Тонкое измельчение.Шаровые и стержневые мельницы

Шаровая мельница представляет собой барабан, частично заполненный измельчающими телами (металлическими или кварцевыми шарами). При вращении барабана шары увлекаются трением о его стенки и поднимаясь на некоторую высоту свободно падают, измельчая материал ударом и истиранием.Шаровые мельницы изготавливаются либо с центральной разгрузкой через полую цапфу с торцевой разгрузкой через диафрагму(т.е. через поперечную решётку),установленной у разгрузочного конца барабана.Реже применяют мельницы с периферической разгрузкой через отверстие в барабане и окружающего его цилиндрическое сито.Шаровые мельницы с коротким барабаном часто работают по замкнутому циклу совместно склассифицирующим и транспортирующим устройством,отделяющим недоизмельчённый продукт после выхода из мельницы и возвращающего его на повторное измельчение.

Трубные мельницы как правило используют по открытому циклу.В этих мельницах достигается наиболее полное измельчение материала за счёт увеличения времени пребывания материала в длинной трубе,в этом случае отпадает необходимость в классификаторе,но увеличиваются затраты энергии на измельчение.Трубные мельницы делятся на:однокамерные,многокамерные.Многокамерные мельницы разделены решётчатыми перегородками на 3-4 камеры,через щели диафрагмы проходит измельчаемый материал.Размер дробящих тел в камерах от1 до последней уменьшается в соответствии с измельчением материала.Такое устройство барабана способствует уменьшению расхода энергии на измельчение.Первые по ходу движения материала,камеры футерованы волнистыми плитами и заполняются шарами на 23-28%,а последние камеры имеют гладкую футеровку и загружаются шарами на 30-40% от объёма камеры.Разгружают трубные мельницы через решётку у торцевой стенки барабана.

Стержневые мельницы как правило имеют короткий барабан,в который загружают стержни диаметром 40…100 мм.При небольшом числе оборотов барабана(12-30 об/мин) стержни не падают,а перекатываются в данном барабане,в результате чего не происходит переизмельчение материала, поэтому,стержневые мельницы дают более равномерный продукт,чем шаровые полые цапфы.Измельчение производится главным образом мокрым способом.

В промышленности строительных материалов использую так же кольцевые мельницы,измельчение в которых происходит раздавливание или истиранием рамками,котрые катятся по внутренней поверхности кольца,к котрым прижимается за счёт центробежными силами либо пружинами.Для весьма тонкого измельчения применяются вибрационные мельницы.Данные мельницы представляют собой барабан,заполненный на 70-80% шарами,а внутри барабана установлен вибратор.При этом происходит интенсивное движение шаров относительно друг друга,который тонко измельчают материал,за счёт удара и истирания.

Главное при измельчении является необходимость получения материала,удовлетворяющим требованиям либо в соответствии стандартов,либо требованиям,предъявляемые технологами.1)получение продукта заданного зернового состава, 2)требование S_уд, 3)оптимальная конфигурация получаемых зёрен, 4)необходимая прочность.

 

 

Вопрос 2

Охрана труда техника безопасности.

 

Билет 14

Вопрос Кинетика измельчения.

При помоле материала в шаровых мельницах происходит измельчение за счет силы воздействия падающих молющих тел (шаров), а так же путем истирания в процессе их перекатывания. В связи с наличием дефектов в структуре материала (клинкера) он разрушается от удара на осколки, при нагрузках кот. в 100 или в 1000 раз меньше теоретич. прочности этого материала или тела.

Измельчение протекают не равномерно по длине мельницы. В начале измельчение происходит довольно быстро (по макродефектам). По мере уменьшения дефектов прочность зерна оказывается достаточно высокой, что снижает измельчение. Особо неблагоприятно действуют тонкие зерна, понижающие эффективность работы мельницы.

По данным НИИ процесс измельчения цементн. Клинкера можно разделить на 3 стадии:

1) Определяется макродефектностью структуры клинкера (трещиноватость, пористость)

2) Определяется микроструктурой клинкера, кот характеризуется размерами, формой, характером срастания

3) Начиная с Sуд=2300…2700 наступает 3-я стадия,для кот. характерны явления агрегирвания и налипания частиц цемента.

На этой стадии повышается доля работы трением, кот. по эффетивности измельчению ударным воздействием или раздавливанием.

На этой стадии особенно ярко проявляется роль фазового состава цементного клинкера (особенно 3CaSiO₂ 2CaSiO₂)

Алит и Белит имея примерно одинаковую микротвердость резко отличаются по хрупкости: У кристаллов алита больше дефектов структуры поэтому они более хрупки чем кристаллы белита

С увеличением содержания белита усиливаются процессы налипания и агрегирования ц емента.

Вопрос Классификация установок тепловой обработки

Большинство строит. мат. и изд. нельзя получ. без тепловой обработки. Воздействию тепла подвергают как сами материалы, представл. смесь различных компонентов, так и сырьевые мат., предназнач, для получ. определен. композиций. Темп. обработка произв. в спец. установках наз. тепловыми. Тепловые установки делятся на:

9. сушильные

10. печные

11. плавильные

12. тепло-влажност.

Сушильными наз. установки, в кот. тепловые процессы с удалением хим. несвязной с мат. воды. Такая влага обычно удаляется при сравнит. невысоких темп-рах, изменяя как технологич. так и теплофиз. св-ва мат. Как правило в рез-те сушки повыш. прочность мат., уменьш. коэф. тепло и электропроводности. В некоторых произ-вах сушка совмещается с полимеризацией органич. вяжущих. Сушильные установки по виду обоаботки мат. подразд. на:

- установки для сушки кусковых и сыпуч. материалов

- сушилки для штучных изделий.

Для 1-го вида сушилок наиб. распростран. получ. барабанные и распылит. сушилки, сушилки с кип. слоем и сушилки во взвешенном состоянии.

Печными наз. установки, в кот. при относит. высокой тем-ре в обжигаемом мат. протекю физико-хим. процессы изменяющие хим. состав и св-ва исходн. мат. Печные установки по виду обжига продукта подразд. на:

- печи для сыпучих и кусковых. мат. (шахтные и вращающ. печи, печи для обжига в кип. слое или в взвеш. состоянии)

- печи для штучных изделий (камерные, кольцевые, тоннельные, конвеерные)

Плавильными наз. установки, в кот, исходн. сырьё доводится до плавления и вынимается из установеи в жид. виде для послед. отливки изделия или распыла расплава в вату(стекловата, кам. вата и т.д.). По существу плавильные установки явл. разновидностью печных.

Тепло-влажност. наз. установки, в кот, исходн. мат. или изделие проходят обработку при одновремен. воздействии повыш. темп-р и влаги. Установки для тевло-влажн. обработки нашли широкое прим. в промышл. сборного ж/б. Для пропарки и запарки ж/б изделий использ. ямные, тоннельные, щелевые и вертикальные камеры пропаривания, а также сущ. такие установки как автоклавы и кассетные установки. В послед. время для этих целец использ. термоформы и пакеты. По пежиму работы установки подразд. на:

- утановки непрерывного действия

- установки периодич. действия

Важнейшим условием получения продукта с заданними технологичю и технич. св-вами явл. поддержание в установке заданного режима.

 

 

Билет 15

1 вопрос Основные положения теории Ритенгера……..

Процессы измельчения весьма энергоемки. Энергетические затраты зависят от целого ряда факторов (неоднородного строения материала, наличие трещин, разнообразные формы материала и т.д.) Эти факторы могут изменяться, и они трудно поддаются учету. Поэтому для определения энергии, необходимой для разрушения материала, пользуются следующими основными гипотезами:

1. Поверхностная теория Риттенгера.

Согласно теории работа, расходуемая на измельчение материала пропорциональна новой обнаженной поверхности. В основу теории положена концепция, что работа полностью переходит в поверхностную энергию.

Изменение поверхности куска материала пропорционально его начальной поверхности, последняя пропорциональна D², т.е. харак. начальному размеру.

работа А (Нм), затраченная на разрушение зерна кубической формы со стороной D (м), прямо пропорциональна площади вновь образованной поверхности :

где К — коэффициент равный работе, затрачиваемой на образование одной новой поверхности тела.

Гипотеза Риттенгера применима для приближенного определения полной работы при дроблении с большой степенью измельчения, т.к. данной гипотезой учитывается лишь работа образования новых поверхностей.

2. Объемная теория Кирпичева – Кика.

Основана на том, что работа дробления пропорциональна объему или массе дробимого куска. При дроблении крупного куска с малой степенью измельчения можно пренебречь работой, затрачиваемой на образование новой поверхности вследствие ее незначительности. Кроме того учитывая, что изменение объема материала пропорционально его первоначальному объему, а последнее пропорционально D³, т.е. характеристика его размера, то

где К — коэффициент пропорциональности, равный работе деформирования единицы объема твердого тела,

- изменение объема.

Эта гипотеза используется для приближенного определения работы при крупном дроблении с малой степенью измельчения, т.к. данной гипотезой учитывается только работа деформации объема материала.

3. Гипотеза Бонда.

Эта гипотеза рассматривается как промежуточная между гипотезами Риттенгера и Кирпичева – Кика. Согласно данной гипотезе предполагают, что энергия предаваемая телу при сжатии распределяется по его массе и, следовательно, она пропорциональна первоначальному объему в кубе. С момента появления на поверхности трещины эта энергия концентрируется у краев трещины и тогда она пропорциональна D².

Т.е. работа деформации и разрушения куска пропорциональ­на среднему геометрическому из объема и поверхности куска материала.

4. Гипотеза Ребиндера.

Выражает обобщенный закон разрушения твердых тел.

.

разрушение куска наступает после его деформации, и работа разрушения равна сумме работ на деформацию и образование новых поверхностей

Гипотеза Ребиндера учитывает работу на деформацию дробимого материала.