета, в
показаниях весов и пр.;
б) при прекращении на период испытания питания
мельницы' из-за недостатка материала в бункере (если время
перерывов в его подаче не учитывалось);
в) при резких различиях в условиях работы агрегата
вовремя испытания и в обычных средних или заданных для
испытания условиях (в частности, изменение дозировки, влажности
или крупности компонентов размалываемой шихты);
8* Зак. 823
227

г) при различных других нарушениях, которые могут
исказить 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
фракции 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
необходимых замеров при испытаниях различного вида помоль-
иых агрегатов цементных заводов, а на рис. 95, 96, 97 — схемы
точек замеров при испытаниях различного вида помольных
агрегатов цементных заводов.
Определение выработки продукции
и производительности
Выработку продукции мельницы сухого помола следует
учитывать весовым способом. При наличии пневмокамерных
насосов допускается определение выработки мельниц по количеству
циклов работы этих насосов.
Если материал подвергается учету перед поступлением в
мельничные бункера, необходимо, чтобы бункера и все
промежуточные 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
сухой материал .по формуле
d Ущл Тшл
(100—Шшл)
где Gen — количество выработанного мельницей шлама в пе*
; .1- • . ресчете на сухой материал в т;
Ушл— выход шлама за .испытание в мъ;
Тшл— средний удельный вес шлама в кг/л;
И'шл —средняя-влажность шлама в %.
При отсутствии отдельного учета выработки шлама только
от испытываемой мельницы (по емкости в бассейне) ее
производительность можно определить путем учета расхода воды но
228
Таблица 58
Перечень замеров при испытании мельниц, работающих по открытому циклу
при мокром помоле сырьевой смеси
Показатели
Периодичность и способ определения
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Выработка шлама за испытание
в мъ
Часовая производительность
мельницы:
а) по шламу в м3
б) пересчитанная на сухой
материал в т/ч
в) приведенная к 10% остатка на
сите № 008 в т/ч
г) приведенная к эталонной раз-
малываемости в т/ч
Измеритель использования полезной
мощности в кг/квш-ч
То же, условного объема в кг/ч вд
Удельный расход энергии,
потребляемой мельницей в квш-ч/т
То же, потребляемой помольной
установкой (включая вспомогательное
оборудование), в квш-ч/т
Хронометраж работы мельницы и
питателей
Процентное содержание
компонентов в размалываемой сырьевой смеси
в %
Гранулометрический состав
размалываемой сырьевой смеси в %
Размалываемость сырьевой смеси в
кг/квш-ч
Влажность глиняного компонента
в %
Влажность известкового компонента
в %
» Титр глиняного компонента в %
известнякового компонента
в %
Расход воды по расходомеру в м3
Тонкость помола шлама по
остаткам на ситахХ№ 02 и 008 в %
Титр шлама в %
Влажность шлама в %
Вес 1 л шлама в г/л
Растекаемость или вязкость
Температура выходящего из
мельницы шлама в °С "-
Выход гальки сТконтрольного сита
мельницы за испытание в кг
Замеряют объем каждый час и
полностью за испытание
Рассчитывают делением
выработки на время работы
Рассчитывают по приведенной на
стр. 236 формуле
То же стр. 242
„ стр. 242
стр. 243
стр. 243
„ стр. 244
„ стр. 244
Учитывается количество и пр* -
должительность остановок
Определяется из средней пробы
за испытание
То же
Определяется один раз за
испытание из средней пробы
То же
Определяется почасовой и общий
расход за испытание
Определяется каждый час
То же
Определяется каждые два часа
Учитывается полностью
взвешиванием
229

Таблица 59
Перечень замеров при испытании мельииц, работающих по открытому
циклу при помоле сухого сырья, угля и цемента
Показатели
Выработка материала за испытание
в т
Часовая производительность
мельницы:
а) по натуральной продукции в
т/ч
б) приведенная к 10% остатка на
сите № 008 в т/ч
в) приведенная к эталонной
размалываемое™ в т/ч
Измеритель использования полезной
мощности в кг/квт-ч
Измеритель использования
условного объема в кг/ч ед
Поверхностная производительность
в м2/ч
Удельный расход энергии,
потребляемой мельницей, в квт-ч/т
Удельный расход энергии,
потребляемой помольной установкой, в
квт-ч/т
Хронометраж работы мельницы,
питателей и аспирационных устройств
Процентное содержание
компонентов в размалываемой шихте в %
Химический состав каждого
компонента размалываемой шихты в %
Гранулометрический состав
размалываемой шихты в %
Размалываемость в кг/квт-ч
Влажность в %
Тонкость помола размолотого
материала по остаткам на ситах № 02 и
008 в %
Удельная поверхность размолотого
материала в см2/г
Влажность размолотого материала
в %
Прочность цемента (при испытании
цементных мельниц) в кГ/см2
Температура поступающего в
мельницу материала в °С
Температура выходящего из
мельницы материала в СС
Влагосодержание аспирациоиного
воздуха за мельницей в г/ж3
Влагосодержание подсасываемого в
систему наружного воздуха в г/ж3
Периодичность и способ определения
Непрерывно взвешивают весь
материал
Рассчитывают делением
выработки 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
продолжительность остановок
Определяют из средней пробы
за испытание
Определяют из средней пробы
за испытание
То же
Определяют из каждой средней
пробы
Устанавливают из каждой
среднечасовой пробы
То же
Находят из средней пробы за
испытание
Определяют каждый час
То же
Определяют два раза за
испытание
То же
2ЭД
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Показатели
Разряжение:
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
трехступенчатой пылеочистке) в мм вед. ст.
Температура аспирациоиного
воздуха:
а) после мельницы (в аспирацион-
ной коробке) в °С
б) после каждого пылеуловителя
в °С
Температура в °С подсасываемого
в систему наружного воздуха
Количество аспирациоиного
воздуха:
а) просасываемого через
мельницу в м3/ч и в нм?/ч
б) в трубопроводе за мельницей
в нм3/ч
в) в трубопроводе после каждого
пылеуловителя в м3/ч и в нм3/ч
Количество осаждающейся в
каждом пылеуловителе пыли в кг/ч
Запыленность уходящего в
атмосферу аспирациоиного воздуха в г/нм3
Количество безвозвратного пылеуно-
са в кг/ч
К.п.д. пылеуловителей
Диаграмма помола материала по
длине мельницы
Выход крупки с контрольного сита
мельницы за испытание
Продолжение табл. 59
Периодичность и способ определения
Определяют каждый час
микроманометром с резиновой трубкой,
вставляя ее одним концом в
горловину мельницы
Устанавливают каждый час
U-образным манометром через
специальный штуцер
То же
Определяют два раза за
испытание ртутным термометром через
специально вваренный штуцер
То же
Определяют два раза за
испытание ртутным термометром
Замеряют скорость во входной
горловине пневмометрической
трубкой с микроманометром или
анемометром два раза за испытание
Замеряют скорость в
трубопроводе пневмометрической трубкой с
микроманометром два раза за
испытание
То же
Производят два непрерывных
взвешивания за испытание по два
часа каждое
Определяют два раза за
испытание
Рассчитывают по запыленности
и количеству воздуха
Рассчитывают по приведенной
формуле
Составляют один раз за
испытание
Учитывают полностью за
испытание взвешиванием
231

Таблица 60
Перечень замеров при испытании мельниц, работающих по замкнутому
циклу с воздушно-проходным сепаратором и одновременными сушкой
и помолом сырьевых материалов
точек
ПО
рис. 95
5
1
2
3
4
5
1
6
Показатели
Периодичность и способ
определения
Выход высушенной сырьевой
муки за испытание в т
То же, из циклона в т/ч
То же, из электрофильтра в т/ч
Часовая производительность
мельницы по натуральной
продукции в т/ч
То же, приведенная к эталонной
размалываемости, в т/ч
То же, приведенная к 10%
остатка на сите № 008, в т/ч
Измеритель использования
полезной мощности в кг/квт-ч
То же, условного объема
в кг/ч ед
Удельный расход энергии,
потребляемой мельницей, в квт-ч/т
То же, потребляемой помольной
установкой, в квт-ч/т
Удельный расход тепла на
испарение влаги из материала
в ккал/кг влаги
Безвозвратный пылеунос в т/ч
Возврат крупки из сепаратора
в мельницу в кг/ч
Тонкость помола готовой
продукции по остаткам на ситах № 02 и
008 в %
То же, материала из циклона
в %
То же, материала из
электрофильтра в %
То же, безвозвратного пылеуно-
са в %
То же, крупки (возврата'из
сепаратора) в %
Удельная поверхность ж готовой
продукции в см2/г
Химический состав каждого
компонента размалываемой шихты
в %
Гранулометрический состав
размалываемой шихты в %
Непрерывное взвешивание
всего материала
Пятиминутное взвешивание
каждый час
То же
Рассчитывается делением
выработки на время работы
Рассчитывают по формуле
на стр. 243
То же, стр. 242
То же, стр. 243
» стр. 243
» стр. 244
» стр. 244
» стр. 244
Запыленность
определяется два раза за
испытание
Десятиминутное
взвешивание каждый час
Определяют нз каждой
среднечасовой пробы
То же
Определяют из средней
пробы пыли, уловленной
при определении
запыленности
Определяют из каждой
среднечасовой пробы
То же
Исходят из средней
пробы каждого компонента
шихты
То же
232
Продолжение табл. 60
п/п
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
35а
36
37
38
3.9
40
41
42
№
точек
по
рис. 95
6
6
1
1
6
1
7
8, 8а
10
14
4
7
14
12
13
*
8
10
4
Показатели
Размалываемость шихты в
кг/квт-ч
Влажность размалываемой
шихты в %
Влажность размолотого
материала в %
Процентное содержание
компонентов в размалываемой шихте
в %
Температура поступающего в
мельницу материала в DC i
Температура размолотого
материала в °С
Разрежение перед мельницей в
мм вод. ст.
Разрежение после мельницы в
мм вод. ст.
То же, после сепаратора
в мм вод. ст.
» после циклона
в мм вод. ст.
» в газоходе
топочных устройств
в мм вод. ст.
» (давление) перед
электрофильтром в
мм вод. ст.
Разрежение (давление) после
электрофильтра в мм вод. ст.
Температура горячего газа перед
мельницей в °С
Температура топочных газов
в °С
Температура рециркулирующего
сушильного агента в °С
Температура газа в
трубопроводе «поддува» в °С
Температура после мельницы
в °С
То же, после сепаратора
в °С
» » циклона
в °С
Температура перед
электрофильтром в °С
> после
электрофильтра в °С
Периодичность и способ
определения
Исходят из средней
пробы каждого j компонента
шихты
Определяют каждый час
Определяют каждый час
Устанавливают по
химическому составу средней
пробы готовой продукции
и каждого размалываемого
компонента
Определяют каждый час
То же
Определяют каждый час
микроманометром
Определяют каждый час
U-образным манометром
То же
»
»
»
»
Устанавливают каждый
час термопарой с
гальванометром
То же
Определяют каждый час
ртутным термометром
То же
»
»
»
»
»
233

Продолжение табл. 60
№
п/п
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
точек
по
рис. 95
7
—
14
—
12
—
13
—
8
10
13
4
12
—
4
_
—
—
—
Показатели
Количество горячего газа перед
мельницей в м3/ч
Количество горячего газа перед
мельницей в нм3/ч
Количество топочных газов вм3/ч
То же, в нм3/ч
Количество рециркулирующего
сушильного агента в м3/ч
То же, в нм3/ч
Количество газа в трубопроводе
„поддува" в м3/ч
То же, в нм3/ч
Количество газа после мельницы
в м3/ч
То же, в нм3/ч
Количество газа после
сепаратора в м3/ч
То же, в нм3/ч
Количество газов после циклона
в м3/ч
То же, в нм3/ч
Количество газа перед
электрофильтром в м3/ч
То же, в нм3/ч
Количество газа после
электрофильтра в м3/ч
То же, в нм3/ч
Влагосодержание
рециркулирующего агента в г/м3
Запыленность газа после
циклона в г/нм3
То же, перед электрофильтром
в г/нм3
То же, после электрофильтра
в г/нм3
Хронометраж работы мельницы,
питателя и топки
Температура подсасываемого в
систему наружного воздуха в °С
Расход топлива на сушку
материала в мельнице в кг/кг,
испаренной влаги
Теплотворная способность
топлива в ккал/кг
Выход недожога топлива
(шлака и провала) в кг/ч
Теплотворная способность
недожога топлива в ккал/кг
Периодичность и способ
определения
Замеряют скорость пнев-
мометрической трубкой с
микроманометром два раза
за испытание
То же
п
1>
V
V
»
»
1*
м
и
»
Замеряют скорость пнев-
мометрической трубкой два
раза за испытание
То же
»
„
и
Ч>
Определяют психрометром
Ассмана два раза за
испытание
Определяют два раза за
испытание
То же
Устанавливают два раза
за испытание
Учитывают количество и
продолжительность
остановок
Определяют два раза за
испытание
Непрерывно учитывают
все топливо
Определяют из средней
пробы за испытание
Взвешивают при
выгребе
Определяют из средних
проб за испытание
234
Таблица 61
Перечень замеров при испытании мельниц, ряботающих по замкнутому циклу
с воздушно-проходным сепярятором и одновремеинымн сушкой
и помолом угля
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
точек
по
рис. 96
/
2
3
4
3
4
2
1
3
1
1
1
1
3
5
6
7,
4
5
6
7
Показатели
Выход готового угольного порошка
за испытание в т
Возврат крупки из сепаратора
в т/ч
Выход готового угольного порошка
из циклона в т/ч
Количество не осевшего в циклоне
угольного- порошка в т/ч
Тонкость помола осевшего в
циклоне угольного порошка в %
Тонкость помола не осевшего в
циклоне угольного порошка в %
Тонкость помола крупки (возврата
из сепаратора) в %
Влажность поступающего в
мельницу угля в %
Влажность угольного порошка
в %
Гранулометрический состав
размалываемой шихты в %
Размалываемость в кг/кет-ч
Процентное содержание
компонентов в размалываемой шихте
в %
Температура поступающего в
мельницу угля в °С
Температура угольного порошка
в °С
Разрежение перед мельницей в
мм вод. ст.
То же, после мельницы в
мм вод. ст.
То же, после сепаратора в
мм вод. ст.
То же, после циклона в
мм вод. ст.
Температура горячего газа перед
мельницей в °С
Температура топочного газа в °С
Температура горячего газа после
мельницы в °С
Температура после сепаратора
в °С
Периодичность и способ
определения
Весовой учет
поступающего материала с
последующим пересчетом на
конечную влажность
Пятиминутное
взвешивание каждый час
То же
Запыленность определяют
два раза за испытание
Из каждой среднечасовой
пробы
Из средней пробы
уловленной пыли
Из каждой среднечасовой
пробы
Каждый час
То же
Из средней пробы
шихты
То же
По содержанию 'летучих
веществ в средних пробах
шихты и каждого
размалываемого компонента
Каждый час
То же
»
-
и
г
»
»
»
п
235

Продолжение табл. 61
№
п/п
№
точек
по
рис. 96
Показатели
Периодичность и способ
определения
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
4
5
6
7
4
6
—
—
—
—
—
34
Температура после циклона в °С
Количество горячего газа перед
мельницей в м3/ч, в нм3/ч
Количество горячего газа после
мельницы в м3/ч, в нм3/ч
То же, после сепаратора в нм3/ч
То же, после циклона » »
Влагосодержание газа после
мельницы в г/ж3
Температура подсасываемого в
систему наружного воздуха в °С
Расход топлива на сушку угля в
мельнице в кг/кг испаренной влаги
Теплотворная способность
сгоревшего 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
Непрерывный учет всего
топлива
Из средней пробы за
испытание
Взвешивание при
выгребе
Из средней пробы за
испытание
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)
п __ р 100 —и>шл
(2)
где Ос.м—количество выработанного мельницей сухого
материала в т;
Р —количество поступившей в мельницу воды по
показанию водомера в м3;
wwn — средняя влажность шлама в %.
2) Производительность мельницы в пересчете «а сухое
вещество с учетом первоначальной влажности одного исходного
компонента (при помоле однокомпонентного материала)
Сем =
ЬУ„
(3)
100 —ьу„
100 — ьу„
где гиИЗв—средняя первоначальная влажность материала
в %;
236
Таблица 62
Перечень замеров при испытании мельииц, работающих
по замкнутому циклу с циркуляционными сепараторами на помоле цемента
Показатели
Периодичность и способ
определения
Выход готовой продукции за
испытание в т
Выход тонкой фракции из сепаратора
№ 1 в т/ч
То же, из сепаратора № 2 в т/ч
Возврат крупки в мельницу из
сепаратора № 1 в т/ч
То же, из сепаратора № 2 в т/ч
Выход материала из циклона
в т/ч
То же, из электрофильтра в т/ч
Тонкость помола тонкой фракции из
сепаратора № 1 в %
То же, из сепаратора № 2 в % .
Тонкость помола крупной фракции из
сепаратора № 1 в %
То же, из сепаратора № 2 в %
То же, материала из циклона в %
То же, из электрофильтра в %
Тонкость помола
камеры мельницы в %
То же, из третьей камеры в
материала нз второй
Тонкость помола крупной фракции,
поступающей в третью камеру (при
одновременном возврате крупки
сепаратора № 1 в первую и третью
камеры) в %
Удельная поверхность готового
цемента в см2/г
Хронометраж работы мельницы,
питателей, сепараторов и аспирационных
устройств
Процентное содержание компонентов
в размалываемой шихты в %
Химический состав каждого
компонента размалываемой шихты в %
Гранулометрический состав
размалываемой шихты в %
Разламываемость шихты в кг/квт-ч
Влажность шихты в %
Разрежение на входе в первую
камеру в мм вод. ст.
Учитывают весь
материал по показаниям
работы пневмокамерного насоса
Десятиминутное
взвешивание каждый час,
обязательно обеспечивают
одновременность
взвешивания во всех четырех
точках
Десятиминутное
взвешивание каждый час при
обеспечении равномерной
выгрузки материала
Определяют в
отбираемой при
вании пробе
каждой
взвеши-
Определяют в каждой
среднечасовой пробе
То же
Учитывают количество
и продолжительность
остановок
Определяют из средней
пробы за испытание
То же
>
Определяют каждый
час
237

Продолжение табл. 62
№ точек
по рис. 9
Показатели
Периодичность и способ
определения
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Разрежение на входе в третью
камеру в мм вод. ст.
Разрежение после мельницы в
мм вод. ст.
Разрежение после циклона в
мм вод. ст.
Разрежение после электрофильтра в
мм вод. ст.
Температура аспирационного воздуха
в °С
Количество проходящего через
первую и вторую камеры аспирационного
воздуха в м3/ч, в нм/ч*
То же, через третью камеру в м3/ч,
в нм3/ч
Количество аспирационного воздуха
перед циклоном в м3/ч, в нм?/ч
То же, после электрофильтра в
нм3/ч
Запыленность уходящего
аспирационного воздуха в г/нм3
Часовая производительность и
удельные расходы—см. табл. 60
Определяют каждый час
То же
Определяют два раза за
испытание
То же
100 —ши
100—шизв
— количество воды в шламе, приходящейся на одну
весовую часть сухого размолотого материала, в
том' числе:
— количество воды, ©несенной с исходным
материалом.
3) .Производительность мельницы в пересчете на сухое
вещество с учетом первоначальной влажности каждого из двух
исходных компонентов:
а) при определении соотношения известнякового и
глиняного компонентов путем титрования их .и готового шлама
'выработку рассчитывают по формуле
GC.M =
owx
И»гл (1 — X)
(4)
100 — w„
100 —ши
100 —шг
где х — .количество известняка в весовой единице сырьевои
смеси.
Пример расчета величины х методом' «креста»:
2Ь8
Таблица 63
Удельная производительность, характеризующая размалываемость материалов
Материал
Удельная производительность
в кг/квт-ч
мокрый помол! сухой помол
Мергель с сопротивлением размолу:
высоким
средним
низким
Сырьевая шихта из известняка и глины с
сопротивлением размолу:
высоким
средним
низким
Сырьевая шихта:
из мела и глины
из доменного шлака н известняка с высоким
сопротивлением размолу
то же, со средним сопротивлением размолу . .
Клинкер вращающихся печей
Шлаки доменные гранулированные
Опока, трепел
Трасс
Песок кварцевый
40—60
70—90
100—120
50—70
70—90
100-150
150—200
40—50
60—70
80—100
50—60
70—80
80—100
30—40
40—60
36—40
35—40
50—60
20—25
30
95 5
\ /
79
/ \
'^изв ^*-*г
95 — титр известняка;
5 — титр глины;
79 — титр готового шлама;
79— 5=74 вес. ч. известняка;
„ 95—79=16 вес. ч. глины.
х =
74
= 0,822;
74+ 16
б) при определении расхода глиняного шлама путем замера
уровня в расходном баке или по времени .наполнения
контрольного бачка выработку рассчитывают по формуле
P + Gr.
Gc.m =
100— Ц>изв
ш„
(5)
где Gr.
X
ШГ:
■Ши
100 — ши
100 —шшл
— величина,
100-
равная количеству воды,
внесенной глиняным шламом в счет
разницы между его влажностью и
влажностью основного компонента
(известняка).
В случае выхода с контрольного сита мельницы
значительного количества недомолотого материала — «гальки» — из рас-
239

Горячие
I i "газь!
7 14
Рис. 95. Схема
расположения точек замеров
при испытании мельниц,
работающих по
замкнутому циклу с
воздушно-проходным
сепаратором и одновременными
сушкой и помолом
сырья
а — циклон; б —
электрофильтр; в — сепаратор; е —
мельница
Рис. 96. Схема
расположения точек замеров
при испытании мельниц,
работающих по
замкнутому циклу с
воздушно-проходным
сепаратором и
одновременными сушкой и помолом
угля
а — циклон; б — воздуш-
но-проходиой сепаратор
Горячие газы
240
считанной по .приведенным формулам выработки вычитается
количество ее в пересчете «а 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
о — бункер; б — сепаратор № 1; в — сепаратор № 2; г — электрофильтр; д —
вентилятор; с — циклон; ас — пневмокамериыб насос
цы. Учитывают действительное время работы мельницы за
вычетом ее остановок, причем остановки питателей при
работающей 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
взвешиванием продукта питания (материала с первоначальной
влажностью), то .производительность мельницы рассчитывают
по следующей формуле:
D С 100 — w /сч
Br = '—' ■ 7^ . (о)
2 100 — Wi
где G —количество материала, идущего «а помол, в г;
2— часы работы мельницы за вычетом ее остановок;
w — первоначальная влажность материала в %;
Wi — влажность высушенного материала в %.
■Предварительные и окончательные испытания должны
производиться при примерно одинаковой тонкости помола
материала, принятой на данном цементном заводе.
241

Если выполнить эти условия по той или иной причине не
удается, то полученная производительность должна быть
приведена к тонкости помола, равной 10% остатка «а сите № 008,
по формуле
В10 = BR y~\g -^- , (7)
где Вю—производительность мельницы, приведенная к 10%
остатка на сите № 008, в т/ч;
BR — производительность мельницы в натуральной
продукции в т/ч;
m — показатель, зависящий от свойств измельчаемого
материала (для цемента—1, шлама — 0,8, для сухого
известняка — 0,5, для угля при одновременном
помоле ,и сушке — 1,5%);
Ro — остаток ,на сите № 008 ъ материале, поступающем .на
помол (принимается— 100%);
#—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
Остаток на сите
№ 008 в %
1,3
5
1,22
6
1,155
7
1,097
8
1,045
9
1,00
10
Поправочный
коэффициент на
тонкость помола
Остаток на снте
№ 008 в %
0,9585
11
0,9206
12
0,8865
13
0,8537
14
0,8241
15
Для сравнения эффективности работы и качества
эксплуатации помольных установок, а также оценки их технического
совершенства определяют:
1) производительность, приведенную к эталонной в 40 кг/квт-ч
и тонкости помола 10% остатка на сите № 008;
Вю = В10 —- , (8)
о
где b — величина удельной производительности,
характеризующая размалываемость данного материала.
Величину удельной производительности можно определить
242
по методике Гипроцемента. Ориентировочные значения
удельной производительности указаны в табл. 63;
2) измеритель использования полезной мощности
В?0-1000 Bf0-1000
6,45V Yd ^—J
где N — полезная мощность в кет;
V — внутренний объем мельницы св ж3;
D — внутренний диаметр мельницы за вычетом толщины
бронефутеровки в м (при конусной футеровке
вычитается средняя толщина брони);
G —загрузка мельницы мелющими телами в т;
3) измеритель использования условного объема.
Приведенный выше энергетический измеритель в силу того, что
величина полезной мощности рассчитывается по фактическим данным
заполнения мельницы мелющими телами, ,не учитывает
коэффициента заполнения, т. е. степень использования объема
мельницы. Наиболее же полно характеризует степень .использования
возможностей повышения производительности барабанных
мельниц объемный измеритель, отражающий
производительность, приходящуюся на единицу условного объема:
£?о-1000 В?о-ЮОО
В^==~^г=-^ж- (10)
Величина объемного измерителя, приведенная к эталонной
тонкости помола и размалываемости материала, зависит от
следующих факторов:
1) коэффициента заполнения мелющими телами и их
ассортимента;
2) схемы помола;
3) качества эксплуатации.
Сопосгавление величин объемного измерителя помогает
вскрывать резервы .производительности мельничного парка.
Для сравнения эффективности работы мельниц по
измельчению до различной удельной поверхности определяют удельную
поверхностную производительность (SyA в м2/квт-ч) и
поверхностную производительность S в м2/ч:
с, __(Snp-S„cx) 1000Д
где 5пр—удельная поверхность готового продукта в м2/кг;
SKCx— то же, исходного продукта в м2/кг;
В — производительность мельницы в т/ч;
г] — коэффициент использования полезной мощности для
процесса измельчения
S = N-nS
э
уд-
243

Определение производительности мельницы
расчетным путем
При проектировании новых мельничных агрегатов, а в
некоторых случаях и при нормировании работы действующих
установок производительность мельницы можно подсчитать по
формуле
В = КаЩЬ, (12)
где Ка — коэффициент интенсивности аспирации (см. табл. 55);
N — полезная мощность мельницы;
г] — коэффициент использования мощности;
Ъ — удельная производительность мельницы при данной
тонкости измельчения; определяется «а основании
данных по размолу в промышленной или
лабораторной мельнице по методике Гипроцемента.
Определение удельного расхода электроэнергии
Количество потребляемой мельницей электроэнергии
следует определять ежечасно по счетчику. Количество
израсходованной мельницей энергии в киловатт-часах определяют по
разности показаний счетчика на конец и 'начало контролируемого
периода, умноженной на постоянный переводный коэффициент
счетчика.
Полное количество энергии, расходуемое помольной
установкой, устанавливают путем суммирования энергии,
потребляемой электродвигателем мельницы и электродвигателями
вспомогательного оборудования .за все ©ремя испытания.
Ввиду отсутствия счетчиков и амперметров на
электродвигателях вспомогательных устройств следут брать (в случае
установки электродвигателя в соответствии с проектом) количество
расходуемой ими электроэнергии по обозначенному в паспорте
электродвигателя номиналу. Если же установленный
электродвигатель не соответствует проекту и мощность его значительно
превышает требуемую, го следует замерять каждые 15 мин
напряжение и силу тока и рассчитывать мощность по.следующей
формуле
,т 1,73/acosco к. п. д. z
N = ! — кет,
1000
где /—средний за испытание ток по показаниям
амперметра в а;
v—напряжение по показателям вольтметра в в;
cos<p — загрузка электродвигателя; при невозможности
непосредственного определения принимается
установленная на данном заводе величина cos ф;
к. п. д. — коэффициент полезного действия двигателя
(принимается по паспортным данным последнего);
2— время работы агрегата в ч.
244
Удельный расход электроэнергии определяется делением
расхода ее в киловатт-часах на полную выработку за
испытание.
Для определения химического состава,
влажиости, гранулометрии, размалываемости
и процентного соотношения компонентов
шихты отбирают среднюю пробу материала за испытание.
При помоле одного компонента пробы отбирают с питателя
равными порциями через одинаковые промежутки времени.
При помоле шихты, состоящей из двух или нескольких
компонентов, и раздельной подаче их в мельницу с питателей
отбирают пробы каждого компонента.
Если в мельницу подается заранее сдозированная шихта,
среднюю пробу каждого компонента следует отбирать перед
его дозировкой.
Пробы для определения влажности и химического состава
отбирают раздельно и помещают их в ящики или банки с
плотно закрывающимися крышками.
Собранную таким образом за время испытания пробу весом
8—10 кг измельчают и от нее квартованием отбирают среднюю
пробу весом 400 г и просушивают для определения 'влажности.
При помоле шлакопортландцемента или пуццоланового
цемента влажность определяют в каждой ежечасно отбираемой
пробе. Ежечасно определяют и процент добавки, а содержание
гипса.— один раз в два часа.
Вес отбираемой за время испытания пробы для определения
гранулометрического состава и размалываемости материала
должен быть (в зависимости от размера кусков) следующим:
Максимальные размеры кусков в мм . . 50 30 20 не менее 20
Вес пробы в кг 250 150 100 не менее 50
Из отобранной пробы 7 л оставляют для определения
размалываемости, а остальной материал подвергают рассеву «а
ситах с отверстиями размером 50, 30, 20, 10, 7, 5, 3 мм для
.определения гранулометрического состава.
По результатам рассева выявляют процент остатка .на
каждом сите, а также средневзвешенный размер кусков материала.
Влажность каждого из компонентов размалываемой шихты
не должна превышать норм, установленных на заводе
технологической картой. Повышенная влажность размалываемого
материала вызывает налипание его на мелющие тела,
приводящее, особенно при недостаточной интенсивности аспирации
мельницы, к резкому падению ее производительности и
укрупнению помола.
Влажность кусковых негигроскопических материалов можно
определять в среднесменной пробе. Влажность угля и других
гигроскопических, а также сыпучих материалов необходимо
определять каждый час.
245

Влажность материала находят следующим образом [63]:
400 г испытуемого материала помещают на плоскую тарелочку
диам|етром 160 мм и высушивают в сушильном шкафу при
температуре 105—110° С в течение 3 ч. После охлаждения
материал взвешивают и снова просушивают в течение часа для
проверки постоянства веса.
Влажность определяют по формуле
с-100
w = ,
А
где w— содержание влаги в материале в °/о;
А—исходная навеска материала в г;
а — разность в весе материала до и после высушивания
в г.
В случае подачи в мельницу материала повышенной
крупности помол затрудняется и производительность падает.
Поэтому для оценки работы мельницы необходимо определять
крупность размалываемого материала (гранулометрический состав).
(По. 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
Более 50
» 50—30
» 30—20
» 20—10
» 10—7
» 7—5
» 5—3
» 3—0
Итого . . . .
Вес остатка в кг
1,5
2,65
4,2
6,45
7,06
9,22
11,14
10,28
52,5
Фракционный остаток
%
2,85
5,05
3
12,3
13,4
17,6
21,2
19,6
100
Полный остаток в %
2,85
7,9
15,9
28,2
41,6
59,2
80,4
100
—
Заданное .процентное соотношение компонентов в
размалываемой шихте обеспечивается настройкой каждого дозатора по
весовому количеству.
При отсутствии весовых дозаторов процентное соотношение
двух компонентов определяют по 'Химическому составу каждого
из них и шихты. При размоле шихты, состоящей из трех и
более компонентов, содержание каждого из них определяют по
количеству ковшей грейферного крана или другими методами,
применяемыми для дозирования компонентов. Наиболее точные
данные о процентном содержании компонентов дает
химический анализ.
246
Размалываемость материала определяют по методике
Гипроцемента [64], которая имеет два варианта: основной,
применяемый при размоле в две стадии, и упрощенный, используемый
при размоле в одну стадию.
По первому способу получают результаты, более близкие к
показателям работы промышленных многокамерных мельниц.
Но он более трудоемок, чем второй. Измельчение
осуществляется в лабораторной мельнице конструкции Гипроцемента
( 0 0,5X0,56 м, п=48 об/мин), разделенной глухой
перегородкой на два отделения или камеры.
На первой стадии измельчение материала производится
стальными шарами, на второй — цилиндриками.
Ассортимент мелющих тел, загружаемых в шаровую камеру.
приведен в табл. 65.
Таблица 65
Ассортимент загрузки лабораторной шаровой мельницы
Вес одного шара в г
1200
750
400
200
Всего . . . .
Диаметр шара в мм
65
55
45
35
—
Число шаров в шт.
8
12
40
100
150
Общий вес шаров в кг
10
9
16
20
55
'При размоле >в две стадии измельчают материал шарами до
30—40°/о остатка на сите № 008; затем весь материал
выгружают из мельницы, взвешивают и помещают в отделение,
загруженное цилиндриками (55 кг), при помощи которых
осуществляется дальнейшее измельчение до заданного остатка на
контрольном сите или заданной удельной поверхности.
При размоле в одну стадию весь процесс измельчения
происходит в камере с шаровой загрузкой указанного выше
ассортимента. Крупность загружаемого в мельницу твердого
материала ограничивают 10 мм, а легкоизмельчаемого 15—20 мм.
С этой целью исходный материал просеивают через сито.
Оставшиеся 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
отбора проб материала (через принятое число оборотов
мельницы) и просева его на сите № 008 до тех пор, пока тонкость
помола не достигает заданной величины (10% полного остатка
на сите № 008) или заданной удельной поверхности.
Удельный расход полезной энергии, затраченной при
размоле в течение п оборотов мельницы, вычисляется по формуле
247

a 0,28-100м
5„ = квт-ч т,
P-60.48
гле 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
одном отделении мельницы при загрузке 55 кг
мелющих тел и пробы материала, в кет.
Размалываемость материала характеризуется величиной
удельного расхода энергии или соответствующей величиной
удельной производительности, вычисляемой по формуле
и 1000
о = —д— кг/квт-ч.
Результаты, получаемые по данной методике, являются
весьма приближенными; кроме того, для определения нужны
большие количества /материала и значительная затрата
времени.
В НИИЦементе В. 3. Пироцким а Э. Я. Алкснисом
разработан новый прибор по определению размальгваемости твердых
материалов. В этом приборе испытываемый образец
раздавливают в стальной чаше определенных размеров стальными
шарами с?=25 мм. Вес образца пробы равен 30 г.
Размалываемость углей определяется по методике
Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического
научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского.
Коэффициент размолоспособности (Кло), характеризующий
сопротивляемость топлива размолу, используется при расчете уг-
леразмолвных мельниц, определении их производительности и
удельного расхода электроэнергии на размол.
Для определения размолоспособности отбирают пробы
топлива с соблюдением обычных правил получения
представительной пробы. Пр,и атом вес пробы должен составлять 5—15 кг в
зависимости от крупности угля (при крупности кусков от 1 до
5 мм—5 кг и выше 10 мм— 15 кг). Пробу топлива дробят на
лабораторной дробилке до полного прохода через сито с
отверстиями 10 мм, измельчают и затем рассеивают для получения
фракции с размерами кусков в пределах 3,2—1,25 мм.
Измельчение производится металлическим катком весом
70 кг, диаметром 240 мм, длиной 200 мм на железном листе,
причем топливо на листе необходимо рассыпать слоем шириной
140 мм и высотой 10—12 мм. В зависимости от твердости
топлива после .каждых 2—4 проходов катка (например, для
подмосковного угля — 2, для антрацита класса АШ—4)
рассеивают измельченное топливо на просевочной машине либо вручную
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
248
3,2 мм, доизмельчают и вновь просеивают до полного прохода
их через сито. Фракция с размерами зерен 1,25—3,2 мм
поступает затем для определения коэффициента размолоспособности.
Если влажность первичной пробы топлива высока, что
приводит к замазыванию сит при просеивании, то топливо
предварительно подсушивают до восстановления сыпучести.
После подсушки пробу топлива с помощью делителя или
вручную путем квартования сокращают примерно до 2 кг.
Подсушенную пробу доводят до воздушно-сухого состояния. Для
этого ее выдерживают в течение 16 ч при комнатной
температуре в слое не выше 10 мм. Об окончании подсушки судят по
изменению веса пробы. Изменение веса пробы за последние 4 ч
не должно превышать 0,3%.
Доведенную до воздушно-сухого состояния пробу следует
вновь подвергнуть рассеву на сите с отверстиями размером
1,25 мм с тем, чтобы окончательно отсеять куски топлива
размером меньше 1,25 мм, которые могли образоваться в
результате первого рассева и сушки. Подрешетный продукт
отбрасывают, а остаток на сите представляет собой подготовленную
пробу топлива для определения .коэффициента
размолоспособности. С помощью делителя или квартованием пробу
сокращают до остатка весом 500 г, остальное количество ее собирают в
банку и хранят на случай проведения контрольного
определения.
Взвешивают пробу на технических весах с точностью до
0,5 г. Отвешенную пробу топлива (500 г) ссыпают с тарелки
весов в барабан мельницы, который предварительно очищают от
остатков продукта предыдущего размола, и заполняют
требуемым количеством фарфоровых шаров. Сначала загружают
шары (по весу — половину), потом всю навеску топлива и затем
остальные шары. После этого барабан мельницы закрывают,
устанавливают в рабочее положение и включают в работу
электродвигатель.
Пробу топлива размалывают в мельнице за 624 оборота
барабана.
После окончания размола топлива мельницу раскрывают и
содержимое ее (измельченную пробу топлива и шары)
высыпают ib небольшой бункер с сеткой вместо дна, под которую
положен противень. Для прохода измельченной пробы через
сетку на противень весь выгруженный материал
перемешивают на сетке.
Шары, мельницу и сетку осторожно обметают мягкой
щеткой так, чтобы смахиваемая с них пыль собиралась на том же
противне. При проведении этой операции необходимо следить
за тем, чтобы не было большого пыления и потерь топлива.
После того как все топливо собрано, его тщательно
перемешивают на противне и отбирают навеску для рассева. Для
этого топливо разравнивают в слой высотой 10 мм. Взаимно-пер-
249

пендикулярными линиями этот .слой делят на равные по
площади 12—16 квадратов. Из середины каждого квадрата
равномерно на всю глубину слоя набирают необходимое число
порций, вес которых в сумме должен составлять 25 г. Порции
пыли с противня отбирают маленькими совочками и ссыпают на
чашку весов.
Рассев взятой навески топлива производят два раза на сите
с отверстиям/и размером 90 ц механическим способом или
вручную. В первом случае продолжительность рассева должна
составлять 10 мин, во втором — 20 мин с контрольной проверкой
окончания рассева над листом белой бумаги.
За окончательный результат принимают среднее значение
по двум рассевам при расхождении между ними не более 2%
(относительных) от среднего значения. При расхождении
результатов двух рассевов более чем на 2%, необходим третий
рассев, и за результат уже следует принять среднее значение из
двух близко совпадающих величин.
После окончания рассева пыль, оставшуюся на сите,
взвешивают ,на технических весах с точностью 0,01 г.
Подрешетный продукт также взвешивают и определяют
потерю пыли при рассеве, которая не должна превышать 2% от
взятой навески; в противном случае рассев надо произвести
вновь.
Остаток на сите выражают в процентах от взятой навески
(25 г) и вычисляют по формуле
#9о = 4G,
где G — остаток на сите после рассева. Например, при G=10 г
#90=40%.
Коэффициент размолоспособности Кло вычисляют по
формуле
*„= 1.96(18-^),
где Rgo — среднее значение остатков на сите № 90 в °/о.
Определяют коэффициент размолоспособности, как
правило, два раза.
При повторном размоле используют часть подготовленного
заранее топлива.
Для двух определений коэффициента размолоспособности
Кл0 одной и той же пробы топлива отклонения не должны
превышать 5% от среднего значения этих определений. Если
отклонение выходит за указанные пределы, необходимо
дополнительное определение. В этом случае за результат принимают
среднее значение из двух близко совпадающих величин.
Применяемая для определения размолоспособности топлива
мельница представляет ообой круглый, цилиндрический
фарфоровый барабан диаметром 270 мм и длиной 210 мм. Емкость
250
барабана 12 л. Вращается он со скоростью 41,6 об/мин. Вес
загружаемых фарфоровых шаров составляет 8 кг, из них 6 кг
шаров диаметром 30—36 мм и 2 кг шаров диаметром 15—20 мм.
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.) щужио .непрерывно при помощи специально
установленного пробоотборника. В случае отсутствия
пробоотборника 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
пылеуловителях.
Тонкость помола цемента, сырьевой муки и угля
определяют 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
весу сухого вещества шлама.
Для оценки качества измельчения цементов и других
порошкообразных материалов делают ситовые анализы и
дополнительно определяют их удельную поверхность и
гранулометрический состав.
Удельную поверхность определяют в основном
пневматическим поверхностемером ТЗ или ПСХ-2. Этот метод определения
удельной поверхности цемента основан на том, что скорость
воздуха, просасываемого через слой цемента, зависит от
сопротивления, оказываемого воздуху этим слоем. В свою очередь,
сопротивление слоя цемента установленной толщины и
площади поперечного сечения, уплотненного до определенного
содержания пустот в единице объема, зависит от удельной
поверхности цемента. Поверхностемер ТЗ работает по следующей схеме
(рис.98).
Навеску испытуемого порошка помещают в гильзу 1 и
спрессовывают плунжером до определенной плотности. Через слой
спрессованного материала просасывается воздух при помощи
аспиратора 2, который обеспечивает постоянство скорости про-
сасывания воздуха, независимо от уровня воды в аспираторе.
Объем воздуха, прошедшего через слой материала в
аспиратор, равняется объему воды, вытекающей из аспиратора. Для
определения расхода воздуха, просасываемого в 1 сек, измеря-
251

ется объем воды, вытекшей из аспиратора за определенный
промежуток времени. Разность давлений по обеим сторонам
слоя материала измеряется при
помощи манометра 3, соединенного с
нижней частью гильзы.
Калибруют прибор при его сборке,
полученные данные заносятся в
паспорт прибора и проверяются не реже
одного раза в год. Калибрование
заключается в определении точных
размеров слоя материала в гильзе, его
объема и вычислении константы
гильзы (рис. 99).
При определении размеров слоя
материала, помещающегося в гильзе,
измеряют с точностью до 0,05 мм
внутренний диаметр гильзы и высоту слоя
материала, т. е. расстояние от
перфорированного диска, на который
должны быть помещены два кружка
фильтровальной бумаги, до нижней
плоскости плунжера (рис. 100), введенного в
гильзу до соприкосновения упорного
кольца с краями гильзы. Эту высоту
можно вычислить по разности между
глубиной гильзы (расстояние от
верхнего края гильзы до
перфорированного диска, в который помещены два
кружка фильтровальной бумаги) и
расстоянием от нижней плоскости
плунжера до упорного кольца-
Константу гильзы вычисляют по формуле
AL •
Рис. 98. Схема
пневматического поверхностемера ТЗ
/ — гильза; 2 — аспиратор; 3 —
манометр; 4 — соединительная
трубка; 5 — термометр; 6 —
мерный цилиндр
к-у\
где
К-
D
L
константа гильзы;
внутренний диаметр гильзы в см;
высота слоя материала ъ см.
^ ШПИНИ
\„„»»>)»»11>П
тг
Рис. 99. Гильза к пневматическому поверхностемеру ТЗ
/ — стальная трубка: 2 — перфорированный диск; 3 —
завинчивающаяся крышка; 4 — заплечики; 5 — трубка для
присоединения гильзы к аспиратору
252
Рис. 100. Плунжер для уплотнения навески цемента в
гильзе пневматического поверхностемера ТЗ
/ — корпус; 2 — упорное кольцо; 3 — рукоятка; 4 —
перфорированная пластинка
Измерение и расчет удельной поверхности
Перед измерением проверяют нулевую точку манометра.
Заполняют водой аспиратор, при этом сливной кран должен быть
закрыт, а воздуховодный открыт. После заполнения оба
верхних крана должны быть закрыты. Затем проверяют
герметичность гильзы и соединений. При этом гильзу плотно закрывают
резиновой пробкой, присоединяют ее к аспиратору ,и открывают
сливной кран. Если система герметична, то начавшееся
истечение воды полностью прекращается.
Величину навески материала определяют по формуле:
р = У(1-т)ъ
где р — величина навески и г;
V — объем, до которого уплотняется навеска в гильзе, в см3;
т— коэффициент порозности;
7 — удельный вес цемента.
Чтобы обеспечить наибольшее единообразие условий
испытаний, коэффициент порозности должен быть равен 0,48±0,02.
При испытании цементов с очень большой удельной
поверхностью 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;
1— 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
независимо от тонкости помола. Для этого используется специальная гильза,
отличительная особенность которой — наличие в ней нескольких съемных колец,
помещенных между упором плунжера и торцом гильзы. Конструкцией гильзы
предусматривается возможность проведения замеров при значительных
уплотнениях порошков с применением ручного гидравлического пресса.
^
^
253

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
перфорированный 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
второй кружочек фильтровальной бумаги, в гильзу вводят
плунжер, который медленно опускают до соприкосновения
стопорного кольца со стенками гильзы. Плунжер, медленно поворачивая
на 90°, вынимают из гильзы, а гильзу с цементом
присоединяют к аспиратору при помощи резиновой трубки, после чего
открывают кран в нижней части аспиратора. Когда скорость
истечения воды станет постоянной (через 10—-15 сек после открытия
крана), записывают величину разрежения и измеряют
расход воды. Для этого подставляют под аспиратор взвешенный
химический стакан и одновременно включают секундомер.
Через 1—2 мин в зависимости от скорости истечения воды
закрывают сливной кран и взвешивают воду в стакане.
Удельную поверхность материала определяют по формуле
с _ 14ft у/ т* l/X l/Ж
т г (1 — т)2 У ч У V •
где k — константа прибора;
т— удельный вес материала;
т—коэффициент порозности;
v] —' вязкость воздуха при температуре опыта в пуазах;
Н— разрежение по манометру в см вод. ст.;
V — 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
расчет можно вести по формуле
S = 1815/С У~ .
Гранулометрический состав цемента можно определить се-
парационным, микроскопическим или седиментометрическим
анализом.
Сепарационный анализ основан на разделении
цементного порошка на фракции при помощи воздушной струи
определенной скорости, продуваемой через навеску цемента.
Воздух является удобной разделительной средой, так как
получаемые фракции цемента находятся в совершенно сухом со-
254
•стоянии. Существует несколько систем воздушных
сепараторов: воздушный сепаратор Гонеля, воздушный сепаратор
Ю. М. Бутта и Л. А. Плотникова, сепаратор А. Н. ИвановаТо-
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
скорость, отвевает те частицы исследуемых порошков, скорость
падения которых («скорость витания») меньше скорости движения
потока воздуха. Работа с этими приборами требует большой
затраты времени. За 8—16 ч можно разделить на отдельные
фракции навеску цемента, не превышающую 5—10 г.
Принцип работы аппарата, сконструированного А. Н.
Ивановым-Городовым 166], основан на совмещении циклонного
процесса, при котором для сепарации цементных частиц
используются центробежные силы криволинейных воздушных
потоков, с процессом фильтрации пылевоздушнои 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
представляет собой два последовательно соединенных циклона, в
которых .из .воздушно-цементной смеси в две ступени
осуществляется отделение грубой фракции (размером от 30 мк и
выше) и средней фракции (размером от 10 до 30 мк). Третья
фракция (размером от 10 мк и ниже) улавливается из
воздушного 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
регулировки аппаратуры, широкий интервал размеров частиц
каждой фракции. Преимущество этого метода состоит в
возможности отбора для изучения большого количества цемента каждой
фракции.
Микроскопический анализ основан на измерении
линейных размеров зерен цементного порошка при помощи
микроскопа с окулярной линейкой (окуляр-микрометр) или
окулярной сеткой.
Микроскопический анализ — крайне трудоемкий метод
исследования, требующий не менее 300 просмотров одной и той
же суспензии. Только тогда можно быть уверенным в
достаточной точности анализа. Однако число подсчетов можно
значительно сократить в тех случаях, когда микроскопический анализ
является дополнительным методом исследования.
Например, с помощью микроскопа рекомендуется
производить контрольную проверку анализов, сделанных
седиментометрическим методом. При этом, чтобы предотвратить слипание
цементных частиц в иммерсионных жидкостях, рекомендуется
255

применять жидкость следующего состава: на 1 г фенола 3 г
нитробензола .и 2 капли воды.
Наиболее распространенным методом определения
гранулометрического состава цемента является седимелтометри-
ческий анализ, который основан на том, что скорость
падения зерен в жидкой среде изменяется в зависимости от .их
размеров. Существуют три метода седиментометрического
анализа: 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
постоянного светового потока, проходящего через оседающую
суспензию.
Преимущество весового метода перед объемным состоит в
отсутствии взмучивания суспензии при отборе проб,
возможности 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,
причем для тонкодисперсных порошков типа цемента при весовом
методе желательно применять чашки примерно вдвое
меньшего, чем цилиндр, диаметра;
3) движение частиц ламинарное, что обеспечивается
отсутствием частиц больших размеров, которые предварительно
отсеивают на сите № 0063;
4) оседающая система не коагулирует при взбалтывании
или в процессе оседания; дисперсионная среда не должна
растворять твердую фазу или вступать с ней в химическую
реакцию.
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
цемента в значительной степени зависит от степени агрегации
частиц; к моменту начала оседания все частицы должны быть
дезагрегированы.
С этой целью при определениях гранулометрического соста-
256
ва цемента предусматривается выдерживание навески порошка
в течение двух суток в жидкости, выбранной в качестве
дисперсионной среды (в безводном очищенном керосине или
эталоне);
5) температура системы на протяжении опыта должна
оставаться постоянной.
Весовой седиментометрический анализ выполняется на тор-
зионных весах в комплекте с сосудом Дьюара, а объемный —
на приборе Андреазена в соответствии с существующими
инструкциями по методикам определения.
Определение прочности цемента
Чтобы определить прочность цемента, выработанного за
испытание, 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,
изложенными в ГОСТ 970—61 или ГОСТ 10146—62 и 310—60 при
испытаниях в пластичных растворах.
Определение вязкости и текучести шлама
Вязкость выходящего из сырьевых мельниц шлама
контролируют при помощи ротационных 'вискозиметров,
разработанных СКВ треста Промстройавтоматика. Вязкость шлама
определяют путем измерения мощности, потребляемой
электродвигателем, вращающим динамический ротор, погруженный в
шлам.
Для контроля текучести (подвижности) сырьевого шлама
применяют текучестемеры МХТИ [68]. Текучесть определяют
замером диаметра расплыва конуса (в мм) на зеркальном
стекле при подъеме конического кольца, наполняемого шламом.
Измерение разрежения
Разрежение по всему аспирационному тракту помольной
установки измеряют мембранными тягомерами с импульсными
трубками, прокладываемыми от точки замера до щитов
управления.
Периодические измерения разрежений при наладке и
испытаниях помольной установки можно производить U-образным
манометром или микроманометром с резиновой трубкой —
через специально приваренные штуцера в трубопроводах [69].
Определение интенсивности аспирации
Интенсивность аспирации определяется количеством
воздуха, просасываемого через мельницу ,в единицу времени, или
скоростью его в свободном пространстве сечения мельницы.
9 Зак. 823
257

Количество воздуха, просасываемого через мельницу,
определяют по замерам его скорости во входной горловине
специальной пневмометрической трубкой с микроманометром или
крыльчатым а1нем|ометром.
При невозможности произвести замер ,на данном участке
количество аспирационного воздуха определяют по его
количеству в трубопроводе на выходе из мельницы за вычетом
подсосов в аспирационной коробке.
Подсосы в аспирационной коробке могут быть
приблизительно определены по снижению температуры или по
изменению влагосодержания аспирационного воздуха по формулам:
% подсоса = -^ 100 = ^—*-± 100,
Qi /1-/3
где Qi2 — количество подсасываемого воздуха в нм3/ч;
Qx — количество аспирационного воздуха в нм3/ч;
t\ —температура аспирационного воздуха в трубопроводе
за мельницей в °С;
t2 — температура материала, выходящего из мельницы,
в°С;
t3 — температура наружного воздуха в °С;
% подсоса = -^ 100 = h~h 100,
Qi /2-/3
где /i и /3 — влагосодержание газа соответственно в мельнице
и в аспирационной коробке мельницы;
/2 — влагосодержание 'наружного воздуха;
/i и /3 — определяются психрометром Ассмана, а /2
—психрометром Августа по существующим методикам.
Количество воздуха, проходящего через систему аспирации,
определяют замером в сечении прямолинейного участка
трубопроводов динамического давления при помощи
пневмометрической трубки с микроманометром. Длина прямолинейного
участка трубопровода постоянного сечения должна составлять не
м1енее четырех диаметров его до и после точки замера. Для
определения среднего динамического давления в
перпендикулярном 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
трубопровода Rx находят по формуле
258
\/Г2х— 1
R I ~ъГ мм-
где R — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек2;
х — порядковый номер кольца;
и — число колец.
Скорость воздуха рассчитывают следующим образом:
w=Y^- м/сек,
где g — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек2;
Лд — динамическое давление в мм вод. ст. (по замеру
пневмометрической трубкой);
k — коэффициент .пневмометрической трубки;
Т< —удельный вес рабочего газа в кг/м3;
значение т< определяется по формуле
_ 273 (В + Рст)
It — To
(273 +1) 760
где то—удельный вес газа при «ормальных условиях в кг/м3;.
t — температура газа в точке замера в СС;
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 м3/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)
ул 3600-0,785 d2
где Q — количество воздуха, поступающего в циклон, в м?/ч;
d — диаметр циклона в м;
2) скорость газа иа входе в циклон (должна быть в
.пределах 18—22 м/сек)
И>вх = ,
3600f
где jF—сечение входного патрубка циклона в м2;
3) удельную «нагрузку {напряжение ткани) рукавного
фильтра (должна быть в пределах 1—1,5 м3/м2 мин)
ч = «
60-3,14rf/n '
где Q — количество воздуха, поступающего в фильтр, в м3/ч;
259

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
устанавливают в соответствии с методикой определения запыленности
путем внешней фильтрации воздуха [70].
Сущность этого метода заключается в 'Следующем.
Количество уносимой аспирационным воздухом пыли подсчитывают
по количеству проходящего через трубку воздуха и его
запыленности.
Для определения запыленности часть воздуха ,из общего
потока его в газоходе отсасывают на фильтрацию воздуходувкой
через заборную трубку со съемным носиком. Объем газа,
отбираемого на фильтрацию, замеряют диафрагмой с реометром,
а пыль, осевшую в фильтре, взвешивают на аналитических
весах.
Для определения средней запыленности газа газопровод
разбивают на ряд участков, так же как при измерении
скорости газа. Заборную трубку устанавливают так, чтобы ее
всасывающее отверстие было направлено навстречу газовому
потоку. Скорость засоса должна равняться скорости газа в
трубопроводе в точке замера. Если скорость забора газа меньше
скорости движения его в трубопроводе, то получаются
завышенные результаты измерения, а в противном случае —
заниженные. 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
запыленности и количества газов указана на рис. 101.
Перед тем как приступить к определению запыленности
газов, следует рассчитать:
а) необходимый диаметр съемного носика при внутреннем
диаметре газозаборной трубки 4 мм по формуле
, 20
У ю
где w — скорость газа в газоходе в точке замера
запыленности;
б) скорость отбора газа для замера запыленности по
формуле
Г (В + Рг) (273 + tv) г—
v = 0,19d2 -l/ > ^ гП T-El yh
где v — показания на шкале реометра в л/мин;
260
d — диаметр съемного носика в мм;
/гд—динамическое давление в газоходе в точке замера
запыленности 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 °С;
Яр — разрежение у реометра в мм рт. ст.;
fr —температура газа в газоходе в точке замера
запыленности в СС.
Д££
Рис. 101. Схема расположения аппаратуры
для определения скорости газов,
запыленности и температуры
1 — заборная трубка; 2 — гильза; 3 — пробка;
- патрон с обогревом; 5 — диафрагма; 6 —
воздуходувка; 7 — термометр; 8 — U-образный
манометр; 9 — тройник; 10 — зажим; 11 — дифма-
нометр; 12 —U-образный манометр; 13 —
термометр; 14 — трансформатор; 15 — пневмометриче-
ская трубка: 16 — микроманометр; 17 — газоход
После испытания следует подсчитать:
а) объем пропущенного через фильтр газа по формуле
У То (273 + /р)
в нл,
i де v — скорость отбора газа в л/мин;
z — время отбора газа в мин;
Тгр.р—удельный вес газа, на который был калиброван
реометр;
То— удельный вес отбираемого из газохода газа,
приведенный к «ормальным условиям;
261

б) запыленность газа по формуле
K._=mLe/HMS,
[де g — привес фильтровальной гильзы с поправкой на пыль,
осевшую в трубке, и изменение веса контрольной
гильзы в г;
в) количество пыли, уносимой газовым потоком, по
формуле
М = QHKcp г/ч,
где QH—объем газа, проходящего через трубопровод,
приведенный к нормальным условиям, в нмъ1ч;
^Сср—средняя запыленность газа в г/нм3.
Под степенью осаждения пыли в уловителе понимают
отношение уловленной в пылеуловителе ко всей поступающей в ие-
го пыли
где Вул — количество пыли, уловленной в пылеуловителе, в
кг/ч;
^пУ — количество пыли, поступающей в пылеуловитель,
в кг/ч;
Ву„—может быть определено непрерывным взвешиванием
осаждающейся пыли. Продолжительность
взвешивания при равномерном режиме работы установки не
менее 2 ч.
Одновременно со взвешиванием осаждающейся пыли
определяют количество пыли, уносимой из пылеуловителя, методом
внешней фильтрации аспирационного воздуха. Впу определяют
суммированием количества уловленной и унесенной пыли.
Определять количество поступающей в пылеуловитель пыли
методом внешней фильтрации аспирационного воздуха
нежелательно, так как при больших ее концентрациях в этом случае
может 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
измельчения материала по длине мельницы путем рассева проб на
контрольных ситах. На основании результатов рассева строится
кривая, называемая диаграммой помола.
При этом получение надежных результатов зависит от того,
262
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
заданными условиями. Останавливать мельницу и выключать
питание следует одновременно. Перед остановкой мужно отобрать
пробу выходящего из мельницы готового материала.
Пробы по длине м*ельницы нужно отбирать следующим
образом. 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 междукамерных
перегородок 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:
N° камеры
Размер отверстый в ситах в мм
Первая
Вторая
Третья и четвертая
30; 20; 10; 7; 5; 3; 0,5; 0,21; 0,08
3; 0,5; 0,21; 0,08
0,5; 0,21; 0,08
Результаты просеивания наносят на оси координат, причем
по оси абсцисс откладывают длину мельницы, отмечают места
установки междукамерных перегородок и точки, где
производится отбор проб, а по оси ординат — результаты просеива«ия
через сита (полные остатки ла ситах в процентах).
При построении диаграммы помола следует принимать
следующий масштаб: по оси абсцисс— 1% — 1 мм, по оси ординат
1 м — 20 мм.
Наряду с отбором проб должен быть замерен слой
материала, находящегося над мелющими телами в каждой камере,
осмотрена поверхность мелющих тел для выявления налипания
на них материала, проверено состояние междукамерных
решеток и бронефутеровки. Все замечания должны быть учтены при
оценке работы мельницы по результатам анализа диаграммы
помола.
При хорошей работе мельницы слой материала над
мелющими телами в период снятия диаграммы помола должен
составлять 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
263

камеры. Резко выраженное зигзагообразное расположение
точек объясняется неравномерным питанием мельницы или
.неоднородностью подаваемой шихты. Если кривые, изображающие
остатки яа ситах, вначале падают интенсивно, а к концу этот
процесс резко замедляется, то значит в первой части камеры
материал размалывается до того предела, после которого
дальнейшее измельчение его шарами данных размеров становится
малоэффективным. В данном случае должен быть изменен
ассортимент мелющих тел в сторону уменьшения
средневзвешенного диаметра или уменьшен размер камеры путем
перестановки междукамерной решетки.
При скоплении у решетки в первой камере крупного
материала следует увеличить средневзвешенный диаметр шара.
Если увеличение диаметра шара те дает нужного результата, то
нужно увеличить размер камеры или живое сечение
междукамерной решетки.
Анализ диаграммы помола должен быть тесно увязан с
производительностью мельницы .и удельным расходом
электроэнергии. Иначе нельзя дать правильную оценку эффективности
условий помола и можно прийти к ошибочным заключениям.
Например, при размоле в трубной мельнице одного и того же
материала с одной и той же загрузкой .мелющих тел будут
получены в зависимости от производительности .различные
диаграммы помола.
Поэтому чтобы сделать 'более точные выводы, следует иметь
две (лучше даже три) диаграммы, снятые в аналогичных
условиях.
При мокром помоле сырьевых материалов из-за расслоения
жидкого шлама очень трудно правильно отобрать пробы
материала вручную непосредственно внутри мельницы. В данном
случае рекомендуется отбирать пробы из мельницы с помощью
специальных пробоотборников и броневых болтов с
отверстием [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.
265
Фракционный остаток —_— 100=10,45%.
2500
Вес остатка на сите 10 мм — 465 г.
, AF.K
Фракционный остаток 100=18,6%.
2500
Полный остаток 18,6+10,45 = 29,05%.
Вес остатка на сите 5 мм 775 г.
Фракционный остаток —- - 100 = 31%.
2500
264
Таблица 66
Гранулометрический состав проб материала, отобранных
по длине мельницы
камеры
Первая
Вторая
Третья
точки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
И
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
20 мм
в %
10,45
7,77
0
Размеры отверстий и номера сит
10 мм | 5 мм | 144 отв/см2\ № 021 | № 008
Остатки в %
о
1
е. а
18,6
8,66
8,37
4,65
1,1
0
3
х
ч
о
е
29,05
16,43
8,37
4,65
1,1
0
X
о
X
•р
31
16,65
17,65
7,68
3,93
0
а
1
с
60,05
33,18
25,02
12,33
5,03
0
X
О
я
75,95
46,87
39,98
41,17
34,47
28
а
X
§
с
86
80,05
66
53,5
39,5
28
19,2
9,7
5,3
2,4
1,1
0,5
Я
О
к
7,85
11,68
21,62
24,83
29,93
37,8
42,8
39,9
37,7
33
27,5
27,1
17,6
14,6
10,8
8
6,2
6
3,4
3,4
1,8
1,6
1
1,2
0,7
«S
3
Я
§
93,85
91,68
87,62
78,33
69,44
65,8
62
49,6
43
35,8
29,6
28,6
17,6
14,6
10,8
8
6,2
6
3,4
3,4
1,8
1,6
1
1,2
0,7
Я
О
к
га <д
1,4
2
2,8
5,8
8,8
11,3
12
18,4
18,4
18,8
20,8
21
22,6
22,6
23,4
22,1
21
19,8
18
14,8
14,6
13,4
11,8
11
8,9
3
я
К
о
с
95,25
92,68
90,42
84,13
78,23
77,1
74
68
61,4
54,6
50,4
49,6
40,2
37,2
34,2
30,8
27,2
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/сж2=648 г
л - 648
Фракционный
остаток
100=25,95%.
2500
Полный остаток 25,95+60,5=86%.
Для просева на ситах № 021 и 008 берется навеска 50 г из
пробы, прошедшей через сито 144 отв/см2.
Вес остатка на снте № 021=28 г.
% остатка иа сите № 021 по отношению к пробе, прошедшги че
рез сито 144 отв/см2:
28 ■ 100
50
= 56%.
Фракционный остаток
56(Ю0-86) = 7>85%
100
Полный остаток 7,85+86=93,85%.
265

Вес остатка на сите № 008—5 г.
% остатка на сите № 008 по отношению к пробе, прошедшей
через сито 144 отв/см2:
5 • 100
—гг ■ = 10%.
50
, - 10(100 — 86) , „_.
Фракционный остаток —i——— 1= 1,4%.
Полный остаток 1,4+93,85=95,25% .5
Аналогичный рассев и расчет производят по пробам,
отобранным в остальных точках и результаты расчетов сводят в
табл. 66.
6 5 6 7 8 9
Длина мельницы В м
№ точен'
! 2 3 Ь 5; 6 18 9 10 11 12 [13 14 15 16 17 18 19 20^21 22^
12' 13'
23^24^25
к
к
к
Рис. 102. Диаграмма помола цементной мельницы At—А5 — точки отбора
проб в каждом сечении
Графическое изображение диаграммы представлено на
рис. 102.
266
Акт испытания
После .испытания составляют акт, подписываемый
ответственным руководителем испытания и главным .инженером
завода. В акте должны быть указаны:
1) щель 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
ассортимент по камерам);
е) размеры щелей, живое сечение и механическое состояние
междукамерных 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
электроэнергии и методы основных замеров;
6) порядок отбора проб;
7) дата испытания;
8) данные о продолжительности испытания, в том числе
часы работы и остановок мельницы;
9) результаты испытаний (.по перечню замеров, указанных в
табл. 58-н62);
10) диаграмма помола и ее анализ;
11) выводы об эффективности проведенных мероприятий и
предложения по дальнейшему улучшению работы помольной
установки.
♦

Л ИТЕРАТУРА
1. Протодьяконов М. М- Давление горных пород и рудничное
крепление. 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
машины и установки. Госстройиздат, 1952.
4. В о п d F. С. The Third Theory of Comminution. Mining Eng., may,
5. Андреев С. Е., Зверевич В. В., Пер о в В. А. Дробление,
измельчение и грохочение полезных ископаемых. Госгортехиздат, 1961.
6. Н е л и д о в 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
цементной промышленности. Инф. бюллетень Гипроцемента № 80—81, стр. 38—
57, 1960.
7. Захваткин В. К. Повышение эффективности процессов измельчения
руд. «Горный журнал» № 9, 1949.
8. Дубровин Б. Н., О л ев с кий В. А. Зависимость
производительности мельниц от крупности питания. «Цветные металлы» № 5, 1954.
9. Bornschein G. Silikattechnick, № 7, 1958.
10. Б е р е н о в Д. II. Дробильное оборудование обогатительных и
дробильных фабрик. Металлургиздат, 1958.
11. Левенсон Л. Б., П р ей ге р з о н Г. И. Дробление и грохочение
полезных ископаемых. Гостоптехиздат, 1940.
12. Т а г г а р т А. Ф. Справочник по обогащению полезных ископаемых,
т. II. Металлургиздат, 1950.
13. Д у б р о в и н Б. Н. Выбор условий работы щековой дробилки. Сб.
Механобра «Обогащение полезных ископаемых», Металлургиздат, 1952.
14. Бауман В. А. Некоторые результаты исследования щековых
дробилок. «Механизация строительства» № 7, 1954.
15. Bonwitsch A., Antriebsverholtnisse und Kraftespiel aur Bacherstein-
brecher. Berlin, 1933.
16. Л и п о в П. П. Оборудование дробильных фабрик. Металлургиздат,
1955.
17. Фадеев В. И. Современное оборудование для дробления и
измельчения руд. Труды Механобра, вып. 123, 1950.
18. Б а р а б а ш к и н В. П. Молотковые и роторные дробилки.
Госгортехиздат, 1963.
19. Справочник коксохима, т. IV, Харьков, ДНТВУ, 1939.
20. Ф и ш м а н М. А. Дробилки ударного действия. Госгортехиздат, I960.
21. Сапожников М. Я-, Дроздов Н. Е. Справочник по
оборудованию 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.
268
23- Б у т а к о в Н. С. Аэродинамика систем промышленной вентиляции.
Профиздат, 1949.
24- С а т а р ,и н В. И., П е р л и С. Б. Движение и обеспыливание газов в
цементном производстве. Госстройиздат, 1960.
25. Д р а б к и н Г- С, Б р о в а р И. П., Гельфанд Я. Е., И ц к с-
в и ч Э- Л. Автоматизация цементных заводов. Госстройиздат, 1961
26. О левскин В. А. Конструкция и расчеты грохотов. Металлургизда г,
i955-
27. Д е ш к о Ю. И. Автоматизированная поточная система для
приготовления непосредственно в карьере сырьевых шламов из мягких пород
цементного сырья и их гидротранспортировка по трубам на цементный завод. Сб-
Оргпроектцемента по обмену опытом в цементной промышленности № 2.
Госстройиздат, 1961.
28. Гусаров А. Д., Д е ш к о Ю. И., Кучма Л. Х- Разработка,
переработка 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
показателей 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
помола на твердение вяжущих веществ. Автореферат диссертации на соискание
ученой степени канд. техн. наук МХТИ им. Менделеева, 1954.
34. И в а н о в-Г о р о д о в А. Н. Влияние зернового состава цемента на
прочиость 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. М. «Журнал прикладной химии», т. 22, № 3, 1949.
38. Be kap. Silikattechnik (ГДР), 1962, № 4, стр. 115—123.
39. М. В е н ю а. Влияние гранулометрии цементов на физические и
механические свойства растворов и бетонов. Пер. с франц. Revue desmateriaux de
Construction, 1961, № 550—551, стр. 331—351, № 553, стр. 434—446.
40. Mat'ouschek F. Schweizer Archiv fur.angewandte Wisserschaft und
Technik. Canier's' № 2 janv, 1947.
41. Chikki K- Zement—Kalk—Gips, № 7, 1959.
42. В e 11 w i n k e 1 A. Zement—Kalk—Gips, № 12, 1953.
43. К р ы x т и н Г. С. Работа мелющих тел в мельнице с сортирующей
бронефутеровкой. Труды НИИЦемента, вып. 13, 1960.
44. К р е й м е р М. Б., К р ы х т и н Г. С. Об опыте внедрения
сортирующих конусных каблучковых бронеплит в цементной промышленности. Сб. но
обмену опытом в цементной промышленности, ПКБ НИИЦемента, вып. I, 1958.
45. Акунов В. И. Современные вибрационные измельчители.
Госстройиздат, 1958.
46. Rowland S'. Rock Products. № 8, 1958.
47. Ansel m W. Zement—Kalk—Gips, 9, (1956), 45—49.
48. Borne r. Zement—Kalk—Gips, 9 (1956), 153—156.
49. Лихтман В. И., Ребиндер П. А., К а р п е н к о Г. В. Влиянче
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.
продимой в мельницу, на процесс помола клинкера. «Цемент» № 3, 1961.
51. К а рякин С. Ф. Получение шлакопортландцемента методом
раздельного помола. «Новое в науке и технике о цементе» № 1—2, 1948.
269

52. Т о в а р о в В. В. О методах расчета производительности барабанных
вьтТб1! "95°зПреДеЛеНИЯ Размалываемости материалов. Труды Гипроцемента*
53. Каминский А. Д., Кастрицкий С. Д. Влияние аспирации на
производительность цементных мельниц, «Цемент» № 2, 1951
5?пс£1раВИЛа технической эксплуатации цементных' заводов. Госстройиз-
ДЭТ, 1УЬ0.
55. Юнг В. Н, Бутт Ю. М., Журавлев В. Ф., Окороков С Д
Технология вяжущих веществ. Промстройиздат, 1952. '
56. Сатарин В. И., Перли С. Б. К вопросу об аспирации цементные
мельниц. «Бюллетень технической .информации Южгипроцемента» № 14 1954
57. Зайцев М. М., Макаров А. И. Основные параметры и'схема
расчета аспирационных установок цементных мельниц. Труды НИИЦемента
вып. 3. Промстройиздат, 1950.
58. Череп И. П., Б е л к о в с к и й Г. В. Повышение производительности
цементных мельниц на заводе «Пролетарий». «Цемент» № 1, 1956. •
59. Крыхтин Г. С. Влияние вентиляции на основные показатели работы
трубных цементных мельниц. Труды НИИЦемента, вып. 12, 1959.
60- Т°в.аР°в B- В- ПУТИ повышения производительности мельниц
«Цемент» № 2, 1962.
.о™61- ПиневичГ. В. Расчет аспирации цементных мельниц. «Цемент» № 5,
19оо.
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.
Закономерности измельчения и исчисление характеристик гранулометрического состава
Металлургиздат, 1959.
63. Гипроцемент. Контроль производства цемента, т. I, II. Промтюй-
издат, 1951. r F
б,4- Гипроцемент. Определение характеристик размалываемости
материалов. ЦБТИ ВНИИНСМа АСиА СССР, М., 1959.
65. Нелидов В. А. К вопросу измерения удельной поверхности
порошков. Груды Гипроцемента, вып. XXIV. Госстройиздат, 1962.
66. И в а н о в-Г о р о д о в А. Н. Фракционирование цементных порошков
для изучения зависимости свойств цемента от его зернового состава Научные
сообщения НИИЦемента № б (37). Госстройиздат, 1959.
68. МПСМ СССР. Инструкция по проведению лабораторных опытов и
заводских испытаний по снижению влажности шлама при помощи разжижи-
телеи.
69. Гутоп В. Г. Контрольно-измерительная техника в производстве
строительных материалов. Промстройиздат, 1954.
70. Г о р д о н Г. М., П е й с а х о в И. А. Контроль пылеулавливающих
установок. Металлургиздат, 1961.
71. Ц ы м б а л Ф. Ф. Новая методика отбора проб для построения
диаграмм помола шаровых трубных мельниц, научные сообщения АзНИИЦе-
мента, издани АзНИИЦемента, 1963.
ОПЕЧАТКИ
Строка
Напечатано
Следует читать
13 сверху
10 снизу
18 сверху
15 снизу
3 сверху
2 сверху
гидрационный
0,4 GRU
N = .
ш^-к
I loo \
эталоне
где R—ускорение силы
тяжести равное
9,81 м/сек?
гирационныи
0,4-G-R-n
N =
I loo \2
K.TO=l,96l Ig-j^-Js"
этаноле
где R—радиус трубопровода
в мм.
Зак. 823

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I
Дробление и первичная переработка сырьевых материалов
1. Основные закономерности процесса дробления
10
11
25
57
69
72
77
2. Параметры процесса и характеристика дробильного
оборудования
3. Выбор рациональной схемы дробления И
4. Конструкции и технологические характеристики дробильных
машин
5. Совершенствование процессов дробления в цементной
промышленности * •. : 57
6. Обеспыливание дробильного оборудования 69
7. Грохочение материалов 72
8. Мокрое измельчение и первичное обогащение сырьевых
материалов
9. Автоматизация дробильных машин и болтушек 89
Глава II
Тонкое измельчение материалов
1. Основные закономерности процесса тонкого измельчения . . 94
2. Параметры и технико-экоиомические показатели процесса.
Характеристика 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/ХП 1965 г.
Т-16276. Бумага 60X901/,,, — 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