Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Ноября 2011 в 18:41, реферат
Цементная промышленность является одной из ведущих отраслей строительной индустрии. Производственные мощности цементных заводов постоянно наращиваются в количественном и качественном отношениях, что достигается техническим перевооружением и реконструкцией старых заводов, внедрением прогрессивных технологий и нового оборудования. Это позволяет существенно снизить удельные капитальные вложения, эксплуатационные расходы, капитальные вложения на реконструкцию, а также снизить себестоимость продукции при одновременном повышении производительности труда.
В связи с получением права на проведение зимних олимпийских игр в 2014 году, вопрос о наращивании производственных мощностей стал особо остро. Это случилось из-за того, что в нашей стране большая часть оборудования технически и морально устарела, и мы не можем конкурировать с Турцией и Китаем, которые просто заваливают нашу страну импортным цементом. Но решить эту проблему в короткие сроки, можно при помощи модернизации старого оборудования и внедрения новых технологий, которые довольно неплохо развиты благодаря усердному труду наших учёных.
Важнейшая задача современного этапа развития производства основного вида вяжущих материалов – портландцемента заключается в интенсификации и повышении эффективности производства, что требует высоких знаний теоретических основ процессов его получения. Это относится ко всем стадиям производства от выбора наиболее рациональных и рационоспособных видов сырья для получения портландцементного клинкера, осуществление наиболее рационального режима работы и его обжига, а также помола до наиболее эффективной реализации вяжущих свойств материала на стадии твердения.
Трубные
шаровые мельницы просты в конструкции
и работе, хорошо зарекомендовали
себя в нашей стране и за рубежом, но
у них имеется и ряд недостатков. В данной
работе я попытаюсь высветить основные
недостатки и найти пути решения для их
устранения.
1 Классификация и основные сведения о мельницах
Все существующие типы мельниц классифицируются по следующим основным признакам:
По конструкции и принципу работы различают следующие основные типы мельниц [2]:
Рисунок 1 Схема мельниц: а- барабанная мельница (1- шары, 2- барабан, ), б- ролико- маятниковая мельница (1- неподвижное кольцо, 2- ролик, 3- крестовина, 4- вал), в- кольцевая шаровая мельница (1- шары, 2, 3- вращающееся кольцо), г- ударная мельница (1- молотки), д- вибрационная мельница (1- корпус, 2- шары), е- мельница струйной энергии.
Барабанные мельницы (рис.1, а), предназначаемые для тонкого помола. Эти мельницы могут работать по принципу удара и частично истирания свободно падающими мелющими телами 1 (шарами, цилиндрами, прутками, стержнями и т. п.), находящимися во вращающемся или вибрирующем барабане 2 вместе с измельчаемым материалом. Барабанные мельницы без мелющих тел работают ударом при частичном истирании крупных кусков материала о мелкие;
а) Роликовые маятниковые мельницы (рис.1, б), в которых материал раздавливается между неподвижным кольцом 1 и быстровращающимися роликами 2, подвешенными шарнирно к крестовине 3 укрепленной на вертикальном валу 4. Ролики прижимаются к рабочей дорожке неподвижного кольца центробежной силой инерции.
б) Кольцевые шаровые мельницы (рис.1, в), в которых размол материала осуществляется методом раздавливания между шарами 1, уложенными на беговой дорожке с небольшим зазором друг от друга, и вращающимся кольцом 2. Шары прижимаются к беговой дорожке нижнего вращающегося кольца верхним кольцом 3;
3) Быстроходные мельницы, к ним относят:
а)Ударные
мельницы (рис.1, г) предназначены для
размола материалов,
при этом в ряде случаев с одновременной
подсушкой его. Ударные мельницы строятся
или со свободно подвешенными — шахтные
мельницы или с жестко закрепленными
молотками 1 — аэробильные
мельницы. Измельчение осуществляется
по принципу удара, отчасти истирания,
а также за счет удара частиц друг о друга;
б) Вибрационные мельницы (рис.1, д) применяются для тонкого и сверхтонкого помола материалов. Размол материала происходит в результате круговых колебаний корпуса 1 мельницы с частотой 15-50гц. При этом измельчаемый материал подвергается многократному воздействию загруженных в мельницу небольших шаров 2;
4) Мельницы струйной энергии (рис.1, е), размол в которых происходит за счет взаимного удара частиц материала, находящихся в турбулентном воздушном потоке, движущемся с большой скоростью, а также частично за счет трения материала о стенки размольной камеры.
Все существующие типы шаровых и трубных мельниц могут быть классифицированы по следующим основным признакам [4]:
Рисунок 2 Схемы шаровых мельниц.
по принципу работы — на периодические (рис.2, а) и непрерывно действующие (рис.2, б, в, г, д, е, ж);
по способу помола — на мельницы сухого или мокрого помола;
по конструкции и форме барабана — на цилиндрические однокамерные (см. рис.2, а, б, в, г), многокамерные (см. рис.2, е, ж) и конические (см. рис.2, д);
по способу загрузки и разгрузки — на мельницы с загрузкой и разгрузкой через люк (см. рис.2, а); с периферийной разгрузкой (см. рис.2, в,); с центральной загрузкой и разгрузкой через пустотельные цапфы (см.рис.2, б, г, д, е, ж);
по конструкций привода— с периферийным (шестеренчатым) приводом и с центральным приводом;
по схеме работы — с открытым или замкнутым циклом.
В барабанных мельницах отношение длины барабана L к его диаметру D не превышает 1-2, в то время как в трубных это отношение равно 3-6.
От того, по какой из схем работает помольная установка, во многом зависят ее производительность, удельный расход энергии, однородность готового продукта по величине частиц, а также стоимость эксплуатации помольной установки.
[3] При производстве цемента, извести, гипса, керамических изделий и т.п. материалы измельчаются до частиц размером менее десятых долей миллиметра. Процесс помола отличается большой энергоёмкостью и стоимостью.
Трубные мельницы в промышленности строительных материалов применятся в основном на цементных заводах, и преимущественно замкнутого цикла.
Мельницы периодического действия используют для тонкого помола глин и глазури в производстве тонкой керамики.
Достоинства шаровых мельниц: получение высокой и постоянной тонкости помола и регулирование её; возможность подсушки материала в самой мельнице; простота конструкции; надёжность в эксплуатации; высокая производительность; возможность измельчения пород различной твёрдости.
Недостатки:
низкий к.п.д.; значительный расход энергии;
большая масса и размеры; большой пусковой
момент; сильный шум во время работы.
2
Конструкция и
принцип действия
шаровой мельницы
Цементная трубная мельница 4 х 13,5 м (рис. 7) состоит из барабана (2), загрузочного (1) и разгрузочного (3) устройств, камеры разгрузки (4), главного (5) и вспомогательного (6) приводов и смазочной системы (7) жидкой смазки узлов мельницы. Главный привод включает в себя цилиндрический двухступенчатый редуктор, соединенный промежуточным валом с мельницей и эластичной муфтой с электродвигателем. Вспомогательный привод служит для проворачивания мельницы во время ремонтных работ.
Барабан мельницы сварной из стальных листов толщиной 45 мм. С торцов барабан закрыт крышками, переходящими в пустотелые цапфы. Цапфы опираются на цапфовые подшипники, воспринимающие нагрузку от массы барабана и передающие её на фундамент. Крышки (днище) крепят к цилиндрической части барабана болтами по всему диаметру и с внутренней стороны облицовывают плитами из марганцевой стали. Толщина плит 50-110 мм. Для загрузки мелющих тел, монтажа и смены плит в корпусе барабана предусмотрены люки. По длине барабан разделен межкамерной двойной перегородкой на две камеры: шаровую и цильпебсную. В торце барабана со стороны разгрузочного устройства установлена разгрузочная решетка. Загрузочное устройство мельницы состоит из стальной наклонно расположенной питательной течки с внутренней футеровкой. Течка расположена на металлической тумбе, прочно прикрепленной к фундаментной плите.
Течка входит в торцевую часть входной цапфы, в которой установлена и вращается вместе с мельницей загрузочная втулка, представляющая собой трубу с литыми винтовыми ребрами (лопастями). Между течкой и загрузочной втулкой проложены войлочные прокладки.
Материал поступает в течку и из неё направляется загрузочной втулкой в барабан мельницы. Разгрузочное устройство мельницы имеет выходную крышку, отлитую вместе с цапфой. К днищу прикреплены болтами радиальные литые секторы разгрузочной решетки с щелевыми отверстиями, через который проходит размолотый материал в полость, ограниченную крышкой и решеткой, где установлена литая диафрагма с направляющим конусом и радиальными лопастями. При вращении барабана материал захватывается лопастями и подается на конус, после чего поступает в разгрузочную втулку выходной цапфы, по которой перемещается к разгрузочному патрубку, расположенному между цапфой и приводным валом мельницы.
В патрубке предусмотрены отверстия для разгрузки цемента на цилиндрическое контрольное сито. Крупные частицы, а также возможные осколки мелющих тел задерживаются ситом, а готовый продукт направляется к транспортным устройствам
-элеватору – при замкнутом цикле помола;
- двухкамерному насосу при открытом цикле помола .
Задержанные
ситом крупные частицы
Футеровка мельниц предохраняет поверхность барабана от изнашивания и имеет большое значение в механизме движения дробящей загрузки. Футеровка представляет собой плиты из марганцовистой или хромистой стали высокой твердости. Барабан футерован продольными, а днище – поперечными плитами.
Цапфовые подшипники, предназначенные для операния барабана мельницы, состоят из рамы, корпуса вкладыша, корпуса вкладыша и крышки. Корпус подшипника и вкладыша сопрягаются по сферическим поверхностям, что обеспечивает самоустановление подшипника при работе мельницы. Внутреннюю поверхность вкладыша заливают баббитом. Цапфовый подшипник смазывают с помощью принудительно-циркуляционной смазочной системы. Для охлаждения вкладыша в его теле установлен змеевик. В него по трубе поступает холодная вода, которая, нагреваясь, выходит наружу.
3
Патентные исследования
[5] С целью повышения эффективности процесса измельчения и качества продукции было проведено патентное исследование. Были рассмотрены следующие конструкции мельниц.
1. Конструкция трубной шаровой мельницы с двумя наклонными эллипсными элементами, составленными из набора параллельных прутьев и установленных в загрузочных и разгрузочных частях барабана корпуса (см.рис. 4) (А.С. N 1404110 В 02 С 17/06 )
Недостатком этой конструкции является незначительно увеличение эффективности процесса измельчения материала, вследствие преимущественно продольного перемещения загрузки сегментами в противоположных направлениях.
Рисунок 4 Схема межкамерной перегородки мельницы
(А.С. N 1404110 В 02 С 17/06 )