FAKULTET INŽENJERSKIH NAUKA UNIVERZITET U KRAGUJEVCU

Mehaničke operacije

Mlinovi

Studenti:

Marko Milenković 323/2013

Bojan Stević 318/2013

Profesor: Miroslav Babić Nenad Miletić 393/2013

MLINOVI Operacije mlevenja, kao završne u tehnologiji sitnjenja, predstavljaju veoma skupe operacije. Mlevenje se obavlja u mlinovima, koji se mogu klasifikovati različito zavisno do usvojenog kriterijuma.

Kriterijumi klasifikacije mlinovaVrste mlinova

Princip dejstva na material

Finoća mlevenja

Sa meljućim telimaFino mlevenje

Centrifugalni mlinovi

Prstenasti

 Veoma fino mlevenje

Vibracioni

Bez meljućih telaStrujni

Koloidni

CETRIFUGALNI MLINOVI

Centrifugalni mlinovi se koriste za fino mlevenje ruda, stena i spečenih produkata dejstvom meljućih tela na materijal koji se sitni. Odlikuje ih jednostavno funkcionisanje, relativno širok spektar materijala koji se mogu uspešno usitniti, jednostavna zamena pohabanih elemenata, ali i relativno visoka potrošnja energije, kao i skupo fundiranje.

Proces sitnjenja materijala u centrifugalnim mlinovima se obavlja dejstvom meljućih tela na materijal koje ima karakter udara, pritiska ili istiranja.

Doboš mlina puni se meljućim telima do približno 50% ukupne zapremine. Usled dejstva centrifugalnih sila i sila trenja u toku rotacije doboša meljuća tela se priljubljuju uz zidove doboša, podižu do određene visine, a zatim, zavisno od broja obrtaja, slobodno padaju ili kaskadno kotrljaju u najniži položaj.

Tri osnovna tip centrifugalnih mlinova:

mlinovi sa šipkama,mlinovi sa kuglama i

mlinovi za samomlevenje.

Slika 1. Kretanje meljućih tela u centrifugalnim mlinovima

MLINOVI SA ŠIPKAMADanas se ovi mlinovi koriste za mlevenje materijala do krupnoće od 0,5 do 5 mm – dakle u procesima grubog levenja, a naročito u prvom stepenu mlevenja mineralne sirovine kod dvostepenog mlevenja.

Pod dejstvom centrifugalnih sila šipke se podižu prateći kretanje zida doboša i vraćaju nazad kaskadnim kotrljanjem sa klizanjem ili padanjem. U toku procesa formira se i održava slobodna površina meljućih tela sa skoro konstantnim uglom nagiba od 45°.

Slika 2. Tipičan izgled mlina sa šipkama

MLINOVI SA KUGLAMAPosebna prednost ovih mlinova predstavlja mogućnost mlevenja materjala veoma različitih tvrdoća do željene krupnoće pod uslovom da se obezbedi dovoljno trajanje procesa. Međutim, osnovni nedostatak vezan je za preveliku osetljivost procesa mlevenja sa kuglama na vlažnost i lepljivost materjala.Pod dejstvom centrifugalnih sila kugle se podižu prateći kretanje doboša, a potom se vraćaju naniže kaskadno ili slobodnim padom. Na povratnom , putu kugla dolazi do njihove složene , mehaničke interakcije sa materijalalom što , dovodi do njegovog sitnjenja.

Slika 3. Konično-cilindrični mlin

KAPACITET CENTRIFUGALNIH MLINOVAo Kapacitet centrifugalnih mlinova se izražava: brojem tona samlevenog materijala u jedinici vremena; brojem novoobrazovanih tzv. „površina - tona“ u jedinici vremena; brojem tona novoobrazovane odredjene klase krupnoće u jedinici

vremena.

Kapacitet dobošastih mlinova uslovljen je spektrom faktora, koji se mogu klasifikovati u tri osnovne grupe:

  Prva grupa - faktori koji se odnose na sirovinu koja se melje i obuhvataju meljivost

sirovine, krupnoću sirovine i krupnoću samlevenog proizvoda;   Druga grupa - faktori koji zavise od samog mlina, kao što su veličina mlina,

konstruktivne karakteristike mlina;   Treca grupa - faktori uslova pod kojim se odvija proces mlevenja, kao što su vrsta

postupka (suvo ili mokro mlevenje), tip ciklusa u kome radi mlin (otvoren ili zatvoren), stepen ispunjenosti mlina meljućim telima, karakteristike meljućij tela, karakteristike materijala koji se melje, broj obrtaja mlina itd.

MLINOVI ZA SAMOMLEVENJEU postrojenjima za pripremu mineralnih sirovina nalaze primenu mlinovi za samomlevenje, ili tzv. autogeni mlinovi. Ovi mlinovi kao meljuća tela koriste ustvari krupnije klase materijala koji se melje. I ovi mlinovi se koriste kako za suvo tako i za mokro mlevenje.- Hardlinge izdvaja tri tipa autogenih mlinova:

kompetno autogeni mlinovi,delimično autogeni mlinovi imodifikovani autogeni mlinovi.Kod druge grupe mlinova polazni materijal podvrgava se separaciji krupnijih faza a ostatak se delimično sitni u mašinama drugog tipa. Nakon toga tako delimično usitnjeni materijal zajedno sa ranije separisanim krupnim fazama predstavlja šaržu za autogeno mlevenje.Kod treće grupe modifikacija baznog autogenog procesa vrši se dodavanjem pomoćnih meljućih tela, kao što su kugle, ili se autogeni proces prekida i krupnije klase podvrgavaju mlevenju u drugim tipovima mlevenja

PRSTENASTI MLINOVIPrstenasti mlinovi se koriste za mlevenje prethodno usitnjenog materijala na krupnoću od oko 1cm, do finoće 0,1mm.

Prstenasti mlinovi se u osnovi zasnivaju na relativnom kretanju kotrljanjem valjaka ili kugli i prstena, čiji je prečnik nekoliko puta veći od prečnika valjaka, odnosno kugli. Mehaničko dejstvo kojim se vrši sitnjenje materijala analigno je mehaničkom dejstvu kod čeljusnih drobilica.

Prstenasti mlinovi se ne mogu koristiti za pripremu vlažnih i lepljivih materijala. U nekim mlinovimaovg tipa vazduh se može grejati do 350oC čime se postiže smanjenje početne vlažnosti materijala od 25% na ispod 1%.

PRSTENASTI MLINOVI SA VALJCIMAMaterijal se melje u kontaktu između vertikalnih valjaka i prstena. Valjci su obešeni o krst i mogu se slobodno klatiti zahvaljujući šarnirnoj mreži. Broj valjaka se kreće od 3 do 6. Materijal može biti finoće do ispod 30µm. Obično sadrži 80% klase krupnoće 60µm. Bazni princip kotrljanja po aktivnoj površini prstena kod prstenastih mlinova sa valjcima praktično se realizuje i na druge načine.

Slika 4. Šema Raymond prstenastog mlina sa valjcima

PRSTENASTI MLINOVI SA KUGLAMAPrstenasti mlin sa kuglama sastoji se u osnovi od ožljebljenog horizontalnog prstena, koji je pogonjen i kugli uparenih sa prstenom, kojih ima od 8 do 14. Sila pritiska kugli na stazu rotacionog prstena obezbeđuje se oprugama i hidraulično posredstvom gornjeg stacionarnog prstena.

Slika 5. Prstenasti mlin sa kuglama

VIBRACIONI MLINOVIVibracioni mlinovi predstavljaju komore različitog oblika sa medijem, koga sačinjavaju meljuća tela i materijal koji se melje. Vibraciono telo uzrokuje mehaničke interakcije unutar medija što dovodi do procesa sitnjenja.Koriste se za mlevenje materijala sa manje od 1% vlažnosti – suvo mlevenje, ili za mlevenje materijala sa oko 50% vlažnosti – mokro mlevenje.

Postoje dva osnovna tipa vibracionih mlinova : Cilindrični vibracioni mlinovi,Torusni vibracioni mlinovi.

CILINDRIČNI VIBRACIONI MLINOVICilindrični vibracioni mlinovi se primenjuju za veoma fino mlevenje, do krupnoće ispod 1µm, u operacijama suvog ili mokrog mlevenja.

Slika 6. Šema cilindričnog vibracionog mlina

TORUSNI VIBRACIONI MLINOVITorusni vibracioni mlin ima radnu komoru oblika torusa, koji u preseku ima U geometriju. Komore se obično izrađuje od čelika i oblaže komorama od gume otporne na abrazivno habanje.

Slika 7. Torusni vibracioni mlin

STRUJNI MLINOVIFino mlevenje se odvija mehaničkom interakcijom ubrzanih čestica prethodno dovoljno usitnjenog materijala. Potrebnu energiju za odvijanje ovog procesa obezbeđuje struja gasa ubrzanog mlaznicama kao noseća faza mešavine sa materijalom koji se melje.

Postoje dva tipa ovih mlinova :

Cilindrični strujni mlinovi,

Torusni strujni mlinovi.

CILINDRIČNI STRUJNI MLINOVI

Komora za mlevenje kod ovih mlinova ima oblik cilindra sa velikim odnosom prečnika prema dužini. Po obodu komore raspoređen je niz mlaznica kojima se ulazni gas pretvara u mnoštvo veoma ubrzanih tokova prema unutrašnjosti komore. Mlaznice nisu usmerene prema osi komore već su postavljene pod određenim uglom u odnosu na odgovarajući radijus. Najbolji rezultat se postiže sa uglom postavljanja mlaznica od 45°.

Materijal se u komoru unosi injektorski tj.uvlačenjem na bazi pada pritiska u struji fluida, koji se ubrzava pri prolasku kroz male preseke.

Kao radni fluid (noseća faza) koristi se para, vazduh ili neki drugi gas. Pogodna je para jer se može kondezovati na izlazu u cilju izdvajanja čvrste faze. Značajan je ovakav način način izdvajanja ako se radi o toksičnim, radioaktivnim i zapaljivim materijalima.

Slika 8. Šema cilindričnog , strujnog mlina

TORUSNI STRUJNI MLINOVITorusni strujni mlin ima radnu komoru u obliku torusa formiranog od cevi sa relativno velikim odnosom dužine prema prečniku.

Materijal se unosi u radni prostor ejektorski i u zoni sudaranja ulaznih struja vazduha ubrzanim mlaznicama i struje vazduha koja prinudno cirkuliše kroz komoru podleže procesu usitnjavanja. Najkrupnije čestice se nalaze na najvećem prečniku torusa. Sitnije čestice kruže po unutrašnjem zidu torusa i izlaze sa gasnom fazom kroz žaluzinu inercionog gasnog separatora, da bi se nakon toga obavilo izdvajanje u ciklonima i filtrima.

KOLOIDNI MLINOVIPrincip funkcionisanja ovih mlinova sastoji se u stvaranju ekstremno visokih smicajnih napona u suspenziji koji su dovoljni za sitnjenje čestica materijala.

Slika 9. Smicajni koloidni mlin- Plauzonov koloidni mlin

KINEMATIKA MELJUĆIH TELA

EFIKASNOST USITNJAVANJAStručnjaci su u svojim eksperimentima težili da odaberu najpovoljnije mašine u pogledu oblika i dimenzija, kako bi se dobio najpovoljniju efekat usitnjavanja. Efikasnost mlevenja raste sa količinom punjenja mlina meljućim telima do izvesne granice, ali istovremeno raste i potrošnja električne energije,

Efikasnost mlevenja raste sa porastom gustine meljućih tela ali istovremeno raste i potrošnja pogonske energije,

Efikasnost raste sa porastom jačine udara meljućih tela na deo mlina, tj.ono raste sa porastom prečnika mlina,

Efikasnost raste pa povećanjem brzine obrtanja mlina do određene granice, ali istovremeno raste i potrošnja pogonske energije, i

Efikasnost raste sa porastom punjenja mlina materijalom, koji se melje na račin meljućih tela a da se pri tome ne smanji udarna energija meljućih tela.

KAPACITETI MLINOVAKapacitet obrtnih mlinova se određuje:

Količinom gotovog proizvoda u jedinici vremena.Količinom novo obrazovane klase krupnoće u jedinici vremena.

Ako mlin koji je u radu, ne radi po optimalnim uslovima, to se prilikom proračuna uzima izvesna rezerva u pogledu kapaciteta projektovanog mlina.

HVALA NA PAŽNJI