Приготовление сырьевой смеси

Приготовление сырьевой смеси на цементных заводах включает дробление материала, его классификацию, тон­кое измельчение (помол), корректировку состава смеси и ее гомогенизацию. Выбор конкретного варианта реали­зации каждой технологической операции и соответствую­щего оборудования определяется свойствами перераба­тываемого сырья.

Дробление сырьевых материалов

Цель дробления-уменьшение размера кусков сырья до такой степени, при которой последующий их помол осуществляется с наименьшей затратой энергии. Обычно на дробление поступают куски карбонатного компонента размером 100-1000 мм, а глинистого 50-500 мм. После дробления продукт не должен содержать фракций крупнее 25 мм. Однако для обеспечения экономичной работы мельниц рекомендуется загружать их материа­лом крупностью 8-10 мм. Для каждой мельницы су­ществует оптимальная степень дробления, при которой суммарная стоимость дробления и помола минимальна.

Дробление - это процесс механического измельче­ния твердых тел (со степенью измельчения от 2 до 50). Степенью измельчения называют отношение диаметра D исходных кусков, поступающих на дробление, к диаметру d наиболее крупных кусков, прошедших дробление, т.е. i=D/d. С увеличением степени измельчения возрастают работа и расход энергии на измельчение.

Используемое для дробления оборудование по спо­собу измельчения материалов разделяют на:

раздавли­вающее с периодическим нажатием дробящих поверхно­стей - дробилки щековые и конусные;
раздавливающее с непрерывным нажатием дробящих поверхностей - дро­билки валковые;
ударного действия - дробилки молот­ковые и ударные.
Большие объемы перерабатываемого сырья обуслов­ливают необходимость установки мощного дробильного оборудования. Эффективность его работы характеризует­ся степенью измельчения материалов. Наибольшая сте­пень измельчения в дробилках ударного действия 10-20. Однако существующие конструкции дробилок не обеспечивают необходимой степени измельчения твер­дого кускового материала при однократном прохождении его через дробилку, поэтому применяют двух- или трех­ступенчатые схемы дробления. Выбор конкретной схемы дробления и типа дробильного оборудования производят с учетом свойств исходного сырья, добиваясь макси­мального выхода качественного дробленого материала.

Щековые дробилки могут быть с простым и сложным движением щеки. В первой материал раз­давливается между неподвижной и подвижной щекой в результате периодического нажатия последней. В дробилках со сложным движением щеки раздавливание сочетается с истиранием материала. Щековые дробилки со степенью измельчения 5-6, раз­мером загрузочных отверстий 900*1200, 1200*1500, 1500*2100 мм и соответственно производительностью 180, 280 и 500 т/ч перерабатывают куски размером до 700-1200 мм. Щековые дробилки со сложным движени­ем щеки используют на второй стадии дробления. Они выдают более мелкий продукт, но имеют меньшую производительность (5-200 т/ч). Преимущество щеко­вых дробилок-простота, надежность, возможность переработки влажных материалов.

Конусные дробилки со степенью измельче­ния 3-5 применяют на цементных заводах для круп­ного, среднего и мелкого дробления. Они измельчают материал раздавливанием за счет излома между двумя усеченными конусами. Внешний конус неподвижен, а внутренний вращается эксцентрично по отношению к внешнему. Конусные дробилки отличаются от щековых непрерывностью процесса дробления и, следовательно, большей производительностью (до 2400 т/ч). При крупном дроблении, принимая куски размером до 1500 мм, одна конусная дробилка заменяет 2-3 щековые. Для среднего дробления используют конусные дробилки-нормальноконусные и среднеконусные, для мелкого дробления-короткоконусные. Пока в цемент­ной промышленности конусные дробилки используют недостаточно широко из-за высоких капитальных за­трат, сложности устройства, трудностей эксплуатации и ремонта.

Валковые дробилки раздавливают и истирают не­пластичные материалы вращающимися навстречу один другому валками. Применяются одновалковые и двух­валковые дробилки. Последние выпускают двух видов: тихоходные и быстроходные. Тихоходные двухвалковые используют для дробления горных пород большой твер­дости, а быстроходные-более мягких пород. В зави­симости от свойств материала, подвергаемого дробле­нию, валки делают гладкими, рифлеными или зубчатами.

Дробилки ударного действия нашли преимуществен­ное применение на второй и третьей стадиях измельче­ния. В них материалы измельчаются при ударе о быстровращающиеся рабочие органы (била, молотки) и отражающие элементы (футеровку, колос­никовые решетки). Ударные дробилки подразделяют на молотковые и роторные. В молотковых материал разрушается ударным воздействием на него молотков и отбойных плит, а также раздавливается и крошится вращающимися молотками при нахождении его на ко­лосниковой решетке. В роторных дробилках измельче­ние происходит только под ударами жестко закрепленных коротких бил и при ударе об отражательные плиты.

Перспективно применение мощных двухроторных дробилок ударно-отражательного действия, имеющих минимальное количество изнашивающихся частей и меньший расход энергии. Они принимают ка­мень размером до 1000 мм и измельчают его до 20 мм (степень измельчения 40-50). В последние годы удар­ные дробилки были значительно усовершенствованы, повышены их производительность и предельный раз­мер перерабатываемого камня. Они отличаются высо­кой степенью измельчения, меньшим расходом электро­энергии, небольшой массой и габаритами, простотой конструкции и обслуживания. Их недостаток-быст­рый износ рабочих поверхностей при измельчении проч­ных абразивных пород.

Эффективность работы дробильных агрегатов повы­шается при многоступенчатом дроблении с применени­ем классификаторов (виброгрохотов). Предваритель­ное грохочение позволяет отделить материал, который может быть направлен сразу на следующую стадию дробления. В результате на второй и третьей стадии дробления используют агрегаты меньшей производи­тельности, что снижает расход энергии и повышает однородность дробленого продукта. Чем меньше раз­меры зерен материала и больше его однородность, тем лучше показатели работы дробилок. Однако установка виброгрохотов усложняет схему и снижает коэффици­ент использования оборудования.

Как правило, дробление сырья производят в стацио­нарных установках на заводе. Однако в последнее время стали шире применять передвижные дробильные установки. Совершенствование конструкции шасси и ходовой части позволило использовать в передвижных дробильных установках крупное технологическое обо­рудование с широким диапазоном размеров приемных отверстий дробилок, обеспечивающее переработку по­род, добываемых в карьере взрывным способом. Такие агрегаты устанавливают непосредственно в забое карь­ера, благодаря чему устраняется необходимость в крупных транспортных средствах для перевозки поро­ды. При проведении взрывов агрегат первичного дроб­ления из забоя удаляют. Плотные породы на первич­ном агрегате перерабатывают в щековых дробилках. Материал подают конвейером, пластинчатым или ви­брационным питателем. Длинный пластинчатый питатель является передвижным агрегатом и позволяет про­водить загрузку самосвалом или погрузчиком на уровне земли. Короткий пластинчатый питатель устанавливают на агрегате первичного дробления. Для его загрузки используют экскаватор.