Анотація до роботи:

Чудний О.Ю. «Трубний млин замкненого циклу з підвищеною швидкістю руху матеріалу, що подрібнюється». – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.02 – машини для виробництва будівельних матеріалів і конструкцій. – Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, Харків, 2008.

Дисертаційна робота присвячена збільшенню продуктивності роботи трубного млина за рахунок підвищення швидкості руху матеріалу шляхом подачі крупки у першу камеру млина, а також підвищенню якості цементу за рахунок подачі поверхнево-активних речовин у сепаратор.

Науково обґрунтовані: доцільність місця повернення крупки у першу камеру млина, де знаходиться найбільша кількість матеріалу того ж розміру, що й крупка; можливість такої подачі. Визначено продуктивність трубних млинів замкненого циклу з підвищеною швидкістю руху матеріалу. Вперше одержано математичну модель руху двофазного турбулентного потоку в середовищі зі змінними характеристиками.

Проведені експериментальні дослідження підтвердили відповідність результатів теоретичних та експериментальних досліджень. Результати роботи впроваджено у виробництво.

1. Підтверджена економічна доцільність використовування цементів високих марок, однак їх виробництво пов'язане зі значними витратами електроенергії, зниженням продуктивності обладнання, що є підставою для розробки напрямів вирішення цієї важливої науково-прикладної проблеми. У результаті аналізу виявлено, що найбільш ефективним для одержання цементів високих марок у великій кількості є застосування трубних млинів замкненого циклу, тому проблема інтенсифікації їх роботи є актуальною.

2. З метою підвищення ефективності трубних млинів замкненого циклу запропоновано зменшити кратність циркуляції шляхом підвищення поздовжньої швидкості руху матеріалу у трубному млині за рахунок: пневмоподачі крупки після сепаратора на задану діаграмою помелу ділянку; застосування нахилених міжкамерних перегородок; використання ПАР.

3. Отримано рівняння регресії як функції відгуку кута відриву, який визначає в поперечному перерізі трубного млина положення параболи падіння завантаження, яку повинна обігнути траєкторія польоту крупки в поздовжньому перерізі млина. Установлено взаємозв'язок кута нахилу струменя крупки й кута відриву куль, що визначає режим їх роботи.

Уперше розглянуто механізм руху двофазного струменя крупки та отримана математична модель траєкторії руху крупки в складних умовах барабана млина, що дозволяє визначити швидкість вильоту крупки із сопла пневмофорсунки для досягнення заданої ділянки першої камери.

Запропоновано рівняння для розрахунку коефіцієнтів збільшення продуктивності трубних млинів за рахунок: роботи їх у замкненому циклі; пневмоподачі крупки відразу на задану ділянку першої камери млина; застосування нахиленої міжкамерної перегородки та окрема подача ПАР в сепараційну камеру сепаратора.

4. У результаті теоретичних та експериментальних досліджень:

- визначено значення коефіцієнтів тонини помелу для визначення продуктивності трубних млинів замкненого циклу. Коефіцієнти тонини помелу при залишках R на ситі 008 в 23; 30; 36 й 40 % відповідно дорівнюють 1,58; 1,78;1,98 й 2,12;

- доведена доцільність пневмоподачі крупки на задані діаграмою помелу ділянки першої камери трубного млина: продуктивність млина збільшилась на 20 %; питома поверхня на 350 см²/г і коефіцієнт рівномірності з 0,8 до 0,98;

- обгрунтована ефективність застосування ПАР не тільки при відкритому, але й при замкненому циклі. Так, розпил ЛСТМ істотно підвищив тонину помелу - залишок на ситі 008 знизився з 34 % без уведення ЛСТМ до 24 % з уведенням ЛСТМ; кратність циркуляції при цьому знизилася з 3 до 2, що позитивно позначається на всіх показниках системи трубний млин - сепаратор.

5. Аналіз зернового складу цементу в готовому продукті показує, що міцність цементу з добавками ЛСТМ істотно вища, ніж без них: 69 МПа проти 59 МПа. Питома витрата електроенергії на одиницю міцності зменшився до 0,115 проти 0,15.

Установлено, що ефективність сепарації підвищується при додаванні 0,25 % ЛСТМ у сепараційну камеру сепаратора: продуктивність по готовому продукті збільшується на 40 % і ККД - на 22 %.

Доведено вплив кількості тонкого класу у вихідному матеріалі на продуктивність і ККД сепаратора: зі збільшенням проходу на ситі 008 з 26 до 64 % продуктивність зросла в 1,5 - 1,6 рази, а ККД сепарації має максимум при 45-50 % проходу.

6. Розроблено нову, захищену патентом України, екологічно чисту схему роботи трубного млина у повному замкненому циклі без викиду продуктів пилоочисної системи в атмосферу.

7. Промислове впровадження частини результатів роботи (запатентованого способу помела з подачею ПАР в сепараційну камеру сепаратора "Maroттo SD-70") на млині 3х14 м ВАТ "Белгородський цемент" дозволило одержати цемент марки 500 DO при збільшенні продуктивності на 21 %, зниженні циркуляційного навантаження на 21 % і питомої витрати електроенергії на 18 %, що дає річний економічний ефект 1 млн. 482 тис. грн. на один помольний агрегат.

Публікації автора:

1. Иванов А. Использование отходов производств в качестве интенсификаторов помола / Анатолий Иванов, Александр Чудный // Вестник БГТУ. - 2004. - № 8. Часть VI.- С. 153 – 159. ( здобувач запропонував використання відходів як ПАР).

2. Иванов А. Интенсификация работы трубных мельниц замкнутого цикла / Анатолий Иванов, Александр Чудный // Вестник НТУ ХПИ, Химия, химическая технология и экология - 2004. - № 29. - С. 104-112.(здобувач дав шляхи інтенсифікації).

3. Иванов А. Расчёт пневмотранспорта крупки сепаратора в трубные мельницы / Анатолий Иванов, Александр Чудный // Вестник НТУ ХПИ. Збірник Хімія, хімічна технологія та екологія.– 2004. - Вип. 40. – С. 72 – 74. ( здобувач виконав розрахунок пневмотранспорту крупки).

4. Иванов А. Оптимизация возврата крупки после сепаратора в трубные мельницы / Анатолий Иванов, Александр Чудный // Вестник НТУ ХПИ. Збірник Хімія, хімічна технологія та екологія. – 2005. - Вип. 51. - С 94 – 99.( здобувач провів оптимізацію повернення крупки в першу камеру млина).

5. Иванов А. Резервы повышения эффективности замкнутого цикла измельчения / Анатолий Иванов, Александр Чудный // Вестник НТУ ХПИ, Химия, химическая технология и экология.- 2005. - № 29. - С. 44-53.(здобувач запропонував резерви).

6. Иванов А.Н. Усовершенствование замкнутого цикла помола / А.Н. Иванов, А.Ю. Чудный, Ю.П. Чудный, Д.В. Богданов // Межвузовский сборник статей.- Белгород:.- 2005. - Вип. V– С. 93-98.( здобувач розробив варіанти удосконалення циклу).

7. Иванов А. К вопросу математической модели пневмоподачи крупки после сепаратора в трубные мельницы / Анатолий Иванов, Александр Чудный // Інтегровані технології та енергозбереження. - Харків : НТУ «ХПІ».- 2006. - № 1. – С. 97-103.(здобувач розробив математичну модель пневмоподачі крупки)

8. Иванов А. Зависимость характеристик двухфазной струи от плотности среды ее распространения / Анатолий Иванов, Александр Чудный // Інтегровані технології та енергозбереження.- Харків: НТУ «ХПІ».- 2006. - № 4. – С. 57-63.( здобувач проаналізував характеристики двофазного струменя).

9. Иванов А. Механизм формирования двухфазной турбулентной струи подачи крупки и ПАВ в трубные мельницы / Анатолий Иванов, Александр Чудный //Вісник НТУ «ХПІ». Хімія, хімічна технологія та екологія. НТУ «ХПІ» - 2006. - Вип. 30. - С. 123-128. ( здобувач розглянув механізм формування струменя крупки).

10. Іванов А. Теоретичне обґрунтування можливості пневмоподачі крупки у трубні млини / Анатолій Іванов, Олександр Чудний // Інтегровані технології та енергозбереження. - Харків: НТУ «ХПІ». – 2007. - № 1. – С. 26-33.(здобувач обґрунтував можливість пневмоподачі крупки на задані ділянки першої камери млина).

11. Іванов А. Екологія та подрібнення в трубних млинах / Анатолій Іванов, Олександр Чудний // Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, - 2007. - № 40.- С.108 -111.

(здобувач розглянув взаємозв’язок екології і помелу).

12. Іванов А. Теоретичні основи підвищення продуктивності трубних млинів при пневмоподачі в них крупки / Анатолій Іванов, Олександр Чудний // Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, - 2007. - Вип. 41. - С. 205-211.(здобувач обгрунтував доцільність пневмоподачі в першу камеру млина).

13. Іванов А.М. Дослідження кінематики куль у трубних млинах замкненого циклу /А.М. Іванов, О.Ю. Чудний, В.В. Покров // Вісник НТУ «ХПІ». Хімія, хімічна технологія та екологія. - 2007. - Вип. 9. – С. 80-86. (здобувач виконав досліди з кінематики куль).

14. Іванов А. Енергетична ефективність процесу здрібнювання / Анатолій Іванов, Олександр Чудний // Комунальное хозяйство городов. - К.: Техніка, 2007. - Вип. 76. – С. 106 – 113. (здобувач розглянув нові характеристики енергетичної ефективності помелу).

15. Іванов А. Визначення продуктивності трубних млинів замкнутого циклу з підвищеною поздовжньою швидкістю матеріалу / Анатолій Іванов, Олександр Чудний // Вісник НТУ «ХПІ». Хімія, хімічна технологія та екологія.- 2007. - Вип. 26. - С. 43-48. (здобувач розрахував продуктивність нового способу).

16. Чудный А.Ю. Результаты исследований транспортной способности центробежного сепаратора / А.Ю. Чудный // Науковий вісник будівництва.- Харків: ХДТУБА, - 2007, - № 44.- С. 126-129.

17. Чудний О. Математична модель пневмоподачі крупки на задані ділянки трубного млина. матеріалу / Олександр Чудний, Анатолій Іванов // Вісник НТУ «ХПІ». Хімія, хімічна технологія та екологія. - 2007. - Вип. 31. - С. 50-58. (здобувач розробив математичну модель подачі крупки).

18. Пат. 76878. Україна, ВО2С23/06; 17/10; 19/00. Спосіб подрібнення матеріалів в замкненому циклі. /Іванов А.М., Чудний О.Ю.; заявник і власник патенту Харків. держ. техн. ун-т буд. та арх. - № 20041210164. Заявл. 10.12.2004. Опубл. 15.08.2006. Бюл. № 9. - 5 с. (здобувач запропонував подачу ПАР в сепаратор).

19. Пат. 79813. Україна, ВО2с. /06, 17/10,19/00. Спосіб подрібнення матеріалів в помольному агрегаті замкненого циклу. / Іванов А.М., Чудний О.Ю.; заявник і власник патенту Харків. держ. техн. ун-т буд. та арх. - № 200502057. Заявл. 05.03.2005. Опубл. 25.07.2007. Бюл. № 11.- 4 с. (здобувач запропонував замкнений повітряний цикл).