(1) Улучшение вентиляции внутри шаровая мельница

Внутренняя вентиляция оказывает значительное влияние как на производительность, так и на качество. Хорошая вентиляция не только своевременно удаляет мелкий порошок из мельницы, предотвращая чрезмерное измельчение, но и отводит тепло, выделяющееся при измельчении, снижает внутреннюю температуру, уменьшает дегидратацию гипса и предотвращает образование налёта на шариках и забивание решётки в последней камере. Как правило, скорость воздушного потока в мельницах с замкнутым контуром составляет 0,8–1,0 м/с, тогда как в мельницах с открытым контуром из-за более высоких внутренних температур скорость воздушного потока должна быть несколько выше, чем в мельницах с замкнутым контуром. На некоторых заводах используются шаровые мельницы, сконструированные до 1990-х годов, которые зачастую имеют неэффективные конструктивные решения для обеспечения воздушного потока. Улучшения можно добиться за счёт открытия вентиляционных отверстий на входе подачи, модификации подающего шнека, придания ступенчатой формы желобу подачи, увеличения центральных отверстий промежуточной перегородки и разгрузочной решётки, а также усиления воздушного затвора на разгрузочном конце. Эти меры не только устраняют заторы материала, но и увеличивают площадь вентиляции.

(2) Усовершенствование промежуточной перегородки и выпускной решетки

Ранее конструкции промежуточных перегородок и выпускных решеток служили лишь для функционального разделения отсеков, отделения крупных и мелких измельчающих тел, а также для предотвращения их выхода из установки. Сегодня же от них ожидают регулирования расхода материала, выравнивания производительности по измельчению между передним и задним отсеками, увеличения соотношения «материал к шарикам» и предотвращения обратной классификации — что способствует более эффективному использованию кинетической энергии измельчающих тел и увеличению производительности. Для старых шаровых мельниц перегородки с функцией просеивания и разгрузочные решетки можно выбирать в зависимости от характеристик материала. A экранирующая диафрагма представляет собой новый тип устройства, которое разделяет проходящий через него материал на крупную и мелкую фракции. Его основная функция заключается в просеивании материала, поступающего в камеру тонкого измельчения, и предотвращении попадания крупных частиц, что создает условия для использования в камере тонкого измельчения микроразмерных измельчающих тел с большой удельной поверхностью и высокой эффективностью измельчения. Иными словами, новая диафрагма не только регулирует поток материала и уравновешивает производительность по отделениям, но и обеспечивает классификацию крупных и мелких частиц, а также принудительный подъем материала, что позволяет более мелкому материалу раньше поступать в отделение тонкого измельчения для дальнейшего измельчения.

(3) Добавление устройств активации

Для полного использования потенциала измельчения мельницы внутри нее можно установить активационные устройства. Они создают условия трехмерного движения микроагрегатов, повышают измельчающую способность и позволяют более эффективно использовать кинетическую энергию измельчающих тел, что значительно повышает эффективность измельчения. Основная конструкция активатора состоит из трапециевидных элементов, закрепленных на футеровках мельницы под определенным углом к оси мельницы. Их высота составляет 20%–30% от диаметра корпуса, толщина — около 40 мм, а ширина равна ширине футеровки. В зависимости от требований к продукции вдоль оси мельницы устанавливается 2–5 комплектов, причем один комплект монтируется в продольном направлении на каждую вторую футеровку. Благодаря активационному устройству измельчающие тела не только движутся по круговой траектории вдоль футеровок, но и перемещаются в осевом направлении. При этом благодаря действию активатора устраняется зона застоя, в которой тела, расположенные дальше от вкладышей, имеют ограниченное движение из-за того, что вкладыши не могут эффективно приводить их в движение.

(4) Применение классификационных вкладышей

Помимо защитной функции, футеровки в основном используются для регулирования динамического распределения и траектории движения измельчающих тел. Их форма должна соответствовать скорости вращения мельницы и характеристикам материала. Использование различных футеровок нового типа значительно улучшило регулирование движения измельчающих тел и адаптируемость к материалам. Выбор гиперболоидные вкладыши в последнем отсеке — с наклонными изогнутыми поверхностями как в осевом, так и в окружном направлениях — не только способствует поперечной классификации стальных шариков, но и повышает эффективность измельчения стальных цилиндров и шариков.

Классификационные вкладыши позволяют сортировать измельчающие тела внутри мельницы, обеспечивая оптимальный режим работы, при котором крупные шары измельчают крупные частицы, а мелкие шары — мелкие частицы.

(5) Увеличение загрузки измельчающих тел

Оптимизация режима работы шаровой мельницы заключается в достижении баланса между производительностью по дроблению и производительностью по измельчению материала внутри мельницы. Ключевую роль в этом играют степень заполнения и гранулометрический состав измельчающих тел. Традиционные технологические параметры шаровой мельницы определялись исходя из механических и электрических характеристик, а также теорий измельчения, существовавших в то время. В настоящее время, благодаря использованию фазовых модификаторов, частотно-регулируемых приводов и замены подшипников скольжения на крупные подшипники качения, производственная практика уже давно превзошла традиционные нормы: степень заполнения увеличилась с 29%–31% до 36%–40%, скорость мельницы была повышена на 5%–10% (в некоторых случаях даже приближаясь к критической скорости), а нагрузка на измельчающие тела соответственно увеличилась — что привело к высокому качеству, энергосбережению и высокой производительности.

(6) Соответствующее увеличение шаровая мельница скорость

Умеренное увеличение скорости особенно эффективно для мельниц с меньшим диаметром, поскольку в таких мельницах сила удара стальных шаров меньше из-за их меньшего диаметра; увеличение скорости повышает производительность по измельчению.

① Увеличение скорости означает увеличение количества ударов, наносимых каждым абразивным элементом внутри мельницы.
② Это также усиливает трение и износ между измельчающими элементами, а также между ними и футеровкой.

(7) Распыление воды внутри мельницы

В цементных мельницах интенсивные удары и трение между измельчающими элементами, а также между ними и футеровкой приводят к выделению значительного количества тепла, что повышает температуру цемента. Это может легко вызвать дегидратацию гипса, приводящую к преждевременному схватыванию цемента, что негативно сказывается на процессах хранения и упаковки, делает бумажные мешки ломкими, увеличивает количество поломок и ухудшает условия труда. Высокая температура цемента также способствует его агломерации из-за электростатического притяжения, что приводит к образованию налёта на шариках и цилиндрах, снижая эффективность измельчения и производительность мельницы.

Распыление атомизированной воды в цементной мельнице позволяет значительно снизить внутреннюю температуру и является эффективным способом охлаждения. Атомизированная вода быстро испаряется при впрыске, не вызывая гидратации цемента и не снижая его прочности. Поглотив тепло внутри мельницы, водяной пар удаляется с помощью вентиляции. Особенно при высокой температуре в мельнице распыление атомизированной воды в зону высокой температуры последнего отсека дает немедленный эффект, обеспечивая поддержание температуры цемента на выходе ниже 95 °C и значительно увеличивая производительность мельницы.

В процессе измельчения из-за вращения мельницы и движения измельчающих тел значительная часть материала остается в взвешенном состоянии — особенно в мельницах для шлакового порошка. К этим взвешенным частицам трудно добраться измельчающим телам, и под воздействием внутренней вентиляции они легко выносятся из мельницы, что приводит к чрезмерно быстрому потоку материала и недостаточному измельчению, в результате чего продукт не достигает требуемой удельной поверхности. В этой ситуации распыление атомизированной воды в мельницу может привести к осаждению части взвешенного материала, что эффективно повышает эффективность измельчения, предотвращает чрезмерно быстрый поток материала, обеспечивает достаточное измельчение и значительно увеличивает удельную поверхность и производительность мельницы. Для мельниц по переработке шлакового порошка внедрение системы внутреннего распыления воды, как правило, повышает производительность на 10%–50%. Регулируя объем распыления и вентиляцию мельницы, можно легко контролировать удельную поверхность выгружаемого шлакового порошка, достигая значений до 650 м²/кг и более.