Исследование параметров работы центробежной противоточной мельницы

В третьей главе описаны конструкции и принцип действия обычной, а также усовершенствованной мельницы. Установлено, что параметрами, влияющими на производительность, удельные затраты энергии и удельную поверхность продукта помола являются:

Q, S, q = f (n, L, h, Нк, R, Нл, D, а^., Пк , Пр),

где n- частота вращения роторов, мин^-1;

L- межосевое расстояние между роторами, м;

h- высота радиальных прямолинейных лопастей, м;

Н_к - высота камеры помола, м;

R - радиус кривизны криволинейной лопасти, м;

Н_л - высота криволинейных лопастей, м;

D- диаметр ротора, м;

всж - предел прочности измельчаемого материала, Па;

п_к - количество криволинейных лопастей;

п_р - количество прямолинейных лопастей.

Для определения рациональных технологических и конструктивных параметров работы центробежной противоточной мельницы во время проведения исследований были проведены поисковые эксперименты как на обычной, так и на усовершенствованной центробежной противоточной мельницах. В ходе экспериментов определялись производительность Qпо 30% - ному остатку на сите 008, удельный расход энергии q, потребляемая мощность P,удельный расход металла роторов, а также гранулометрический состав готового продукта. Перед началом эксперимента определялся вес каждого ротора, который составлял 0,515 кг (обычный вариант) и 0,575 кг (усовершенствованная). В загрузочные патрубки мельницы подавался известняк класса -5+1, мергель и гранит поочередно в

течение 15 мин каждый. Так как высота Н_к камеры помола в свету на 1мм больше высоты Н_л криволинейных лопастей, то данный конструктивный размер не менялся. Линейная скорость у_л схода частиц с поверхности прямолинейных и криволинейных лопастей варьировалась при заданном диаметре Dроторов и изменении частоты nих вращения, которая определялась из условия разгона частицы до критической скорости разрушения материала.

сжатие материала считается постоянной величиной. Количество лопастей п_к и п_р должно обеспечивать балансировку роторов, т.е. лопасти должны располагаться симметрично относительно двух плоскостей симметрии. Таким образом, был выбран следующий набор параметров, подлежащих регулированию в процессе проведения экспериментов: n- частота вращения роторов, мин^-1; L- межосевое расстояние между роторами, м; h- высота радиальной прямолинейной лопасти, м; R- радиус кривизны криволинейной лопасти, м.

Величина производительности Qявляется основным технологическим параметром, определяющим работу мельницы. Влияние конструктивно­технологических параметров на производительность Qпо готовому продукту определялось по остаткам на сите 008.

Частота вращения nроторов является одним из основных технологических параметров рассматриваемых мельниц, влияющих на их производительность.

На рис. 4.1 приведены результаты поисковых экспериментов: графические зависимости влияния частоты вращения nроторов на производительность Q центробежной противоточной (линия 1, линия 2) и усовершенствованной (линия 3, линия 4) мельниц по остатку на сите 008, равному 30%, при лопастях роторов, загнутых "вперед" и "назад".

Из представленных зависимостей видно, что при лопастях, загнутых «вперед» с увеличением параметра nпроизводительность Qцентробежной противоточной мельницы по заданному продукту растет. При n = 6000 мин^-1 Q = 40,5 кг/ч; при n = 7500 мин^-1Q = 51 кг/ч; при n = 9000 мин^-1Q = 61 кг/ч; при n = 10500 мин^-1Q = 69 кг/ч; при n = 12000 мин^-1Q = 80 кг/ч (линия 1).

При лопастях, загнутых «назад», с увеличением параметра nпроизводительность Qцентробежной противоточной мельницы по заданному продукту также растет. При n = 6000 мин^-1Q = 42 кг/ч; при n = 7500 мин^-1Q = 55,2 кг/ч; при n = 9000 мин^-1Q = 67,1 кг/ч; при n = 10500 мин^-1Q = 77,4 кг/ч; при n = 12000 мин^-1Q = 89 кг/ч (линия 2).

Рисунок 4.1. Зависимость производительности Qцентробежной противоточной и усовершенствованной мельницы от частоты nвращения роторов.

С увеличением частоты nвращения усовершенствованной мельницы производительность также растет. Например, при лопастях, загнутых «вперед», при n= 6000 мин^-1Q= 56,8 кг/ч; при n= 7500 мин^-1Q= 60,3 кг/ч; при n= 9000 мин^-1Q= 73,3 кг/ч; при n= 10500 мин^-1Q= 92,7 кг/ч; при n= 12000 мин^-1Q= 102,6 кг/ч (линия 3). При лопастях, загнутых «назад», с увеличением параметра n производительность Qусовершенствованной мельницы по заданному продукту также растет. При n= 6000 мин^-1Q= 63,7 кг/ч; при n= 7500 мин^-1Q= 67,3 кг/ч; при n = 9000 мин^-1Q = 80,5 кг/ч; при n = 10500 мин^-1Q = 100,1 кг/ч; при n = 12000 мин^-1Q = 110,1 кг/ч (линия 4). Наибольшие значения производительности были получены при n = 12000 мин^-1.

На рис. 4.2 представлены графические зависимости влияния частоты вращения nроторов на удельные затраты qэнергии центробежной противоточной

и усовершенствованной мельниц при лопастях роторов, загнутых "вперед" и "назад".

Рисунок 4.2. Зависимость удельных затрат энергии qцентробежной противоточной и усовершенствованной мельницы от частоты вращения nроторов.

Из представленных зависимостей видно, что с увеличением частоты n вращения роторов удельные затраты qэнергии центробежной противоточной мельницы снижаются. Например, при n = 6000 мин^-1q = 25,1 кВт ч/т;

при n= 7500 мин^-1 ; q= 24,2 кВт ч/т; при n= 9000 мин^-1q= 23,5 кВт ч/т; при n = 10500 мин^-1q= 22,9 кВт ч/т; при n= 12000 мин^-1q= 22,5 кВт ч/т (линия 1, лопасти загнуты «вперед»).

при n = 6000 мин^-1q = 18,9 кВт ч/т; при n = 7500 мин^-1 ; q = 18,7 кВт ч/т; при n = 9000 мин^-1q = 18,0 кВт ч/т; при n = 10500 мин^-1q = 16,9 кВт ч/т; при n = 12000 мин^-1q = 16,4 кВт ч/т (линия 4).

Наименьшие значения удельных затрат энергии qполучены при n = 12000 мин^-1. Таким образом, установлено, что при увеличении частоты nвращения роторов (от 6000 до 12000 мин^-1) и при лопастях, загнутых «назад», в усовершенствованной мельнице удельные энергозатраты qснижаются по сравнению с центробежной противоточной мельницей с q= 21,5 кВт ч/т до

16,4 кВт ч/т.

4.2.