Встановлення ефекту зниження енергоємності автоколивного подрібнення в барабанному млині зі зменшенням вмісту подрібнюваного матеріалу у вунтішньокамерному завантаженні

Автор(и)

  • Kateryna Deineka Технічний коледж Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028, Україна https://orcid.org/0000-0001-7376-6734
  • Yuriy Naumenko Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028, Україна https://orcid.org/0000-0003-3658-3087

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209050

Ключові слова:

барабанний млин, вміст подрібнюваного матеріалу у внутрішньокамерному завантаженні, автоколивання, енергоємність подрібнення

Анотація

Оцінено вплив вмісту подрібнюваного матеріалу у внутрішньокамерному молольному завантаженні на ефективність автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині.

Методом візуального аналізу картин руху встановлено динамічний ефект суттєвого зниження автоколивної дії двофракційного завантаження обертової камери зі збільшенням вмісту дрібної фракції. Виявлено спадання значень інерційних параметрів завантаження: максимальної дилатансії υmax, відносного розмаху автоколивань ψRυ та максимальної частки активної частини  при зростанні ступеня заповнення проміжків між частинками крупної фракції частинками дрібної фракції κmbgr. Встановлено також спадання узагальненого комплексного ступеня динамічної активації Ка. Прояв ефекту зумовлено посиленням зв’язних властивостей незв’язної крупної фракції під впливом дрібної фракції. Виявлено зниження υmax на 29 %, ψRυ – на 7 %,  – у 2,9 рази та Ка – у 4,2 рази, зі збільшенням κmbgr від 0 до 1 при ступені заповнення камери завантаженням κbr=0.45.

Встановлено технологічний ефект суттєвого спадання питомої енергоємності та зростання продуктивності інноваційного автоколивного процесу подрібнення, порівняно із характеристиками традиційного усталеного процесу, зі зменшенням вмісту подрібнюваного матеріалу у завантаженні.

Було розглянуто процес помелу цементного клінкера молольними тілами із відносним розміром 0.026 при κbr=0.45. Виявлено зниження питомої енергоємності на 27 % при κmbgr=1, на 38 % при κmbgr=0.5625 та на 44 % при κmbgr=0. Встановлено підвищення відносної продуктивності на 7 % при κmbgr=1, на 26 % при κmbgr=0.5625 та на 39 % при κmbgr=0.125.

Встановлені ефекти дозволяють прогнозувати раціональні параметри автоколивного процесу подрібнення в барабанному млині при варіації вмісту подрібнюваного матеріалу у завантаженні

Біографії авторів

Kateryna Deineka, Технічний коледж Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028

Кандидат технічних наук

Yuriy Naumenko, Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра будівельних, дорожніх, меліоративних, сільськогосподарських машин і обладнання

Посилання

  1. Naumenko, Yu. V. (1999). The antitorque moment in a partially filled horizontal cylinder. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 33 (1), 91–95.
  2. Naumenko, Yu. V. (2000). Determination of rational rotation speeds of horizontal drum machines. Metallurgical and Mining Industry, 5, 89–92.
  3. Naumenko, Y. (2017). Modeling of fracture surface of the quasi solid-body zone of motion of the granular fill in a rotating chamber. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (86)), 50–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96447
  4. Naumenko, Y., Sivko, V. (2017). The rotating chamber granular fill shear layer flow simulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (88)), 57–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.107242
  5. Naumenko, Y. (2017). Modeling a flow pattern of the granular fill in the cross section of a rotating chamber. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (1 (89)), 59–69. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110444
  6. Lv, J., Wang, Z., Ma, S. (2020). Calculation method and its application for energy consumption of ball mills in ceramic industry based on power feature deployment. Advances in Applied Ceramics, 119 (4), 183–194. doi: https://doi.org/10.1080/17436753.2020.1732621
  7. Deineka, K. Y., Naumenko, Y. V. (2018). The tumbling mill rotation stability. Scientific Bulletin of National Mining University, 1, 60–68. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/10
  8. Deineka, K., Naumenko, Y. (2019). Revealing the effect of decreased energy intensity of grinding in a tumbling mill during self-excitation of auto-oscillations of the intrachamber fill. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (1 (97)), 6–15. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155461
  9. Deineka, K., Naumenko, Y. (2019). Establishing the effect of a decrease in power intensity of self-oscillating grinding in a tumbling mill with a reduction in an intrachamber fill. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (102)), 43–52. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.183291
  10. Gupta, V. K. (2020). Energy absorption and specific breakage rate of particles under different operating conditions in dry ball milling. Powder Technology, 361, 827–835. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.11.033
  11. Cleary, P. W., Morrison, R. D. (2011). Understanding fine ore breakage in a laboratory scale ball mill using DEM. Minerals Engineering, 24 (3-4), 352–366. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2010.12.013
  12. Cleary, P. W., Owen, P. (2019). Effect of operating condition changes on the collisional environment in a SAG mill. Minerals Engineering, 132, 297–315. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.06.027
  13. Yin, Z., Peng, Y., Zhu, Z., Yu, Z., Li, T. (2017). Impact Load Behavior between Different Charge and Lifter in a Laboratory-Scale Mill. Materials, 10 (8), 882. doi: https://doi.org/10.3390/ma10080882
  14. Öksüzoğlu, B., Uçurum, M. (2016). An experimental study on the ultra-fine grinding of gypsum ore in a dry ball mill. Powder Technology, 291, 186–192. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.12.027
  15. Deniz, V. (2016). The effects of powder filling on the kinetic breakage parameters of natural amorphous silica. Particulate Science and Technology, 35 (6), 682–687. doi: https://doi.org/10.1080/02726351.2016.1194347
  16. Yin, Z., Peng, Y., Zhu, Z., Yu, Z., Li, T., Zhao, L., Xu, J. (2017). Experimental study of charge dynamics in a laboratory-scale ball mill. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 232 (19), 3491–3499. doi: https://doi.org/10.1177/0954406217738031
  17. Cayirli, S. (2018). Influences of operating parameters on dry ball mill performance. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 54 (3), 751–762. doi: http://doi.org/10.5277/ppmp1876
  18. Katubilwa, F. M., Moys, M. H. (2011). Effects of filling degree and viscosity of slurry on mill load orientation. Minerals Engineering, 24 (13), 1502–1512. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2011.08.004
  19. Mulenga, F. K., Moys, M. H. (2014). Effects of slurry filling and mill speed on the net power draw of a tumbling ball mill. Minerals Engineering, 56, 45–56. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.10.028
  20. Mulenga, F. K., Moys, M. H. (2014). Effects of slurry pool volume on milling efficiency. Powder Technology, 256, 428–435. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.02.013
  21. Mulenga, F. K., Mkonde, A. A., Bwalya, M. M. (2016). Effects of load filling, slurry concentration and feed flowrate on the attainable region path of an open milling circuit. Minerals Engineering, 89, 30–41. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.01.002
  22. Soleymani, M. M., Fooladi Mahani, M., Rezaeizadeh, M. (2016). Experimental observations of mill operation parameters on kinematic of the tumbling mill contents. Mechanics & Industry, 17 (4), 408. doi: https://doi.org/10.1051/meca/2015077
  23. Soleymani, M. M., Fooladi, M., Rezaeizadeh, M. (2016). Effect of slurry pool formation on the load orientation, power draw, and impact force in tumbling mills. Powder Technology, 287, 160–168. doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.10.009
  24. Soleymani, M. M., Fooladi, M., Rezaeizadeh, M. (2016). Experimental investigation of the power draw of tumbling mills in wet grinding. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 230 (15), 2709–2719. doi: https://doi.org/10.1177/0954406215598801
  25. Soleymani, M., Fooladi Mahani, M., Rezaeizadeh, M. (2016). Experimental study the impact forces of tumbling mills. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E: Journal of Process Mechanical Engineering, 231 (2), 283–293. doi: https://doi.org/10.1177/0954408915594526
  26. Yin, Z., Peng, Y., Zhu, Z., Ma, C., Yu, Z., Wu, G. (2019). Effect of mill speed and slurry filling on the charge dynamics by an instrumented ball. Advanced Powder Technology, 30 (8), 1611–1616. doi: https://doi.org/10.1016/j.apt.2019.05.009

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Deineka, K., & Naumenko, Y. (2020). Встановлення ефекту зниження енергоємності автоколивного подрібнення в барабанному млині зі зменшенням вмісту подрібнюваного матеріалу у вунтішньокамерному завантаженні. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (106), 39–48. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209050

Номер

Том 4 № 1 (106) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Kateryna Deineka, Yuriy Naumenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.