Размещено на http://www.allbest.ru/

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД „УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ

ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”

УДК 621.926.4

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Процес та обладнання тонкого подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості

05.17.08 - процеси та обладнання хімічної технології

Лещенко Олена Василівна

Дніпропетровськ - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі процесів та апаратів хімічної технології ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Сорока Петро Гнатович, Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет”, м. Дніпропетровськ, завідувач кафедри процесів та апаратів хімічної технології.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Іванов Анатолій Миколайович, Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури, м. Харків, професор кафедри механізації будівельних процесів;

доктор технічних наук, професор Юшко Віталій Ларіонович, Державний вищий навчальний заклад „Український державний хіміко-технологічний університет”, м. Дніпропетровськ, завідувач кафедри обладнання хімічних виробництв.

Захист відбудеться “ 26 ” червня 2008 р. о 13³⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.078.02 при ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет» за адресою: 49005, м. Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 8.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ДВНЗ «Український державний хіміко-технологічний університет».

Автореферат розісланий “ 20 ” травня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 08.078.02 , к.т.н., професор Мельников Б.І.

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи.

Процес подрібнення є одним з основних у виробництві матеріалів у лакофарбовій, гірничорудній, металургійній, хімічній, будівельній, гірничо-збагачувальній, енергетичній, харчовій, фармацевтичній та низці інших галузей промисловості. Актуальність досліджень у цих галузях промисловості обумовлюється все більшим впливом дисперсності подрібнення на фізико-механічні й технологічні властивості низки порошків і великим обсягом виробництва багатьох з них. За мірою розвитку техніки, вимоги до дисперсності матеріалів, яка визначає швидкість їх хімічної реакції або затвердіння, безупинно підвищується. Особливо високого ступеня диспергування повинні досягати пігменти і наповнювачі, призначені для виробництва лакофарбової продукції, наповнювачі у виробництві полімерних матеріалів, мастил та інших матеріалів. У таких продуктах середній розмір часток не перевищує декількох мікронів. Потреба у високодисперсних порошках у промисловості постійно зростає. У цей час для одержання фарб, емалей і ґрунтовок усе ширше використовуються пігменти і наповнювачі ультратонкого подрібнення (так звані мікропігменти і мікронаповнювачі). Застосування ультрадисперсних пігментів і наповнювачів дозволяє зменшувати товщину шару ґрунту і таким чином заощаджувати високовартісні пігменти, прискорює процес диспергування при одержанні емалей, приводить до поліпшення захисних властивостей лакофарбового покриття та зменшення осідання пігментної частини емалей при зберіганні. Застосування недостатньо здрібнених пігментів і наповнювачів призводить до нераціональної експлуатації обладнання, призначеного для диспергування пігментів у зв'язуючих речовинах у виробництві фарб, емалей, ґрунтовок і шпаклівок, оскільки тривалість процесу сильно збільшується. Для одержання ультрадисперсних пігментів і наповнювачів на сьогоднішній день застосовується додаткове обладнання для класифікації продукту після подрібнення.

На сьогоднішній день багатьом підприємствам, що виробляють лакофарбову продукцію, доводиться закуповувати високовартісні імпортні пігменти та наповнювачі, оскільки вітчизняний виробник нездатний конкурувати з імпортними пігментами за якістю. А деякі наповнювачі, наприклад, мікронізований мармур, взагалі не виробляють у нашій країні.

Таким чином актуальною задачею є вдосконалення та створення нових подрібнюючих машин для підвищення дисперсності низки матеріалів, як у вигляді товарної продукції, так і на проміжних стадіях переробки у вироби.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Робота виконувалась в рамках науково-дослідної тематики кафедри “Процесів та апаратів хімічної технології” - „Розробка наукових основ синтезу високодисперсних систем з прогнозованими властивостями на базі сполук перехідних елементів” (Д 0105U000417) та “Дослідження процесів переробки рослинної сировини в цінні хімічні продукти” (Д 0106U001662)

Мета і задачі дослідження:

Метою даної роботи є удосконалення процесу та обладнання подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості.

Для досягнення поставленої мети в роботі передбачалося розв'язання наступних задач:

– дослідити взаємозв'язок між технологічними параметрами процесу подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості;

– визначити форму, розміри й кількість робочих елементів млина;

– дослідити процес зношування робочих елементів млина ударно-відбивної дії. Вибрати матеріал робочих елементів;

– дослідити вплив конструктивних параметрів млина і технологічних параметрів процесу подрібнення на ефективність роботи млина ударно-відбивної дії;

– розробити рекомендації з проектування млинів ударно-відбивної дії, призначених для тонкого подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості.

Об'єкт дослідження - подрібнення пігментів і наповнювачів у млині ударно-відбивної дії.

Предмет дослідження - вплив технологічних параметрів процесу подрібнення та конструктивних параметрів млина ударно-відбивної дії на ефективність процесу подрібнення.

Методи досліджень - статистичний метод аналізу експериментальних даних і визначення функціональних залежностей, встановлення достовірності апроксимації на основі теорії кореляції, метод аналізу розмірностей, ваговий метод для визначення вологості матеріалу. Аналіз дисперсного складу отриманих продуктів подрібнення виконувався методом лазерної дифракції з використанням пристрою «Mastersizer 2000». Теоретичні розрахунки та обробка експериментальних даних виконані з використанням комп'ютерної техніки та прикладних програмних пакетів (Excel, Mathcad, Компас - 3D).

Наукова новизна:

– За результатами досліджень, розроблена технологія та обладнання для виготовлення залізоокисного пігменту, продуктивністю 500 кг/г, яке встановлено на підприємстві ЗАТ «Кримський Титан».

Особистий внесок здобувача

Всі теоретичні та експериментальні дослідження здійснені здобувачем самостійно та у повному обсязі, а саме: здійснені експериментальні дослідження впливу конструктивних і технологічних параметрів процесу подрібнення на ефективність роботи млина ударно-відбивної дії; досліджений процес зношування робочих елементів млина; досліджений взаємозв'язок між технологічними параметрами процесу подрібнення пігментів і наповнювачів для лакофарбової промисловості та ін.; оброблені отримані результати, сформульовані основні положення і висновки. Постановка задач дослідження, розроблення методик експериментальних досліджень, узагальнення та наукове обґрунтування отриманих результатів обговорені з науковим керівником д.т.н., професором Сорокою П.Г.

Апробація результатів дисертації

Матеріали дисертації обговорювалися на: ХЙЙЙ міжнародній науково-технічній конференції «Теорія й практика процесів здрібнювання, розділення, змішування й ущільнення матеріалів» (Одеса 2005р.); ЙЙ міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні наукові дослідження» (Дніпропетровськ 2006р.); Х Всеукраїнській науково-практичній конференції «Технологія - 2006» (Сіверськодонецьк 2006р.); Й Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів, аспірантів і молодих учених (Київ 2006р.); ХЙ міжнародній науковій конференції «Удосконалення процесів та обладнання харчових та хімічних виробництв» (Одеса 2006); ХI Всеукраїнській науково-практичній конференції «Технологія - 2007» (Сіверськодонецьк 2007р.); III міжнародній науково-технічній конференції «Хімія й сучасні технології» (Дніпропетровськ 2007); ХV міжнародній науково-технічній конференції «Теорія й практика процесів здрібнювання, розділення, змішування й ущільнення матеріалів» (Одеса 2007р.).

Публікації

Основний зміст роботи викладений у 12 наукових працях, серед яких п'ять статей у фахових журналах, два патента України на винахід, п'ять тез доповідей на наукових конференціях.

Структура та об'єм роботи

Дисертація складається з вступу, шести розділів, загальних висновків, 128 найменувань використаних літературних джерел та 3 додатків. Повний обсяг дисертаційної роботи складає 175 сторінок, містить 67 рисунків і 14 таблиць.

Основний зміст роботи

Таблиця 2 Характеристика подрібнюваних материалів

Таблиця 3 Характеристика матеріалів робочих елементів млина

Основним параметром, що визначає інтенсивність зношування робочих елементів млина, є окружна швидкість бильних елементів млина. Встановлено, що інтенсивність зношування бильних і відбійних елементів млина збільшується зі збільшенням окружної швидкості бильних елементів. Інтенсивність зношування бильних та відбійних елементів при тих самих умовах не однакова. У бильних елементів вона набагато вища, ніж у відбійних елементів.

Інтенсивність зношування робочих елементів млина оцінювали коефіцієнтом масового питомого зношування k_g,, який визначається за рівнянням:

,(21)

де k_g - коефіцієнт масового питомого зношування_, г/кг; - втрата ваги матеріалу робочого елементу млина, г; - маса подрібнюваного матеріалу, кг.

З'ясовано, що порошкові сплави, що мають високу твердість, є найбільш зносостійкими Встановлено, що твердий сплав ВК8 має найнижчий коефіцієнт масового питомого зношування k_g при подрібненні матеріалів, вказаних у табл.2, у порівнянні з іншими дослідженими сталями.

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 та зменшити вартість бильних елементів.

Математична обробка експериментальних даних дозволила одержати апроксимуючу залежність інтенсивності зношування матеріалу бильних і відбійних елементів від окружної швидкості бильних елементів у вигляді степеневої функції:

,(22)

де а - коефіцієнт, який залежить від властивостей матеріалу робочих елементів млина та подрібнюваного матеріалу; v_р - окружна швидкість бильних елементів ротора, м/с; m - показник степені.

Отримані коефіцієнти функції масового зношування матеріалів відбійних елементів (табл.4) і бильних елементів (табл.5) при подрібненні різних матеріалів.

Таблиця 4 Коефіцієнти рівняння (22) для визначення зношування матеріалу відбійних елементів

Таблиця 5 Коефіцієнти рівняння (22) для визначення зношування матеріалу бильних елементів

П'ятий розділ присвячений експериментальному дослідженню впливу конструктивних параметрів млина та технологічних параметрів процесу подрібнення на ефективність роботи млина ударно-відбивної дії. Здійснені дослідження процесу подрібнення мармуру у млині ударно-відбивної дії дозволили встановити, що зміна відстані між бильними елементами та сепараційним диском), а також зміна продуктивності матеріалу дозволяють одержувати продукт із різним гранулометричним складом.

Отримані зразки подрібненого мармуру мають гранулометричний склад, що дозволяє використовувати його як наповнювач у лакофарбовій, паперовій, гумотехнічній промисловості, а також у виробництві будівельних матеріалів, пластичних мас та ін.

Установлено, що ступінь перекриття бильних елементів сепараційним кільцеподібним диском також значно впливає на гранулометричний склад подрібненого продукту. Ступінь перекриття характеризується коефіцієнтом перекриття бильних елементів, який визначається за рівнянням:

,(23)

Де l - довжина бильного елементу, мм; - ширина сепараційного диска, мм; - величина відстані між бильним та відбійним елементами, мм.

При збільшенні коефіцієнта перекриття k збільшується час перебування матеріалу у зоні подрібнення, що призводить до покращення гранулометричного складу подрібненого продукту. При k=1,7 середній розмір частинок 1,5-2 мкм, спостерігається появлення частинок розміром менше 0,1мкм, незначна кількість великих частинок до 10 мкм.

У шостому розділі наведені техніко-економічні показники розробленої установки дослідно-промислового зразка для подрібнення червоного залізоокисного пігменту. В табл. 6 представлена порівняльна характеристика техніко-економічних показників розробленого млина та існуючого обладнання для подрібнення пігментів - дисмембратора.

Таблиця 6 Техніко-економічні показники процесу подрібнення червоного залізоокисного пігменту

Як видно із табл. 6, розроблений млин у порівнянні з дисмембратором має наступні переваги: Млин УДХТУ має значно меншу потужність та нижчі енерговитрати на процес подрібнення, якість подрібненого матеріалу у Млині УДХТУ вища ніж матеріалу, отриманого у дисмембраторі, розроблений млин працює без використання додаткового обладнання для класифікації.

З метою визначення якості залізоокисного пігменту був виконаний порівняльний аналіз розміру часток зразків пігменту, отриманого на розробленому обладнанні, на існуючому устаткуванні підприємства ЗАТ « Кримський Титан» (дисмембратор), і провідних іноземних фірм (Італія, Німеччина). Результати аналізу наведені у табл.7.

Таблиця 7 Розмір частинок досліджених зразків залізоокисного пігменту

Аналіз даних, наведених у табл.7 показав, що середній розмір частинок червоного залізоокисного пігменту, подрібненого на розробленому млині ударно-відбивної дії (2,28-3,11мкм), значно менше, подрібненого на дисмембраторі (4,56-5,47мкм). Розмір 90% частинок пігменту, отриманого на млині УДХТУ менше за 10,4-10,7 мкм, пігменту, отриманого дисмембраторі 28,58-35,3мкм, пігменту (Італія) - 12,95мкм, пігменту (Німеччина) - 15,99мкм. Пігмент, отриманий на розробленому млині ударно-відбивної дії відповідає ТУ 24.1-32785994-005-2004 та міжнародному стандарту ISO 1248-74.

Загальні висновки

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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

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

Список основних робіт за темою дисертації

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.

Анотація

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.

Ключові слова: подрібнення, млин ударно-відбивної дії, пігменти та наповнювачі, дисперсність, енерговитрати.

Анотация

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.17.08 - Процессы и оборудование химической технологии. - Государственное высшее учебное заведение «Украинский государственный химико-технологический университет», Днепропетровск, 2008 г.

Диссертация посвящена вопросам теоретических и экспериментальных исследований процесса тонкого измельчения пигментов и наполнителей в мельнице ударно-отражательного действия. Исследована взаимосвязь между технологическими параметрами процесса измельчения, такими как температура пылегазовой смеси, расход воздуха, расход подаваемого материала на измельчение, влажность материала и т.д. Получены уравнения для расчета расхода теплоты, образующейся в рабочей зоне мельницы, удельного расхода теплоты q Дж/кг, приходящейся на 1 кг пылегазовой смеси, температуры пылегазовой смеси на выходе мельницы. На основе анализа процесса вихреобразования при движении потока пылегазовой смеси вдоль отбойных элементов получена зависимость для расчета количества бильных элементов в камере мельницы ударно-отражательного действия. Разработаны рекомендации по выбору формы и размеров рабочих элементов мельницы. Предложен метод определения скорости пылегазовой смеси в рабочей зоне мельницы ударно-отражательного действия. Исследован процесс износа рабочих элементов мельницы ударно-отражательного действия. Получены экспериментальные зависимость интенсивности износа материала бильных и отбойных элементов от окружной скорости бильных элементов при измельчении материалов различной твердости. Выбран материал рабочих элементов мельницы. Исследовано влияние конструктивных параметров мельницы и технологических параметров процесса измельчения на эффективность работы мельницы ударно-отражательного действия и гранулометрический состав измельчаемых материалов. Установлено, что изменение расстояния между бильными элементами и сепарационным диском, а также изменение коэффициента перекрытия бильных элементов сепарационным диском позволяют получать порошок различного гранулометрического состава.

На основании проведенных исследований разработана установка опытно-промышленного образца для измельчения железоокисного пигмента, производительностью 500 кг/ч, которая установлена на предприятии ЗАО «Крымский Титан».

Ключевые слова: измельчение, мельница ударно-отражательного действия, пигменты и наполнители, дисперсность, энергозатраты.

Summary

Leshchenko E.V. Process and equipment of thin grinding pigments and stuffs for a paint and varnish industry. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of candidate technical sciences on a speciality 05.17.08 - Processes and equipment of chemical technology. - Ukrainian state chemical-technological university, Dniepropetrovsk, 2008.

In work researches of interrelation between technological parameters of process grinding pigments and stuffs for a paint and varnish industry are submitted. Mathematical dependence of interrelation of technological parameters of grinding process, such as temperature mixes, the charge of air, the charge of a submitted material on crushing, humidity of a material, etc. is received. The form, the sizes and quantity of working elements are determined. The method of definition of speed powder-gas mix in a working zone of a mill of shock - reflective action is offered. Process of deterioration of working elements of a mill of shock - reflective action is investigated. The material of working elements is chosen.

Influence of constructive and technological parameters of process of crushing on an overall performance of a mill of shock - reflective action and granulometric structure of crushed materials is investigated. Recommendations on designing mills of shock - reflective action are developed. By results of researches installation for thin crushing red ferrioxide pigment trial sample is designed and made.

Key words: grinding, mill of shock - reflective action, pigments and stuffs, granulometric structure, power inputs.

Размещено на Allbest.ru