1.1.7.2.3. Помол цемента

При помоле цемента исходными материалами являются портландцементный клинкер, гипс (ангидрит), другие активные минеральные или технологические добавки. Для получения различных видов цемента наименование и количество добавок изменяются. Литературу по этому вопросу можно найти в работах [84,96,97,98].

Мелющее оборудование

В настоящее время для помола цемента используются шаровые трубные и вертикальные валковые мельницы, которые позволяют уменьшить потребление энергии по сравнению с шаровыми мельницами от 25 до 40 % [4, 100].

Для улучшения энергоэффективности помола примерно на 50% используются роликовые прессы (роллер-прессы) – вальцы высокого давления (рисунок 1.22). На цементных заводах роллер - прессы используются в основном для предварительного измельчения клинкера перед помолом цемента в шаровой мельнице тонкого измельчения [99].

Измельчение материала в роллер-прессе производится между двумя валками, вращающимися навстречу друг-другу, которые сжимаются большим давлением около 150 бар. Материал поступает в расширительный короб, количество материала регулируется дозирующим шибером (рисунок 1.22).

Рисунок 1.22 - Принцип работы роллер-пресса (по В.К. Классену)

Клинкер в мельнице измельчают совместно с 4-10% гипса (ангидрита). При необходимости вводятся и другие добавки. Дозировка осуществляется с помощью весовых дозаторов или питателей.

На рисунке 1.23 представлена конструкция двухкамерной мельницы UMS фирмы FL SMIDTH с опорным корпусом и приводом через венцовую шестерню.

При работе мельницы, особенно при сухом помоле, подшипник может сильно разогреться от проходящего через цапфу горячего материала. Температура выходящего из мельницы цемента достигает 100…150 ^оС. Происходит также нагревание подшипников от трения, особенно в случае попадания пыли. Для охлаждения подшипников предусматривается их водяное охлаждение.

На производительность трубной мельницы влияют следующие факторы:

- размалываемость материала (твердость);

- крупность питания материалом;

- тонкость помола готового продукта;

- ассортимент и масса мелющих тел;

- конструкция и размеры мельницы;

- используемая технология помола (открытый или замкнутый цикл, интенсификаторы помола, пресс-валки и др.).

Помол клинкера может производиться в открытом и замкнутом цик­ле. При помоле в открытом цикле весь материал, поступивший в мельницу, выходит из нее в виде готового продукта и нельзя достигнуть высокой удель­ной поверхности, энергозатраты на помол увеличиваются, так как в мельнице накапливается значительное количество тонких фракций.

Готовый цемент имеет широкий диапазон крупности, что ухудшает его свойства. В открытом цикле цементы обычно измельчают до удель­ной поверхности не более 300 м²/кг. Для достижения более высокой удельной поверхности необходимо в процессе помола отделять мелкие частички, т. е. применять замкнутый цикл помола. При этом измель­чаемый материал проходит через сепаратор, где отделяется мелкая фракция, являющаяся готовым продуктом, а крупная фракция воз­вращается в мельницу.

Рисунок 1.23 - Двухкамерная мельница UMS фирмы FL SMIDTH с опорным корпусом: 1 –неподвижное загрузочное устройство; 2 –корпус мельницы; 3 –опорный подшипник скольжения; 4 –междукамерная перегородка (диафрагма с регулируемыми подъемниками); 5 –разгрузочная решетка; 6 –бронеплиты (футеровка) камеры грубого помола; 7 –бронеплиты камеры тонкого помола; 8 –зубчатый венец с кожухом; 9 –опорное кольцо

Благодаря своевременному удалению мелкой фракции из мельницы готовый продукт более однороден по грануло­метрическому составу, содержит значительно меньше крупных фрак­ций, которые остаются в цементном камне балластом и почти не влияют на прочность. Измельчение клинкера в замкнутом цикле можно осу­ществлять по двум схемам. Технологическая схема помола цемента в замкнутом цикле приведена на рисунке 1.24.

По этой схеме измельченный в трубной мельнице клинкер подают ковшовым элеватором и аэрожелобами в сепараторы, откуда крупка возвращается на домол в первую камеру мельницы, а готовый продукт поступает в силосы. Эта схема проста и удобна в эксплуатации, ее можно быстро перевести на открытый цикл. Высокая дисперсность материала, направляемого в сепаратор, способствует повышению эф­фективности работы последнего, так как возрастает выход тонких фракций и повышается производительность установки. Недостаток установки - повышенный расход электроэнергии из-за некоторого пе­реизмельчения.

Рисунок 1.24 - Технологическая схема помола цемента в замкнутом цикле