Cüruf için Bölme Diyaframının Değiştirilmesi Tüp Değirmeni

Tüp değirmeniyle cüruf tozunu öğütürken, cüruf tozunun olağanüstü derecede iyi akışkanlığı, tozun değirmen içinden hızla akmasına neden olur; bu da tozun değirmen içindeki kalma süresini kısaltma eğilimindedir ve malzeme yatağı seviyesinin çok düşük olmasına yol açar. Bu durum, öğütülecek malzeme kalmayan çok sayıda öğütme ortamının kalmasına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda değirmenin iç sıcaklığını da artırarak öğütme ortamının verimliliğini önemli ölçüde düşürür. Sonuç olarak, cüruf yeterince ince öğütülemez, elde edilen cüruf tozunun özgül yüzey alanı düşük olur ve değirmen verimi düşer. Ayrıca, cürufun öğütme verimini artırmak için, cüruf tüp değirmeninin son iki bölmesinde genellikle daha küçük çaplı öğütme araçları kullanılır.

Bu nedenle, boru değirmeni ile cüruf öğütülürken, değirmen içindeki cürufun akış hızını kontrol etmek ve aynı zamanda öğütme malzemesinin bölmeler arasında geçişini önlemek amacıyla, bölme diyaframlarındaki yarık açıklıkları ile değirmen ucundaki boşaltma ızgara plakasının her ikisi de yaklaşık 5 mm’ye indirilmelidir.

Yazarın boru değirmeni ile cüruf öğütme üretim uygulamalarında çeşitli değişiklikler denenmiştir. Sonuç olarak, aşınmaya dayanıklı yuvarlak çelik çubukların yan yana kaynaklanarak yapılan diyaframın en başarılı çözüm olduğu ortaya çıkmıştır.

Aşağıda, Φ4,2 m × 13,5 m boyutlarındaki bir cüruf değirmeni örnek alınarak, cüruf tüp değirmeninin bölme diyaframına yönelik modifikasyon tekniği açıklanmaktadır.

Cüruf öğütme işlemi için açık devreli boru değirmeni tercih edilir. Değirmen genellikle üç bölmeye ayrılır ve bölme diyaframları, 40Cr alaşımlı çelikten imal edilmiş Φ60 mm yuvarlak çelik çubuklar kullanılarak kaynaklanır. Her bir bölme paneli için yaklaşık 4,78 ton yuvarlak çelik çubuk gerekir ve bunların toplam uzunluğu yaklaşık 214 m'dir. İmalat sırasında, önce düz bir zemin üzerine Φ4190 mm'lik bir daire çizin, ardından yuvarlak çubukları uygun uzunluklarda kesin. Kaynak işlemi sırasında yuvarlak çubuklar arasında ara parça olarak 66 mm (uzunluk) × 60 mm (genişlik) × 5 mm (kalınlık) ölçülerinde çelik levhalar kullanılır. Boru değirmeninin iç çapı 4200 mm'dir ve diyaframın termal genleşmesinden kaynaklanan bükülme deformasyonunu önlemek için diyafram çapı 4190 mm olarak belirlenmiştir. Diyaframdaki yarıklar birbirine göre kaydırılmış olmalıdır; her bir yarık 400 mm uzunluğunda ve 5 mm genişliğindedir. Çubuklar arasındaki kaynaklı birleşim yerleri 66 mm uzunluğunda, 60 mm genişliğinde ve 5 mm kalınlığındadır. Rögar kapağının sınırlı genişliği nedeniyle, kaynak işlemi sırasında diyafram önce birkaç küçük bölüme kaynaklanır ve ardından Şekil 2.21 ve 2.22’de gösterildiği gibi, boru değirmeni içinde bu bölümler birbirine kaynaklanarak tam diyafram oluşturulur ve son montaj tamamlanır.

Bölme diyaframları ve ızgara plakaları imal edilirken, minimum açıklık mesafesine (yani, ilk yuvadan değirmen gövdesine kadar olan mesafeye) özel dikkat gösterilmelidir.
Değirmen içindeki cürufun yüksek akışkanlığı ve hızlı akışı nedeniyle, diyaframlar ile ızgara plakaları arasındaki minimum açıklık mesafesi çok küçük olursa, değirmen içindeki cüruf yatağı seviyesi kaçınılmaz olarak çok alçalır; bu da öğütme verimliliğini düşürür ve dolayısıyla değirmen verimini azaltır. Bu nedenle, malzeme akış hızını kontrol etmek, malzeme yatağı seviyesini yükseltmek ve değirmen üretimini artırmak için bölme diyaframları ile boşaltma ızgara plakası arasındaki minimum açıklık mesafesi uygun şekilde artırılmalıdır. Ancak, minimum açıklık mesafesi çok fazla artırılırsa, bu durum değirmen havalandırmasını olumsuz etkileyecektir. Genel bir kural olarak, minimum açıklık mesafesi diyafram yarıçapının 12% ila 24%'si (yani 250–500 mm) olarak belirlenir.

Öğütme işlemi sırasında cürufun sıcaklığı kademeli olarak yükseldiğinden, cüruf tüp değirmeninin çeşitli bölmelerindeki sıcaklıklar önemli ölçüde farklılık gösterir; genellikle birinci bölme daha soğukken, üçüncü bölme çok ısınır. Ayrıca, öğütme sırasında nem sürekli olarak buharlaştığından, cüruf tozunun nem içeriği bölmeler arasında genellikle büyük ölçüde değişir ve bu da her bölmede önemli ölçüde farklı akış hızlarına neden olur. Genel olarak, ilk bölmede akış hızı daha yavaştır ve bu da bölmenin aşırı dolmasına yol açarken, üçüncü bölmede akış daha hızlı olma eğilimindedir ve bölmenin boş kalma olasılığı daha yüksektir. Bu nedenle, her bölmedeki diyaframlar ve boşaltma ızgara plakası için minimum açıklık mesafeleri farklı olmalıdır: ön bölmeler için daha küçük, arka bölmeler için daha büyük olmalıdır. Ayrıca, her bir diyaframın minimum açıklık mesafesi, bitmiş cüruf tozunun özgül yüzey alanı gereksinimi, besleme cürufunun nem içeriği, öğütme ortamı dolum oranı ve değirmen havalandırma oranı gibi faktörleri de dikkate almalıdır. Kısacası, cürufun diyaframdan geçiş hızını azaltmak için minimum açıklık mesafesi artırılmalı; tersine, hızı artırmak için mesafe azaltılmalıdır.