Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время в Российской Федерации происходит подъем строительной индустрии, что приводит к потребности постоянного увеличения объемов производства строительных материалов. К 2008 г. для обеспечения внутреннего рынка страны по планам правительства РФ годовой выпуск портландцемента необходимо увеличить до 70 — 80 млн. т в год.
На сегодняшний день машиностроительной промышленностью освоен выпуск машин и оборудования для тонкого измельчения материалов различного типа и назначения. В России и за рубежом проводится большая работа по совершенствованию существующих конструкций машин и созданию нового оборудования. Предлагаемые новые модификации мельниц позволяют обеспечить снижение себестоимости продукции при одновременном повышении ее качества, сократить эксплуатационные расходы, составляющие значительную часть общих расходов на переработку сырья.
Однако следует отметить, что как в РФ, так и в странах СНГ помол портландцементного клинкера осуществляют преимущественно в шаровых барабанных мельницах (ШБМ). Повышение эффективности работы этого агрегата является одной из задач, решение которых приведет к росту объемов выпуска и повышения качества продукции цементных предприятий.
Постоянно возрастающие потребности в строительных материалах, и особенно цемента заставляют производственников и исследователей искать новые энергосберегающие технологии помола, заниматься разработкой более эффективного оборудования.
Совершенствование конструкций шаровых барабанных мельниц, установление рациональных режимов их работы при одновременном снижении энергетических затрат и повышении качества производимых цементов требуют проведения дальнейших исследований в этом направлении.
Цель работы — обеспечение повышения тонкости помола цемента и снижение удельных энергозатрат в открытом цикле измельчения за счет усовершенствования внутримельничных устройств шаровой барабанной мельницы; разработка методик расчета кинематических конструктивных, технологических и энергетических параметров мельницы с поперечно-продольным движением и рециклом мелющих тел и измельчаемого материала.
Задачи исследований.
1. Разработать методику расчета конструктивно-технологических и кинематических параметров ШБМ с поперечно-продольным движением и внутренним рециклом загрузки (мелющих тел и измельчаемого материала).
-
Разработать математические модели движения мелющих тел в области влияния наклонной межкамерной перегородки и в элементах внутримельничного устройства с рециклом загрузки и методику расчета мощности шаровой барабанной мельницы в условиях поперечно-продольного движения и внутреннего рецикла загрузки.
-
Создать экспериментальную модель мельницы с внутримельничными устройствами и разработать методики исследований ШБМ с потоками рециркуляции в камере тонкого помола.
-
Исследовать влияние режимов работы внутримельничных устройств ШБМ на эффективность процесса измельчения.
-
Выявить рациональные конструктивные и технологические параметры ШБМ с поперечно-продольным движением и рециклом загрузки.
-
Внедрить в промышленных условиях патентно-чистую конструкцию шаровой барабанной мельницы с поперечно-продольным движением и внутримельничным рециклом загрузки.
Научная новизна заключается в разработке:
математической методики расчета кинематики процесса движения мелющих тел с учетом конструктивных особенностей внутримельничных устройств и режима работы шаровой барабанной мельницы;
методики расчета максимальных объемов перемещаемой загрузки в зоне активного влияния наклонной перегородки на мелющие тела;
энергетического баланса работы мелющих тел с учетом их поперечно-продольного движения и рецикла загрузки, позволяющего рассчитывать потребляемую мощность привода шаровой барабанной мельницы;
уравнений регрессии, учитывающих конструктивно-технологические особенности предложенной конструкции мельницы, позволяющих рассчитать рациональные параметры натурного образца шаровой барабанной мельницы предложенной конструкции;
новой патентно-чистой конструкции шаровой барабанной мельницы с поперечно-продольным движением и рециклом загрузки.
Практическая значимость работы заключается в методике расчета основных конструктивно-технологических параметров процесса измельчения в шаровой барабанной мельнице, оснащенной устройством для организации поперечно-продольного движения мелющих тел и рецикла измельчаемого материала и рекомендациях по выбору оптимальных технологических режимов ее работы в технологии производства портландцемента. По результатам работы разработана новая конструкция внутримельничного устройства с поперечно-продольными движениями мелющих тел внутримельничного рецикла измельчаемого материала, на которое получено положительное решение от 20.07.2006г. № 2006126388/22(028649).
Апробация работы. Основные результаты исследований
докладывались на научно-практических конференциях, проводимых в
БГТУ им. В.Г. Шухова: VII региональной научно-практической
конференции «Молодые ученые - науке, образованию, производству»
(2004г.), Международной научно-практической конференции
«Современные технологии промышленности строительных материалов и
стройиндустрии» (2005г.). Диссертационная работа рассмотрена и
одобрена на заседании кафедры «Механическое оборудование
предприятий промышленности строительных материалов»
18 октября 2006 года.
Реализация работы. Результаты теоретических и
экспериментальных исследований процесса измельчения в ШБМ, методики расчета рациональных конструктивных и режимных параметров, разработанный вариант устройств для осуществления поперечно-продольного движения и внутримельничного рецикла внедрены в промышленных условиях в ПРУП «Кричевцементошифер» (г. Кричев, Могилевская обл., Республика Беларусь), а также в учебном процессе Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова на кафедре «Механическое оборудование предприятий промышленности строительных материалов».
Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ, получено положительное решение о выдаче патента РФ на полезную модель № 2006126388/22(028649) от 20.07.2006 г.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержащего основные результаты и выводы. Работа включает 182 страницы, в том числе 155 страниц машинописного текста, б таблиц, 46 рисунков, список литературы из 124 наименований и приложения на 2 страницах.
