Главная » Книжные издания

1 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 16

стиями диаметром меньшим, чем минимальный размер мелющих тел в камерах по одну и другую сторону перегородки. В торце барабана со стороны разгрузочного устройства установлена разгрузочная решетка 12.

Внутренняя часть барабана футеруется броневыми плитами из марганцовистой или хромистой стали. Толщина плит от 50 до 80 мм в зависимости от диаметра мельницы. Броневые плиты крепятся к корпусу барабана болтами.

Конструкция межкамерных перегородок и броневых плит имеет большое влияние на производительность мельницы, поэтому дальше их устройство будет рассмотрено подробнее.

В корпусе барабана имеются люки, по одному на каждую камеру. Они предназначены для ремонтных работ и загрузки шаров.

Загрузочное устройство (рис. 24, а) мельницы с центральной разгрузкой состоит из чугунной наклонно расположенной питательной течки 6. Течка установлена на стойке (или отлита вместе с ней), прочно прикрепленной к фундаментной плите (на чертеже не показана). Течка входит в торцовую часть загрузочной цапфы, называемой грушей 7 и вращающейся вместе с цапфой.

Между течкой и грушей проложено фетровое уплотнение 5, смазанное густой смазкой. Уплотнение предупреждает пыление. В груше находится винтовая лопасть 8, захватывающая материал, поступающий в нее из течки. Эта лопасть направляет материал в полость цапфы 9. Такие же лопасти 10 имеет и цапфа для перемещения материала в барабан мельницы.

Мельницы 2,2X13 выпускают и с другой конструкцией загрузочного устройства (см. рис. 25, а). В ней винтовая лопасть заменена воронкой.

Разгрузочное устройство (рис. 24, б) мельницы состоит из разгрузочной решетки 12, которая при помощи болтов 13 соединена с днищем 2. Решетка .имеет отверстия, через которые измельченный материал из барабана попадает в полость 14, ограниченную днищем и решеткой.

Измельченный материал в разгрузочную цапфу подают с помощью лопастей и направляющего конуса 15, закрепленного в центре разгрузочной решетки. При вращении барабана измельченный материал захватывается лопастями, а затем ссыпается с них. Попадая на конус, он направляется в цапфу.

В разгрузочной цапфе так же, как и в загрузочной, имеются винтовые лопасти, посредством которых материал перемещается к разгрузочному патрубку 16, расположенному между цапфой и приводным валом мельницы.

Патрубок имеет отверстия 17, через которые измельченный материал попадает на цилиндрическое контрольное сито 18. Крупные частицы, а также возможные остатки мелющих тел

задерживаются ситом, а готовый продукт направляется по кожуху для последующего транспортирования его на дальнейшую переработку.

Задержанные ситом крупные частицы попадают в патрубок 20 кожуха и удаляются из мельницы. Для отсоса запыленного воздуха из мельницы (аспирации) в кожухе сделан патрубок 19, присоединяемый к аспирационной системе.

Рис. 25. Трубная мельница 2,2x13 с центральным приводом и периферийной разгрузкой: а - загрузочное устройство, б - разгрузочное устройство; / - течка. 2 - воронка. 3 -приливы воронки, 4 и в- ребра жесткости, 5 -кольцо. С -даище барабана. 7 - разгрузочная решетка, 9 - разгрузочный кожух, 10 - отверстия в разгрузочном днище, - разгрузочное днище, 12 - цапфа, 13 - шпильки, 14 - заглушка, 15 - соединительная деталь, 16 - шлнцевая втулка, П - приводной вал

Кроме рассмотренного разгрузочного устройства, в мельницах 2,2x13 с центральным приводом делают такие, у которых винтовые лопасти в цапфе заменены воронкой. Воронка устанавливается уширенной частью в сторону разгрузочного патрубка. Материал с направляющего конуса разгрузочной решетки попадает в воронку и в результате вращения перемещается в разгрузочный патрубок. Дальнейший процесс выгрузки измельченного материала в мельнице с разгрузочной воронкой аналогичен рассмотренному ранее.

Мельница 2,2X13 с периферийной разгрузкой (рис. 25). Барабан этой мельницы по своей конструкции не отличается от барабана мельницы с центральной разгрузкой.

Принципиальной отличительной особенностью является разгрузочное устройство. Отличается также в рассматриваемой мельнице и загрузочное устройство. Такая конструкция является вариантом загрузки трубных мельниц вообще и может применяться на всех видах мельниц.

Загрузочное устройство (рис. 25, а) состоит из чугунной течки 1, установленной на чугунной стойке и прикрепленной болтами к фундаментной плите. Течка входит в воронку 2, установленную в полой цапфе и вращающейся вместе с цапфой.

В результате наклона образующих воронки в сторону барабана мельницы материал, падающий в воронку при ее вращении, перемещается в мельницу. Воронка специальными приливами 3 упирается в приливы внутри цапфы. Между воронкой и течкой устанавливаются сальники, препятствующие выбиванию пыли в зазор между ними.

Воронка расщиренным концом соединяется с кольцом 5, имеющим круглое отверстие диаметром, равным внутреннему диаметру воронки. Кольцо является футеровкой днища 6 мельницы и защищает его от истирания материалом и мелющими телами.

Днище .имеет ребра жесткости 4, которые одновременно служат упорами кольца. Кольцо крепится к днищу болтами по всей окружности.

Разгрузочное устройство мельницы с периферийной разгрузкой (рис. 25, б) имеет разгрузочную решетку 7. Решетка опирается на ребра жесткости 8 днища мельницы, отлитого вместе с полой цапфой 12. Благодаря сферической форме днища и плоской решетки образуется полость, в которую поступает измельченный материал через разгрузочную решетку.

В стенках днища имеются овальные отверстия 10, через которые выпадает измельченный материал в разгрузочный кожух 9. В кожухе установлено контрольное сито для задержания крупных зерен и остатков мелющих тел. Пройдя через сито, готовый продукт поступает в приемную часть транспортирующего устройства и передается на дальнейшую переработку.

Кожух в верхней части имеет патрубок для соединения его с вентиляционной системой и удаления из мельницы мельчайшей пыли.

,/ Приводной вал 17 мельницы с периферийной разгрузкой соединяется с корпусом мельницы посредством массивной стальной детали 15, жестко соединенной с цапфой при помощи шпилек 13. Для облегчения соединительной детали она изготовляется полой. Открытый конец ее закрывают заглушкой 14, чтобы полость не забивалась измельченным материалом. Конец приводного вала 17 и детали 15 соединяются при помощи шлицевой втулки 16, для чего на концах вала и соединительной детали делаются шлицы.

Трубная мельница 3,2x15 м является наиболее производительной среди всех других мельниц и отличается от них размерами. По конструкции барабана, загрузочного и разгрузочного устройств она принципиально не отличается от рассмотренной мельницы с центральной разгрузкой. Эта мельница снабжена центральным приводом.

Барабан мельницы предусматривает установку трех межкамерных перегородок, но благодаря применению самосортирующих броневых плит в первой камере мельница работает как двухкамерная.

В этой новейшей мельнице использованы все современные достижения помольной техники: интенсивная аспирация барабана, впрыскивание распыленной воды в камеру тонкого измельчения, автоматическое управление процессом помола, самосортирующие броневые плиты и другие усовершенствования, позволяющие интенсифицировать помол.

Рассмотрим некоторые детали трубных мельниц. V Межкамерные перегородки (рис. 26) представляют собой плоские круглые плиты с отверстиями. Для удобства монтажа их изготовляют из отдельных секторов или сегментов, прочно скрепляемых между собой. Высокая прочность перегородки необходима для восприятия напора измельчаемого материала и мелющих тел, стремящихся переместиться из одной камеры в другую.

Основным показателем перегородки является площадь отверстий, приходящаяся на единицу площади перегородки. В среднем она равна 7-10%. В разгрузочных решетках, по существу выполняющих роль перегородок, эта величина равна 5-7%.

Различают перегородки одинарные (рис. 26, а) и двойные (рис. 26, б). Форма и размеры щелей могут быть различны, но они во всех случаях должны удовлетворять главному требованию - чтобы перегородка оказывала минимальное сопротивление передвижению материала и воздуха при аэрации мельницы и задерживала мелющие тела.

Одинарная перегородка, например, мельницы 2,2X13 (рис. 26, а) состоит изЬб секторов 1, скрепленных в центральной части двумя кольцами 2 посредством болтов 5. Секторы имеют борта 4, что повышает жесткость перегородки и обеспечивает надежность крепления ее к барабану мельницы при помощи болтов. В центральной части перегородки устраивают аспира-ционные отверстия для уменьшения сопротивления движению воздуха.

Двойная перегородка (например, изображенная на рис. 26, б) состоит из двух стенок - передней / и задней 8.

Каждая стенка собрана из шести секторов 10. Соединение стенок осуществляется болтами 3 с установленными на них га-

Рис. 26. Межкамфные пврвг.о(родк1И трубных мельниц: о - одинарная: / - секторы, 2 - кольца, 3 - соединительные болты, 4 - борта секторов: б - двойная перегородка: 1 - передняя стенка, 2 - аспнрацнонное отверстие, 3 - соединительные болты, 4 - трубки, 5 - вспомогательный лист, 6 - полость между стенками, 7 - патрубок, 8 - задняя стенка, 9 - конус, W - секторы, - лопасти

зовыми трубками 4, препятствующими сближению перегородок и защищающими болты от истирания.

Между стенками установлено восемь лопастей , загнутых в сторону вращения мельницы и приваренных к вспомогательному листу 5.

Измельченный материал, прошедший через перегородку /, попадает в полость между перегородками 6. В аспнрацнонное отверстие 2 вставлен стальной патрубок 7, на котором закреплен разгрузочный конус 9. При вращении барабана мельницы материал, находящийся в полости 6, поднимается лопастями и ссыпается затем на конус 9, которым он направляется в следующую камеру.

Межкамерные перегородки изготовляют из твердой марганцовистой стали.

Броневая футеровка трубных мельниц выполняется из плит, изготовленных из марганцовистой или хромистой стали, отличающихся высокой твердостью. Плиты применяют различных размеров и формы, толщиной от 50 до 80 мм в зависимости от диаметра мельницы. Крепят плиты к корпусу болтами.

Применяют также плиты чугунные, но для повышения твердости их отбеливают на толщину 7-12 мм. Для еще большего повышения стойкости плит рекомендуется их поверхность покрывать слоем сталинита толщиной 2-3 мм.

Различают плиты торцовые, накладываемые на внутренние поверхности днищ, и боковые, предназначенные для футеровки цилиндрической части корпуса. Торцовые плиты, как воспринимающие значительно меньшие механические воздействия от материала и шаров, изготовляют несколько тоньше боковых.

Размеры плит примерно от 250 до 500 мм по длине и 300 - 400 мм по ширине; вес таких плит не превышает 60-80 кг, что несколько упрощает ремонт футеровки.

Форма поверхности плит существенно влияет на производительность мельницы и качество измельчаемого материала. Но среди большого разнообразия форм плит (плоские, выпуклые, волнистые, ступенчатые и т. д., рис. 27) сейчас признаны лучшими самосортирующие конусные броневые плиты с каблучной поверхностью (рис. 27, д). При использовании таких плит производительность мельницы при мокром помоле сырьевых материалов повышается на 20-25%, а при сухом помоле сырья или клинкера на 15-20%.

Каблуки размещаются в шахматном порядке или рядами. Расстояние между каблуками делают меньше наименьшего размера шаров в данной камере, чтобы избежать их заклинивания.

Плиты устанавливают в разбежку таким образом, чтобы не образовывался кольцевой стык по диаметру корпуса мельницы. Иначе по такому стыку струн шлама или .мелкие куски матери-

ала при сухом помоле будут перекатываться и разрушать барабан мельницы.

При недостаточной загрузке мельницы шарами шары могут попадать при падении на каблуки, отчего каблуки быстро изнашиваются. Чтобы избежать этого, мельницу нужно загружать шарами не менее чем на 25% ее объема. В таком случае нижележащие шары полностью покрывают футеровку мельницы в месте падения шаров и защищают ее от удара падающих шаров.

Сущность самосортировки мелющих тел конусными плитами заключается в самораспределении по длине мельницы шаров с

235 255

5 U9D

(г

Рис. 27. Броневые плиты: а - плоская, б - выпуклая, в - волнистая, г - каблучная обыкновенная, д - само-сортнрующая каблучная, е - торцовая, ж - ступенчатая

\

различным диаметром: Со стороны загрузки группируются шары большого диаметра, а именно там и нужны шары большого веса для разрушения крупных кусков только что загруженного материала. Чем дальше от места загрузки, тем меньшего веса шары необходимы для помола, но количество шаров для разрушения тиножества мелких кусков, образовавшихся из крупных, необходимо большое. В соответствии с этим и происходит распределение шаров по их диаметру вдоль барабана мельницы посредством самосортирующей футеровки.

В трубных мельницах для распределения по длине мельницы шаров разного диаметра применяют, как известно, межкамерные перегородки. Но они ухудшают работу мельницы, препятствуя прохождению материала, а главное, оказывая большое сопротивление потоку воздуха, просасываемого через мельницу для удаления мельчайших зерен при сухом помоле. Применение самосортирующих футеровочных плит позволяет отказаться от перегородок в первых камерах, загружаемых шарами.

Плиты такой футеровки устанавливают так, чтобы рабочая поверхность каждого кольца располагалась под углом к центральной оси барабана мельницы и образовывала набор коротких усеченных конусов, обращенных своей вершиной в сторону разгрузки. Это обеспечивает распределение мелющих тел с уменьшающимся размером в сторону движения измельчаемого материала.

Самосортирующая футеровка сортирует только шары. Поэтому ее устраивают в первых камерах мельницы, загружаемых шарами. В камерах, куда загружается цильпебс (цилиндрики) футеровка устраивается плоской. Для предупреждения смешивания шаров с цильпебсом устраивается перегородка. Таким образом, применение самосортирующей футеровки позволяет отказаться от нескольких перегородок в трубной мельнице, оставив только одну.

Повышению производительности мельницы способствует установка в последней камере на ее футеровке продольных планок; при помощи планок цильпебс поднимается на большую высоту, отчего его размалывающее действие возрастает.

Даже при самом тщательном соблюдении всех правил эксплуатации мельницы и высоком качестве футеровки броневые плиты довольно быстро изнашиваются. Средний расход металла футеровки на 1 г измельченного материала составляет при размоле клинкера и известняка 100-120 г, мягкого мергеля и мела - 50 г, угля - 40 г. Это требует изыскания более рациональных режимов работы мельницы и наиболее выгодной конструкции броневых плит.

Мелющие тела бывают шарообразной, эллипсоидной и цилиндрической формы (цильпебсы).

Мелющие тела эллипсоидной формы пока еще только осваиваются в цементной промышленности. Первые опыты их применения показали в три раза большую износостойкость эллипсоидов по сравнению с цильпебсами из легированного чугуна.

На производительность мельницы оказывает большое влияние ассортимент мелющих тел и степень заполнения ими объема мельницы. Рекомендуется первую камеру загружать шарами диаметром 60-100 мм, вторую - диаметром 30-60 мм, а следующие- цильпебсами диаметром 15-25 мм и длиной 20- 35 мм. Наилучшие результаты получаются при загрузке в одну камеру не одинаковых, а отличающихся размером мелющих тел. При этом относительное содержание шаров разных диаметров зависит от физико-механических свойств измельчаемого материала и устанавливается опытным путем.

Степень заполнения объема камер мелющими телами (коэффициент заполнения) рекомендуется следующая: при заполнении шарами - 0,25-0,3, при заполнении цильпебсом - 0,25-0,35.

Исходя из коэффициента заполнения мельницы мелющими телами и зная их объемный вес, можно рассчитать потребный вес мелющих тел на загрузку мельницы по формуле

Я=0,785Л2./.<р.9,

где Р - вес мелющих тел на загрузку, т; D - диаметр мельницы, м; / - длина мельницы, м; Ф - коэффициент заполнения;

q - объемный (насыпной) вес мелющих тел т1м^\ для шаров диаметром 60-80 мм он равен в среднем 4,60 т, а диаметром 30-50 мм - 4,8 т.

При расчете необходимого количества мелющих тел на заполнение одной камеры в формуле величину I принимают равной длине камеры.

Износ мелющих тел в мельнице весьма велик. Примерные нормы расхода мелющих тел в килограммах на 1 г измельчаемого материала установлены следующие: при помоле .известняка-0,8; мергеля - 0,5; клинкера 0,6-0,8; угля - 0,3. Постоянный режим работы мельницы обеспечивается периодической, через каждые 100 (200) ч, догрузкой мелющих тел, а через 1800-2000 работы -полной их перегрузкой.

Догрузка, сортировка и перегрузка мелющих тел требуют большой затраты труда. Даже при высокой степени использования механизации для выполнения этих операций их трудоемкость составляет 0,4-0,6 чел.-час. на 1 т мелющих тел. Если учесть, что вес мелющих тел в одной мельнице 2,2х 13 м составляет примерно 50 т, а в мельнице 3,2x15 м- 150 т, общая затрата труда составит соответственно 4-10 чел-дн. При недостаточной механизации трудоемкость возрастает в несколько раз.

При перегрузках и сортировке мелющих тел применяют следующие механизмы. С транспортных средств мелющие тела разгружают электромагнитным краном, затем их грузят на автопогрузчики и доставляют в помещение сортировки. Сортируют их на барабанном грохоте. Рассортированные мелющие тела хранят в отдельных отсеках склада.

Выгружаются .из мельницы мелющие тела через люки в барабане при медленном его вращении. Для этой цели новые мельницы снабжают вторым приводом, медленно вращающим барабан.

Вначале мелющие тела выгружаются на пол, а затем через воронки в полу поступают на скребковый транспортер, установленный под полом. Транспортер ссыпает их в контейнер (ящик). Контейнеры направляют в сортировочное помещение. Мелющие тела нз мельниц мокрого помола предварительно промывают на транспортере.

Загружают мелющие тела в мельницы из контейнеров при помощи мостового крана, установленного в помольном отделении. Этот кран, обычно грузоподъемностью 5 т, предназначен также для ремонтных работ.

Цапфовые подшипники трубных мельниц предназначены воспринимать весьма значительные нагрузки от барабана мельницы и содержащихся в нем мелющих тел и материала. Однако удельное давление на подшипники оказывается сравнительно невысоким, менее 20 кгс/см\ так как их делают значительных

Рис. 28. Цапфовый подшипник трубной мельницы 2,2X13 м: 1 - основание, 2 - вкладыш, 3 н 5 - патрубки змеевика, 4 - крышка, 6 - змеевик, 7 - маслопровод, 8 - уплотнительное кольцо. 9 -патрубок для удаления смазки, 10 - фиксирующий штифт

размеров для размещения цапфы мельницы. Цапфовые подшипники трубных мельниц имеют диаметр от 600 до 1400 мм и длину 400-700 мм.

На рис. 28 показан разрез цапфового подшипника трубной мельницы 2,2X13 мм с центральной разгрузкой. Он состоит из трех основных частей: основания /, вкладыша 2 и крышки 4.

Основание подшипника в верхней части имеет сферическую вогнутость, в которую устанавливается вкладыш. Сферические поверхности основания подшипника и вкладыша тщательно обработаны.

Вкладыш может перемещаться в сферическом основании, поэтому подшипник является самоустанавливающимся. Он обеспечивает равномерную передачу нагрузки на основание под-

шипника при изменении положения оси цапфы в вертикальной плоскости. Положение вкладыша в основании подшипника фиксируется штифтом 10, предупреждающим возможное выверты-, вание вкладыша силами трения при вращении в нем цапфы. / Положение вкладыша иногда фиксируют пластинами, закрепленными с обеих сторон вкладыша: при вывертывающих усилиях пластины упираются в основание подшипника и препятствуют смещению вкладыша. Верхняя вогнутая часть вкладыша залита баббитом, на нее опирается цапфа.

Крышка 4 подшипника соединена с вкладышем при помощи болтов. Основное назначение крышки - защищать поверхность цапфы от механических повреждений и проникания пыли к трущимся поверхностям. Для защиты от пыли и предотвращения вытекания смазки через зазоры между боковыми кромками подшипника ,и цапфы установлены уплотнительные кольца 8 с фетровым уплотнителем, закрепленные шпильками по всей окружности.

\ Смазывают цапфовые подшипники с помощью принудительно-циркуляционной масляной системы. Одна система может обслуживать до трех мельниц. Масло в подшипник подается через маслопровод 7 с отверстиями в нижней части. Поступившая смазка равномерно распределяется по верху цапфы, а затем при ее вращении затягивается в зазор между цапфой и вкладышем. Отработанное масло удаляется из подшипника по патрубку 9.

При работе мельницы, особенно при сухом помоле, подшипник может сильно разогреться от проходящего через цапфу горячего материала. Температура выходящего из мельницы сухого материала достигает 100-150° С. Не исключено также нагревание подшипников от трения, особенно в случае попадания пыли.

Чтобы избежать сильного разогрева подшипника, что является наиболее частой причиной остановки мельницы, предусматривается водяное охлаждение его. Для этого в теле вкладыша устанавливается змеевик 6, соединенный с патрубками 3 и 5. Холодная вода поступает в змеевик по патрубку 5, а нагретая выходит по патрубку 5.

Иногда вкладыш изготовляют из двух частей - верхней и нижней для упрощения его отливки, монтажа и ремонта верхней части. В этом случае устраивают специальные канавки для циркуляции охлаждающей воды. Охлаждению способствует также принудительно-циркуляционная система смазки. Схе.ма и устройство принудительно-циркуляционной системы смазки рассмотрены в гл. XVI.

Температура масла при подаче в подшипник не должна превышать 30-40° С. Так как отработанное масло при выходе из подшипника может иметь температуру до 60-65° С, его ох-

лаждают в специальном холодильнике перед поступлением в подшипник. Однако нельзя допускать переохлаждения масла, так как при этом оно может загустеть.

Централизованная система принудительной смазки в цементной промышленности применяется не только для смазки цап-фовых подшипников мельниц. Она применяется также для смазки подшипников мощных дробилок всех типов, подшипников роликов вращающихся печей.

Циркуляция смазки по системе осуществляется масляным насосом. Подачу масла в подшипник регулируют специальным регулятором. Для отключения системы от мельницы на нагнетательном маслопроводе устанавливают вентили.

Принудительно-циркуляционная установка смазки помешается в подвальном этаже помольного отделения. Расположение маслосборника на 2-3 м ниже уровня мельницы обеспечивает поступление отработанной смазки самотеком. Спускной маслопровод устанавливают с уклоном 4-5°.

§ 27. ДРУГИЕ ТИПЫ ПОМОЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Трубные мельницы, отличаясь высокой производительностью и простотой конструкции, в то же время имеют существенные недостатки: на помол в этих мельницах затрачивается много энергии, мелющие тела быстро изнашиваются, что приводит к непроизводительной затрате качественного металла и резкому увеличению металлоемкости производства. В связи с этим изыскивают более рациональные технологические схемы помола и более эффективные помольные агрегаты. Разработаны схемы, по которым помол осуществляется в коротких шаровых мельницах и с применением новых помольных агрегатов: роликовых, струйных и гравитационных, работающих по принципу самоизмельчения материала.

Короткие шаровые мельницы по конструкции основных узлов принципиально не отличаются от рассмотренных трубных мельниц. Изготовляют их преимущественно однокамерными, но бывают они и двухкамерные, разделенные перегородкой.

Короткие шаровые мельницы применяют при помоле сырьевых материалов по замкнутому циклу или при организации двухстадийного измельчения в мельницах, установленных последовательно (см. рис. 22, в). В этих случаях первое грубое измельчение производится в мельнице большого диаметра, но небольшой длины. Поступающий на первичное измельчение .материал содержит крупные куски, для разрушения которых требуется значительная сила удара. С увеличением диаметра мельницы высота падения шаров и соответственно сила их удара возрастает и разрушение крупных кусков в мельнице большого

диаметра происходит эффективнее. Для последующего более тонкого измельчения требуется не столько ударная сила, сколько истирающее воздействие мелющих тел, что успешно' достигается в мельницах небольшого диаметра.

Короткие шаровые мельницы довольно широко применяют в зарубежной помольной технике, в частности в США и Канаде, для совместного измельчения и сушки сырьевых материалов. Мельницы применяют диаметром примерно в 1,5 раза меньшим длины: диаметр мельницы 3-4 м, длина 4,6-5,8 м.

Для сушки материалов в мельницу подают горячие дымовые газы со стороны загрузочного отверстия. Условия сушки в шаровой мельнице оказываются очень благоприятными. При измельчении материалы энергично перемешиваются, что Обеспечивает хорошее омывание горячими газами влажных частиц и быстрое их высушивание.

Отработанные влажные газы отсасывают из мельницы через верх кожуха разгрузочного устройства мельницы (см. рис. 24, 25). Некоторые заводы в качестве теплоносителя используют отходящие дымовые газы от вращающихся печей, температура которых может достигать 600-800° С. Использование тепла отходящих печных газов значительно снижает затрату топлива на производство цемента.

Производительность помольных установок с короткими мельницами, совмещающих помол и сушку материалов, достигает 50-60 т/ч при затрате электроэнер^ии на помол 1 т материала примерно 20 квт-ч (в трубных мьльницах до 30 квт-ч). Более подробно сушка материалов при их измельчении в мельнице будет рассмотрена на стр. Ю6.

На новых отечественных заводах с сухим скособом производства приняты к установке шаровые мельницы длиной 8- 8,5 м и диаметром 3-3,2 м. Каждая мельница работает по замкнутому циклу с двумя сепараторами (см. стр. 125) и совмеща- ет помол и сушку сырьевых материалов. Производительность установки до 45 т/ч для мельниц 3X8 ж и до 60 т/ч для мельниц 3,2x8,5 м. Расход электроэнергии во всей установке, считая работу мельницы, сепараторов и транспортирующих механизмов, не превышает 15-20 квт-ч на 1 г измельчаемого материала.

Роликовые мельницы работают по принципу измельчения материала между катками (роликами) и плитой. При этом в одних случаях плита неподвижна, а катки вращаются вокруг вертикальной оси и перекатываются по ней, в других плита вращается, а катки в горизонтальной плоскости остаются неподвижными. Силами трения между плитой .и прижатыми к ей катками катки перекатываются по плите, измельчая попавший под них материал.

Образовавшиеся тонкие частицы удаляются из мельницы

На смад

воздушным потоком, который подают снизу плиты; при подаче горячего газа может совмещаться помол и сушка материалов. Расход электроэнергии в роликовых мельницах не превышает 15 кет-ч/т; имеют они и довольно высокую производительность-до 50 т/ч. Недостатком их является сложность конструкции, что препятствует широкому применению роликовых мельниц в цементной промышленности.

Гравитационные мельницы по принципу работы не отличаются от шаровых, но измельчение материала в них происходит не под действием мелющих тел, а в результате удара и истирания кусков друг о друга (самоизмельчение). Это достигается применением барабана значительного диаметра (до 9 м) и относительно небольшой длины (до 3 м). В барабане большого диаметра куски поднимаются на большую высоту и сила удара их при падении оказывается достаточной для самопроизвольного разрушения. Удаляется измельченный материал воздушным потоком, просасываемым с большой скоростью через мельницу.

Одной из гравитационных мельниц является Аэрофол . Ее используют одновременно для третьей стадии дробления сырья и грубого помола. Мельница работает совместно с короткой шаровой мельницей, установленной последовательно за гравитационной.

Выносимый из мельницы Аэрофол газовым потоком измельченный материал разделяется в сепараторе на тонкую фракцию и крупку. Тонкая фракция - готовая продукция - транспортируется на склад, а крупка поступает в шаровую мельницу для доизмельчения. Производительность таких установок достигает 100 т/ч при затрате электроэнергии 10-12 квт-ч на 1 т материала.

В струйной мельнице материал захватывается струей сжатого воздуха или перегретого пара, проходящего с большой скоростью, и измельчается в результате удара друг о друга взвешенных в газовом потоке зерен.

\ Сшатый воздух.

газ

Рнс. 29. Струйная мельница: / - бункер, 2 - сепаратор, 3 - циклон, 4 - фильтр, 5 - вентилятор, 6 - камера помола. 7 - сопла, в - трубы возврата крупки, 9 - загрузочная труба

Для более эффективного измельчения на пути движения взвешенных частиц устанавливают преграды, о которые частицы ударяются и измельчаются.

Струйные мельницы только начинают применять в цементной промышленности. Их целесообразность определяется следующими качествами: компактностью установки и небольшой металлоемкостью (вес струйных мельниц для помола 100 г цемента в час составляет всего 15-20 т, тогда как шаровых - порядка 1200 г); незначительным износом деталей; низким расходом электроэнергии на помол-10-15 кет ч.

Недостатком помола в струйных мельницах является необходимость организации специального паро- или газосилового хозяйства с большой скоростью газового потока.

Схема помольной установки со струйной мельницей производительностью 50 т/ч показана на рис. 20.

Мелко дробленый материал из бункера 1 поступает в трубу 9 мельницы. Навстречу материалу движется газовый поток, который отделяет тонкие частицы от материала и направляет их в сепаратор 2. Крупные зерна попадают в камеру помола 6.

В этой камере куски материала захватываются двумя газовыми струями, движущимися из сопла 7 навстречу друг другу. При этом куски с силой ударяются друг о друга и истираются.

Образовавшиеся тонкие частицы подаются по трубе 9 в сепаратор 2, откуда крупка поступает по трубам 8 на вторичное измельчение, а готовый продукт из сепаратора направляется в циклоны 3 и фильтры 4 для осаждения цемента из газового потока.

Готовый цемент ссыпается в бункер, а затем поступает на склад.

§ 28. АСПИРАЦИЯ ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ

Мельницы, в которых происходит сухое измельчение материала, подвергают аспирации, т. е из них непрерывно удаляют воздух, запыленный мельчайшими частицами. Необходимость этого диктуется следующими причинами.

Мельчайшие частицы сырьевого материала налипают на мелющие тела и футеровку мельницы, они обладают также способностью адсорбировать (удерживать на своей поверхности) пузырьки воздуха. Смесь мельчайших твердых частиц с воздухом, осевшая на мелющих поверхностях, обладает амортизирующим действием и смягчает силу удара мелющих тел. В результате ухудшаются условия размола материала.

Воздушный поток, проходя через мельницу, увлекает эти мельчайшие частицы и очищает от них мелющие поверхности. Таким образом, с помощью аспирации увеличивается производительность шаровых мельниц, а также улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

Скорость воздушного потока в барабане принимается от 0,3 до 0,7 м/сек. При этом обеспечивается повышение производительности мельницы на 20-25%.

Отсос запыленного воздуха производится через разгрузочное устройство мельницы (см. рис. 24). Для этого в нем специально предусматривается соединительный патрубок (19).

Схема аспирационной системы мельницы следующая. Запыленный воздух через разгрузочный кожух отсасывается из мельницы и направляется на очистку для выделения из него взвешенных твердых частиц. Первичная грубая очистка осуществляется в циклонах, а очень, тонкие частицы удерживаются затем фильтром. Полностью очищенный воздух удаляется в атмосферу.

Движение пылевоздушного потока по всей системе производится центробежным вентилятором, просасывающим воздух через мельницу и все последующие очистные устройства. Это обеспечивает работу всей системы под разрежением и предупреждает выбивание пыли.

Осажденные частицы из циклонов и фильтров поступают в транспортирующие устройства измельченного материала и вместе с ним направляются на дальнейшую переработку.

На работу аспирации оказывает большое влияние герметичность воздуховодов и затворов аппаратов. При недостаточной плотности оказывается значительным подсос воздуха и нарушается эффективность работы всей установки.

Циклоны. Циклон системы НИИОГаз (ряс. 30) состоит из стального цилиндра /, переходящего в конус. Внутри цилиндра находится труба 2.

Запыленный воздух или дымовые газы по патрубку 3 входят в цилиндр /. Патрубок расположен наклонно и тангентально (по касательной) к цилиндру. Это обеспечивает кольцевое движение воздуха вокруг трубы 2 и перемещение его вниз к конической части, как показано пунктиро.м на схеме.

Воздух, достигнув отверстия трубы 2, поступает в нее и удаляется в атмосферу. В процессе движения воздух очищается. Выпадение из запыленного воздуха твердых частиц, т. е. очистка, происходит в результате потери частицами скорости движения. Скорость падает, как только воздух попадает из патрубка 3 в цилиндр.

Площадь сечения патрубка в несколько раз меньше площади цилиндра (исключая площадь трубы 2). Во сколько площадь патрубка меньше площади цилиндра, во столько же раз уменьшается скорость движения воздуха в цилиндре. Взвешенные частицы не могут удерживаться в воздушном потоке при такой скорости воздуха и выпадают из него.

Дальнейшая более полная очистка воздуха от пыли происходит в результате кольцеобразного движения воздуха в цилинд-

ре. Твердые частицы при круговом движении воздуха прижимаются центробежной силой к внутренней части цилиндра, движение их затормаживается и они выпадают из воздушного потока.

Уловленная пыль через конусообразную часть циклона поступает в приемный бункер 4. снабженный специальным затвором 5. Затвор препятствует просачиванию воздуха в циклон при удалении из бункера скопившейся в нем пыли.

Рис. 30. Схема циклона:

/ - стальной цилиндр, 2 - труба, 3 - входной патрубок, i - бункер, 5 - затвор бункера

Рис. 31. Рукавный

фильтр: / - рукава, 2 - каыера, 3 - рама, 4 - труба удаления очищенного воздуха, 5 - встряхивающее устройство. 6 - труба подачи запыленного воздуха, 7 - затвор

Циклоны изготовляют одиночными или групповыми от двух до восьми одиночных циклонов в группе. Производительность одиночного циклона зависит от его диаметра. Циклоны НИИОГаз выпускают диаметром от 400 до 800 мм с градацией через 50 мм. т. е. 450; 500 мм и т. д. Средняя производительность их соответственно равна от 2000 до 6000 м^1ч газа.

Групповые циклоны имеют производительность, прямопро-порционально увеличивающуюся с количеством циклонов в группе. Так, группа из восьми циклонов диаметром 800 мм каждый имеет производительность по газу 50 ООО м^1ч. Температура газа, поступающего в циклон, должна превышать точку росы на 20-25° С, чтобы в циклоне не происходила конденсация влаги,

содержащейся в газе. Однако запрещено подавать в циклон газы с температурой выше 400° С по условиям прочности циклона.

Степень очистки газа от пыли в циклонах НИИОГаз зависит от размера взвешенных частиц в газе и составляет в среднем для частиц размером до5жк -40-50%; Ю мк - 60-80% и 20 жк -90-95%. Таким образом, циклон не производит полной очистки газов. Для более полного осаждения пыли применяют фильтры.

Фильтры. В цементном производстве применяют в основном дви типа фильтров: рукавные фильтры и электрофильтры.

Рукавный фильтр (рис. 31) состоит из нескольких рукавов 1. располагаемых в металлической камере 2. Верхняя часть рукавов закрыта тканью и прикреплена к раме 5. Запыленный воздух (газ) поступает по трубе 6 и направляется затем в рукава. Проходя через ткань рукавов, частицы пыли задерживаются тканью, а очищенный воздух поступает в трубу 4 и удаляется в атмосферу.

Рукава периодически встряхиваются механизмом 5 и осевшая на ткани пыль ссыпается в бункер фильтра, оборудованного специальным затвором 7.

В качестве фильтровальных тканей применяют шерстяную байку 4Ш, капроно-шерстяные байки, а также теплостойкие синтетические ткани из лавсана, терилена и др.

Электрофильтр является наиболее эффективным пыле-очистительным аппаратом среди применяемых в цементной промышленности. Принцип очистки газа в электрофильтре основан на приобретении взвешенными в газе частицами электрического заряда при воздействии электрического поля высокого напряжения (до 100000 в). Сущность очистки в электрофильтрах заключается в следующем.

Между двумя разноименно заряженными электродами проходит электрический ток. Появление замыкающего цепь электрического тока происходит в данном случае в результате ионизации воздуха, находящегося между электродами.

Ионизация - это расщепление молекул воздуха на заряженные частицы. Если в качестве положительно заряженного электрода взять трубу и поместить в нее тонкий провод, соединенный с отрицательным полюсом постоянного источника тока, то воздух, заключенный в трубе, получит заряд. Между трубой и проводом возникнет электрический ток определенной силы, т. е. образуется разряд. Такой разряд называется коронным *.

Частицы запыленного воздуха, проходя через трубу, приобретают отрицательный заряд. Заряженные пылинки начинают

* Электрическое поле, образующееся вокруг провода, вызовет в данном случае свечение, называемое короной , а потому такой разряд азваи ( коронным (разрядом.

быстро перемещаться к положительному полюсу, в данном случае к трубе, так как разноименно заряженные частицы притягиваются. В результате пыль осаждается на внутренней поверхности. Такой электрод называется осадительным. Второй электрод получил название коронирующего электрода.

Осажденная пыль при легком встряхивании удаляется с поверхности электрода и ссыпается в бункер.

Пылинки могут приобретать также положительный заряд и осаждаться на отрицательном коронирующем электроде. Встряхивающее устройство поэтому устанавливается на осадительном и коронирующем электродах.

В зависимости от формы осадительных электродов различают электрофильтры трубчатые и пластинчатые. В первом случае осадительным электродом является труба, коронирующим - протянутая внутри ее проволока; в последнем осадительным электродом служат пластины, установленные на расстоянии 250-350 мм с расположенными между ними коронирующими электродами.

Газовый поток может двигаться в фильтре вертикально или горизонтально. В зависимости от этого электрофильтры разделяются на вертикальные и горизонтальные.

Электрофильтр получает питание от электрической повыси-тельно-преобразовательной подстанции, которая преобразует переменный электрический ток в сети завода в постоянный ток. Расход электроэнергии в электрофильтрах на очистку 1000 м^ газа 0,13-0,2 квт-ч. Производительность по газу электрофильтров составляет от 70ОО0 до 500000 м^/ч.

На цементных заводах очищается не только аспирационный воздух цементных мельниц. Тщательной очистке подлежат также дымовые газы от печей, сушильных установок и угольных мельниц.

Устойчивость работы и качество очистки газов в электрофильтрах зависят от температуры газов, степени их запыленности, скорости прохождения через фильтр и герметизации аспирационной установки в целом.

При подаче газов с температурой, выше обусловленной правилами технической эксплуатации, возможно коробление электродов. С повышением температуры ухудшается также электропроводность газа, падает напряженность электрического поля и снижается аффект задержания пылеватых частиц. При установке ©лектрофильтров для очистки газов, выходящих из агрегата с более высокой температурой, применяют охлаждение газов перед подачей их в фильтр. Так, печные газы рекомендуется охлаждать в скрубберах или форкамерах (см. стр. 252).

Электрофильтры имеют коэффициент задержания пыли из газа 98-997о от общего содержания и являются наиболее эф-

фективны.М|и аппаратами пылеочистки. Но такая высокая степень очистки достигается в том случае, когда запыленность газа не превышает нормы, установленной техническими требованиями правил эксплуатации (не более 50 г1м^). Увеличение степени запыленности поступающего газа соответственно снижает коэффициент очистки.

Аспирационный воздух сырьевых или цементных мельниц может иметь запыленность выше допускаемой для нормальной работы фильтров и других стоящих впереди электрофильтра пылеосадительных устройств (циклонов). Для уменьшения запыленности воздуха мельницы снабжают аспирационными ко-робка.м шахтного типа. Они представляют собой прямоугольный воздуховод большого сечения, обеспечивающего скорость движения воздуха в нем не выше 1- 1,2 м/сек. При такой скорости часть взвешенных частиц не удерживается в воздушном потоке и оседает.

Необходимое сечение коробки при указанной скорости движения воздуха в ней рассчитывают из условия, что количество аспирационного воздуха составляет 0,2 м^ на 1 кг измельчаемого материала.

Скорость прохождения газа в электрофильтре и, следовательно, продолжительность пребывания в нем газа оказывают влияние на качество работы фильтра по той причине, что для приобретения электрического заряда пылеватыми частицами требуется определенное время. 1При недостаточной степени ионизации частицы не смогут задерживаться в фильтре и окажутся вынесенными в атмосферу. Скорость движения газов в электрофильтрах принимается равной 0,7-0,8 м/сек. Уменьшение скорости движения газов улучшает очистку, а увеличение резко ухудшает ее.

Работа пылеосадительных устройств всех систем нарушается при избыточном подсосе наружного воздуха и отклонении скорости движения очищаемого газа от определенной.

Газовоздухопроводы. Газовоздухопроводы выполняют из стального листа толщиной 3-8 мм в зависимости от диаметра газопровода. Если по газопроводу будут проходить газы с температурой выше 350-400° С, его внутри облицовывают жаростойкими материала.ми. ,В цементной промышленности облицовка обычно не применяется, так как температура не превышаег указанных пределов.

Газопроводы изготовляют из отдельных звеньев круглого или прямоугольного сечения; площадь сечения принимается из условий скорости движения газа в них 10-20 м/сек. Звенья соединяют при помощи фланцев, между которыми устанавливают плотную прокладку из асбестового листа для создания полной герметизации.

Для того чтобы можно было регулировать поступление газа,

1 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 16