Способ измельчения твердого материала

 

Изобретение относится к технологии измельчения и касается способа механической прочности материалов, подвергающихся размолу. Целью изобретения является интенсификация процесса. Измельчение твердого материала ведут путем механического воздействия на материал и подачи охлаждающей жидкости в зону измельчения, причем вначале осуществляют механическое воздействие на материал в течение времени &Tgr;=M(T<SB POS="POST">2</SB>-T<SB POS="POST">1</SB>)<SP POS="POST">.</SP>C/W*98N, где M - масса мельницы с загрузкой, T<SB POS="POST">1</SB> - начальная температура мельницы с загрузкой, T<SB POS="POST">2</SB>-максимально допустимая температура ведения процесса, C - удельная теплоемкость мельницы с загрузкой, W - мощность двигателя мельницы, *98N - КПД мельницы, после чего одновременно с механическим воздействием осуществляют подачу охлаждающей жидкости в диспергированном состоянии с интенсивностью J=W*98N/λ, где λ - удельная теплота парообразования жидкости. 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН. (51) 5 В 02 С 19/18

Ъ .":с я ь л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ пд".";., " .:.:ие

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4366620/23-33 (22) 20.01.88 (46) 23.03.90. Бюл. и 11 (72) О.М.Розенталь, И.В.Киселев, В ° В ° Болдырев, Е.Г.Аввакумов, Ю.А.Буевич и.А.Г.Хисматуллин (53) 621.926,9 (088.8) (56) Патент США М 3739991 кл. В 02 С 19/16, опублик. 1973. (54) СПОСОБ ИЗМЕЛЬ4ЕНИЯ ТВЕРДОГО

МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к технологии измельчения и касается способа снижения механической прочности материалов, подвергающихся размолу.

Целью изобретения является интенсифи" кация процесса. Измельчение твердого материала ведут путем механического

Изобретение относится к технологии измельчения и касается способа снижения механической прочности материалов, подвергающихся размолу. Оно может быть использовано в производстве строительных материалов, горнообогательной, химической, керамической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - интенсификация процесса .

В зону измельчения мельницы, работающей без принудительного внешнего охлаждения, вводят поток охлаждающей жидкости в диспергированном состоянии интенсивностью j. Введение такого потока начинают через промежуток времени 7 после начала работы мельницы

„,80„„1553422 А 1 воздействия на материал и подачи охлаждающей жидкости в зону измельчения, причем вначале осуществляют механическое воздействие на материал в течение времени С = М (t — t,) х С/Wq,, где М - масса мельницы с загрузкой, t — начальная температура мельницы с загрузкой, t — максимально допустимая температура ведения процесса, С вЂ” удельная теплоемкость мельницы с загрузкой, W — - мощность двигателя мельницы, - КПД мельницы, после чего одновременно с механическим воздействием осуществляют подачу охлаждающей жидкости в диспергированнои состоянии с интене сивностью j = W 1/ Л, где Л - удельная теплота парообраэования жидкости. 6 табл.

С:

Миб по достижении в зоне измельчения температуры, максимально допустимой для ©

laW данного типа мельницы, работающеи при отсутствии принудительного внеш- 4йЬ него охлаждения. Ю

Барабан мельницы с полезной и ме- Я лющей загрузкой в момент включения двигателя мельницы имеет температуру

В процессе работы в барабане с загрузкой эжесекундно выделяется количество теплоты W- q вследствие интенсивных взаимодействий полезной и мелющей эагрузок между собой и со стенками барабана, где W — мощность двигателя мельницы; q - коэффициент полезного действия (КПД) мельницы.

Температура барабана с загрузкой

1551422 постепенно повышается и при условии отсутствия принудительного внешнего охлаждения достигает через промежуток

Я л M(t t«,)C времени темпераИ 7 туры t — максимально допустимой температуры ведения процесса для данного типа мельницы, где М - масса барабана с загрузкой; t q — максимально 10 допустимая температура ведения процесса для данного типа мельницы; — температура барабана с загруз1 » ой в момент включения мельницы; С удельная теплоемкость барабана с за- 15 грузкой. Во избежание выхода мельницы из строя дальнейшее выделение теплоты в барабане с загрузкой компенСируют введением в зону измельчения

Лостоянного ео времени потока жидкос- 20 ти в диспергированном состоянии, темература кипения которой меньше t<. спаряющаяся в зоне измельчения >нидкость отнимает от барабана с загрузкой количество теплоты j Л = L4, 25 где A - удельная теплота парообразования жидкости, т.е. объем вводимой жидкости равен объему жидкости, испаряющейся за тот же промежуток времени во внешнюю атмосферу, вследствие чего температура барабана с загрузкой остается постоянной, равной

Таким образом, мельницы не требуют принудительного внешнего охлаждения, 35

Жидкость, подаваемая в разогретый барабан с загрузкой (t может достигать 350-400 С), резко охлаждает

Поверхность частиц измельчаемого ма,гериала, что обусловливает их интенСивное растрескивание.

Положительный эффект достигается за счет того, что на частицы измельчаемого материала с одной стороны оказывают ударное механическое и тер- 45 мическое воздействие разогретые до температуры t меняющие тела, а с другой стороны влияет жидкость, вызывая .резкое охлаждение их поверхности. Многочисленные микротрещины, образующиеся на поверхности частиц измельчаемого материала, в силу непрерывного характера такого рода воздействий, не успевают "заживляться", а быстро растут до разрушения части55 цы. 11ри измельчении твердых и особотвердых материалов для достижения нижнего предела размера частиц необходимо гораздо меньшее время, чем..при измельчении по известному спо-! собу.

В случае, если интенсивность поНу тока жидкости j — — или введение

его в зону измельчения начинается че,1 M(t 2 — t1,)C рез время с после

И включения двигателя мельницы, происходит неконтролируемое повышение температуры барабана с загрузкой выше при этом мельница выходит из строя. Применение принудительного внешнего охлаждения барабана с загрузкой не позволяет контролировать величины j и С, что не дает возможности проводить процесс по предлагаемому способу.

Ых

Если 1 вЂ, то температура веA дения процесса будет постоянно понижаться, а в барабане с загрузкой начнет накапливаться избыток жидкости, не успевающей испариться во внешнюю атмосферу, что приведет к заполнению барабана с загрузкой жидкостью и вследствие этого -.к резкому снижению эффективности процесса. Начинать введение жидкости в зону измельчения

И(- t<)C через время (— — — — — -- после

И включения двигателя мельницы нецелесообразно, так как в этом случае уменьшается эффект расстрескивания поверхности частиц измельчаемого материала.

Измельчаемый материал - нитрид бора (BN) турбостратной структурызагружают в барабан мельницы планетарного типа. Масса барабана с загрузкой 4,8 кг; удельная теплоемкость барабана с загрузкой 380

Дж

Kr. OC температура барабана с загрузкой в момент включения мельницы 20 С, максимально допустимая температура ведения процесса для данного типа мельницы (АГ0-2, усовершенствованный вариант) 190 С, мощность двигателя мельницы 2,25 кВт; КПд мельницы 0,8. Через

172 .с после начала работы в зону измельчения подают поток водного аэрозоля интенсивностью 0,8 г/с.

В табл. 1-3 представлены результаты тонкого измельчения различных

5 1551422 б материалов: порошка 6И турбостратной1 1 у ° структуры, порошка Сг Оз металлурги- Охлаждающая жидкость - бензол. иеского, прокаленного при 1650 С и сиалона. Во всех случаях И " 4,8 кг, 5

Таблица 4

Опыт

Г

W 2,25 кВт; = 0,8. Охлаждающая жидкость - вода.

Та бли ца 1

Опыт г

В табл. 5-6 представлены результаты тонкого измельчения порошка

Сг О (металлургического, прокаленного при 1650 С). В данном случае:

М 48 кг С =380----- t =20 C ,gN o

У У

Kr . eC

0,8

0,4

1,6

190 С, И = 2,25 кВт; q, = 0,8.

Охлаждающая жидкость - ацетон (табл. 5), эфир этиловый (табл. 6), Та бли ца 2

Опыт г

Та блица 5

Опыт j, r/с

0,8

0,4

1,6

2

35

1 3,4

2 1,7

3 6,8

Таблица 3

Опыт

Г

Та бли ца 6

45 Опыт

j, г/с

0,8

0,4

1,6

50 5,1

2 2,6

3 10,2

Таким образом, способ позволяет в 1,5 - 3,5 раза сократить время изС - 380 ----- = 20 С е = 190 С

Дж

„ С

° 2 У

Время, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц, с

Перегрев мельницы

Накопление воды в барабане, затрудняющее измельчение

Время, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц, с

Перегрев мельницы

Накопление воды в барабане, затрудняющее измельчение

Время, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц, с

Перегрев мельницы

Накопление воды в барабане, затрудняющее измельчение

В табл. 4 представлены результаты тонкого измельчения порошка Cr O (металлургического, прокаленного при

1650 С). В данном случае: И "- 4,8 кг;

С - 380 -----. t = 20 С t = 190 С., лФ а р а кг- С

У ф

1 4,5

2 2,2

9,0

Время, необходимое для достижения нижнего пре" дела размера частиц, с

Перегрев мельницы

Накопление бензола в барабане, затрудняющее измельчение

Время, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц, с

Перегрев мельницы

Накопление ацетона в барабане, затрудняющее измельчение

Время, необходимое для достижения нижнего предела размера частиц, с

Перегрев мельницы

Накогление эфира зтилового в барабане затрудняющее измельчение

1551422

Формула и э о б р е т е н и я

Уг и

N(t — tg)С

Му где И - масса мельницы с загрузкой, кг; где A - удельная теплота преобразо\ краж вания жидкости, кг

Составитель О.Самбхина

Техред А.Кравчук, Корректор Т,Палий

Редактор С.Патрушева

О»

Эакаэ 293 Тираж 511 Подписное

9НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, M-35, Раушская наб., д. 4/5

° I

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,! 01 мельчения твердого материала, необходимое для достижения в результате измельчения нижнего предела размера частиц. Мельницы, эксплуатируемые по предлагаемому способу, работают без принудительного внешнего охлаждения.

Способ измельчения твердого материала путем механического воздейств я на материал и подачи охлаждающей ж дкости в зону измельчения, о тл, и ч а ю шийся тем, что, с ц лью интенсификации, вначале осущес вляют механическое воздействие на м териал в течение времени

t — максимальная температура мельницы с загрузкой ОС;. — максимально допустимая температура ведения процесса, С;

С - удельная теплоемкость мельницы с загрузкой, к ж кг К вЂ” мощность двигателя мельницы, кВт;

- КПД мельницы, после чего одновременно с механическим воздействием осуществляют подачу охлаждающей жидкости в диспергированном состоянии с интенсивностью