Анотація до роботи:

Матіега В.М. Інтенсифікація процесу подрібнення у трубник млинах з активуючим бронефутераціями. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 - процеси та обладнання хімічної технології.

Чернівецький факультет Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут", м. Чернівці, 2002 р.

Захищається рукопис, що містить результати дослідження та розробки процесу подрібнення у трубних млинах з активаційними бронефутераціями.

Запропонована концепція інтенсифікації процесу подрібнення у трубних млинах за рахунок зміни характеристики пульсуючого руху мелючого завантаження вздовж барабану. Створені нові типи активаційних бронефутерацій та визначені їх функціонально-геометричні характеристики. Розроблений ряд математичних моделей для окремих стадій та двохстадійного процесу подрібнення.

Результати досліджень та розроблені рекомендації впровадженні на Кам'янець-Подільському цементному заводі та ВАТ ”Балцем” м. Балаклія Харківської області. Вони можуть бути використані також в хімічній та ряді інших галузей промисловості.

1. У дисертаційній роботі експериментально обґрунтовані і теоретично досліджені технологічні процеси подрібнення в трубних млинах з використанням активаційних бронефутерацій з метою пошуку і визначення оптимальних параметрів роботи млинів з позиції енерґо- та ресурсозбереження. Розроблена концепція створення пульсуючих водоспадного та каскадного технологічних режимів процесів подрібнення з активаційними бронефутераціями, що дозволила розширити зону активного подрібнення при падінні мелючих тіл, підвищити ефективність роботи завантаження у внутрішніх шарах і в результаті - забезпечити більшу повноту передачі енергії подрібнювання від мелючих тіл часткам матеріалу.

2. Виявлена специфіка початкової та заключної стадій процесу подрібнення з використанням пульсуючих режимів мелючого завантаження з допомогою активаційних бронефутерацій, яка полягає у тому, що в початковій стадії перевага надається одночасному відриву частини мелючих тіл від поверхні бронефутерації, а у заключній стадії характерний "точковий" відрив із збереженням значних коливань кута відриву.

3. Автором обґрунтовані і розроблені робочі профілі та досліджені функціонально-геометричні параметри активаційних бронефутерацій, принципова особливість яких полягає в тому, що вони забезпечують різну швидкість зміни умов зчеплення по довжині функціональної ділянки і кута відриву мелючих тіл ( миттєвий перехід умов зчеплення від максимуму до мінімуму). Для бронефутерації БАТ-1 це є пульсуючий водоспадний режим або гранично "м'який" перехід,

впродовж повороту барабану на кут, що відповідає одній функціональній ділянці бронефутерації у межах від /2 до /3. Для бронефутерації БАТ-2 це є пульсуючий каскадний режим.

4. Запропоновані автором бронефутерації БАТ-1 та БАТ-2 забезпечують високоефективні режими роботи мелючих тіл на всьому протязі процесу. Амплітуда коливань кута відриву завантаження може досягти 50 та більше, що є близькою до межі практичної необхідності. Робочі об'єми помольних камер, обладнаних активаційними бронефутераціями, суттєво не зменшуються при цьому у порівнянні з поширеними типами бронефутерацій.

5. Встановлено, що збільшення рівня відриву мелючих тіл над розрахунковим оптимальним, що характеризується кутом відриву, складає 55⁰ не приводить до зниження інтенсивності подрібнення, оскільки зона падіння мелючих тіл в реальних умовах знаходиться не на поверхні барабану, а в шарі тіл, що утворюють п'яту завантаження.

В межах зменшення кута відриву впритул до значення 40⁰ ефективність режиму мелючих тіл не спадає, а зростає.

6. Автором отримані на основі дробових факторних планів та експериментальних даних математичні моделі першого і другого порядку, з допомогою яких здійснена багатофакторна оптимізація конструктивно-технологічних параметрів процесу подрібнення у модельних млинах, обладнаних активаційними бронефутераціями ефективність на обох стадіях подрібнення з використанням таких показників, як залишок на ситі 80 мкм, повна поверхня продукту та питома витрата енергії. За даними цільових функцій, отримані оптимальні рівні конструктивно-технологічних параметрів подрібнення з використанням бронефутерацій БАТ-1 і БАТ-2, які можуть бути застосовані для розв'язання широкого кола задач промислового застосування.

а -БАТ-1, б - БАТ-2

Рис. 3. Загальний вигляд активаційних бронефутерацій

7. Комплексне дослідження процесу подрібнення, що складається з двох послідовних стадій: початкового подрібнення із застосуванням бронефутерації БАТ-1 та кінцевого тонкого помелу із застосуванням бронефутерації БАТ-2, дозволило визначити суттєве підвищення ефективності процесу подрібнення в порівнянні з розповсюдженими типами бронефутерацій - хвилястою (до 40%) і поличною (до 70%).

8. Дисперсний склад продуктів подрібнення, отриманих в модельних млинах з БАТ-1 і БАТ-2, відрізняється малою широтою розподілу і підвищеним вмістом фракції 5-50 мкм. У двостадійному процесі подрібнення (БАТ-1+БАТ-2) варіювання дисперсного складу продуктів можливе шляхом зміни співвідношення часу подрібнення на першій і другій стадії.

9. Результати дослідження можуть бути використані для розробки конструкцій, схем монтажу активаційних бронефутерацій та параметрів роботи промислових трубних млинів різноманітних типорозмірів, технологічного налагодження трубних млинів або їх окремих камер, обладнаних активаційними бронефутераціями з метою на підвищення дисперсності продукту, продуктивності процесу та зниження питомої витрати енергії при подрібнюванні, при проектуванні нових трубних млинів.

10. Промислове впровадження результатів дослідження не потребує додаткових капітальних та експлуатаційних витрат. Результати роботи впроваджені до використання на Кам'янець-Подільському цементному заводі та ВАТ "Балцем", м. Балаклія, Харківської обл. Очікується підвищення продуктивності процесу подрібнення на 20-25% при скороченні питомої витрати енерґії у тих же межах. Економічний ефект на один млин продуктивністю 50 т/год складе 65-80 тис. грн на рік. Результати роботи можуть бути застосовані в хімічній, гірничозбагачувальній, енерґетичній та інших галузях промисловості, де використовуються трубні (кульові) млини.

Публікації автора:

1. Матієга В.М. Дослідження процесу подрібнення у модельних млинах, обладнаними активаційними бронефутераціями//Вісник Тернопільського державного технічного університету—1998.—Т.3. –Число 4.—С.29–32.

2. Матієга В.М. Механіка руху мелючих тіл в млинах з активаційними бронефутераціями//Вісник Тернопільського державного технічного університету—1999.—Т.4. – Число 2.—С.19–24.

3. Матієга В.М. Моделювання та дослідження двостадійного процесу подрібнення цементних шихт в трубних млинах з активаційними бронефутераціями//Вісник Тернопільського державного технічного університету –1999.—Т.4. –Число 4.—С.35–39.

4. Матиега В.М. Исследование и технология измельчения цемента в крупнотонажных мельницах //Весник Национального технического университета"Харьковский политехнический институт" – 2001.— Вып. 129. "Технологии в машиносторении". – Ч.1.—С.354–358.

5. Змарада А.А., Матиега В.М., Тверитникова Е.Е. Исследование двухстадийного процесса измельчения цементных шихт в трубных мельницах с активирующими бронефутеровками. // Сб. научн. тр. ХГПУ, т.1.: Экология химической техники и биотехнологии. – 1996.– С. 69-74.

6. Змарада А.А., Матиега В.М., Тверитникова Е.Е. Функциональные характеристики бронефутеровок трубных мельниц для стадии тонкого измельчения. // Сб. научн. тр. ХГПУ, т.2.: Экология и ресурсосбережение. – 1997.– С.14-20.

7. Матієга В.М., Дабула К.М. Функціональні характеристики активуючої бронефутерації для перших камер трубних млинів цементних підприємств. // 36. наук. пр. : Дослідження математичних моделей.- К.: Ін-т математики HAH України. – 1997.– С.157-166.

8. Змарада А.А., Матиега В.М.,Котляров С.В. Измельчение отходов в подготовке их к утилизации // Сб. научн. тр. Харьк. ин-та соц. прогресса.– Вип.1. Харьков.–1996.– С.196-198.

9. Змарада А.А., Матиега В.М., Тверитникова Е.Е. Исследование пульсирующего режима мелющей загрузки трубной мельницы с помощью статистических планов // Тр. межд. научн. тех. конф. " Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье".–Ч.4.– Харьков: ХГПУ.–1997.– С.350-353.

10. Матієга В. Математичне моделювання процесу подрібнення у трубних млинах з використанням активаційних бронефутерацій БАТ-2//Матер. 4-ої науково-практичної конференції "Прогресивні матеріали, технології та обладнання в машино- і приладобудуванні"-Тернопіль: ТДТУ ім.Ів.Пулюя.- 2000.-С.175.

11. Матієга В. Моделювання фізичної кінетики процесів подрібнення в екотехнологічних системах ресурсозбереження замкнутого циклу// Фундаментальні проблеми сучасної фізики. Матеріали другого міжнародного Смакулового симфозіуму.- Тернопіль: ТДТУ, Джура, 2000.-С. 56-57.