Машины и оборудования

Машины и оборудование для помола материалов

Важным технологическим процессом при производстве минерального порошка, цемента, извести, исходного продукта для керамических изделий и др. является измельчение различных материалов до частиц размером не более десятых долей миллиметра. Энергоемкость процесса помола большая. Однако на измельчение материалов расходуется лишь часть энергии, потребляемой помольной машиной. Значительная часть ее теряется в виде теплоты, на изнашивание рабочих органов и др. Тонкому измельчению подвергаются большие массы материалов (сотни миллионов тонн). Поэтому важны работы по совершенствованию этого оборудования.

В современном производстве для помола используют барабанные (шаровые и стержневые), среднеходные, ударные, вибрационные и струйные машины. В барабанных мельницах материал измельчается внутри полого вращающегося барабана, в котором помещены мелющие тела (шары, стержни). При вращении барабана мелющие тела и материал сначала движутся по круговой траектории, а затем, отрываясь от стенки, падают по параболе. Помол материала осуществляется в результате истирания при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также ударов тел по материалу при падении их с некоторой высоты.

Рис. 1 Схемы машин для помола

а, б, в – барабанные мельницы, в которых материал измельчается во вращающемся (а) или вибрирующем (б) барабане при помощи загруженных в барабан мелющих тел, или без мелющих тел ударами и истиранием частиц материала один о другой и о футеровку барабана (в); г - схема ролико-маятниковой мельницы; д - ударные (д), в которых материал измельчается ударам шарнирных (шахтные мельницы), или жестко закрепленных (аэробильные мельницы) молотков; е - струйные (е), где материал измельчается в результате трения и соударения частиц материала одна о другую, а также о стенки камеры при движении частиц воздушным потоком большой скорости

Барабанные мельницы классифицируют: по режиму работы - на мельницы периодического и непрерывного действия; по способу измельчения - сухого и мокрого помола; по способу загрузки и разгрузки материалов - с загрузкой и разгрузкой через люк, с загрузкой и разгрузкой через пустотелые цапфы, с загрузкой через цапфу и разгрузкой через стенки барабана.

Барабан мельницы приводится во вращение через зубчатый венец или через центральную цапфу. Они могут работать в открытом или замкнутом цикле. В последнем случае выведенный из мельницы материал подвергается сортировке (сепарации), и крупные частицы (негабарит) возвращается в мельницу на домол. Шаровые мельницы характеризуются внутренним диаметром барабана и его рабочей длиной.

Вибрационные мельницы могут работать в режимах сухого и мокрого помола. При непрерывном измельчении вибрационная мельница работает в замкнутом цикле.

В струйных мельницах частицам материала кинетическая энергия передается совместным потоком газа, воздуха, пара или продуктов сгорания. Измельчение осуществляется либо при столкновении встречных потоков частиц, либо при их ударе об отбойную плиту. Некоторая доля частиц измельчается касательными ударами о внутренние поверхности установки при разгоне или транспортировке по трактам пневмоклассификационной системы. Сообщение частицам требуемой для разрушения скорости (200 - 400 м/с) осуществляется на относительно коротких участках. Поэтому струйные мельницы имеют сравнительно малые габариты. Их размеры и вес определяются в основном генератором энергоносителя, а также размерами классифицирующих и пылеосадительных устройств. Для струйных мельниц характерен значительный износ разгонного аппарата и отбойной плиты. С целью уменьшения износа участки, подвергающиеся интенсивному локальному воздействию, выполняются из высокопрочной абразивостойкой керамики или твердых сплавов. Простота устройства, отсутствие движущихся частей и существенных механических напряжений делает эти машины весьма долговечными (рис. 9).

Рис. 9. Струйные противоточные мельницы:

1 – бункер; 2 – напорное сопло; 3 – кольцо; 4 – камера; 5 – эжектор; 6 – люк.

Мельницы истирающе-срезающего действия. Процесс измельчения в таких мельницах основан на принципе самоизмельчения истиранием (срезом). Измельчаемый материал располагается во вращающихся вокруг вертикальной оси камерах или при вращающемся роторе по периферии неподвижной камеры и под действием центробежных усилий "прилипает" к стенкам, одновременно подвергаясь давлению. В контактной зоне происходит самоизмельчение материала срезом (истиранием).