Мар 102011
 

Воробьев В.В., Иванов Е.Н., Таболич А.В., Шиманович П.П

УП «НПО «Центр» (г. Минск)

Разрабатываемые и изготавливаемые УП «НПО «Центр» ударно-центробежные мельницы находят широкое применение для измельчения различных материалов и с успехом заменяют во многих процессах традиционно применяемые шаровые мельницы, обладая по сравнению с ними рядом преимуществ:

— удельное энергопотребление ниже на 15 – 30 %;

— низкий намол металла в готовый продукт;

— при помоле материал приобретает изометрическую форму зерна с хорошо развитой поверхностью;

— узкий гранулометрический состав измельченных материалов (низкое содержание крупных и мелких частиц);

— грансостав измельченного продукта не зависит от износа футеровочных элементов;

— низкие капитальные и эксплуатационные затраты.

Применительно к производству ячеистых бетонов, возможно их использование в операциях измельчения цемента, песка, извести.

При механическом измельчении этих материалов с помощью мельниц ударного действия происходит разрыв химических связей с образованием на поверхности частиц свободных атомных групп и радикалов. За счет этого повышается поверхностная активность частиц, создаются благоприятные условия для протекания физико-химических процессов на границе раздела фаз. Дисперсность вяжущих материалов определяет кинетику их твердения. Таким образом, меняя степень измельчения материалов, можно влиять как на технологические параметры производства вяжущих, так и на их свойства.

Образование новой поверхности обычно сопровождается возникновением электрических зарядов. По мере измельчения в шаровой мельнице энергетические потенциалы частиц настолько возрастают, что происходит самопроизвольное их агрегирование с уменьшением удельной поверхности и увеличением комковатости исходного продукта. В результате этого большая часть энергии затрачивается не на измельчение исходного материала, а на разрушение вновь образующихся агломератов. Поэтому целесообразно вводить определенные ограничения, устанавливающие степень измельчения каждого материала в зависимости от его назначения.

Конструкция центробежно-ударных мельниц производства УП «НПО «Центр» (рис. 1) позволяет оперативно регулировать грансостав готовых продуктов (регулировка производится без остановки оборудования), что дает требуемую тонину помола, не допуская при этом переизмельчения материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Центробежно-ударные мельницы.

 

 

Принцип работы центробежной мельницы показан на рисунке 2. Исходный материал поступает в центральную часть вращающегося ускорителя и, двигаясь по каналам от центра к периферии, разгоняется до скорости, обеспечивающей разрушение материала (85 — 120 м/с). При столкновении с отбойными элементами, расположенными на некотором расстоянии по периметру вокруг ускорителя, передняя часть частицы материала резко останавливается, силы инерции развивают внутри частицы значительные напряжения, превышающие механическое сопротивление внутренних связей, в результате чего передняя часть частицы рассыпается в порошок, а от точки контакта вдоль поверхностей наименьшего сопротивления начинают образовываться трещины, по которым происходит дальнейшее разрушение частицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2 Схема работы центробежно-ударной мельницы

 

Измельченный материал подхватывается воздушным потоком, создаваемым вентилятором, и направляется в зону классификации, где происходит выделение фракций требуемой тонины, а недоизмельченный материал направляется в ускоритель для дальнейшего измельчения.

Таким образом, в центробежно-ударной мельнице осуществляется непрерывный отвод измельченного материала и возврат крупных частиц на домол. Крупность готового продукта может легко регулироваться в процессе работы без остановки оборудования.

Опытами установлено, что при динамическом нагружении материалов возникающие напряжения вдвое больше, чем при статическом. Средняя работа измельчения ударом составляет приблизительно 50% от работы измельчения раздавливанием, так как при ударе сила сжатия в определенном сечении возникает так быстро, что трещина образуется до установления равновесного распределения энергии, результатом чего является уменьшение количества энергии, необходимой для разрушения частицы материала.

Пример структурной схемы измельчительного комплекса, созданного на базе центробежно-ударной мельницы, представлен на рис. 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.  Пример структурной схемы измельчительного комплекса для помола извести

производительностью 10 т/ч.

 

1.                   Бункер исходного материала.

2.                   Мельница МЦ-1,25.

3.                   Циклон групповой.

4.                   Вентилятор транспортный.

5.                   Шибер регулировочный.

6.                   Фильр рукавный.

7.                   Вентилятор аспирационный

8.                   Шкаф управления.

9.                   Питатель шлюзовый.

10.               Питатель ленточный.

11.               Элеватор ковшовый.

 

Измельчительный комплекс состоит из установленных на единой рамной конструкции центробежно-ударной мельницы и вспомогательного оборудования, позволяющего обеспечить процесс загрузки, выгрузки, измельчения и пылеочитски в автоматизированном режиме.

В настоящее время разработаны и серийно выпускаются измельчительные комплексы различных производительностей, технические характеристики которых приведены в таблице 1.

 

Технические характеристики измельчительных комплексов, выпускаемых УП «НПО «Центр».

 

Таблица 1.

Показатели Значение
Обозначение КИ-0,4 КИ-0,63 КИ-1,0 КИ-1,25 КИ-1,6
Производительность*, т/ч 0,2-0,8 0,5-3,0 1,0-5,0 3-10 8-15
Крупность питания, мм,

не более

10 20 40 40 50
Крупность измельченного

продукта (регулируется), мм

0,05-0,3 0,02-0,5 0,02-0,5 0,02-0,5 0,04-0,5
Габаритные размеры, м:

длина x ширина x высота

2,0х1,3х3,2 10,5х4,0х8,7 10,6х7,3х7,0 14,0х7,0х8,5 14,5х7,2х8,5
Масса, т 3 16,5 21,5 19 22

Большой объем работ проведенных УП «НПО «Центр» совместно с НИИЦемент, г. Москва, НИИСМ,
г. Минск, БелНИИС, г. Минск, ЗАО «Забудова», г. Минск и с другими предприятиями и институтами строительного профиля подтверждают целесообразность и эффективность использования мельниц ударного принципа действия для получения молотых компонентов ячеистых бетонов.

При измельчении цементного клинкера прочность образцов изготовленных из цемента полученного на ударно-центробежной мельнице превышала прочность образцов из цемента шарового помола на 10-15% при одинаковой удельной поверхности молотого цемента. При этом снижается энергоемкость процесса измельчения и намол металла в готовый продукт. Сравнительные показатели свойств цемента полученного при шаровом и ударном помолах, приведены в таблице 2.

 

Сравнительные показатели свойств цемента полученного при шаровом и ударном помолах.

 

Таблица 2.

Измель-читель Вещественный состав цемента, % Остатки на ситах,

%

Удельная поверхность, см2 Предел прочности, МПА, через 28 суток
клинкер гипс 0.08 мм 0.06 мм 0.04 мм изгиб сжатие
МЦ 95 5 10.4 19.8 34.5 2540 4.9 32.1
МЦ 95 5 3.0 10.1 25.0 2660 5.0 32.3
МЦ 95 5 1.9 8.5 25.5 2780 5.5 43.2
МЦ 95 5 0.3 3.3 17.3 2810 6.4 47.3
МЦ 95 5 0.2 0.9 3.7 3500 5.7 50.1
МШ 95 5 27.6 38.8 47.8 2520 4.3 25.1
МШ 95 5 15.4 27.8 39.7 2950 5.2 33.9
МШ 95 5 12.7 21.6 32.2 3510 6.0 45.5

 

МЦ  — мельница центробежная, измельчение ударом.

МШ — мельница шаровая, измельчение истиранием.

 

Работы, проведенные совместно с БелНИИСМ, по домолу стандартного портландцемента, показали следующее:

—        удельная поверхность вяжущего повысилась с 2800 до 3400 см2/г;

—        активность вяжущего после его дополнительного помола в центробежной мельнице производства УП «НПО «Центр» увеличивается на 15-20%;

—        потери активности цемента 7-ми суточного хранения практически не наблюдается, но при хранении 14 суток и более начинается значительный спад прочности, и к 28 суткам падение активности достигает 10%, т.е. эффект активации сходит на нет;

—        сроки схватывания обычного и активированного портландцемента практически не отличаются, домол вяжущего не влечет за собой изменение технологических режимов приготовления бетонов;

—        бетон, изготовленный на доизмельченном портландцементе, твердеющий в нормально-влажностных условиях, имеет на 20-25% большую прочность, чем изготовленный на обычном цементе;

—        пропаренный бетон имеет аналогичную закономерность в приросте прочности, как и бетон, твердеющий в нормально-влажностных условиях;

—        кинетика набора прочности бетона на активированном цементе аналогична приросту прочности бетона во времени на обычном портландцементе.

Измельчение извести на ударных мельницах позволяет получать продукт требуемого гранулометрического состава при минимальных эксплуатационных затратах. Частицы извести обладают высокой реакционной способностью, т.к. они не ошламованы микронными фракциями.

Благодаря ударному методу измельчения и использованию в мельнице воздушного классификатора продукт, получаемый в процессе измельчения, отличается узким гранулометрическим составом. На гранулометрический состав измельченного продукта не оказывает влияния износ рабочих органов мельницы. Крупность готового продукта можно регулировать в процессе работы без остановки оборудования.

Исследования, проведенные совместно с МРА «Силикат», г. Минск, по помолу комовой извести производства ПРУП «Белорусский цементный завод» показали следующее:

—           материалы, измельченные в центробежной мельнице, имеют меньшее количество крупных частиц, чем при помоле в шаровой мельнице (при более высокой удельной поверхности молотого материала в шаровой мельнице количество крупной фракции извести превышает более чем в 10 раз количество крупки в продукте ударного помола);

—            удельный расход электроэнергии на помол комовой извести в центробежной мельнице не превышает 18 кВт ч/т;

—           время гашения извести после измельчения — 4 мин.;

—           степень дисперсности на сите №02 — 99,54 %, на сите №008 – 98,59 %.

Данные исследования были полностью подтверждены после установки ударно-центробежных мельниц на ОАО «Железобетон» (Россия, г. Старая Купавна) и на АО «АктобеСтройИндустрия» (Казахстан, г. Актобе). Получаемая известь имеет неизменно высокие показатели качества при низких эксплуатационных затратах.

На Бобруйском КСМ были проведены исследования по изучению влияния добавок песка, измельченного на центробежной мельнице, на прочность бетонных блоков. Были изготовлены массивы мелких ячеистых блоков по принятой технологии, без изменения параметров, с добавкой от 0 до 100% песка, измельченного на центробежной мельнице, вводимого взамен песка из песчаного шлама. Полученные результаты свидетельствуют об увеличении прочности бетона с увеличением количества вводимого песка, измолотого на установке УП «НПО «Центр»  при 20% песка на 43%; при 30% песка на 75%; при 100% песка на 173%, что дает возможность снизить плотность бетона.

Постоянство гранулометрического состава измельченных продуктов и малое содержание (по сравнению с шаровым помолом) частиц крупностью менее 5 микрон позволяют повысить эффективность процесса смешивания шихтовых компонентов, что, в свою очередь, позволяет получать ячеистые бетоны с минимальными колебаниями свойств.

В настоящее время изготавливается измельчительный комплекс для измельчения отходов производства ячеистого бетона. Проведенные исследования, совместно с ОАО «Забудова», показали, что при помоле отходов ячеистого бетона на ударно-центробежных мельницах до крупности менее 0,1 мм, получаемый продукт может быть возвращен в основную технологию в качестве наполнителя. Это позволяет снизить затраты на производство за счет снижения расхода закупаемого наполнителя и за счет снижения затрат по утилизации отходов.

Таким образом, использование центробежно-ударных мельниц УП «НПО «Центр» позволяет получать измельченные компоненты с различными свойствами для производства широкой гаммы высококачественных ячеистых бетонов.

 Posted by at 19:10

 Leave a Reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

(required)

(required)

Включите изображения, чтобы увидеть вопрос *

Яндекс.Метрика