Способ регулирования процесса помола твердых материалов в барабанной мельнице

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.07.78 (21) 26448842(29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано .15.04.80. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.04.80

М. А. Вердиян, Е. В. Николаев и Е. А. Кандыбей (72) Авторы изобретения

Государственный Всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОМОЛА

ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ В БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЕ

Изобретение предназначено для управления процессами помола различных материалов и может быть реализовано в химической, горнообогатительной и металлургической отраслях промышленности, а также в индустрии строй м атери алов.

Известен способ регулирования работой мельницы с параллельно установленной пилотной мельницей, заключающийся в измерении дисперсности исходных и готовых продуктов основной и пилотной мельниц при изменении загрузки измельчаемым материалом обеих мельниц с использованием 3ВМ для управления работой основной мельницы (1).

Однако данный способ не обеспечивает надежности и качества управления процессом помола ввиду отсутствия учета влияния на измельчение многих других факторов (влажность материала, степень аспирации мельницы и др.) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования процесса помола твердых материалов в барабанной мельнице с параллельно включенной в процесс пилотной мельницей при помоле в каждой из мельниц одинакового материала до заданной дисперсности, заключающийся в периодическом определении изменения дисперсности материала в пилотной мельнице при различных значениях регулирующих параметров, в качестве которых принимаются скорость вращения мельницы и степень заполнения ее мелющими телами (2).

При использовании этого способа режим работы пилотной мельницы оптимизируется, далее по данным текущих значений дисперсности материала определяется константа скорости измельчения, а также время пребывания материала в ней. После этого процесс помола в трубной мельнице путем регулирования скорости вращения мельницы и величины ее мелющей загрузки ведут таким образом, чтобы произведение константы скорости измельчения в ней на время пребывания было равно произведению тех же величин для пилотной мельницы, Недостатком такого способа является

20 отсутствие учета свойств измельчаемого материала, ограниченность воздействия на процесс (возможность изменения только величины загрузки и скорости вращения), а также сложность осуществления процесса, 727233

11 зо

21 зо зз

И так как необходимо определение константы скорости измельчения материала и времени его пребывания для обеих мельниц, что огра .йичивает возможность регулирования и предопределяет недостаточно высокую эффективность работы помольной установки.

Целью изобретения является повышение эффективности измельчения.

Указанная цель достигается тем, что в способе регулирования процесса помола твердых материалов в барабанной мельнице с параллельно включенной в процесс пилотной мельницей при помоле в каждой из мельниц одинакового материала до заданной дисперс ности, заключающемся в периоди ческом определении изменения дисперсности материала в пилотной мельнице при различных значениях регулирующих параметров, в качестве которых принимаются скорость вращения мельницы и степень заполнения ее мелющими телами, по данным периодических определений находят соответствующие заданной точности регулирования вид модели процесса измельчения и зависимость кинематических параметров модели от регулирующих параметров с определением интервала оптимальных значений каждого из последних, а процесс помола в барабанной мельнице ведут при значениях регулирующих параметров, находящихся внутри найденных интервалов..

Кроме того, в качестве дополнительных регулирующих параметров используют влажность измельчаемого материала и скорость аспирационного газа через зону помола.

Выбор конкретной модели процесса измельчения, соответствующей заданной скорости, из нескольких вариантов моделей, рассчитанных по различным механизмам измельчения, позволяет в достаточной мере учитывать влияние свойств материала на процесс измельчения, а применение в качестве дополнительных регулирующих фак торов влажности и количества аспирационных газов — повысить степень оптимизации процесса, так как выбранный круг регулирующих параметров охватывает практически все известные факторы, существенным образом влияющие на процесс измельчения.

Пример 1. Производится расчет параметров модели измельчения и оптимальных значений регулирующих параметров при помоле мергелей Катав-Ивановского и известняка

Карагандинского цементных заводов.

При помоле в пилотной мельнице этих продуктов по данным измельчения дисперсности материала в процессе измельчения рассчитывают несколько моделей процесса различного механизма измельчения, учитывающих, например, стадийность, обратимость и т. д. Из полученного ряда моделей — ="-выбирают те, которые удовлетворяют заданным требованиям соответствия с реальным процессом. После этого определяют влияние на величину констант скоро ти выбранных моделей различных управляющих факторов: влажности материала, скорости вращения пилотной мельницы, загрузки ее мелющими телами и скорости аспирационного воздуха.

На основе полученных зависимостей определяют оптимальные режимные параметры работы мельницы. При выборе модели и определении ее параметров применяют следующую методику: при заданном значении начальной дисперсности интегрируют дифференциальные сравнения моделей, соответствующие предполагаемым механизмам процесса измельчения, и по результатам интегрирования вычисляют сумму квадратов отклонений рассчитанных по моделям дисперсностей от взятых из эксперимента данных. Для каждого меха,низма .выбирают такие константы скоростей по стадиям и порядок процессов, которые обеспечивают минимум суммы квадратов отклонений расчетных и экспериментальных данных, при этом используют метод поиска на сетке. Для каждого из измельчаемых материалов на ЭВМ

«Наири-3» просчитывают все возможные варианты механизмов процесса и выбирают наиболее вероятные модели.

Например, для мергеля Катав-Ивановского цементного завода модель строят на

1 основе стадийного механизма измельчения: первая стадия протекает при изменении дисперсности от начального материала до крупности, соответствующей R 0 o q = 20%, вторая стадия — от Ro os —— 20% до Роом =

= 3%. Для этого механизма сумма квадратов разностей между экспериментальными значениями дисперсностей в заданные моменты времени и рассчитанными по уравнению модели составляет 0,0004, в то время как для одностадийного или обратимого механизма они больше и равны соответственно

0,026 и 0,01.

В связи с тем, что оптимальные значения скорости вращения мельницы и степени ее заполнения мелющими телами при помоле исследуемь1х материалов находятся в интервале, совпадающем с принятым на практике, в качестве главного регулирующего параметра выбирают влажность измельчаемого материала.

Вычисление константы скоростей измельчения по стадиям имеют экстремальные зависимости от влажности. Константа скорости измельчения первой стадии k, а следовательно, v. скорость процесса, максимальны при влажности W = 0,3%, конста нта скорости измельчения второй стадии k г имеет максимум при W = 0,5%. Таким образом, для ведения процесса с оптимальной скоростью при помоле материала, крупнее Х

Ron s — — 20%, оптимальная влажность должна быть 0,35%, при более тонком помоле необходимо повышать влажность материала до 0,45%.

Расчет процесса измельчения по традиционной формуле В. В. Товарова дает погрешность 27%. Расчет по найденной модели

727233

Формула изобретения

Составитель Н. Бибина

Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Тираж 670 Подписное

Редактор Г. Мозжечкова

Заказ 1021/4

II Н И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 снижает ошибку до 3%, что позволяет с высокой точностью вести оптимизацию процесса, регулируя влажность исходного материала.

Пример 2. При расчете процесса измельчения известняка Карагандинского завода была принята модель с одностадийным механизмом помола при протекании обратного процесса. Последнее вызвано повышенным агрегированием этого легкоразмалываЕмого материала. Найдено, что константа скорости прямого процесса увеличивается с увеличением влажности, константа скорости обратного процесса имеет минимум при влагосодержании 0,8%. Максимальная скорость ведения процесса достигается при влажности 1%.

В настоящее время процесс измельчения известняков, однотипных по свойствам с

Карагандинским, осуществляется при влажности, составляющей 3 — 4% на входе в мельницу, до 0,5% — на выходе.

Расчет показывает, что при измельчении этого известняка при влажности 1% увеличение производительности мельниць1 составляет 20 — 25%.

1. Способ регулирования процесса помола твердых материалов в барабанной мельЬ нице с параллельно включенной в процесс пилотной мельницей при помоле в каждой из мельниц одинакового материала до заданной дисперсности, заключающийся в периодическом определении изменения дисперсности материала в пилотной мельнице при различных значениях регулирующих параметров, в качестве которых принимаются скорость вращения мельницы и степень заполнения ее мелющими телами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффек40 тивности измельчЕния, по данным периодических определений находят соответствующие заданной точности регулирования вид модели процесса измельчения и зависимость кинетических параметров модели от регулирующих параметров с определением интервала оптимальных значений каждого из последних, а процесс помола в барабанной мельнице ведут при значениях регулирующих параметров, находящихся внутри найденных интервалов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дополнительных регулирующих параметров используют влажность измельчаемого материала и скорость аспирационного газа через зону помола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2068984, кл. В 02 С, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 557815, кл. В 02 С 25/00, 1974 (прототип) .