Анотація до роботи:

Лещенко О.В. Процес та обладнання тонкого подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – Процеси та обладнання хімічної технології. – Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет”, Дніпропетровськ, 2008 р.

Дисертацію присвячено питанням теоретичних та експериментальних досліджень процесу подрібнення пігментів та наповнювачів у млині ударно-відбивної дії. Досліджено взаємозв'язок між технологічними параметрами процесу подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості, такими як температура пилогазової суміші, витрата повітря, витрата матеріалу, що подається на подрібнення, вологість матеріалу та ін. Визначено форму, розміри й кількість робочих елементів млина. Досліджено процес зношування робочих елементів млина ударно-відбивної дії. Вибрано матеріал робочих елементів. Досліджено вплив конструктивних параметрів млина і технологічних параметрів процесу подрібнення на ефективність роботи млина ударно-відбивної дії та гранулометричний склад подрібненого матеріалу. Розроблені рекомендації із проектування млинів ударно-відбивної дії, призначених для тонкого подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості. За результатами досліджень спроектована та виготовлена установка тонкого подрібнення червоного залізоокисного пігменту дослідно-промислового зразка.

1. Науково обґрунтований та експериментально підтверджений процес сухого подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості методом удару та стирання у вихрових потоках без застосування додаткового обладнання для класифікації.

   Науково обґрунтована та експериментально підтверджена нова методика розрахунку кількості робочих елементів млина ударно-відбивної дії та геометричних параметрів робочих елементів млина з урахуванням аеродинаміки вихроутворення в робочій зоні млина. Запропоновано метод визначення окружної швидкості пилогазової суміші в робочій зоні млина ударно-відбивної дії.

   Досліджено взаємозв'язок між технологічними параметрами процесу подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості, такими як температура пилогазової суміші, витрата повітря, витрата матеріалу, що подається на подрібнення, вологість матеріалу та ін. Отримані залежності для розрахунку кількості теплоти, що утвориться в робочій зоні млина, питомої витрати теплоти q Дж/кг, що припадає на 1 кг пилогазової суміші та температури пилогазової суміші на виході млина. Показано, що збільшення масового співвідношення матеріалу до повітря від 0,5 до1,3 призводить до зростання витрати теплоти , що утворюється в робочій зоні млина від 2,5 до 4,5 кВт при подрібненні мармуру. При подрібненні залізоокисного пігменту зміна G/L від 0,25 до 1,55 призводить до зростання витрати теплоти , що утворюється в робочій зоні млина від 2 до 5 кВт.

   Досліджено процес зношування робочих елементів млина ударно-відбивної дії. Отримані експериментальні залежності інтенсивності зношування бильних і відбійних елементів від окружної швидкості бильних елементів при подрібненні матеріалів різної твердості. Встановлено, що для виготовлення бильних елементів доцільно використовувати порошковий твердий сплав ВК8 (або аналогічний) напаяний на сталь 40Х. Такий варіант виготовлення бильних елементів найбільш прийнятний, тому що використання твердого сплаву тільки в якості напайки дозволяє знизити масу й зменшити вартість бильних елементів.

   Досліджено вплив конструктивних параметрів млина і технологічних параметрів процесу подрібнення на ефективність роботи млина ударно-відбивної дії. Установлено, що зміна відстані між бильними елементами та сепараційним диском h, а також зміна коефіцієнту перекриття бильних елементів сепараційним кільцеподібним диском k дозволяють одержувати продукт із різним гранулометричним складом. Показано, що зменшення відстані h від 10 до 2 мм призводить до зростання питомих енерговитрат процесу подрібнення мармуру від 72 до 131 кВт^.г/т при масовому співвідношенні матеріалу до повітря G/L=1,63-1,5. Показано, що збільшення коефіцієнта перекриття k від 0,8 до 1,7 призводить до зростання питомих енерговитрат процесу подрібнення залізоокисного пігменту від 23,6 до 27,6 кВт^.г/т при масовому співвідношенні матеріалу до повітря G/L=1,21-1,55.

   Залізоокисний пігмент, отриманий на розробленому Млині УДХТУ відповідає ТУ 24.1-32785994-005-2004 та міжнародному стандарту ISO 1248-74. Отриманий пігмент має гранулометричний склад значно кращий ніж пігмент, отриманий на існуючому обладнанні заводів, – дисмембраторі: має більш рівномірне розподілення з середнім розміром частинок 2,28-3,11мкм (середній розмір частинок пігменту, подрібненого на дисмембраторі 4,56-5,47мкм), максимальний розмір частинок отриманого пігменту до 100 мкм (максимальний розмір частинок пігменту, подрібненого на дисмембраторі досягає 300-400 мкм). Розмір 90% частинок пігменту, отриманого на Млині УДХТУ має менше значення (10,4-10,7 мкм) у порівнянні з іншими виробниками: пігмент, отриманий дисмембраторі – 28,58-35,3мкм, пігмент (Італія) – 12,95мкм, пігмент (Німеччина) – 15,99мкм.

   На основі здійснених досліджень розроблена установка дослідно-промислового зразка для подрібнення залізоокисного пігменту продуктивністю 500 кг/г, яка встановлена на підприємстві ЗАТ «Кримський Титан».

Публікації автора:

1. Исследование процесса износа рабочих элементов ударно-отражательной мельницы/ Лещенко Е.В., Сорока П.И., Кравец А.В., Опарин С.А. // Вопросы химии и химической технологии. – 2007. – №2. – С. 203-208 .

Здобувачем здійснені експериментальні дослідження процесу зношування робочих елементів млина ударно-відбивної дії при подрібненні матеріалів різної міцності. Оброблені та систематизовані одержані експериментальні дані, зроблені висновки стосовно вибору матеріалу робочих елементів.

2. Определение скорости пылегазовой смеси в рабочей зоне мельницы ударно-отражательного действия/ Лещенко Е.В., Сорока П.И., Кравец В.И., Кравец А.В., Опарин С.А. // Весник «ХПИ». – 2007. – №26. – С.112 - 119.

Здобувачем здійснені теоретичні та експериментальні дослідження визначення швидкості пилогазової суміші у млині ударно-відбивної дії, оброблені та систематизовані одержані експериментальні дані, зроблені висновки.

3. Исследование процесса измельчения мрамора в центробежной мельнице/ Лещенко Е.В., Сорока П.И., Кравец В.И., Опарин С.А.// Вопросы химии и химической технологии. – 2006. – №2. – С.128-132.

Здобувачем здійснені експериментальні дослідження впливу величини відстані між бильним елементом та сепараційним диском на енерговитрати та гранулометричний склад подрібненого мармуру.

4. Опарин С.А., Сорока П.И., Лещенко Е.В. Исследование процесса тонкого измельчения растительных материалов в ударно-отражательной мельнице // Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій. – 2006. – №28. – Том 2. – С. 76-79.

Здобувач приймав участь у здійсненні експериментальних досліджень впливу технологічних параметрів процесу подрібнення і конструктивних параметрів млина на енерговитрати та гранулометричний склад подрібненого матеріалу.

5. Опарін С.О., Сорока П.Г., Кравець О.В. Розробка процесу та обладнання тонкого помелу рослинних матеріалів // Весник «ХПИ». – 2005. – №51. – С.13-21.

Здобувач приймав участь у здійсненні експериментальних досліджень впливу конструктивних параметрів млина і технологічних параметрів процесу здрібнення на ефективність роботи млина ударно-відбивної дії.

6. Пат. 20031211201 Україна МПК В02С13/14. Відцентровий ударний млин / Кравець В.І., Кравець О.В.,(Україна) – №71234. Заявл. 09.12.2003; Опубл. 17.04.2006, Бюл. №4.

Здобувач приймав участь в розробці відцентрового ударного млина та здійсненні досліджень з ефективності його роботи.

7. Пат. а 200508017 Україна МПК В02С13/14. Відцентровий млин ударної дії/ Сорока П.Г., Опарін С.О., Кравець О.В., (Україна) – №80599. Заявл. 12.08 2005; Опубл. 10.10.2007, Бюл. №16.

Здобувач приймав участь в розробці відцентрового млина ударної дії.

8. Опарин С.А., Лещенко Е.В. Исследование процесса тонкого помола растительных материалов в ударно-отражательной мельнице // Матеріали Х всеукраїнської науково-практичної конференції «Технологія – 2006». – Том 3. – Сіверськодонецьк. – 2006. – С. 22.

Здобувач приймав участь у дослідженні процесу подрібнення рослинних відходів у млині ударно-відбивної дії.

9. Получение тонкоизмельченных порошков мрамора в мельнице ударно-отражательного действия/ Лещенко Е.В., Сорока П.И., Кравец В.И., Опарин С.А. // Матеріали ЙЙ міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні наукові дослідження – 2006». – Том 41. – Дніпропетровськ, – 2006. – С. 42-44.

Здобувачем здійснені експериментальні дослідження впливу параметрів процесу подрібнення та конструктивних параметрів млина на енерговитрати та гранулометричний склад подрібненого матеріалу.

10. Получение древесной муки в мельнице ударно-отражательного действия/ Лещенко Е.В., Сорока П.И., Кравец В.И., Опарин С.А. // Матеріали Й Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених. – Київ. – 2006. – С. 60.

Здобувачем досліджено можливість суміщення процесів помелу та сушіння рослинних відходів в млинах ударно-відбивної дії.

11. Износ рабочих элементов ударно-отражательной мельницы при тонком измельчении/ Лещенко Е.В., Сорока П.И., Опарин С.А., Кравец А.В.// Матеріали III міжнародної науково-технічної конференції «Хімія і сучасні технології». – Дніпропетровськ. – 2007. – С.213.

Здобувачем здійснено експериментальні дослідження характеру зношування робочих елементів млина ударно-відбивної дії при подрібненні матеріалів різної міцності та абразивності.

12. Лещенко Е.В., Опарин С.А., Кравец А.В. Исследование процесса износа рабочих элементов в ударно-отражательной мельнице // Матеріали Х всеукраїнської науково-практичної конференції «Технологія – 2007». – Том. – 5 Сіверськодонецьк. – 2007. – С. 45.

Здобувачем здійснено експериментальні дослідження та зроблені висновки стосовно вибору матеріалу та конструктивному виконанні робочих елементів млина ударно-відбивної дії.