Değirmen hızının uygun şekilde artırılması, bir doğrusal olmayan üretim ve enerji tüketimi üzerindeki etkisi — bir “optimum hız aralığı” mevcuttur. Bu kritik noktaya ulaşılmadan önce, hızın artırılması hem üretimde hem de enerji verimliliğinde olumlu sonuçlar verir. Kritik nokta aşıldığında ise bu etki tersine döner. Spesifik etkiler aşağıdaki üç açıdan analiz edilebilir:

I. Hızın Artışının Üretim Üzerindeki Olumlu Etkisi (Üretimi Artırıcı Etki)

1. Öğütme malzemelerinin darbe kırma enerjisini artırır

• Hız arttıkça, öğütme malzemeleri daha yüksek bir seviyeye yükselir ve bu da önemli ölçüde daha yüksek çarpma hızı ve çarpma kinetik enerjisi (E∝v2).
• Besleme parçacık boyutları daha büyük veya sertliği daha yüksek olan malzemeler için, artan darbe kuvveti “birincil kırılmayı” etkili bir şekilde artırarak, malzemenin kaba öğütme bölmesindeki kalma süresini kısaltır ve böylece üretim kapasitesini artırır.

2. Birim zaman başına “çarpma sayısını” artırır

• Değirmen hızı olarak n arttıkça, kabuğun bir tur atma süresi azalır. Aynı malzeme yüküyle, birim zaman başına toplam çarpma sayısı artar ve ince öğütme bölmesindeki öğütme verimliliği de artar.

3. Malzeme akış hızını artırır ve “aşırı öğütme”yi azaltır”

• Daha yüksek hız, şunu şiddetlendirir: merkezkaç kuvveti alanı değirmenin içinde, ince parçacıkların diyafram ve boşaltma ızgara plakaları aracılığıyla daha hızlı bir şekilde dışarı atılmasını sağlar.
• Özellikle kapalı devre değirmenlerde, hızın artırılması dolaşım yükünü uygun şekilde yükseltebilir; bu da hava sınıflandırıcısının uygun incecik parçacıkları daha verimli bir şekilde ayırmasını sağlayarak, nihai ürün verimini artırır.

Sonuç: Şu aralıkta 65%–80% kritik hız, uygun bir hız artışıyla genellikle üretimde 5%–15% (değirmen boyutuna ve malzeme özelliklerine bağlı olarak).

II. Hızın Artmasının Öğütme İşlemindeki Güç Tüketimine Etkisi (Azalma ve Artış Arasındaki Denge)

1. Birim güç tüketimi önce azalabilir, ardından artabilir (U şeklinde eğri)

• Olumlu aşama: Çıkış, hızla birlikte arttığında, motor giriş gücündeki artış ...'dan az üretimdeki artış, o halde birim güç tüketimi (kWh/t) azalır. İşte bu ideal durumdur.
• Kritik nokta: Hız optimum değeri aştığında, çıkış artışı duraksar; ancak motorun güç tüketimi (özellikle merkezkaç kuvveti, hava direnci ve sürtünmeyi aşmak için harcanan verimsiz iş) hızla artmaya devam eder ve özgül güç tüketimi azalmak yerine artmak.

2. Değirmenin “boşta” güç oranındaki değişim

• Değirmenin boşta çalışma gücü (rulman sürtünmesini, gövde ataletini vb. aşmak için kullanılır), üretim miktarından büyük ölçüde bağımsızdır. Üretim miktarı ne kadar yüksek olursa, ürünün her tonu başına düşen bu sabit gücün payı o kadar azalır; dolayısıyla özgül güç tüketimi doğal olarak düşer.
• Ancak, aşırı yüksek hızlarda, öğütme malzemesi üzerindeki merkezkaç kuvveti keskin bir şekilde artar, ortamın dış tabakası ile astarlar arasındaki göreceli hareket azalır ve “kayma tabakası” kalınlaşır. Büyük miktarda enerji, sürtünme ısısı ezme işinden ziyade, ve birim etkin ezme işi başına güç tüketimi keskin bir şekilde artar.

III. Aşırı Hız Artışının Olumsuz Sonuçları (“Optimum Hız”ın Aşılması Durumunda)

1. Öğütme verimliliği keskin bir şekilde düşer (santrifüj durumu)

• Hız kritik hıza yaklaştığında (ψ→100%), öğütme malzemesinin en dıştaki tabakası kabuğa “yapışmaya” başlar ve onunla birlikte dönmeye başlar, düşme yeteneğini yitirmek. Geriye sadece sıkıştırma ve aşınma kalır ve kırma verimliliği büyük ölçüde düşer. Bu noktada değirmen malzemeyi neredeyse hiç kırmaz ve üretim miktarı önemli ölçüde azalır.

2. Aşınma kaplamaları ve öğütme malzemelerinde artan aşınma

• Hız ne kadar yüksek olursa, öğütme malzemeleri ile astarlar arasındaki bağıl hız ve çarpışma sıklığı da o kadar artar; bu da astar ve öğütme malzemesi tüketiminde katlanarak artışa yol açar. Bu durum sadece bakım maliyetlerini artırmakla kalmaz, aynı zamanda (bakım nedeniyle yapılan duruşlar ve parça değişimlerinden kaynaklanan üretim kayıpları nedeniyle) dolaylı olarak genel işletme güç tüketimini de yükseltir.

3. Değirmen titreşiminin ve mekanik yükün artması

• Yüksek hızlarda, dengesiz yükler gövde ve şanzıman sisteminde şiddetli titreşime neden olabilir; bu da ana yataklar ve redüktör dişlileri gibi önemli bileşenlerde erken yorulma hasarına yol açarak ekipmanın ömrünü kısaltır.

IV. “Uygun” Hızın Nasıl Tanımlanacağı (Referans Eşiği)

Optimum hız, değirmenlere göre değişiklik gösterir ve dönme hızı (ψ) genellikle gösterge olarak kullanılır:

Pratik rehberlik:

• Çoğu büyük çimento fabrikası şu aralıkta faaliyet göstermektedir: ψ = 70% ~ 78%.
• Bir değirmen şu hızda çalışıyorsa ψ<68% uzun süredir kullanıyorsanız, şunu deneyin: küçük bir hız artışı (2%–5%) ve çıkıştaki ve güç tüketimindeki gerçek değişiklikleri gözlemleyin. Çıkıştaki artış, güçteki artışı aşarsa, hız artışı etkili demektir.
• Hız artırıldıktan sonra üretimde önemli bir değişiklik görülmezken motor akımı önemli ölçüde artarsa, değirmen muhtemelen optimum noktaya yaklaşmış veya bu noktayı aşmıştır; bu durumda hız eski seviyesine geri getirilmelidir.

V. Özet: Kısa ve Öz Sonuç

Kritik hız aralığı olan 65%–76% içinde değirmen hızını uygun şekilde artırmak, aynı anda hem “daha yüksek verim” hem de “daha düşük tüketim” (birim güç tüketiminde azalma) sağlayabilir. 76%–80% kritik sınırını aştığında, verim artış etkisi doygunluğa ulaşırken, güç tüketimi ve aşınma önemli ölçüde artar; bu da sonuçta bu değişikliğin ters etki yaratmasına neden olur.

Gerçek üretim için en iyi yaklaşım şudur: mevcut çalışma hızına göre, her seferinde 2%–3% artış sağlayın, 24 saat boyunca istikrarlı bir şekilde çalıştırın, ardından çıkış ve güç tüketimi verilerini karşılaştırın. Bu “adım adım ince ayar” yöntemi sayesinde, teorik değerleri körü körüne kopyalamak yerine değirmenin kendine özgü optimum hızını belirleyin.