Общие сведения. Мельницы предназначены для тонкого измельчения таких материалов, как цемент, минеральный порошок, известь

Мельницы предназначены для тонкого измельчения таких материалов, как цемент, минеральный порошок, известь, доломит и др.

Дисперсность помола таких материалов характеризуется размером частиц 0,074 мм и менее.

Мельницы классифицируют по следующим признакам: по форме рабочего барабана - цилиндрические и конические; по форме мелющих тел - шаровые с центральной разгрузкой, стержневые с центральной разгрузкой и мельницы самоизмельчения (без мелющих тел).

Принцип работы шаровой мельницы основан на дроблении материала свободно падающими телами (шарами). Шары, увлекаемые вращающимся барабаном, поднимаются до определенной высоты, а затем, отрываясь, падают на измельчаемый материал. Последний, кроме того, измельчается истиранием между подвижными шарами.

На рис. 16 показана схема лабораторной шаровой мельницы.

Рис.16. Схема лабораторной шаровой мельницы

Параметры шаровой мельницы. Основными параметрами шаровой мельницы являются рабочий (внутренний) диаметр D и длина барабана L. В обычных шаровых мельницах отношение L:D принимается в пределах 1-2. К параметрам шаровой мельницы относятся также оптимальная скорость вращения барабана, степень заполнения его шарами, мощность привода и производительность [8].

Оптимальная частота вращения барабана n. Измельчение материала в шаровой мельнице производится вследствие ударов падающих шаров и истирания между ними. При вращении барабана шары прижимаются центробежной силой к его стенкам и поднимаются на некоторую высоту. Для эффективной работы шары должны отрываться от стенки барабана, не доходя до верхней точки, в противном случае они будут вращаться вместе с барабаном, не производя полезной работы по измельчению материала.

Предельную частоту вращения барабана n_кр, при которой окружная скорость будет критической, определяют из условия равно-

весия силы тяжести и центробежной силы инерции по выражению:

n_кр £ 1/(2 ), (15)

где R – рабочий радиус барабана.

Оптимальная частота вращения зависит от центрального угла a: n = 1/2 . Наивыгоднейшее значение угла отрыва α равно 54º40´, при этом происходит наибольшая работа измельчения. Тогда оптимальная частота вращения барабана n = 0,38/

Степень заполнения барабана шарами. Степень заполнения рабочего объема барабана шаровой загрузкой оказывает существенное влияние на эффективность работы мельницы. При уменьшении количества мелющих тел будет снижаться частота и количество ударов падающих шаров, что приведет к ухудшению производительности машины. Такой же результат будет наблюдаться и при избыточном количестве шаров.

Для обеспечения оптимального режима работы мельницы при оптимальной частоте вращения, когда шары внешнего слоя отрываются при α = 54º40´, коэффициент заполнения барабана шарами определяют по формуле

φ = S/ , (16),

где S = 0,4 R² = 1,26R² - площадь сечения шаровой загрузки при неподвижной мельнице. Коэффициент заполнения барабана шарами рекомендуется принимать φ = 0,4.

Для контроля степени заполнения определяется размер а от

оси барабана до верхнего уровня шаровой загрузки (рис. 17).

Рис.17. Расчетная схема для определения степени заполнения

барабана шарами

Полный вес шаровой загрузки определяют по формуле

G = j m g p R² L, (17)

где μ – коэффициент разрыхления шаров; γ – удельная масса материала шаров.

Производительность шаровой мельницы. Производительность шаровой мельницы зависит от ряда факторов: свойств измельчаемого материала, равномерности питания, тонкости помола, состояния шаров, степени заполнения барабана шаровой загрузкой и т. д.

Для приближенного определения производительности П, т/ч,

рекомендуется следующая формула:

П = 6,15 ^0,8q П¢_уд, (18)

где D – рабочий диаметр мельницы, м; m – масса мелющих тел, т; V – рабочий объем мельницы: V = ; q – поправочный коэффициент на тонкость помола, q = 0,77 при 5%-ном остатке на сите № 0080, q = 1,0 при 10%-ном остатке и q = 1,42 при 20%-ном остатке; П´_уд – удельная производительность, т/кВт×ч, П´_уд = 0,035-0,05 соответствен-

но для цементного клинкера и известняка.