Содержание
Введение
Мельницы, применяемые при производстве строительных материалов
Устройство и принцип действия
Устройство современных струйных мельниц
Современное помольное оборудование (производители, продукция)
Список использованной литературы
Повышение технической вооруженности строительного производства, в том числе, совершенствование и развитие помольного оборудования, является одним из основных условий эффективности данного производства. На строительных предприятиях, производящих сухие строительные смеси, полистербетон, пенобетон, цемент, гипс, известь и другие строительные материалы, использование оборудования для измельчения материалов повышает качество выпускаемой продукции при снижении ее себестоимости. Кроме того, получение некоторых видов современных строительных материалов невозможно без использования высокоэффективного оборудования для измельчения материалов.
Тонкий помол материалов (инертных и вяжущих) ведет к существенному улучшению качества новообразованных поверхностей, увеличению показателей удельной поверхности, разрушению структурно нестабильных и ослабленных частиц. Методика активации (тонкого измельчения) хорошо зарекомендовала себя в практике обработки лежалого и низкомарочного цемента с целью повышения полезных свойств и восстановления. Без широкого использования оборудования для измельчения немыслимо современное производство теплоэффективных строительных материалов, например, ячеистого бетона автоклавного твердения.
Область применения оборудования, обеспечивающего измельчение материалов, весьма широка:
· производство строительных материалов (кирпич, газобетоны, пенобетоны и другие);
· помол и активация низкомарочного цемента, производство высокомарочного цемента;
· производство тонкомолотых сухих строительных смесей и их компонентов;
· производство вяжущего низкого водопотребления;
· производство пигментов, лакокрасочных материалов;
· производство тонкомолотых продуктов для стекольной промышленности;
· производство тонкомолотых продуктов для пищевой промышленности;
· производство шлифовальных порошков, узкофракционных абразивных материалов и другое.
В нашей же стране помольное оборудование используется далеко не в полной мере. Тогда как перед отечественными предприятиями, в первую очередь строительной отрасли, как никогда остро стоят проблемы технического перевооружения, расширения ассортимента выпускаемой продукции и увеличения объемов производства при повышении качества изделий.
Особый интерес представляют агрегаты, обеспечивающие тонкий помол цемента (увеличение удельной поверхности цемента) и активацию инертных составляющих бетонной смеси. Такие установки позволяют кардинально улучшить основные физико-механические характеристики выпускаемой продукции и значительно снизить расход цемента на производстве.
Оборудования для измельчения (тонкого помола) материалов должно удовлетворять следующим требованиям:
· быть экономичным;
· быть надежным, долговечным (как следствие - выполняться из новых износоустойчивых материалов);
· обеспечивать гарантируемые сроки и ресурсы работы;
· выполняться с учетом условий конкретных предприятий и существующих технологий.
Для помола цемента, извести и гипса, а также стекла, огнеупорных и других изделий применяют трубные мельницы. Они являются самыми широко используемыми мельницами. Конструкция их и принцип действия зависят от назначения и физико-механических свойств размалываемого материала. Трубные мельницы используют для помола как однородных материалов, гак в материалов с различными корректирующими добавками.
Тонкость помола характеризуется удельной поверхностью готового продукта (в см2/г). Тонкость помола клинкера 2800-4500, сырьевых материалов 2800-3000 см2/г.
Трубные мельницы классифицируют:
по принципу работы - периодического и непрерывного действия;
по характеру работы - мельницы, работающие по открытому и замкнутому циклу; сюда относятся шаровые мельницы непрерывного действия как мокрого, так и сухого помола;
по способу помола - сухого и мокрого помола;
по форме рабочего корпуса - барабанные цилиндрические, конические и трубные цилиндрические;
по форме мелющих тел - шаровые, стержневые, самоизмельчения (без мелющих тел);
по способу разгрузки - с механической и пневматической разгрузкой;
по конструкции загрузочного и разгрузочного устройства - с центральной загрузкой и разгрузкой через пустотелые цапфы, с разгрузкой через торцовую решетку (с диафрагмой), с периферийной разгрузкой через решетку, с загрузкой и разгрузкой через люк в барабане (мельницы периодического действия).
по принципу измельчения
· шаровые
· шнековые (дробилки)
· бисерные
· струйные
· молотковые
· дисковые
· центробежно-ударные
· Вихревая мельница
· Вальцевая мельница
· Стержневая мельница
В промышленности строительных материалов применяют в большинстве случаев мельницы непрерывного действия, работающие по открытому или замкнутому циклу, сухим или мокрым способом.
При вращении мельницы мелющие тела, прижимаемые центробежной силой к стенкам барабана, поднимаются на некоторую высоту. Под действием силы тяжести, преодолевающей вертикальную составляющую силы инерции и вызываемой ею силы трения мелющих тел о футеровку, мелющие тела падают на слой материала, дробят его я частично истирают. Цильпебсы продолжают измельчать мелкораздробленный материал истиранием.
В мельницах открытого цикла материал проходит через рабочее пространство мельницы только один раз, не классифицируется и крупные частицы не возвращаются в мельницу на домол. В мельницах замкнутого цикла материал после помола в мельнице направляется в классификационные (сепарирующие) устройства, где разделяется на готовый продукт (измельченный до требуемой тонкости) и более грубый (крупку), который возвращается в мельницу на домол.
Работа мельницы по замкнутому циклу более рациональна, так как готовый продукт своевременно удаляется (отсасывается) из рабочего пространства мельницы, буферная подушка не создается, помол остальной массы не затрудняется и материал не переизмельчается. Мельницы, работающие по замкнутому циклу, более производительны и экономичны.
Трубные мельницы сравнительно просты по конструкции, удобны в эксплуатации, обеспечивают высокую степень измельчения, поддаются автоматизации. Однако они имеют существенные недостатки: малы скорости воздействия мелющих тел на материал, в работе измельчения участвует только часть мелющих тел; рабочее пространство барабана используется всего на 35-45%; высокий удельный расход электроэнергии (35 - 40 кВт ч/т цемента); значительный износ мелющих тел и футеровки (1-1,2 кг/т цементного клинкера); большая металлоемкость, высокий шум при работе. При этом удельная производительность составляет около 0,1 т/ч на 1 т массы мельницы, к. п. д.0,005-0,01.
Мельницы загружают мелющими телами на 28-35% их объема. Массу и ассортимент мелющих тел подбирают путем испытаний мельницы, при которых проверяют ее производительность и тонкость помола в отдельных камерах. Износ мелющих тел возмещают периодической догрузкой их через определенные промежутки времени (не реже чем через 100 ч работы). Через длительный срок работы (не реже чем через 1800 - 2000 ч) мелющие тела полностью заменяют. Способность материалов к измельчению оценивается коэффициентом размолоспособности, представляющим собой отношение удельного расхода энергии при измельчении эталонного материала к удельному расходу энергии на измельчение сопоставляемого с ним материала при одинаковой степени их измельчения. Обычно эталоном служит цементный клинкер средней размалываемости, коэффициент размолоспособности которого принимается за единицу. Коэффициент размолоспособности для известняка 1,2-1,8; для доменного шлака (гранул) 0,8-1,1; для сухой глины 1,5-2.
Зная производительность мельницы при измельчении одного материала и коэффициент размолоспособности, можно определить производительность этой мельницы при размоле другого материала.
Струйная мельница - разновидность мельниц, используемая для получения ультрадисперсных продуктов сухим способом. Измельчение происходит при столкновении частиц об частицы в псевдоожиженном слое (аэрозоле), потоками воздуха или пара высокого давления.
Струйные мельницы применяют для измельчения керамических и абразивных материалов, фармацевтических субстанций, минеральных наполнителей композиционных материалов и др. Современные струйные мельницы обеспечивают толщину помола от 0,7 мкм до 97-100 мкм, что примерно соответствует среднему размеру частиц от 200 нм до 50 мкм. Диапазоны производительности составляют от единиц килограмм до нескольких тонн в час. Отличительными чертами струйных мельниц являются большой срок службы, возможность получения продукта высокой чистоты, обладающего большой удельной поверхностью.
Измельчение материала в струйной мельнице происходит в размольной камере, в которую подают сжатый воздух или перегретый пар. Мелющий поток через сопла поступает в камеру измельчения, где формирует аэрозоль из твердого измельчаемого вещества, называемый псевдоожиженным слоем. Вокруг струй мелющего воздуха происходит интенсивная циркуляция частиц. Типичные скорости входящих в псевдоожиженный слой потоков мелющего воздуха в струйных мельницах составляют 400-700 м/с (обычно около 600 м/с), а в паровых мельницах скорость потока мелющего пара может достигать 1200 м/с. Мелющий поток является сверхзвуковым, что обуславливает сложную локальную динамику ускорения частиц воздухом и распределения вещества в струях. При входе потока воздуха в псевдоожиженный слой материал вовлекается в поток и ускоряется до скорости потока. Во время вовлечения частиц материала в поток происходят интенсивные столкновения частиц друг с другом. Такие столкновения обусловлены различными скоростями частиц в самом потоке, разными размерами частиц и разными точками входа в поток. В зоне входа частиц в аэрозоль происходит измельчение ~70 % материала, оставшиеся 30 % измельчаются при встрече, смене направления или отражении частиц, двигающихся в мелющем потоке. По строению рабочей камеры современные струйные мельницы делят на два типа - струйные мельницы с псевдоожиженным слоем и спиральные (плоскокамерные) струйные мельницы. Рабочая камера струйной мельницы с псевдоожиженным слоем имеет цилиндрическую форму. Мелющие сопла расположены на одном уровне по высоте, ближе к дну камеры, так, чтобы мелющие потоки компенсировали друг друга, исключая износ стенок камеры и эффективно создавали псевдоожиженный слой. Такой принцип устройства размольной камеры является наиболее универсальным и самым износостойким. Минусом такой схемы является то, что на дне камеры могут скапливаются компактные куски материала. Это обуславливает требования к входному размеру частиц.