Введение к работе
Актуальность работы. По планам правительства РФ к 2012 г, строительная отрасль должна достичь уровня развитых стран по объему ввода жилья на 1 человека (1 м2/чел или 140 млн. м2 в год) и потребления цемента в количестве 1000 кг на человека. Для обеспечения внутреннего рынка страны, по планам Минэкономразвия, годовой выпуск цемента к 2012 г необходимо увеличить до 59,9 млн. т. в год, сократить импорт до 1,0 млн. т, увеличить экспорт до 2,5 млн. т.
Это достаточно сложная задача, потому что износ основных фондов российских цементных заводов составляет 70%. На настоящий момент предприятия отрасли не в состоянии самостоятельно осуществить серьезные мероприятия по обновлению основных фондов, в связи с длительным сроком окупаемости инвестиционных проектов. В таких ситуациях необходимо осуществить модернизацию действующего оборудования, повысить эффективность его использования путем не дорогостоящих и научно обоснованных мероприятий.
В последнее время большое внимание уделяется повышению тонкости помола цемента. С увеличением тонкости помола цемента сокращается время его твердения и повышается прочность. Увеличение прочности цементного камня снижает расход цемента при изготовлении изделий на его основе, что дает существенную экономию.
Одним из основных агрегатов для измельчения цементного клинкера в Российской Федерации являются шаровые барабанные мельницы, недостатки их известны - это высокие удельные энергетические затраты, большой износ мелющих тел и футеровки, сложность получения цементов высоких марок. Повышение эффективности процесса измельчения клинкера в шаровых барабанных мельницах, определение оптимальных взаимодействий мелющих тел на измельчаемый материал, является актуальной задачей, при получении высокомарочного цемента.
Рабочая гипотеза - повысить эффективность процесса измельчения клинкера в шаровых барабанных мельницах можно за счет увеличения площади контакта мелющей загрузки с материалом, снижения прохода материала в промежуточных пространствах между шарами без измельчения.
Научная идея - необходимо создать и исследовать такие режимы процесса измельчения в шаровых барабанных мельницах, при которых обеспечивалось бы максимальное воздействие мелющих тел на измельчаемый материал.
Цель работы - разработать методику подбора рациональной композиции мелющих тел; режимов работы мельницы, обеспечивающих мак-
4 симальную эффективность процесса измельчения клинкера с учетом его физико-механических свойств. Задачи исследований:
Рассмотреть основные тенденции развития техники шарового измельчения.
Разработать математическую модель определения рациональных параметров разрушения материала в шаровых барабанных мельницах.
Создать экспериментальную установку, разработать план и методику исследования.
Исследовать влияние исследуемых параметров на эффективность процесса измельчения.
Осуществить оптимизацию исследуемых параметров, влияющих на измельчение в шаровых барабанных мельницах.
6. Апробация результатов работы в промышленных условиях.
Научная новизна:
1. Получено уравнение расчета для результирующей силы, дейст
вующей на частицу материала, находящегося между последовательно
расположенными слоями мелющих тел.
Аналитически получено уравнение для расчета затрачиваемой работы при измельчении материала.
Получено уравнение для расчета среднего диаметра частиц готового продукта от размера средневзвешенного диаметра шара.
Получены уравнения регрессии, позволяющие определить рациональные режимы процесса измельчения в шаровых барабанных мельницах с учетом размера мелющих тел.
Практическая ценность работы.
На основе теоретических и экспериментальных исследований усовершенствован способ тонкого измельчения цементного клинкера в шаровой барабанной мельнице, который обеспечивает повышение однородности фракционного состава готового продукта, непрерывность процесса измельчения, сокращение времени цикла измельчения при сохранении высокого качества готового продукта в промышленных условиях. Результаты работы в виде рекомендаций по полученным режимам процесса измельчения могут быть использованы в строительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Реализация работы.
Результаты работы внедрены на ОАО «Себряковцемент» при помоле цементного клинкера. Рассчитанный экономический эффект от внедрения составил 1681,249 тыс. руб. в условиях 2011 года.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались на международной научно-технической конференции молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова
5 в 2009 г; международных научно-технических конференциях - «Эффективные материалы, технологии и машины в строительстве», «Современные технологии керамики, стекла, вяжущих и композиционных материалов», «ИНТЕРСТРОИМЕХ - 2010» в 2010 г; на заседаниях технических советов ОАО «Себряковцемент» в 2009-2011 гг.
Публикации.
По результатам работы опубликовано девять печатных работ в центральных изданиях, а также две статьи рекомендованных перечнем ВАК РФ, подана заявка на изобретение № 2011105550.
Структура и объем работы.
