Способ регулирования процесса помола твердых материалов в барабанной мельнице

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУс Государственный комитет СССР по делам изо 6 ретеиий и открытий(23) П 2) Авторы изобретени ердиян, Е. В. Николаев и Е, А. Кандыб сударственный Всесоюзный научно-исследовательский институт цементной промышленности(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОМОЛА ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ В БАРАБАННОЙ МЕЛЬНИЦЕ Изобретение предназначено для управления процессами помола различных материалов и может быть реализовано в химической, горнообогатительной и металлургической отраслях промышленности, а также в индустрии стройматериалов,Известен способ регулирования работой мельницы с параллельно установленной пилотной мельницей, заключающийся в измерении дисперсности исходных и готовых продуктов основной и пилотной мельниц при изменении загрузки измельчаемым материалом обеих мельниц с использованием ЭВМ для управления работой основной мельницы 1.Однако данный способ не обеспечивает надежности и качества управления процессом помола ввиду отсутствия учета влияния на измельчение многих других факторов (влажность материала, степень аспирациимельницы и др.).Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования процесса помола твердых материалов в барабанной мельнице с параллельно включенной в процесс пилотной мельницей при помоле в каждой из мельниц одинакового материала до заданной дисперсности, заключающийся в периодическом определении изменения дисперсности материала в пилотной мельнице при различных значениях регулирующих параметров, в качестве которых принимаются скорость вращения мельницы и степень заполнения ее мелющими телами 2.При использовании этого способа режимработы пилотной мельницы оптимизируется, далее по данным текущих значений дисперс ности материала определяется константаскорости измельчения, а также время пребывания материала в ней. После этого процесс помола в трубной мельнице путем регулирования скорости вращения мельницы и величины ее мелющей загрузки ведут таким образом, чтобы произведение константы скорости измельчения в ней на время пребывания было равно произведению тех же величин для пилотной мельницы,Недостатком такого способа является 20 отсутствие учета свойств измельчаемогоматериала, ограниченность воздействия на процесс (возможность изменения только величины загрузки и скорости вращения), а также сложность осуществления процесса,так как необходимо определение константыскорости измельчения материала и времениего пребывания для обеих мельниц, что огра.йичивает возможность регулирования и предопределяет недостаточно высокую эффективность работы помольной установки.Целью изобретения является повышениеэффективности измельчения,Указанная цель достигается тем, что вспособе регулирования процесса помолатвердых материалов в барабанной мельницес параллельно включенной в процесс пилотной мельницей при помоле в каждой измельниц одинакового материала до заданнойдисперс ности, заключающемся в периодическом определении изменения дисперсностиматериала в пилотной мельнице при различных значениях регулирующих параметров,в качестве которых принимаются скоростьвращения мельницы и степень заполненияее мелющими телами, по данным периодических определений находят соответствующие заданной точности регулирования видмодели процесса измельчения и зависимостькинематических параметров модели от регулирующих параметров с определением интервала оптимальных значений каждогоиз последних, а процесс помола в барабанной мельнице ведут при значениях регулирующих параметров, находящихся внутринайденных интервалов, .Кроме того, в качестве дополнительныхрегулирующих параметров используют влажность измельчаемого материала и скоростьаспирационногогаза через зону помола,Выбор конкретной модели процесса измельчения, соответствующей заданной скорости, из нескольких вариантов моделей,рассчитанных по различным механизмамизмельчения, позволяет в достаточной мереучитывать влияние свойств материала напроцесс измельчения, а применение в качестве дополнительных регулирующих фак торов влажности и количества аспирационных газов - повысить степень оптимизациипроцесса, так как выбранный круг регулирующих параметров охватывает практическивсе известные факторы, существенным образом влияющие на процесс измельчения.Пример 1. Производится расчет параметров модели измельчения и оптимальных значений регулирующих параметров при помолемергелей Катав-Ивановского и известнякаКарагандинского цементных заводов.При помоле в пилотной мельнице этихпродуктов по данным измельчения дисперсности материала в процессе измельчениярассчитывают несколько моделей процессаразличного механизма измельчения, учитывающих, например, стадийность, обратимость и т. д. Из полученного ряда моделей- -"-выбирают те, которыеудовлетворяют заданным требованиям соответствия с реальнымпроцессом. После этого определяют влияниена величину констант скоро ти выбранныхмоделей различных управляющих факторов:45 50 5 10 13 20 21 30 35 влажности материала, скорости вращения пилотной мельницы, загрузки ее мелющими телами и скорости аспирационного воздуха.На основе полученных зависимостей определяют оптимальные режимные параметры работы мельницы. При выборе модели и определении ее параметров применяют следующую методику: при заданном значении начальной дисперсности интегрируют дифференциальные сравнения моделей, соответствующие предполагаемым механизмам процесса измельчения, и по результатам интегрирования вычисляют сумму квадратов отклонений рассчитанных по моделям дисперсностей от взятых из эксперимента данных, Для каждого меха,низма.выбирают такие константы скоростей по стадиям и порядок процессов, которые обеспечивают минимум суммы квадратов отклонений расчетных и экспериментальных данных, при этом используют метод поиска на сетке. Для каждого из измельчаемых материалов на ЭВМ Наирипросчитывают все возможные варианты механизмов процесса и выбирают наиболее вероятные модели.Например, для мергеля Катав-Ивановского цементного завода модель строят на основе стадийного механизма измельчения: первая стадия протекает при изменении дисперсности от начального материала до крупности, соответствующей К о о 8 = 20%, вторая стадия - от Кооэ = 20% до Кооз = = 3%. Для этого механизма сумма квадратов разностей между экспериментальными значениями дисперсностей в заданные моменты времени и рассчитанными по уравнению модели составляет 0,0004, в то время как для одностадийного или обратимого механизма они больше и равны соответственно 0,026 и 0,01.В связи с тем, что оптимальные значения скорости вращения мельницы и степени ее заполнения мелющими телами при помоле исследуемЫх материалов находятся в интервале, совпадающем с принятым на практике, в качестве главного регулирующего параметра выбирают влажность измельчаемого материала. Вычисление константы скоростей измельчения по стадиям имеют экстремальные зависимости от влажности. Константа скорости измельчения первой стадииь а следовательно, и скорость процесса, максимальны при влажности % = 0,3%, константа скорости измельчения второй стадии к г имеет максимум при % = 0,5%. Таким образом, для ведения процесса с оптимальной скоростью при помоле материала, крупнее Х К 0 О= 20%, оптимальная влажность должна быть 0,35%, при более тонком помоле необходимо повышать влажность материала до 0,45%.Расчет процесса измельчения по традиционной формуле В. В. Товарова дает погрешность 27%. Расчет по найденной модели727233 Формула изобретения Составитель Н. БибинаТехред К. Шуфрич Корректор М. Демчик Тираж 670 Подписное Редактор Г. МозжечковаЗаказ 1021/4 ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 45снижает ошибку до 3%, что позволяет с высокой точностью вести оптимизацию процесса, регулируя влажность исходного материала,Пример 2. При расчете процесса измельчения известняка Карагандинского завода была принята модель с одностадийным механизмом помола при протекании обратного процесса. Последнее вызвано повышенным агрегированием этого легкоразмалываЕмого материала. Найдено, что константа скорости прямого процесса увеличивается с увеличением влажности, константа скорости обратного процесса имеет минимум при влагосодержании 0,8%. Максимальная скорость ведения процесса достигается при влажности 1%,В настоящее время процесс измельчения известняков, однотипных по свойствам с Карагандинским, осуществляется при влажности, составляющей 3 - 4% на входе в мельницу, до 0,5% - на выходе.Расчет показывает, что при измельчении этого известняка при влажности 1% увеличение производительности мельниць 1 составляет 20 - 25%. 1, Способ регулирования процесса помола твердых материалов в барабанной мельЬнице с параллельно включенной в процесспилотной мельницей при помоле в каждойиз мельниц одинакового материала до заданной дисперсности, заключающийся в периодическом определении изменения дисперсностиматериала в пилотной мельнице приразличных значениях регулирующих параметров, в качестве которых принимаютсяскорость вращения мельницы и степень заполнения ее мелющими телами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффек 40 тивности измельчЕния, по данным периодических определений находят соответствующие заданной точности регулирования видмодели процесса измельчения и зависимостькинетических параметров модели от регулирующих параметров с определением интервала оптимальных значений каждого изпоследних, а процесс помола в барабанноймельнице ведут при значениях регулирующих параметров, находящихся внутри найденных интервалов.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в качестве дополнительных регулирующих параметров используют влажность измельчаемого материала и скорость аспирационного газа через зону помола.Источники информации,2 принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции2068984, кл. В 02 С,1970.2. Авторское свидетельство СССР557815, кл. В 02 С 25/00, 1974 (прототип) .