Институт материало ведения и металлургии при Уральском федеральном университете им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург

Шишкин С. Ф., доцент кафедры оборудования и автоматизации силикатных производств, e-mail: shsf@planet-a.ru

Бараковских Д. С., студент

Приведены результаты разработки двухступенчатой струйной мельницы для измельчения каменноугольного и нефтяного пека для Богдановичского ОАО «Огнеупоры». Пек используется в качестве связующих добавок при производстве огнеупорных изделий. Он является термолабильным материалом, обладает исключительной адгезией и не поддается измельчению в традиционных мельницах. Высокие скорости воздушного потока в струйной мельнице обусловливают высокий коэффициент теплоотдачи от частиц к потоку газа. Это позволяет избежать нагрева материала при измельчении. Крупность исходного материала — до 5 мм. Крупность готового продукта 0–300 мкм. Разработана методика расчета процесса измельчения и проведены экспериментальные исследования. За основу принят матричный метод расчета. Для случая двухступенчатой мельницы открытого цикла процесс измельчения в результате двух ударов описывается системой матричных уравнений. Система позволяет прогнозировать гранулометрический состав готового продукта в случае изменения исходного состава. Такой метод позволяет также рассчитать необходимое число ударов. Разработан проект мельницы производительностью 60 кг/ч, включающий два эжектора со сверхзвуковым соплом и систему газоочистки. Диаметр разгонной трубки первой ступени эжектора составляет 14 мм, диаметр разгонной трубки второй ступени эжектора — 20 мм. Приведены результаты наладочных работ и найденные оптимальные конструктивные и режимные параметры. Оптимальное расстояние от среза разгонной трубки до преграды на первом эжекторе составляет 15 мм, на втором — 25 мм. Крупность исходного материала, поступающего на измельчение, определялась по результатам ситового анализа. Полный остаток на сетке 2,5 мм составлял 18,7 %, на сетке 0,315 мм — 73,6 %. При избыточном давлении сжатого воздуха 3,9•105 Па удалось получить измельченный пек заданной тонкости 97,7 % класса –0,315 мм. Максимальная производительность составила 318 кг/ч. В результате внедрения удалось решить сложную технологическую задачу измельчения пека.

1. Шишкин С. Ф. Процесс эжектирования твердых частиц в струйной мельнице // Вестник УГТУ. Физико-химия и технология оксидно-силикатных материалов : материалы Междунар. науч.-техн. конференции. — Екатеринбург. 2000. № 1. С. 230–233.
2. Шишкин С. Ф. Расчет процесса пневмотранспорта дисперсного материала с помощью газодинамических функций // Труды XXXIV Уральского семинара «Механика и процессы управления» / РАН, Министерств образования и науки РФ, ВАК, Государственный ракетный центр «КБ им. академика В. П. Макеева» — Миасс, 2004. Т. 1.
3. Шишкин С. Ф. Измельчение шпинели в струйной мельнице // Вестник УГТУ–УПИ. Строительство и образование : сб. науч. трудов. — Екатеринбург, 2004. № 11 (41), вып. 7.
4. Шишкин С. Ф. Тонкое измельчение огнеупорных порошков // Новые огнеупоры. 2004. № 4. С. 26.
5. Шишкин С. Ф., Техов С. М. Расчет процесса измельчения в замкнутом цикле // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1991. Т. 24. С. 117–119.
6. Шишкин С. Ф., Калина И. В. Расчет замкнутого цикла измельчения для струйной мельницы // Вестник УГТУ–УПИ. Строительство и образование. 2003. № 6.
7. Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика : учеб. руководство для втузов : в 2 ч. — 5-е изд., перераб. и доп. — М. : Наука, 1991. — 600 с.