vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2024-51-3-195-201vdgtu-1572Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREВлияние средневзвешенного диаметра шара на размер частиц конечного продуктаThe influence of the weighted average diameter of the ball on the particle size of the final producthttps://orcid.org/0000-0002-2116-5192КрутилинА. А.KrutilinA. A.

Крутилин Александр Александрович, кандидат технических наук, доцент, кафедра «Строительные материалы и специальные технологии»

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Мичурина, 21 

Alexander A. Krutilin, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Building Materials and Special Technologies 

21 Michurina Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343 

kotyra84@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0534-6396ПотаповФ. П.PotapovF. P.

Потапов Федор Петрович, кандидат технических наук, доцент, кафедра «Строительные материалы и специальные технологии» 

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Мичурина, 21 

Fedor P. Potapov, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Building Materials and Special Technologies 

21 Michurina Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343 

efedrin.ru@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3108-3465ИньковаН. А.InkovaN. A.

Надежда Александровна Инькова, старший преподаватель, кафедра «Строительные материалы и специальные технологии» 

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Мичурина, 21 

Nadezhda A. Inkova, Senior Lecturer, Department of Building Materials and Special Technologies 

21 Michurina Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343 

coyote@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7156-9988ПахомоваО. К.PakhomovaO. K.

Пахомова Олеся Константиновна, старший преподаватель, кафедра «Строительные материалы и специальные технологии» 

403343, Волгоградская обл., г. Михайловка, ул. Мичурина, 21 

Olesya K. Pakhomova, Senior Lecturer, Department of Building Materials and Special Technologies 

21 Michurina Str., Volgograd region, Mikhailovka 403343 

pahomovaolesia@yandex.ruВолгоградский государственный технический университет (Себряковский филиал)РоссияVolgograd State Technical University (Sebryakov Branch)Russian Federation202402102024513195201Copyright © Крутилин А.А., Потапов Ф.П., Инькова Н.А., Пахомова О.К., 20242024Крутилин А.А., Потапов Ф.П., Инькова Н.А., Пахомова О.К.Krutilin A.A., Potapov F.P., Inkova N.A., Pakhomova O.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1572

Цель. В настоящее время измельчение цемента в мельницах осуществляется до удельной поверхности 2500-3000 и 3500-4500 см2/г и более. Дальнейшее измельчение клинкера резко ухудшает свойства получаемой продукции. Актуальность темы обусловлена повышенным интересом к снижению материальных и энергетических затрат в процессе измельчения клинкера. Целью исследования является изучение влияния различного ассортимента мелющих тел и средневзвешенного диаметра шара на размер частиц конечного продукта, выполняя анализ размера частиц путем дифракции частиц. Метод. Для получения достоверных экспериментальных данных использовалась специально разработанная модель помольного агрегата. Анализ размера частиц путем их дифракции или пространственного распределения (спектра рассеяния) рассеянного света, осуществлялся с помощью лазерного анализатора. Результат. Разработана методика исследований, отвечающая современным возможностям техники эксперимента. Проведены экспериментальные исследования по измельчению клинкера в лабораторной мельнице. Определено совместное влияние различного ассортимента мелющих тел и средневзвешенного диаметра шара на размер частиц конечного продукта. Вывод. Исследования кривых конечного продукта, полученного при использовании различного средневзвешенного диаметра шара, показали, что для измельчения мелких зерен не требуется большой энергии удара, диаметр мелющих тел должен снижаться по мере уменьшения размера зерен материала. Поэтому шары должны быть минимального диаметра, но достаточного для разрушения частиц материала.

Objective. Currently, cement is crushed in mills to a specific surface area of 2500-3000 and 3500-4500 cm2/g or more. Further grinding of clinker sharply worsens the properties of the resulting product. The relevance of the topic is due to the increased interest in reducing material and energy costs in the process of clinker grinding. The purpose of the work is to study the effect of different assortment of grinding media and weighted average ball diameter on the particle size of the final product, performing particle size analysis by particle diffraction. Method. To obtain reliable experimental data, a specially developed model of the grinding unit was used. Analysis of particle size by diffraction or spatial distribution (scattering spectrum) of scattered light was carried out using a laser analyzer. Result. A research methodology has been developed that meets the modern capabilities of experimental technology. Experimental studies have been conducted on clinker grinding in a laboratory mill. The combined effect of different assortments of grinding bodies and the average weighted diameter of the ball on the particle size of the final product has been determined. Conclusion. Studies of the curves of the final product obtained using different weighted average ball diameters have shown that large impact energy is not required to grind small grains; the diameter of the grinding bodies should decrease as the grain size of the material decreases. Therefore, the balls must have a minimum diameter, but sufficient to destroy the particles of the material.

дифракция частицлазерный анализаторконечный продуктклинкерпомолсредневзвешенный диаметр шарамельница периодического действияparticle diffractionlaser analyzerfinal productclinkergrindingweighted average ball diameterbatch millReferencesБарбанягрэ В.Д., Стронин А.А. Исследование влияния диаметра крупного шара в мелющей загрузке мельницы открытого цикла на дисперсные характеристики клинкера. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2018. № 5. С. 60-65.Barbanyagre V.D., Stronin A.A. Study of the influence of the diameter of a large ball in the grinding charge of an open circuit mill on the dispersion characteristics of clinker. Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova. 2018; 5:60-65.(In Russ)Будникова В.С. Использование интенсификаторов помола для получения цементов. В сборнике: Образование, наука, производство. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. 2015. С. 26-29.Budnikova V.S. Use of grinding intensifiers for the production of cements. In the collection: Education, science, production. Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova. 2015; 26-29. (In Russ)Вайтехович П.Е., Семененко Д.В. Влияние взаимодействия между мелющими телами на характер их движения в планетарной мельнице. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2010. № 9. С. 13-15.Vaitekhovich P.E., Semenenko D.V. The influence of interaction between grinding bodies on the nature of their movement in a planetary mill. Chemical and oil and gas engineering. 2010;9:13-15. .(In Russ)Герасимов М.Д., Латышев С.С., Богданов Н.Э., Локтионов И.О. Обзор конструктивных решений в области создания помольных мельниц. В сборнике: Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Межвузовский сборник статей. Под редакцией В.С. Богданова. Белгород, 2018. С. 132-146.Gerasimov M.D., Latyshev S.S., Bogdanov N.E., Loktionov I.O. Review of design solutions in the field of grinding mills. In the collection: Energy-saving technological complexes and equipment for the production of building materials. Interuniversity collection of articles. Edited by V.S. Bogdanov. Belgorod, 2018;132- 146. (In Russ)Жуков В.П., Мизонов В.Е. Оптимальное распределение размеров мелющих тел по длине барабанных мельниц. Теоретические основы химической технологии. 1995. Т. 29. № 6. С. 646-650.Zhukov V.P., Mizonov V.E. Optimal distribution of grinding media sizes along the length of drum mills. Theoretical foundations of chemical technology. 1995;29(6):646-650.(In Russ)Жуков В.П., Ушаков С.Г. Оптимальное распределение по крупности мелющих тел в барабанных мельницах в сборнике: интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов. Межвузовский сборник научных трудов. Иваново, 1987. С. 40-43.Zhukov V.P., Ushakov S.G. Optimal size distribution of grinding media in drum mills in a collection: intensification of processes of mechanical processing of bulk materials. Interuniversity collection of scientific papers. Ivanovo, 1987;40-43. (In Russ)Козловский В.И., Вайтехович П.Е., Камлюк Т.В. Влияние размера мелющих тел на эффективность диспергирования материала в шаровой мельнице с мешалкой. Труды БГТУ. №3. Химия и технология неорганических веществ. 2016. № 3 (185). С. 136-141.Kozlovsky V.I., Vaitekhovich P.E., Kamlyuk T.V. The influence of the size of grinding media on the efficiency of material dispersion in a ball mill with a stirrer. Proceedings of BSTU. No. 3. Chemistry and technology of inorganic substances. 2016;3 (185):136-141.(In Russ)Коновалов Д.А. Изучение влияния ассортимента мелющих тел на основные дисперсионные показатели цемента и его свойства. В сборнике: Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. С. 197-201.Konovalov D.A. Study of the influence of an assortment of grinding media on the main dispersion parameters of cement and its properties. In the collection: International scientific and technical conference of young scientists of BSTU named after. V.G. Shukhova. 2017;197-201.(In Russ)Малышев В.П., Бектурганов Н.С., Макашева А.М., Зубрина Ю.С. Вероятностная модель измельчения материалов как оператор самоорганизации и аттрактор процесса. Цветные металлы. 2016. № 2 (878). С. 33-39.Malyshev V.P., Bekturganov N.S., Makasheva A.M., Zubrina Yu.S. Probabilistic model of materials grinding as a self-organization operator and process attractor. Non-ferrous metals. 2016;2 (878):33-39.(In Russ)Малышев В.П., Зубрина Ю.С., Юн А.Б., Синянская О.М. Адаптация вероятностной модели измельчения к работе шаровых барабанных мельниц. Цветные металлы. 2017. № 10. С. 17-24.Malyshev V.P., Zubrina Yu.S., Yun A.B., Sinyanskaya O.M. Adaptation of a probabilistic grinding model to the operation of ball drum mills. Non-ferrous metals. 2017;10:17-24.(In Russ)Несмеянов Н.П., Синцов Д.И., Бузаджи И.С. Интенсификация процесса помола в трубных мельницах. В сборнике: Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов. Межвузовский сборник статей. Под ред. В.С. Богданова. Белгород, 2014. С. 185-187.Nesmeyanov N.P., Sintsov D.I., Buzadzhi I.S. Intensification of the grinding process in tube mills. In the collection: Energy-saving technological complexes and equipment for the production of building materials. Interuniversity collection of articles. Ed. V.S. Bogdanov. Belgorod, 2014;185-187.(In Russ)Потапов Ф.П. Интенсификация процесса помола в шаровых барабанных мельницах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Белгород, 2011Potapov F.P. Intensification of the grinding process in ball drum mills. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences. Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova. Belgorod, 2011.(In Russ)Сталинский Д.В., Рудюк А.С., Соленый В.К. Эффективность использования мелющих шаров малого диаметра для помола цемента. Сталь. 2022. № 6. С. 15-19.Stalinsky D.V., Rudyuk A.S., Soleny V.K. The effectiveness of using small-diameter grinding balls for grinding cement. Steel. 2022;6:15-19 .(In Russ)Ханин С.И., Старченко Д.Н. Закономерности процесса движения мелющих тел в корпусе шаровой барабанной мельницы. Монография / Белгород, 2013.Khanin S.I., Starchenko D.N. Regularities of the process of movement of grinding media in the body of a ball drum mill. Monograph. Belgorod, 2013.(In Russ)Шарапов Р.Р. Научные основы создания технологических систем помола цемента на основе шаровых мельниц замкнутого цикла. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Белгород, 2009Sharapov R.R. Scientific basis for creating technological cement grinding systems based on closed-cycle ball mills. Abstract of the dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova. Belgorod, 2009. (In Russ)Шарапов Р.Р. Научные основы создания технологических систем помола цемента на основе шаровых мельниц замкнутого цикла. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Белгород, 2009Sharapov R.R. Scientific basis for creating technological cement grinding systems based on closed-cycle ball mills. Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova. Belgorod, 2009. (In Russ)Шарапов Р.Р. Эффективность помольных систем замкнутого цикла на базе шаровых мельниц. В сборнике: Актуальные проблемы строительной отрасли и образования. Сборник докладов Первой Национальной конференции. 2020. С. 277-282.Sharapov R.R. Efficiency of closed cycle grinding systems based on ball mills. In the collection: Current problems of the construction industry and education. Collection of reports of the First National Conference. 2020; 277-282.(In Russ)Шахова Л.Д., Черкасов Р.А. Интенсификация процесса измельчения клинкера с применением интенсификаторов помола. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014. № 4. С. 148-152.Shakhova L.D., Cherkasov R.A. Intensification of the clinker grinding process using grinding intensifiers. Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova. 2014;4:148-152.(In Russ)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.