Βελτιστοποίηση λειτουργιών και κατασκευαστικών ειδικών μύλων υπέρλεπτης λειοτρίβησης (δακτυλιόμυλων) με χρήση πειραματικών μεθόδων

Abstract

Grinding is one of the most important processes used for the production of raw materials in the form of powder which can be subsequently used either untreated or further as raw materials for a plethora of products. The industrial minerals is a category of materials where grinding is widely applied. Typical examples of industrial minerals are calcium carbonate, olivine, kaolin etc. Applications of industrial minerals in the form of powder refer to the production of paper, plastics, paints etc. The machines which perform the grinding are the mills which through the application mainly of compressive, shear and impact loads pulverize the larger grains. The main kind of the applied force defines the size of the product. Another important parameter is the energy consumption which influences directly the cost of the product. The present Doctoral Thesis presents and studies in depth the operation of the horizontal ringmill employing advanced measuring techniques, such as the particle size analysis with laser diffraction and the infrared thermography. The mill is treated as a machine for which the operational characteristics are investigated and optimized so that its operation can be adjusted to the needs of the production taking into account the throughput, the desired product size, and the mechanical properties of the raw material. Generally, the production of fine product is optimized when the ringmill is embodied in a recirculation circuit, which is the usual practice in industrial installations. […]

Η άλεση αποτελεί μία από τις σημαντικότερες βιομηχανικές διεργασίες με την οποία παράγονται πρώτες ύλες σε κοκκώδη μορφή οι οποίες είτε χρησιμοποιούνται αυτούσιες είτε αποτελούν πρώτες ύλες για περαιτέρω παραγωγή πληθώρας προϊόντων. Η υπέρλεπτη άλεση πραγματοποιείται με ειδικούς τύπους μύλων και το προϊόν έχει διάσταση κάτω από 10μm. Μια κατηγορία υλών όπου η υπέρλεπτη άλεση έχει ευρύτατη εφαρμογή, είναι τα βιομηχανικά ορυκτά όπως για παράδειγμα το ανθρακικό ασβέστιο, ο καολίνης, ο ολιβίνης κλπ. Οι εφαρμογές των βιομηχανικών ορυκτών σε μορφή πούδρας, αναφέρονται στην παραγωγή προϊόντων όπως το χαρτί, τα πλαστικά, τα χρώματα, τα φάρμακα κ.α. Οι μηχανές με τις οποίες γίνεται η άλεση είναι οι μύλοι οι οποίοι με εφαρμογή κυρίως θλιπτικών, διατμητικών και κρουστικών φορτίων κονιορτοποιούν μεγαλύτερα τεμάχια. Το κύριο είδος της εφαρμοζόμενης δύναμης καθορίζει και το μέγεθος των κόκκων του προϊόντος. Μία επιπλέον σημαντική παράμετρος είναι η κατανάλωση ενέργειας η οποία επηρεάζει άμεσα το κόστος του προϊόντος. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται και μελετάται διεξοδικά η λειτουργία του οριζόντιου δακτυλιόμυλου με τη βοήθεια προηγμένων μετρητικών τεχνικών όπως είναι η κοκκομετρική ανάλυση με περίθλαση ακτίνας Laser και η υπέρυθρη ερμογραφία. Ο μύλος αντιμετωπίζεται σαν μηχανή της οποίας επιζητείται αρχικά η διερεύνηση της λειτουργίας και κατόπιν η βελτιστοποίηση των λειτουργικών χαρακτηριστικών ώστε να γίνει δυνατή η προσαρμογή της στις ανάγκες της παραγωγής λαμβάνοντας υπ' όψη την παροχή πρώτης ύλης, την επιθυμητή κοκκομετρία προϊόντος και τις μηχανικές ιδιότητες της πρώτης ύλης. Γενικότερα ο μύλος έχει τη βέλτιστη απόδοση κυρίως από πλευράς παραγωγής υπέρλεπτου προϊόντος όταν λειτουργεί σε κύκλωμα ανακυκλοφορίας σε συνδυασμό με αεροδυναμικό διαχωριστή, κάτι το οποίο αποτελεί συνήθη πρακτική σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. […]