Глава 4

Шаровые мельницы открытого цикла помола

4.1. Достоинства и недостатки шаровых мельниц

Шаровая мельница является традиционным, на протяжении уже более ста лет, оборудованием для достижения требуемой тонкости помола при многотоннажном производстве. В эксплуатации в России на отдельных заводах ещё находятся мельницы производительностью 25 т/час при максимально достигнутой в мире производительности 320 т/час.

На рисунке 4.1. представлены две компоновки современных шаровых мельниц. Они обе имеют опоры на башмаки подшипников скольжения гидродинамического типа. Одна из них имеет боковой редукторный привод, а вторая центральный.

Рисунок 4.1. – Компоновка современных шаровых мельниц, где:

1 – загрузка мельницы, 2 – разгрузка мельницы, 3 – опоры башмаков подшипников скольжения, 4 – главный редуктор, 5 – двигатель мельницы, 6 – вспомогательный привод

 

Достоинствами шаровых мельниц кроме большой единичной мощности, достижения тонкости помола, соответствующей удельной поверхности 5000 см²/г, простоты конструкции, высокой надежности, является также хорошо разработанное научное обоснование, в которое внесла вклад и советская цементная наука. При этом был рассмотрен механизм измельчения с образованием первой и последующих трещин в измельчаемом материале с использованием аппарата дислокаций, а также обнаружено наличие на новой поверхности ненасыщенных валентных связей при разрыве сплошных кристаллов [57, 58]. Исследовалась кинетика измельчения клинкера [59, 60], представляющего собой сложную ионно–ковалентную, смешанную со стеклообразной фазой, частично пористую структуру. Разрабатывались математические модели структуры потока материала в мельницах [61, 62, 63], вопросы интенсификации их работы [64] и управления зерновым составом цемента [65]. Изучался также и зарубежный опыт [66].

К недостаткам шаровых мельниц относится их значительные металлоемкость и износ мелющих тел, а также сильный шум. Большая часть энергии при работе шаровой мельницы теряется бесполезно, коэффициент полезного действия низок – по разным оценкам от 2 до 20% [6]. Но даже значительный удельный расход электроэнергии на помол цемента окупается полезным эффектом при использовании мельницы. Это не исключает поиска решений по экономии электроэнергии при помоле, чем и занимаются цементники всего мира.

Ещё одним недостатком шаровых мельниц открытого цикла является переизмельчение порошка. Оно связано с необходимостью совместного разрушения отличающихся по размалываемости компонентов [67], таких как клинкер, гипс, гранулированный шлак и других добавок. Невозможна ситуация, при которой частица, достигшая требуемого размера, была бы выведена из мельницы, а размалывающие силы использовались бы только для частиц завышенного размера. Наоборот эта частица должна ждать, когда трудно размалываемая достигнет требуемого размера, а сама к этому времени переизмельчается. То есть ради необходимого по тонине измельчения трудно размалываемых составляющих цемента производится переизмельчение его легче размалываемых частей. Для открытых циклов помола всё, что выходит из мельницы, должно уже быть цементом. При переизмельчении частицы, задержавшиеся в мельнице, получают окатанную форму, и гидравлическая активность их снижается. Так для одинаковой прочности при компенсации этого недостатка, удельная поверхность цемента, произведенного в мельнице открытого цикла, должна быть на 300 см²/г больше чем для замкнутого.

4.2. Усовершенствование помола в шаровых мельницах

Тенденции развития технологии помола в шаровых мельницах просматриваются в сравнении нового и старого оборудования, длительно находящегося в эксплуатации.

При строительстве новых цементных заводов наращивалась единичная производительность шаровых мельниц. Крупные системы вводились в Юго–Восточной Азии. Развитие коснулось отказа от открытого цикла помола. Мельницы были оснащены сепараторами, которые в своем развитии прошли несколько поколений.

За длительное время жизни шаровой мельницы из-за износа не один раз сменяются комплекты мелющих тел. Остается неизменным вращающийся барабан, который служит базой для последующих модернизаций. Старые мельницы переоснащались, а новые оснащались современными бронеплитами с оптимизированной геометрией, износостойкими мелющими шарами смешанного ассортимента, заменившими цильпебс [68], и регулируемыми диафрагмами. Цапфовые опоры уже более двадцати лет не используются, в новых мельницах они заменены опорами на башмаки подшипников скольжения гидродинамического типа. Используются также боковые редукторные приводы.

В середине прошлого века с началом использования интенсификаторов помола был совершен рывок в повышении производительности шаровых мельниц. Внедрением впрыска воды в зону мелкого измельчения мельницы был решен вопрос со стабилизацией температуры цемента, не достигающей температуры его ложного схватывания, и дополнительно повышена производительность.

Мельницы оснащались компьтерными системами управления, лазерными гранулометрами, работающими в потоке цемента. Быстродействие этих систем позволило разработать и внедрить экспертные системы управления мельницами, исключившими участие в этом оператора.

Использование устройств ЭКОФОР [69, 70, 71, 72] для дополнительного повышения производительности работающих мельниц с одновременным снижением удельного расхода электроэнергии позволяет надеяться на очередной шаг в усовершенствовании помола.

Технология помола цемента в России отстала от зарубежной, высокие результаты достигались за счет квалификации цементников. В связи с дешевизной электроэнергии в СССР было принято ошибочное решение о повсеместном использовании открытого цикла помола цемента и только в 80-х годах были построены несколько заводов сухого способа производства, где использовались замкнутые системы помола на базе отечественного оборудования. Рост единичной производительности мельниц, выпускаемых заводом «Волгоцеммаш» и достигший 100 т/час, был остановлен переориентацией на иностранных производителей.

В настоящее время заканчивается переоснащение мельниц весовыми дозаторами вместо объемных. Многие заводы произвели модернизацию отдельных мельниц с установкой сепараторов. Новые заводы строятся с участием зарубежных фирм с использованием современных замкнутых систем помола и автоматизации [73]. Но большинство цементных мельниц в России продолжают использоваться в открытом цикле помола и поэтому необходимо улучшать показатели их работы. Остается ориентация на использование во второй камере старых мельниц цильпебса и пневмокамерных насосов в системе их разгрузки. На многих заводах имеются трудности со сжатым воздухом, и это ограничивает возможности по повышению производительности мельниц.

На ОАО «Осколцемент» была предпринята попытка внедрения на базе шаровой мельницы открытого цикла оригинальной непрерывно–дискретной системы помола [74] с внутренним рециклом и устройством регулирования выгрузки материала на выходе мельницы. Эта новация расширяла возможности открытых систем помола. Был получен обнадеживающий научный результат, но из–за низкой надежности дискретной системы выгрузки внедрение было остановлено.

4.3. Электризация в шаровой мельнице

Измельчение по ходу шаровой мельницы идет с нарастающим сопротивлением материала. Сначала трещины проходят через крупные поры, поскольку пористость клинкера составляет 17–26%.  Потом количество пор уменьшается, и молоть становится тяжелее. Далее до удельной поверхности 1500 – 1700 см²/г измельчение идет по границам раздела фаз, а после 2500 см²/г сопротивление помолу начинает резко расти, происходит разрушение уже отдельных кристаллов [59].

Этот процесс был рассмотрен с позиций физики диэлектриков [75], поскольку клинкер, гипс, шлак и другие добавки являются диэлектриками. В общем сопротивлении измельчению была выделена электростатическая составляющая, поскольку клинкер относится к кристаллическим классам, которые электризуются – приобретают электрический заряд под действием механических сил.

Появление свободных электрических зарядов в материале при этом соответствует принципу термодинамического подвижного равновесия Ле Шателье.  Этот принцип предусматривает возникновение в системе, находившейся в состоянии равновесия и оказавшейся под каким-либо воздействием, процессов, ослабляющих это воздействие. Так, при измельчении имеет место  процесс электризации материала, который ослабляет силовое механическое воздействие.

То есть вследствие механических воздействий, таких как удар, сдавливание и истирание измельчаемого материала, в нем появляется свободные электрические носители. Действие этих носителей электрического заряда следует рассматривать как реакцию материала на энергетическое, в данном случае механическое, воздействие. Поступающие на измельчение материалы стремятся сохранить состояние термодинамического равновесия. Они сопротивляются измельчению, но с помощью механического воздействия это сопротивление подавляется. Применением активной электронейтрализации удалось ослабить действие свободных электрических носителей при помоле. Электростатическая реакция измельчаемого материала, его противодействие, были снижены и в результате этого получены необходимые технологические преимущества.

Рисунок 4.2. – Последствие удара по материалу

 

Несмотря на то, что мельница заземлена, часть освобожденных электрических носителей остается на материале, поскольку заземление может принять и релаксировать только ограниченное количество электричества. Удары производят трещины в измельчаемом материале, на стенках этих трещин появляется электрический заряд [76]. Часть гранул материала, как это показано на рисунке 4.2., раскалывается по трещинам на более мелкие куски, а некоторые трещины смыкаются после удара под действием противоположных по знаку зарядов. При этом наиболее сложная ситуация создается в последней камере мельницы, где помол происходит на уровне кристаллов. Перед выходом материала из мельницы в результате электростатического взаимодействия размолотых сверхтонких частиц происходит их агрегация. Такие дисперсные системы частично утрачивают текучесть. Недостаточная текучесть цемента снижает производительность пневмокамерных насосов и тем самым ограничивает потенциальные возможности мельниц, а также увеличивает время выгрузки цемента. Агрегация, возникающая при помоле, является обратимой, способной при определенных условиях к разобщению частиц. Если не используются интенсификаторы помола или производится цемент без добавки шлака, то на мелющих рабочих поверхностях и перегородках вследствие адгезии, сила которой имеет электростатическую составляющую, образуется твердая, демпфирующая удары, не способствующая помолу оболочка. Налипание усиливается при выпуске цементов высоких марок, а также при повышенной температуре клинкера.

Таким образом свободные электрические носители, возникающие в процессе помола, снижают его эффективность, а их возникновение является проявлением электростатической составляющей сопротивления обрабатываемого материала механическому воздействию [77].

4.4. Активная электронейтрализация в шаровой мельнице

Устройство ЭКОФОР нейтрализует свободные электрические носители в ходе помола. Оно действует в мельнице совместно с естественно происходящей нейтрализацией заряда в результате коронного разряда и действия заземления. Таким образом оно дополнительно снижает электростатические проявления в ходе помола и устраняет их негативные последствия. При этом активно используется металлическая поверхность мелющих тел. Устройство преобразует процессы, протекающие на границе измельчаемого материала и приповерхностного слоя мелющих тел, обеспечивая воздействие на обе взаимодействующие фазы.

Подключение устройств к цапфе выходного подшипника мельницы показано на рисунке 4.3. При подключении место контакта для обеспечения его надежности должно быть очищено от масла и цементной пыли. Подключение должно быть выполнено медным проводом сечением не менее, чем 1,5 мм², защищенным от механических воздействий. Прокладка провода должна исключать воздействие на него силовых и высокочастотных электрических полей.

Рисунок 4.3. – Место подключение устройства ЭКОФОР к шаровой мельнице

 

Измельчаемый материал связан с устройством по распределенной электрической цепи через мелющие тела, броневые плиты, корпус и вал мельницы, корпус подшипника и вход устройства.

Динамика   улучшения зависит от наличия оболочки на поверхности мелющих тел до подключения устройства. Если она имеется, то после подключения устройства мельница должна поработать с устройством 8…12 часов без изменения подачи. Это дает возможность разрядить «дебри–слой» дислокаций на поверхности мелющих тел. С нормализацией структуры их приповерхностных слоев они начнут очищаться от налипшей оболочки и образовывать вероятностную металлическую токопроводящую связь между измельчаемым материалом и входом устройства ЭКОФОР. При этом остаток на контрольном сите в первые часы может увеличиться, что связано с очисткой от твердой оболочки выходной диафрагмы и части мелющих тел, находящихся рядом с ней. Через несколько часов рост остатка на контрольном сите прекращается. Полная очистка мелющих тел происходит не ранее трех – пяти дней работы, а иногда в связи с крайне тяжелыми условиями помола достижимой является лишь “рябая” их поверхность, однако, достаточная для отвода заряда.

При использовании интенсификаторов помола или выпуске цемента с добавкой шлака мелющие тела, как правило, не имеют оболочки даже у разгрузочной части. В этом случае уже в течение первого часа после включения устройства происходит разрушение агрегатов и залповый вынос составляющих их мелких частиц из мельницы. Это можно заметить по импульсному в течение нескольких минут увеличению нагрузки электродвигателя элеватора или временному уменьшению времени заполнения емкостей пневмокамерных насосов.

Размалываемость материала постепенно улучшается, поскольку большее количество трещин с нейтрализованной поверхностью открывается после ударов. Пропускная способность мельницы увеличивается, она продолжает освобождаться от материала. Наблюдается временное, пока мельница очень сильно не опустела, улучшение качества помола, которым необходимо воспользоваться для повышения производительности мельницы.

Скорость прохождения материала через мельницу, текучесть цемента и шум мельницы постепено увеличиваются. Если своевременно не отреагировать на улучшение качества помола, то значительная часть материала может покинуть мельницу, а качество помола ухудшится.

Рисунок 4.4. – Пример зависимости качества помола от заполнения пространства между мелющими телами

 

Для мельницы характерна оптимальная зависимость качества помола, например, удельной поверхности от содержания в ней материала, представленная на рисунке 4.4. Жирно выделена та часть этой характеристики, в пределах которой обычно работает оператор. За 100% принимается степень заполнения, при которой материал при остановке мельницы находится на уровне мелющих тел. Скорость измельчения материала в соответствии с уравнением кинетики измельчения [60] прямо пропорциональна количеству материала, находящегося в мельнице. То есть чем его меньше, тем меньше и вероятность попадания частиц под удар при прохождении через мельницу. Этим определяется левая падающая ветвь зависимости, представленной на рисунке 4.4. Наличие же правой её падающей части обусловлено тем, что увеличение содержания материала в мельнице приводит к смягчению ударов мелющих тел, нарушению их траектории, а, следовательно, к снижению качества помола.

Оптимальный по качеству помола уровень измельчаемого материала в мельнице при включении устройства постепенно сдвигается в сторону его увеличения. Устройство предоставляет возможность увеличить содержание материала внутри на 10 – 30 %, без всякой опасности переполнить («заработать») мельницу. Это нужно также для лучшего истирания материала в последней камере мельницы. Необходимо за счет увеличенного питания перевести работу мельницы из точки «а» в точку «b». Если этого не сделать, то мельница останется работать на левой, необычной для оператора ветви новой, переместившейся оптимальной зависимости. Например, если оператор, привыкший снижать питание при ухудшении качества помола, будет в новых условиях поступать аналогично, то он усугубит ситуацию. Работа мельницы на уровне прежней производительности будет сопровождаться большим шумом, а новые возможности по повышению питания не будут использованы. Производительность же необходимо ступенчато увеличить суммарно на 12 – 25 %, причем в большей степени при выпуске высоких марок цемента.

Питание мельницы после получения данных об улучшенном показателе качества помола следует увеличивать из расчета, что каждые 100 см²/г удельной поверхности, превышающие норматив, требуют 4% дополнительного питания. Таким образом, увеличенное питание будет гарантировать нахождение новой рабочей точки на правой ветви переместившейся оптимальной характеристики. В дальнейшем увеличение питания может идти по 1 – 2 т/час после получения очередного превышающего норматив показателя качества помола. Не следует перегружать мельницу, а если это случилось, то необходимо резко уменьшить подачу материала на 5 – 15 минут, так как по пропускной способности мельница нечувствительна для небольшого снижения питания после её переполнения.

Разрежение на выходе мельницы, если температура цемента это позволяет, должно быть снижено на 20 – 40% для удержания в ней ставшего более текучим материала. Это помогает и в том случае, если материал «убегает» из первой камеры во вторую, то есть для баланса загрузки камер. Звук первой камеры должен при этом стать глуше, чем раньше, а второй более четким и звонким.

Износ мелющих тел снижается под воздействием устройств ЭКОФОР в результате преобразования приповерхностной структуры мелющих тел. При этом количество дефектов этой поверхности уменьшается и происходит её упрочнение. По данным завода на Кипре Vassiliko Cement Works Ltd, использовавших пять устройств ЭКОФОР в течение двенадцати лет, износ мелющих тел марки Hardalloy бельгийской фирмы Magotteaux на трех помольных системах уменьшился в результате действия устройств ЭКОФОР с 25–40 г/т цемента до 9–13 г/т, то есть почти в три раза.

4.5. Особенности работы шаровой мельницы при электронейтрализации

Медленная, продолжительностью несколько часов, реакция мельницы на включение устройства связана с необходимостью постепенной аннигиляции дислокаций «дебри – слоя» поверхности мелющих тел. Их рабочая поверхность становится более гладкой, приобретает большую твердость. Не следует сравнивать эту реакцию с реакцией на подачу интенсификаторов помола, которые   показывают первый результат уже через час. Интенсификаторы действуют в объёме измельчаемого материала, а электронейтрализация проводится по распределенной металлической цепи через поверхность мелющих тел, которая претерпевает значительные изменения с течением времени.

Действие интенсификаторов помола заканчивается также  в основном через один час после прекращения их подачи. Устройство ЭКОФОР обладает длительным последействием – до трёх недель для систем помола открытого цикла.

После отключения устройства, например, при перестановке его для демонстрации на следующую систему помола, мельница продолжает длительное время работать с улучшенными, медленно возвращающимися к прежнему уровню показателями, пока не износится упрочненная, ставшая малодефектной, поверхность мелющих тел.

Мельница под воздействием устройства должна содержать внутри на 10–30% большее количество материала. Это достигается увеличением питания мельницы и, если это возможно по условиям охлаждения, снижением уровня аспирации – разрежения на её выходе. Мощность, потребляемая электродвигателем мельницы, при этом несколько уменьшается.

Обновляется оптимальная зависимость качества помола от степени заполнения мельницы материалом. Появляется ошибочная возможность работы с прежней производительностью в неоптимальном режиме. Повышается текучесть измельченного, нейтрализованного цемента.

Так, время разгрузки камер пневмокамерного насоса на китайском заводе «Дианнан», где в январе 1997 года проводилось испытание устройств ЭКОФОР и особое внимание уделялось текучести цемента, уменьшилось на 27%.

Возможности по повышению производительности мельниц открытого цикла и снижению удельного расхода электроэнергии на производство тонны цемента при использовании устройства представлены в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1. – Эффективность устройства для шаровой мельницы

Тип цикла помола	Интенси-фикаторы помола	Питание мельницы, т/час	Увеличение питания, %	Снижение удельного расхода энергии, %	Количество устройств, шт.
Открытый	Нет	25 – 100	12 – 25	11 – 20	1
Открытый	Есть	25 – 100	8 – 12	8 – 11	1

 

Увеличение выпуска продукции для мельниц производительностью менее 20 т/час иногда достигало 40 – 60%. Режим работы мельницы с устройством всегда носит более стабильный характер. Если не требуется увеличение объемов выпуска цемента, то появляется возможность сократить рабочее время мельницы, а, следовательно, и затраты электроэнергии.

4.6. Условия испытания мельницы, требующие согласования

Для того, чтобы получить достоверный результат и исключить технологические помехи и психологические сложности, следует перед испытанием согласовать условия его проведения.

– Испытания должны проводиться на помольной системе, если её вспомогательное оборудование имеет резерв повышения производительности. Например, если пневмокамерные насосы или элеватор работают на пределе своей производительности, то они не смогут принять от мельницы дополнительное количество материала;

– Для сравнимости результатов необходимо использовать клинкер с относительно стабильными характеристиками, такими же, как и до подключения устройства;

– Не допускается изменять калибровку весоизмерительных устройств в течение испытания для обеспечения сравнимости результатов;

– Перед подключением устройства необходимо усреднить и зафиксировать с ответственным за испытание заводским специалистом усредненные значения питания мельницы и качества помола за период 8 – 12 часов её стабильной работы;

– Измерение питания и качества помола нужно делать каждый час;

– Составляющие питания мельницы (клинкер, гипс, другие добавки) необходимо изменять в постоянной пропорции;

– Операторы всех рабочих смен должны быть осведомлены о проходящем испытании и должны быть ознакомлены с инструкцией по работе с устройством;

– После включения устройства требуется его адаптация к оборудованию в течение 2 – 12 часов;

– После улучшения качества помола и/или опустошения мельницы питание должно быть увеличено ступенчато. Для мельниц производительностью 45 – 60 т/час сначала на 3 т/час затем по 1 т/час. Для мельниц 100 т/час сначала на 7 т/час затем по 2 – 1 т/час;

– Решение об изменении питания принимается каждый час в зависимости от текущего значения качества помола. Процесс изменения питания может продолжаться в течение 12 – 24 часов работы;

– При разбалансировке работы камер мельницы или её повышенном шуме необходимо снизить разрежение на её выходе на 20 – 40%, но не допускать перегрев цемента;

– Необходимо достичь уровня питания, близкого к максимальному, при нормативном качестве помола и стабилизировать режим в течение не менее 8 – 12 часов;

– Определение прироста производительности мельницы производится по усредненным значениям питания стабильных режимов после и до включения устройства при выпуске одной и той же марки цемента;

– После выключения устройства мельница продолжает работать с повышенной производительностью в течение длительного времени пока не износится упрочненная под действием устройства поверхность мелющих тел.

4.7. Динамика интенсификации помола при включении устройства

Первое испытание устройства ЭКОФОР по помолу цемента было проведено в 1995 году на опытном заводе Гипроцемент на мельнице производительностью 10 т/час при производстве жаростойкого цемента. Устройство было подключено к редуктору бокового привода мельницы. Остаток на сите 80 мкм после включения устройства, как это показано на рисунке 4.5 уменьшился со временем с 11 до 7%. Такое повышение качества помола свидетельствовало о возможности увеличения производительности мельницы и о целесообразности проведения испытаний в заводских условиях.

Рисунок 4.5. – Результаты испытания устройства ЭКОФОР на опытной мельнице Гипроцемент

 

На рисунке 4.6. представлены результаты испытания устройства в цехе силикатного кирпича [78] АО «Стройматериалы», г. Белгород.

Рисунок 4.6. – Результаты испытания в АО «Стройматериалы»

 

Устройство подключалось к выходному подшипнику мельницы. Результаты оценивались по времени освобождения бункера извести и по качеству помола. Бункер извести без устройства освобождался за 130 минут, а с устройством за 105 минут. Повышение производительности мельницы составило 19,2%., а качество помола осталось в допуске.

В 1996 году началось внедрение устройств ЭКОФОР за рубежом [79, 80]. Сначала они были внедрены на четырех заводах Египта: Tourah Portland Cement, Helwan Portland Cement, Ameriyah Cement, Alexandria Portland Cement и на Кипре на Vassiliko Cemеnt Works. За прошедшие годы проведены испытания в 42 странах мира. Идет активное внедрение устройств на цементных заводах Турции [81], где министерство энергетики требует снизить электропотребление цементных заводов на 10%.

На Tourah Cement  – рисунок 4.7. после включения устройства удельная поверхность цемента увеличилась на 300 см²/г, после чего питание мельницы было в два приема увеличено с 75 до 85 т/час, то есть на 13%.

Рисунок 4.7. – Результаты испытания в Tourah Cement Company, Египет

 

На Ameriyah Cement в Египте до и после испытания из мельницы вынимали мелющие шары, представленные на рисунке 4.8. Шары оказались полностью очищенными от имевшейся на них до испытания твердой оболочки. Питание мельницы было увеличено с 87.0 до 100.5 т/час, на 15%.

Рисунок 4.8. – Мелющие шары до и после ЭКОФОР

Рисунок 4.9. – Результаты испытания на заводе «Китай», КНР

 

На рисунке 4.9. представлены результаты испытания устройства в Китае на одноименном цементном заводе «Китай», на трехкамерной мельнице производительностью 18 т/час с наружным водяным охлаждением. Её питание регулировали изменением  оборотов привода транспортера дозатора. После включения устройства мельница значительно, на 400 см²/г увеличила удельную поверхность. После этого её питание было в три приема увеличено на 26%. Получено снижение удельного расхода электроэнергии на 9,0 кВт час/т цемента.

В Казахстане на Бухтарминской цементной компании цемент ПЦ500 Д0 производился с использованием триэтаноламина. После включения устройства ЭКОФОР мельница опустошилась, удельная поверхность цемента выросла на 600 см²/г. Производительность была увеличена, как это показано на рисунке 4.10., с 18,9  до 22.9 т/час, то есть на 21%. Снижение удельного расхода электроэнергии составило 8 кВт час/т цемента.

Рисунок 4.10. – Результаты испытания на Бухтарминской цементной компании, Казахстан

 

На рисунке 4.11 представлена диаграмма роста производительности мельницы ОАО «Сухоложцемент» после включения устройства ЭКОФОР при производстве цемента ПЦТ I-50. Питание мельницы увеличено с 35,6 до 39 т/час, на 9,5%. Снижение удельного расхода энергии 5 кВт час/т цемента.

Рисунок 4.11. – Результаты испытания на ОАО «Сухоложцемент»

Рисунок 4.12. – Результаты испытания на ЗАО «Пикалевский цемент»

 

На рисунке 4.12 представлены результаты испытания устройства на   мельнице ЗАО «Пикалевский цемент» при производстве цемента ПЦ400-Д20.

После включения устройства питание мельницы увеличено с 57 до 62 т/час, на 9,0%. Снижение удельного расхода энергии составило 3 кВт час/т.

На рисунке 4.13 представлены результаты испытания устройства на   мельнице ОАО «Жигулевские стройматериалы» при производстве цемента ПЦ500-Д0. После включения устройства питание мельницы увеличено с 35 до 46 т/час, то есть на 31,0%. Снижение удельного расхода энергии составило 10 кВт час/т цемента.

Рисунок 4.13. – Результаты испытания на ОАО «Жигулевские стройматериалы»

4.8. Результаты испытаний шаровых мельниц открытого цикла

В приложении 1 приведены данные по испытаниям, проведенным на системах помола открытого цикла с применением устройства ЭКОФОР, с 1995 по 2010 год. Это 57 мельниц, из них 23 в России, 20 в странах СНГ и 14 в дальнем зарубежье. Они представляют третью часть всех проведенных испытаний, остальные прошли на мельницах замкнутого цикла помола.

Диапазон полученного повышения производительности мельниц составлял от 3 до 30%, также как это отмечается [5] для жидких интенсификаторов помола.

Снижение удельного расхода электроэнергии на помол тонны цемента находится при этом в диапазоне от 3 до 11 кВт час/ т, в среднем 7 кВт час/т. Если принять среднюю производительность цементной мельницы в России 45 т/час, то одно устройство ЭКОФОР на такой средне–статистической мельнице может сберечь 300 кВт час за каждый час её работы.

Отличия в эффективности устройств зависят от технического состояния оборудования и в основном от размалываемости клинкера. Она определяется его пористостью, химическим и минералогическим составом, микроструктурой клинкера и кристаллографией клинкерных материалов [82].

Не удалось повысить производительность мельницы на цемзаводе «Октябрь» ОАО «Новоросцемент». При производстве сульфатостойкого цемента ССПЦ400 Д20 с добавкой 10% опоки она работала на уровне 58 т/час, больше чем аналогичная мельница без использования опоки. Измерения цифровым мультиметром электрического потенциала опоки по отношению к земле показали, что эта добавка имеет отрицательный потенциал на уровне – 500 … 800 мВ. То есть она играет роль природного интенсификатора помола, за счет аниона кислотного остатка кремнезема нейтрализуя положительный заряд материала и повышая производительность мельницы. Такими свойствами обладает также пуццолан, и некоторые другие добавки. На фоне пуццолана и опоки ЭКОФОР и интенсификаторы помола не могут дать эффекта.