Закрытое акционерное общество «Урал-Омега»
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49

Пресса о нас

Оптимизация физико-технических свойств цементов, полученных в центробежно-ударной мельнице.

Строительные материалы

( www.rifsm.ru)

05 Ноября 2008

А.В. Артамонов, канд. техн. наук,Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова (г. Магнитогорск Челябинской обл.)

Традиционно в России измельчение клинкера и добавок производят в шаровых мельницах, работающих в основном по открытому циклу. Несмотря на значительные достижения по оптимизации процесса измельчения в шаровых мельницах, применению высокоэффективных сепараторов, уровень затрат энергии остается высоким (40—50 кВтч/т).

Измельчительные комплексы (КИ) на основе центробежно-ударной мельницы (МЦ) хорошо зарекомендовали себя при измельчении материалов различной плотности (1,5—4 г/см3) и твердости (1—9 единиц по шкале Мооса). В настоящее время в России и странах СНГ находится в эксплуатации более 30 КИ по производству тонких порошков для различных целей. Однако возможность применения таких мельниц в качестве измельчителей клинкера являлась до недавнего времени малоизученной.

При помоле клинкера Магнитогорского цементно-огнеупорного завода совместно с гипсовым камнем в полупромышленном измельчительном комплексе (лаборатория ЗАО «Урал-Омега») достигается экономия энергозатрат в зависимости от режима его работы на 10—30% по сравнению с трубной мельницей 2,6х13, работающей по открытому циклу. Расходы на замену изнашиваемых деталей в МЦ (ускорителя, отбойных плит) в два раза ниже по сравнению с заменой мелющих тел и бронефутеровки в шаровой мельнице. Получение цемента по данной энегосберегающей технологии потребовало изучения его физико-технических свойств. Исследование зернового состава цемента после КИ методом планирования эксперимента производилось ранее [1].

С целью определения всего диапазона численных значений свойств цементов, которые возможно получить в измельчительном комплексе, был выполнен полный двухфакторный эксперимент. Из всех факторов, оказывающих влияние на измельчение, были выделены два наиболее значимых: угол наклона лопаток сепаратора а, регулирующий направление воздушного пото¬ка в сепараторе; угол наклона воздушной заслонки в, изменяющий скорость движения воздуха в камере измельчения. От этих факторов зависит время пребывания материала в мельнице, его тонкость помола.

Исходя из имеющейся информации и возможностей оборудования были назначены уровни варьирования факторов. Для угла наклона лопаток сепаратора а 20—80° и 0—90° для угла наклона воздушной заслонки р. Причем при 0° наклона заслонки обеспечивается минимальная скорость движения воздуха в камере измельчения, а при 90° — максимальная.

После измельчения клинкера при назначенных режимах работы КИ определялись строительно-технические свойства цементов по стандартным методикам ГОСТ 310.1—76. Тонкость помола (по остатку на сите № 008) определяли по ГОСТ 310.2—76, показатель нор-мальной густоты — по ГОСТ 310.376; прочностные характеристики — по ГОСТ 310.4—81. Безусловно, требования стандарта предъявляются к срокам схватывания и равномерности изменения объема. Среди характеристик цемента можно также рассматривать кинетику его твердения, тепловыделение и т. д.

В результате эксперимента были получены адекватные математические модели, которые могут быть использованы для прогнозирования физико-технических свойств цементов при различных значениях факторов, а также для назначения технологических режимов измельчения при получении цементов заданных свойств.

На основе полученных уравнений регрессии построены линии равного уровня (рис. 1—5).

Рис. 1. Тонкость помола,%

Рис. 2. Нормальная густота, %

Рис. 3. В/Ц цементно-песчаного раствора

Рис. 4. Предел прочности при изгибе в возрасте 28 сут, МПа

Рис. 5. Предел прочности при сжатии в воз¬расте 28 сут, МПа

Портландцементы с тонкостью помола по остатку на сите № 008, превышающей 15%, не удовлетворяют требованиям ГОСТ 10178—85. Также ГОСТ 10178—85 предъявляет требования к прочностным показателям. Предел прочности при сжатии для цемента марки ПЦ400 должен быть не ниже 40 МПа, при изгибе — 5,5 МПа. Поэтому области, распо¬ложенные левее линий 15%, 40 МПа, 5,5 МПа на рис. 1, 5, 4 соответственно, являются не удовлетворяющими требованиям ГОСТ 10178-85.

Для того чтобы обозначить области варьирования факторов, в которых цементы соответствуют требованиям стандарта, можно воспользоваться обобщенным откликом (по терминологии метода планирования эксперимента), то есть решить задачу аналитически. Однако из рис. 1, 4 и 5 видно, что линия 40 МПа (рис. 5) лежит в области значений аир, при которых полученный цемент соответствует требованиям ГОСТ 10178-85 для ПЦ 400 по показателям тонкости помола и прочности при изгибе.

Среди цементов, соответствующих требованиям стандарта, преимущество имеют цементы с низкой водопотребностью. Также необходимо учитывать, что при получении цемента, превышающего требуемую активность, увеличиваются затраты энергии.

Для поиска режима, при котором цемент имеет активность 40 МПа и при этом обладает наименьшей водопотребностью, произведен анализ зависимостей, представленных графически (рис. 2, 3 и 5). В результате определена точка, которой соответствует режим мельницы со значением а = 48и в = 67.В этой точке цемент имеет активность 40 МПа, предел прочности при изгибе 5,58 МПа, В/Ц раствора 0,344 и нормальную густоту 26,4%, тонкость помола 6,7%.

Свойства цемента с активностью 40 МПа, полученного в КИ, имеют некоторые отличия от свойств товарного цемента после шаровой мельницы. У товарного цемента на основе такого же клинкера В/Ц составляет обычно 0,38-0,4, нормальная густота 24-26 %, тонкость помола 9-12%. Отличия в физико-технических свойствах цементов равной активности могут быть объяснены различиями в их зерновых составах [1].

При равной активности цемент центробежно-ударного измельчения имеет меньшую водопотребность в растворе и бетоне [2], что приводит к экономии цемента.

Таким образом, с помощью метода планирования эксперимента определены:

  • зависимости физико-технических характеристик цемента от режимов работы мельницы МЦ;
  • режим, при котором продукт (цемент) соответствует требованиям стандарта и обладает наименьшей водопотребностью, что способствует уменьшению расхода цемента в бетоне.

 

Список литературы:

1. Артамонов А.В., Гаркави М.С., Кушка В.Н. Гранулометрический состав портландцементов центробежно-ударного измельчения // Цемент и его применение. 2007. № 2. С. 54-56.

2. Артамонов А.В., Кушка В.Н. Тяжелые бетоны на основе цементов различно¬го способа помола // Строит. материа¬лы. 2008. № 3. С. 50-51.

 

Статья в формате PDF

Другие публикации:

  • Сухие строительные смеси

    (www.buildmix.ru)

    25 Февраля 2015

    Технологии изготовления поверхностно модифицированных минеральных порошков с использованием центробежно-ударных измельчителей

    Применение для получения минеральных наполнителей центробежно-ударных мельниц в сочетании с жидкими химическими модификаторами позволяет создавать поверхностные наноструктуры с заданными характеристиками и, тем самым, управлять свойствами тонкодисперсных продуктов.

    Статья в формате PDF
  • Мир дорог

    (www.sajek.ru)

    20 Сентября 2014

    Круглый стол по ДСО

    На страницах жернала "Мир дорог" состоялся очередной круглый стол по актуальным вопросам в области дробильно-сортировочного оборудования. На вопросы отвечали ведущие специалисты компаний-лидеров отрасли, в их числе компания ЗАО "Урал-Омега". Диалог с читателями и конкурентами на страницах журнала вел Дмитрий Пьянзин - начальник отдела продаж ЗАО "Урал-Омега".

    Статья в формате PDF
  • Золото и технологии

    (www.zolteh.ru)

    18 Июня 2014

    Влияние способа дезинтеграции руды на извлечение благородных металлов

    Ударный способ разрушения минералов заключает в себе огромный резерв повышения производительности обогатительного оборудования, повышение качества конечной продукции, снижение энерго- и материалоемкости процессов обогащения. Приведенные в статье данные обосновывают интерес золоторудных предприятий к ударному измельчению руды, которое позволяет раскрыть ее полезные компоненты на большей крупности, еще на стадии дробления, существенно снизить операционные затраты на рудоподготовку и подойти к разработке месторождения на другом технико-экономическом уровне.

    Статья в формате PDF