Доктор геолого-минералогических наук, профессор
Инженер
Процесс помола характеризуется высокой энергоемкостью и низкой производительностью. Эффективность шаровых мельниц, применяемых в настоящее время для помола, достаточно низкая. Только 3-6 % подаваемой электроэнергии идет на измельчение материала. Остальная часть в форме теплоты, вибрации и шума теряется. Проблема снижения энергозатрат на помол весьма актуальна.
Повышение эффективности и качества технологического процесса измельчения сырьевых компонентов при производстве строительных материалов с целью снижения энергоемкости помола является одной из приоритетных задач энерго- и ресурсосбережения в строительной отрасли. Для уже существующих производств повышение эффективности измельчения целесообразно проводить путем модернизации имеющегося на предприятии оборудования и существующих технологических, управленческих и других процессов, связанных с помолом минерального сырья. Чтобы снизить энергоемкость измельчения, необходимо выполнить комплексный реинжиниринг технологического процесса измельчения различных материалов, основанный на использовании новых модификаций мелющих тел, физических и химических интенсификаторов помола, современных информационных технологий и средств промышленной автоматики. Применение современных информационных технологий и средств промышленной автоматики позволяет вести процесс измельчения с производительностью, максимально достижимой для существующих мощностей за счет автоматического управления и учета непрерывных изменений технологических параметров. Кроме того, это дает возможность управлять процессом в реальном времени путем оперативной перестройки режимов технологического оборудования.
В статье рассмотрен подход к разработке методологии реинжиниринга технологического процесса измельчения сырьевых компонентов при производстве стройматериалов. Изложено современное состояние техпроцесса помола. Отмечена необходимость совершенствования технологического оборудования, используемого при измельчении сырьевых компонентов с целью повышения эффективности и качества, энерго- и ресурсосбережения. Показана возможность использования различных интенсификаторов помола, позволяющих повысить производительность измельчения. Рассмотрена концепция автоматизации системы управления процессом измельчения минерального сырья. Предложена концептуальная модель комплексирования различных методов и средств интенсификации процесса измельчения. Изложены методологические основы моделирования техпроцесса переработки минерального сырья при производстве цемента и силикатных изделий. Определены контролируемые параметры, необходимые для создания компьютерных моделей техпроцесса помола. Обосновано применение при создании компьютерных моделей имитационного моделирования. Рассмотрена методика имитационного моделирования техпроцесса. Указано на возможность использования аналитических и вероятностных методов. Разработаны и построены имитационные модели работы шаровой мельницы на основе экспериментальных данных и вероятностных функций. Показана возможность управления технологическим процессом измельчения сырьевых компонентов на них.
За счет реализации предлагаемого комплекса организационно-технических решений можно повысить производительность помола до 30-50 % и существенно снизить энергозатраты на измельчение минерального сырья при производстве цемента и силикатных изделий. Объединенная методология реинжиниринга технологического процесса измельчения, включающая все перечисленные способы интенсификации, значительно повысит качество конечной продукции и снизит ее себестоимость, что будет способствовать повышению ее конкурентоспособности и привлекательности для потребителей.
Grinding process is characterized by high energy consumption and low productivity. Nowadays efficiency of the ball mills applied for grinding is rather low. Only 3-6 % of the supplied power energy is used for material grinding. The rest part of the energy disappears in the form of heat, vibration and noise. So matter concerning reduction of energy consumption is of great importance.
Improvement of efficiency and quality of technological process in grinding of raw material components while producing construction materials is considered as one of priority-oriented targets of power- and resource saving in construction industry with the purpose to reduce energy consumption for grinding. Grinding efficiency at operating enterprises is reasonable to improve by modernization of the equipment and existing technological, management and other processes which are related to grinding of mineral raw material. In order to reduce grinding power consumption it is necessary to carry out a complex re-engineering of technological process in grinding of various materials which is based on usage of new modifications of grinding bodies, physical and chemical grinding aids, modern information technologies and industrial automation equipment. Application of modern information technologies and industrial automation equipment makes it possible to execute the grinding process with maximum achievable productivity for existing capacity due to automatic control and consideration of continuous changes in technological parameters. In addition to this such approach gives an opportunity to control processes in real time by immediate adjustments of technological equipment operational modes.
The paper considers an approach to the development of re-engineering methodology for technological process in grinding of raw material components while producing construction materials. The present state of technological grinding process is presented in the paper. The paper points out the necessity to modernize technological equipment used for grinding raw material components with the purpose to improve efficiency and quality, power- and resource saving. The possibility of using various grinding aids that permit to increase grinding productivity is shown in the paper. The paper studies an automation concept of the control system which used for grinding process of mineral raw material. A conceptual model for complexation of various methods grinding aids has been proposed in the paper. The paper presents methodological principles for simulation of technological process used for processing of mineral raw material while producing cement and silicate products. The parameters which are to be controlled and which are necessary for development of computer simulations of technological grinding process have been determined in the paper. The paper justifies an application of imitation simulation for creation of computer models. Methodology for imitation simulation of the technological process has been studied in the paper. The paper confirms the possibility to use analytical and probability methods. Imitation simulations of a grinding mill operation have been developed on the basis of experimental data and probability functions. The possibility of controlling technological process of raw material grinding has been demonstrated in the paper.
While implementing the proposed complex of organizational and technical recommendations it is possible to increase grinding productivity up to 30-50 % and significantly reduce и существенно снизить energy consumption for mineral raw material grinding during production of cement and silicate products. The combined reengineering methodology for grinding process including all the mentioned intensification methods substantially increases quality of final products and reduces its self-cost that will favour its compatibility and attractiveness for consumers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.