Мельницы
Мельницы применяются для тонкого измельчения каменного материала в порошок. Помол осуществляется раздавливанием этого материала между частями мельниц. Часто раздавливание сопровождается ударом. Обычно степень измельчения не превышает 10. При необходимости повышения степени измельчения применяют двухступенчатый помол.
Обычно применяемые мельницы разделяют на следующие виды:
— шаровые (рис. 9.7), представляющие собой вращающийся барабан, в который наряду с каменным материалом загружаются стальные шары; здесь размол осуществляется истиранием материала между шарами и футеровкой барабана, а также ударом при падении шаров;
— стержневые, отличающиеся от шаровых тем, что здесь вместо шаров имеются стержни;
— вибрационные, где шаровым мельницам сообщают колебательные движения;
— бегунковые, в которых материал измельчается перекатывающимися по кольцевой дорожке массивными бегунками.
Наибольшее распространение получили шаровые мельницы, которые могут быть с диафрагмой и без нее (рис. 9.7). В первом случае при перекрытии решетки диафрагмы имеется возможность более длительного пребывания материала в мельнице, а следовательно и более тонкого ее помола. Футеровкой обычно служат укрепленные на стержнях стальные плиты. Привод мельниц осуществляется через зубчатую пару.
Рис. 9.7. Шаровые мельницы с разгрузкой через: а — цапфу; б — диафрагму. |
Мельницы изготовляют однокамерными и двухкамерными. В первой камере двухкамерной мельницы производится грубый помол материала, а во второй — тонкий. Из первой во вторую камеру материал поступает через отверстия в перегородке.
Помол может быть сухим или мокрым. В последнем случае он производится в присутствии какой-либо “активной” жидкости, например воды, которая ввиду физико-химического “сродства” с разрушаемым материалом и наличия в последнем микротрещин ускоряет процесс размола, повышает его тонкость и снижает энергоемкость.
Длину барабана мельницы обычно выбирают в пределах (0,7-1,5) D, где D — ее диаметр. Диаметр шаров составляет 50-125 мм. Шары изготовляются из высокомарганцовистой или хромистой стали. В мельницы обычно загружают шары двух размеров. Общий объем шаровой загрузки составляет 40-50% от рабочего объема мельницы.
Чтобы процесс помола был эффективным, шары должны падать с максимальной высоты. Это условие соблюдается в случае, когда частота вращения мельницы выбирается равной (0,7—0,8)пк Здесь п. р — критическая частота вращения, при которой вес шара уравновешивается центробежной силой, вследствие чего он не падает. Критическая частота вращения может быть найдена из уравнения:
2
mv
= mg (9.9)
R
где m — масса шара, кг; R — радиус мельницы, м; v — линейная скорость, м/с.
Учитывая, что
v = 2nRn, (9.10)
кр ‘
где п — критическая частота вращения, 1 / с, принимая во внимание,
л ~ |
можно наити |
(9.11)
1 |
Ввиду того что производительность (м3/ч) мельницы теоретическим путем определить невозможно, ее находят по производительности другой, уже известной мельницы:
где П, — производительность известной мельницы объемом V и диаметром D,, м3/ч; V2 — объем рассчитываемой мельницы, м3.
На основании опытных данных установлена следующая энергоемкость процесса помола (в кВт. ч на 1 т получаемого продукта):
При грубом помоле 0,8-1,2
При тонком помоле 1,2-2,0
При весьма тонком помоле 2,0-6,0
Пользуясь этими данными, можно по производительности мельницы найти необходимую мощность двигателя. При этом нужно иметь в виду, что пусковая мощность примерно в 3,5 раза превышает ту, которая соответствует установившемуся режиму. Расход шаров за счет их износа на 1 т получаемого продукта составляет 0,9-1,6 кг.
При размоле некоторых материалов, особенно при мокром помоле, весьма эффективны вибрационные мельницы. Здесь корпус шаровой мельницы опирается на пружинную опору, и при помощи возбудителя эксцентрикового типа ему сообщаются колебательные движения.