Оценка измельчаемости шлаковых песков с помощью лабораторной дисковой мельницы: влияние размера исходных зерен
Тип: Аналитический отчет
Исследование влияния размера частиц на измельчаемость шлаковых песков с использованием вибрационной дисковой мельницы HERZOG на примере четырех образцов шлакового песка (с разных сталелитейных заводов).
Введение
В этом руководстве по применению рассматривается влияние размера частиц на измельчаемость шлаковых песков с использованием вибрационной дисковой мельницы Herzog. Мы сравнили результаты, полученные для образцов с размерами зерен менее 1 мм и менее 5 мм, с результатами традиционного теста Zeisel.
В исследовании использовались четыре образца шлакового песка с различных сталелитейных заводов, каждый из которых подвергался измельчению с разной продолжительностью. Результаты показывают, что ограничение размера частиц до менее 1 мм приводит к получению более стабильных и предсказуемых кривых измельчаемости, что хорошо согласуется с результатами испытаний Zeisel.
Такое снижение вариабельности объясняется более высокой однородностью образцов толщиной менее 1 мм, что приводит к более равномерному измельчению. Вибрационная дисковая мельница Herzog в сочетании с аналитическим программным обеспечением PrepMaster представляет собой быструю, надежную и удобную в использовании альтернативу тесту Zeisel, что делает ее идеальной для лабораторий контроля качества.
Этот метод повышает эффективность производственных процессов, обеспечивая быструю и точную оценку измельчаемости, что в конечном итоге способствует более эффективному принятию решений и обеспечению качества продукции.
В наших предыдущих заметках по применению [1, 2, 3] мы представили новый метод определения измельчаемости клинкерных и шлаковых песков с использованием вибрационной дисковой мельницы Herzog. Этот метод удобен для использования в любой лаборатории контроля качества и позволяет получить результаты в течение 60 минут. В отличие от этого, традиционный тест Zeisel, являющийся стандартом в цементной промышленности, проводится только в специализированных лабораториях и может занять несколько дней для получения результатов [4]. Наши исследования показали, что результаты теста Zeisel и вибрационной дисковой мельницы были сопоставимы.
Однако имелась существенная разница в размерах исходных зерен: в тесте Zeisel использовались зерна размером от 0,75 до 1,00 мм, в то время как в вибрационной дисковой мельнице использовались зерна размером от 0 до 5 мм.
Это исследование посвящено изучению влияния размера зерен на измельчаемость в вибрационной дисковой мельнице. Мы сравнили результаты при использовании зерен размером менее 1 мм с зернами размером менее 5 мм и в тесте Zeisel.
Рисунок 1: Комбинированная вибрационная дисковая мельница и гранулятор типа HP-MP
Методы
Мы использовали те же четыре образца шлакового песка с различных сталелитейных заводов, что и в нашем предыдущем исследовании [3]. Измельчаемость была проверена на комбинированном станке для измельчения и гранулирования Herzog (HPMP, рис. 1) со стандартным модулем TCM.
Каждый образец измельчался в течение пяти различных периодов времени (20, 55, 90, 130 и 170 секунд) при 800 оборотах в минуту и постоянной температуре 35°C.
Мы использовали предварительно высушенные образцы без какой-либо помощи в измельчении. После измельчения мы измерили распределение частиц по размерам и удельную поверхность с помощью гранулометрии (Mastersizer 3000, Малверн, Великобритания).
Мощность измельчения измерялась при частоте 100 Гц, и на основании этих данных мы рассчитали удельную потребность в энергии.
Рисунок 2. Кривая измельчаемости шлаковых песков толщиной < 1 мм, оцененная с помощью HP-MP
Результаты
Фракция зерна < 1 мм. Удельная площадь поверхности измельченного материала была сопоставлена с удельной потребностью в энергии для различных периодов измельчения.
Графики показали почти линейное увеличение (рис. 2). Показатели измельчаемости варьировались в зависимости от образцов. Шлаковый песок № 4 имел самую высокую плотность — от 2650 см2/г до 5500 см2/г, в то время как шлаковый песок № 1 имел самую низкую — от 2050 см2/г до 4600 см2/г. Шлаковые пески № 2 и № 3 оказались между ними.
Сравнение с фракцией зерна < 5 мм и тестом Zeisel
Рисунок 3. Кривая измельчаемости шлаковых песков толщиной < 5 мм по данным HP-MP
Рисунок 4. Кривая измельчаемости шлаковых песков, оцененная по результатам теста Zeisel
При сравнении фракций зерна < 5 мм относительный порядок измельчаемости образцов остался прежним (рис. 3). Однако расстояние между кривыми изменилось. При размерах зерен < 1 мм графики для шлаковых песков № 1, № 2 и № 3 были ближе друг к другу, в то время как для шлакового песка № 4 они значительно отличались. Эта картина полностью соответствовала результатам теста Zeisel (рисунок 4).
Кривые измельчаемости для зерен размером < 1 мм были более стабильными и имели меньшую изменчивость, чем для зерен размером < 5 мм, что указывает на более предсказуемый процесс измельчения.
Выводы
Основным результатом этого исследования стало то, что ограничение размера зерен менее 1 мм уменьшает вариабельность кривых измельчаемости и повышает их сходство с результатами теста Zeisel. Такая согласованность имеет решающее значение для обеспечения надежных и воспроизводимых результатов в процессах контроля качества.
Более высокая однородность размера зерен фракции < 1 мм приводит к более предсказуемому измельчению, что отражается на более плавных и равномерных кривых измельчаемости. Значительное снижение вариабельности, наблюдаемое при фракции менее 1 мм, свидетельствует о высокой чувствительности вибрационной дисковой мельницы Herzog к различиям в составе образцов.
Эта чувствительность особенно полезна для выявления незначительных изменений в свойствах материала, которые могут иметь решающее значение для оптимизации производственных процессов и обеспечения качества продукции.
Менее изменчивые и более однородные кривые измельчаемости, полученные при использовании фракции < 1 мм, указывают на то, что этот метод обеспечивает более точное представление о измельчаемости материала.
Сравнение с тестом Zeisel еще раз подтверждает эти выводы. В тесте Zeisel, известном своей высокой степенью однородности и минимальной вариабельностью, используется образец с высокой степенью однородности. Близкое сходство кривых измельчаемости фракции < 1 мм и теста Zeisel подчеркивает важность однородности образца для достижения последовательных и надежных измерений измельчаемости.
В целом, это исследование показывает, что вибрационная дисковая мельница Herzog является эффективной альтернативой тесту Zeisel для оценки измельчаемости. Оба метода дают сопоставимые результаты, но метод Herzog обладает значительными преимуществами с точки зрения скорости и простоты использования. Возможность получения быстрых результатов в течение 60 минут по сравнению с несколькими днями при использовании теста Zeisel позволяет более эффективно и своевременно принимать решения в области контроля качества и производственных процессов.