Измельчением называется процесс превращения крупных кусков материала в мелкие под действием внешних сил. Вели­чина внешних сил должна быть достаточной для преодоления внутренних сил сцепления частиц материала.

Процесс измельчения характеризуется степенью (коэффи­циентом) измельчения i, величина которой показывает, во сколь­ко раз уменьшился средний размер кусков материала после из­мельчения по отношению к их первоначальному среднему раз­меру:

Pop

Dcp

Где DcР — среднеарифметическое значение трех размеров куска (длина, ширина, высота) до измельчения; оСр — тоже после измельчения.

При грубом измельчении (Дроблении) коэффициент измельче­ния I составляет 3—20, при тонком (помоле) —достигает 500—1000. Машины, служащие для грубого измельчения, полу­чили название дробилок, а тонкого — мельниц.

Процесс дробления условно делят на три стадии: крупное дробление —с измельчением кусков материала от 1500— 1000 мм до 300—200 мм, среднее дробление — от 300—200 мм До 80—20 мм и мелкое дробление — от 80—20 мм до 10—3,0 мм.

Процесс помола соответственно делится на грубый помол — измельчение материала до размера части 0,3—0,1 мм, тонкий помол — до размера 0,1—0,001 мм и сверхтонкий, когда размер частиц в материале ниже 0,001 мм. Обычно крупность исход­ных материалов и продукта измельчения оценивают по количе­ственному составу отдельных фракций, который определяется рассевом на ситах (ситовой анализ).

Различают четыре способа воздействия на материал при из­мельчении: раздавливание, раскалывание, истирание и удар. Способ измельчения выбирают, учитывая свойства материала: для твердых эффективным являются удар и раскалывание, для вязких — истирание, для хрупких — раскалывание.

Дробление и помол являются основными технологическими стадиями при производстве извести и известняковой муки. Дроб­лению подвергают карбонатное сырье и твердое топливо перед
загрузкой в печной агрегат и перед помолом в мельницах. Из­весть подвергают как дроблению, так и дальнейшему измель­чению в мельницах.

Устройство и работа дробильно-размольного оборудования

Дробилки, применяемые в известковом производстве, по кон­струкции и принципу действия разделяют на следующие типы: щековые (рис. 25, а), в которых раздавливание и частич­ное истирание материала происходит между неподвижной и под­вижной щеками;

Рис. 25. Схемы работы дробильно-помоль- Ных машин: а — щековых дробилок, б — конусных дробилок, В — валковых дробилок, г — дробилок и мельниц ударного действия, д— шаровых мельниц; 1 — не­подвижный конус, 2 — подвижный конус

Г)

Конусные (рис. 25, б), раздавливание и истирание мате­риала в которых происходит между неподвижным наружным 1 и вращающимся внутренним 2 конусами;

Валковые (рис. 25, в), в которых материал измельчается раздавливанием и частичным истиранием между вращающими­ся навстречу валками;

Ударного действия (рис. 25, г), в которых материал измельчается вследствие ударов по кускам быстро вращающих­ся молотков, кусков друг о друга, о плиты брони и колосники. Мельницы подразделяются на следующие типы: быстроходные ударного действия, аналогичные с молотковыми дробилками (рис. 25, г), бывают шахтные с шар - нирно-подвешенными молотками, аэробильные с жестко укреп­ленными молотками и карзинчатого типа или дезинтеграторы; мельницы работают по принципу удара и отчасти истирания;

Тихоходные (рис. 25, д), измельчающие при вращении материал по принципу удара и частичного истирания свободно
падающими мелющими телами (шарами, цилиндрами, стерж­нями).

Щековые дробилки. Щековые дробилки (рис. 26) применяют для крупной и средней стадии дробления. Конструктивно дробил­ки различаются по двум признакам: но характеру движения подвижной щеки (простое и сложное качание) и по расположе­нию оси ее подвеса (верхнее — у загрузочного отверстия и ниж­нее — у выходного).

Рис. 26. Щековые дробилки: а — с простым качанием щеки, 6 — со сложным качанием щеки; 1 — рама, 2— неподвижная плита, 3— съемные плиты, 4 — ось, 5 — маховик, 6 —эксцен­триковый вал, 7 — шатун, 8 — пружина, 9 — штанга, 10 — распорные плнты, 11 — подвижная щека

Дробилка с простым качанием щеки (рис. 26,а) состоит из рамы /, на которой закреплены неподвижная плита 2 И ось 4 с подвижной щекой 11. Рабочей частью подвижной и не­подвижной щек являются съемные плиты 3. Маховик 5 вращает эксцентриковый вал 6, на котором подвешен шатун 7. При дви­жении шатуна 7 вверх распорные плиты 10 выпрямляются, сжи­мая пружину 8 и сближая щеки, в результате чего происходит раздавливание материала съемными плитами 3.

При опускании шатуна распорные плиты наклоняются, пру­жина 8 посредством штанги 9 оттягивает вправо подвижную щетку 11 и материал под действием собственного веса выпадает из выходной щели. К этому типу машин относятся дробилки С-644, С-887, С-888.

Дробилка со сложным качанием щеки (рис. 26, б) имеет одинарный шарнирно-рычажный механизм с одной распорной плитой. Подвижная щека подвешена непосред­ственно к эксцентриковому приводнму валу 6. При вращении вала подвижная щека 11 совершает эллипсовидное движение, раздавливая материал и помогая ему двигаться в направлении выходной щели.

Эти дробилки более производительны, но имеют повышенный износ съемных плит за счет одновременного раздавливания и истирания материала. Представителем этого типа машин явля­ются дробилки СМ-11Б и СМ-16Б.

На рис. 27 показана дробилка с верхним подве­сом и простым качанием щеки. Рабочие детали дро­билки смонтированы на массивной раме (станине) /, отливаемой из стали. Неподвижная плита 6 снабжена съемной дробящей плитой 5 и удерживается боковыми футеровочными клиньями,

Рис. 27. Дробилка с верхним подвесом и простым качанием щеки: / — рама, 2 — маховик, 3 — главный эксцентриковый вал, 4 — ось, 5 — дробящие (съемные) плиты, 6 — неподвижная плита, 7 — подвижная щека, 8 — штанга, 9 — шатун, 10 — распорные плиты, И — пружина, 12 — клнн

Вставленными в продольные пазы рамы на гайках. Другая дро­бящая плита 5 закреплена на подвижной щеке 7, которая подве­шена на оси 4.

Дробящие плиты находятся в непосредственном соприкосно­вении с раздробляемым материалом, поэтому они изготовлены из износостойкой марганцовистой стали. Для обеспечения луч­шего захвата камня плиты снабжены рифлениями различного профиля. Обычно используют обе стороны дробильных плит, переворачивая их при эксплуатации.

Щека 7 приводится в действие при помощи установленного в подшипниках главного эксцентрикового вала 3, шатуна 9 и рас­порных плит 10 и делает один ход при каждом обороте вала.

Привод дробилки осуществляется посредством насаженного на вал 3 рабочего шкива, соединенного клиноременной переда­чей с электродвигателем. На противоположном конце вала распо­ложен маховик 2, служащий для обеспечения равномерности хода механизмов дробилки.

Вследствие движения щеки 7 величина выходной щели попе­ременно увеличивается и уменьшается. Минимальная ширина выходной щели устанавливается в зависимости от требуемой сте­пени дробления материала посредством клина 12 и регулировоч­ных болтов.

Распорные плиты дешевые и легко сменяемые части дробил­ки. При попадании в дробилку недробящихся тел плиты ломают-

Рис. 28. Конусная дробилка: / — внутренний дробящий конус, 2 — неподвижный наружный конус, 3 — опорное кольцо, 4 — регулиро - вочное кольцо, 5 — пружина. 6 — дробящие плиты

Ся и тем самым предохраняют остальные части ее от разрушения. Нормальный срок службы плит 3—12 месяцев.

Производительность щековых дробилок зависит от свойств материала, величины выходной щели, размера загружаемых кам­ней, профиля дробильных плит и числа качаний щеки (числа оборотов вала).

Конусные дробилки. Конусные дробилки более сложные агрегаты, в связи с чем реже применяются в известковом произ­водстве. Их преимуществом являются высокая производитель­ность, непрерывность процесса измельчения, постоянство размера продуктов дробления.

Дробилки для среднего и мелкого дробления выпускаются в зависимости от назначения трех типов: нормальные, средние и короткоконусные. Различие между ними заключается в конфи­гурации дробящих конусов и различной форме подвижной и не­подвижной брони.

В конусных дробилках (рис. 28) измельчение материала про­исходит между вращающимися дробящим внутренним 1 и не­подвижным наружным 2 конусами. Внутренний конус совершает качания, дробя материал при сближении конусов и выталкивая его вниз при удалении. Опорное кольцо 3 станины соединено резьбой с регулировочным кольцом 4 неподвижного конуса.

При вращении регулировочного кольца размер выпускной щели дробилки изменяется. При попадании в дробилку недро - бимого тела опорное кольцо поднимается, сжимая пружины 5, и предотвращает поломку дробилки.

Конусные дробилки характеризуются размером диаметра ос­нования дробящего конуса. Например, у конусной дробилки для среднего дробления типа КСД-600Б диаметр основания конуса равен 600 мм.

Рис. 29. Валковая дробилка: / — станина, 2 — пружина, 3 — зубчатые колеса, 4 — ведомый валок, 5 — веду­щий валок, 6 — сменные зубья, 7 — барабан, 8 — неподвижный подшипник, 9 — редуктор, 10 — приводной вал, 11 — рабочий вал. 12 — подвижный подшип­ник

Валковые дробилки. Валковые дробилки применяют в основ­Ном для измельчения мягких материалов (мел, уголь) неболь­ших размеров (до 150 мм). По количеству валков дробилки раз­деляют на одновалковые, двухвалковые и многовалковые.

Двухвалковая зубчатая дробилка (рис.29) со­стоит из станины 1, зубчатых дробящих валков (ведомого под­вижного 4 и ведущего неподвижного 5), редуктора 9 и привод­ного вала 10. Валок состоит из рабочего вала 11, на который на­сажен пустотелый стальной барабан 7, снабженный сменными зубьями 6 из марганцовистой стали.

Вал ведущего валка 5 закреплен в неподвижно установлен­ные роликовые подшипники 8. Вал ведомого валка 4 закреплен в подшипниках 12, положение которых фиксируется с одной сто­роны распорами, а с другой — мощными пружинами 2 с регули­руемым натягом. Требуемый размер щели между валками устанавливается передвижением подшипников 12. Пружины предохраняют дробилку от разрушения при попадании в нее не - дробимых тел.

Дробилка приводится во вращение посредством электродви­гателя через приводной вал 10 и редуктор 9. Ведомый валок получает вращение навстречу ведущему от пары одинаковых зубчатых колес 3. На предприятиях применяют двухвалковую дробилку СМ12Б и др.

Дробилки ударного действия. Дробилки ударного действия широко применяются для дробления угля, мела, извести и изве­стняка средней твердости. Дробилки этого типа просты по кон­струкции, компактны, имеют небольшой вес, большую произво­дительность и высокую степень измельчения. Однако ввиду по­вышенного износа молотков (или бил), замазывания ротора и колосниковой решетки требу­ют тщательного ухода.

По конструктивным призна­кам различают следующие ти­пы дробилок: по количеству ро­торов — одно - и двухроторные; по способу крепления молотков (бил) —с жестко закрепленны­ми молотками и шарнирно под­вешенными молотками; по рас­положению молотков — одно­рядные (молотки располагают­ся в одном ряду) и многоряд­ные (молотки подвешены на дисках ротора в несколько ря­дов).

На рис. 30 представлена схе­ма двухроторной дро­билки ударного дейст - в и я. В корпусе 2 дробилки рас­положены два массивных ротора 8, вращающихся в противопо­ложные стороны. Каждый ротор снабжен двумя билами 5. В кор­пусе дробилки шарнирно подвешены две пары колосниковых ре­шеток 12 и 9, положение которых можно менять, переставляя болт 11 в соответствующие отверстия 3 (верхние решетки) или регулируя штоки 6 (нижние решетки).

Для предотвращения поломки нижних решеток при попада­нии между ними и ротором недробимых тел отверстия в корпусе дробилки для осей 10 подвеса имеют продолговатую форму, а концы осей опираются на пружины 4. Штоки 6 опираются на пружины, расположенные в стаканах 7, и могут перемещаться при увеличении нагрузки на решетку 9.

T

Рис. 30. Схема дробилки ударного действия:

/ — загрузочное отверстие, 2 — корпус, 3 — регулировочные отверстия, 4 — пружина, 5 — била, 6 — шток, 7 — стакан, 8 — ротор. 9 и 12 — колосниковые решетки, 10 — ось, 11 — болт, А к В — зоны измельчения

В молотковых дробилках ротор состоит из насаженных на вал отдельных дисков, разделенных друг от друга дистанцион­ными шайбами. Через расположенные по окружности отверстия

Рис. 31. Шахтная мельница:

А — устройство, б — схема работы; / — рама, 2 — подшипники, 3 — ротор, 4 — торцо­вая стенка, S — корпус. 6 — пазухи. 7 — сменная броня. 8 — била, 9 — отверстие, 10 — муфта, И — электродвигатель, 12 — анкерный болт, 13 — размольная камера, 14 — течка, 15 — регулирующие створки

В дисках проходят оси насаженных шарнирно молотков, которые При вращении вала измельчают материал.

Процесс дробления происходит следующим образом: исход­ный материал через загрузочное отверстие 1 попадает в зону А, Где разбивается билами 5. Осколки материала с силой ударяют­ся о верхнюю решетку 12 и дополнительно измельчаются. Мелкие куски проходят через отверстия решетки и выпадают наружу.

Более крупные куски снова попадают на била, а часть мате­риала увлекается билами на нижние решетки 9, где вновь под­вергается дроблению. Оставшиеся на нижней решетке куски материала с большой силой сталкиваются в зоне В и снова из­мельчаются. Из двухроторных дробилок широко распространены С-616, С-599.

В промышленности применяют однороторные дробилки С-624, СМ-19А, С-643 и СМД-75.

Роторная дробилка СМД-75 имеет ширину приемного отвер­стия 1000 мм, производительность 50—150 м3/ч, средний размер готового продукта — 5—20 мм, степень дробления — 32. Размер кусков загружаемого материала до 300 мм Дробилка отличает­ся от других конструкций удобством обслуживания, лучшей фор­мой зерен продукта и более высокими удельными показателями.

Шахтиые и аэробильиые мельницы. Шахтные и аэробильные мельницы являются видоизмененными молотковыми дробилка­ми, отличающимися от последних тем, что отбор готового про­дукта производится воздушным потоком. Шахтные и аэробиль­ные мельницы применяются для измельчения известняка, камен­ного угля, комовой извести и других малообразивных материалов. В этих мельницах совмещаются два процесса: помол и подсушка измельченного материала. В шахтных мельницах используются горячие газы с температурой 300—600° С.

Шахтная мельница (рис. 31, а) состоит из корытообразного корпуса 5, облицованного сменной броней 7, и ротора 3 с шар­нирно подвешенными сменными билами 8. Корпус мельницы установлен на сварной раме 1, укрепленной в фундаменте при помощи анкерных болтов 12. Ротор приводится во вращение через муфту 10 от расположенного соосно с ним электродвига­теля 11 и вращается в подшипниках качения 2, вынесенных за торцы корпуса.

В торцовой части корпуса расположены пазухи 6, сообщаю­щиеся с камерой помола отверстиями 9. Воздух или горячие газы поступают в пазухи и, пройдя камеру через отверстия 9, Выносят из нее продукты измельчения.

Била и броневые плиты изготовляют из марганцовистой стали и по мере износа меняют.

Материал по течке 14 (рис. 31,6) поступает в размольную камеру 13, где вращается ротор 3 с билами 8. В камере материал измельчается билами и выбрасывается вверх. Введенные в раз­мольную камеру горячие газы подхватывают измельченный ма­териал и выносят его в шахту, а затем в пылеосадительные уст­ройства. Створки 15 служат для регулирования тонины помола материала.

Шаровые мельницы. Шаровые мельницы (см. рис. 25, д) ши­роко применяются для тонкого измельчения (размола) извести и известняка. Основным элементом шаровой мельницы является цилиндрический или конический барабан, бронированный из­нутри плитами. Цилиндрические мельницы выпускают различной длины, одно-, двух - и многокамерными. Многокамерные мельни­цы называются трубными.

В известковом производстве применяют цилиндрические мельницы непрерывного действия. В мельницах непрерывного действия материал непрерывно загружается через переднюю центральную торцовую пустотелую цапфу, а продукт непрерывно выгружается через заднюю цапфу.

Барабан мельницы на '/з его объема заполняют мелющими телами (чугунными или стальными шарами) и измельчаемым материалом. При вращении барабана мелющие тела и материал поднимаются по стенкам барабана на некоторую высоту и, па­дая, измельчают материал. При медленном вращении шары под­нимаются до угла естественного откоса и затем скатываются вниз, истирая материал.

С ростом числа оборотов барабана высота подъема шаров и материала увеличивается и шары, падая с большой высоты, из­мельчают материал преимуществено по принципу удара. Таким образом, увеличение числа оборотов мельницы приводит к росту ее производительности.

Однако существует предельное (максимальное) число оборо­тов мельницы, при превышении которого производительность ее резко падает. Это объясняется тем, что при числе оборотов выше критического центробежные силы превышают силы тяже­сти шаров и они вращаются вместе с барабаном, не измельчая материал. В паспорте на мельницу указано, при каком числе оборотов следует эксплуатировать данный тип мельницы.

По способу помола различаются шаровые мельницы сухого и мокрого помола. В известковом производстве применяют мель­ницы сухого помола.

Шаровые мельницы работают как по замкнутому циклу с сепаратором, так и по открытому циклу. По замкнутому циклу работают короткие однокамерные мельницы. Двухкамерные и многокамерные шаровые мельницы дают более тонкий и одно­родный помол извести (известняка). Работают они без сепарато­ров, их производительность выше однокамерных.

На рис. 32 изображена однокамерная шаровая мельница. Работа мельницы происходит следующим обра­зом. Сухой материал через загрузочный патрубок 11 и цапфу 12 Поступает в барабан 10. Внутренняя поверхность барабана и торцовых днищ футерована плитами 9 из марганцовистой стали.

3* 67

Поверхность футеровочных плит, с целью повышения эффектив­ности размола материала, выполнена волнистой.

Барабан снабжен овальным люком 8, предназначенным для загрузки его мелющими телами. Размолотый в барабане мате­риал через цапфу 7, разгрузочное устройство 6 и отверстия ци­линдрического патрубка 5 выгружается из мельницы в виде го­тового продукта.

6) Рис. 33. Трубная многокамерная мельница: А — мельница, б — привод; / — барабан, 2 и 9 — дннща, 3, 6 и 7 — меж - камериые перегородки, 4 — футеровочные плиты, 5 — люк. Н — конус, 10 — кожух, 11 — электродвигатель привода, 12 — редуктор

Мельница приводится во вращение электродвигателем 1 через соединительную упругую муфту 2, редуктор 3 и соединительную зубчатую муфту 4.

На рис. 33 показана схема трубной многока­мерной мельницы с разгрузкой через полую цапфу. Ба­рабан 1 мельницы разделен несколькими межкамерными дыр­чатыми перегородками (<?; 6 7). Днища 2 и 9, закрывающие с обеих сторон барабан, выполнены заодно с пустотелыми цапфа­ми, которыми барабан опирается на литые чугунные подшипни­ки с баббитовой заливкой. Подшипники снабжены системой централизованной смазки, обеспечивающей подогрев масла зи­мой и охлаждение летом. Внутренняя поверхность барабана и торцовых днищ футерована броневыми плитами 4 из марганцо­вистой стали.

В первых двух камерах в качестве мелющих тел используют­ся стальные шары, а в последующих — цильпебс. Мелющие тела загружают в камеры мельницы через люки 5 с крышками. Диаф­рагма, установленная у разгрузочного днища, состоит из дыр­чатой перегородки 7, пустотелого конуса 8 и приваренных к нему радиально направленных лопастей. Кожух 10 служит для под­соединения к аспирационной системе. Мельница приводится во вращение от электродвигателя 11 через двухступенчатый редук­тор 12 и вал центрального привода.