Конструкция шаровой мельницы
Владельцы патента RU 2254168:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (RU)
Изобретение предназначено для получения в шаровой мельнице высокоплотных водных суспензий из диоксида кремния при производстве радиопрозрачных изделий. Целью изобретения является сокращение расхода кварцевого стекла и утилизация отходов кварцевых сосудов при футеровке мельниц. Шаровая мельница для получения высокоплотных водных суспензий кварцевого стекла включает металлический барабан и футеровку, при этом цилиндрическая часть футеровки выполнена из одного или нескольких полых цилиндрических частей из непрозрачного кварцевого стекла или плотноспеченного диоксида кремния, а торцы футеровки - из нержавеющей стали или плотноспеченного диоксида кремния. Изобретение позволяет сократить расходы кварцевого стекла и утилизировать отходы кварцевых сосудов при футеровке мельниц. 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к конструкции шаровой мельницы для получения высокоплотных водных суспензий кварцевого стекла при производстве радиопрозрачных изделий и может быть использовано в различных областях науки и техники для получения высокочистых водных суспензий и порошков.
Известна конструкция шаровой мельницы для помола исходных материалов, включающая металлический барабан и футеровку. Однако при выборе материала футеровки первостепенное значение имеет возможная степень загрязнения материала от ее износа в процессе эксплуатации (см., например, Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1972).
Наиболее близким по технической сущности и требованиям сохранения высокой чистоты кварцевой керамики в производстве радиопрозрачных изделий является шаровая мельница, в которой в качестве футеровки при помоле кварцевого стекла используют замкнутый сосуд из непрозрачного кварцевого стекла (см.: Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. - М.: Металлургия, 1974 - прототип).
К недостатку шаровой мельницы, представленной на фиг.1, включающей металлический барабан 1, футерованной замкнутым сосудом из непрозрачного кварцевого стекла 2, относится большой расход материалов футеровки. Это объясняется тем, что по действующей в настоящее время технологии производства радиопрозрачных изделий (ТУ 25.11004-89) для футеровки мельниц используют два стандартных сосуда из непрозрачного кварцевого стекла. При этом к открытому торцу первого целого сосуда с помощью клеевого соединения 3 присоединяют отрезанную со стороны дна часть второго сосуда. Оставшиеся 60% второго сосуда в виде открытого цилиндра выбрасывают в отходы. Более того, вследствие большой разнотолщинности стенок сосудов из непрозрачного кварцевого стекла (8-30 мм), связанной с технологией производства, срок их службы невелик (10-12 циклов помола), что вызывает необходимость частой замены футеровки мельниц и высокий расход материала сосудов в расчете на 1 литр приготовленного шликера (0,2-0,3 кг/л).
Целью изобретения является сокращение расхода кварцевого стекла и утилизация отходов кварцевых сосудов при футеровке мельниц.
Данная цель достигается тем, что в предложенной конструкции шаровой мельницы для получения высокоплотных водных суспензий кварцевого стекла, включающей металлический барабан и футеровку, цилиндрическая часть футеровки выполнена из одной или нескольких полых цилиндрических частей из непрозрачного кварцевого стекла или плотноспеченного диоксида кремния, а торцы футеровки - из нержавеющей стали или плотноспеченного диоксида кремния. Соединение отдельных цилиндрических частей футеровки между собой, а также с торцами футеровки осуществляют клеевым соединением, например эпоксидной смолой. При этом торцы футеровки, выполненные из нержавеющей стали, используют многократно.
На фиг.2 представлена конструкция шаровой мельницы, состоящей из металлического барабана 1 и футеровки 2, в виде одной или нескольких соединенных клеевым соединением 3 цилиндрических полых частей 4 из непрозрачного кварцевого стекла или плотноспеченного диоксида кремния. Торцы футеровки 5 выполнены из нержавеющей стали или плотноспеченного диоксида кремния и соединены с цилиндрической частью футеровки клеевым соединением 3.
Использование в качестве футеровки мельниц оставшихся цилиндрических частей сосудов из непрозрачного кварцевого стекла или из плотноспеченного диоксида кремния, выполненных по керамической технологии с разнотолщинностью стенок не более 1,0 мм, в совокупности с футеровкой торцов сосудов нержавеющей сталью в 2,0-2,5 раза сокращает расход материала футеровки в расчете на 1 л приготовленного шликера.
В таблицах 1, 2 приведены основные свойства кварцевой керамики, полученной при различных вариантах футеровки шаровой мельницы.
Из приведенных данных следует, что шаровая мельница с футеровкой в предлагаемом изобретении обеспечивает сохранность чистоты материала при его переработке и уровень свойств керамики, необходимый для производства радиопрозрачных изделий.
| Таблица 1 | ||
| Химический состав кварцевой керамики | ||
| Наименование примесей | Содержание примесей | |
| Требования технических условий на кварцевую керамику ТУ 1-596-195-84 | Футеровка цилиндрической части мельницы из диоксида кремния с торцами из нержавеющей стали (фиг.2) | |
| SiО2 | не менее 99,7% | 99,825% |
| Суммарное содержание примесей окислов (MgO, Fе2O3, Аl2О3, TiO2, СаО, Na2O, K2O) | не более 0,3% | 0,175% |
| Таблица 2 | |||
| Физико-технические свойства кварцевой керамики | |||
| Наименование свойств | Уровень свойств | ||
| Требования технических условий на кварцевую керамику ТУ 1-596-195-84 | Футеровка цилиндрической части мельницы из диоксида кремния с торцами из нержавеющей стали (фиг.2) | ||
| 1 | Кажущая плотность, г/см3 | 1,94-2,05 | 1,97 |
| 2 | Открытая пористость. % | 7,0-11,0 | 9,0 |
| 3 | Прочность при изгибе, кгс/мм2 | 3,5-8,5 | 5,3 |
| 4 | Прочность на сжатие, кгс/мм2 | 10-30 | 13,8 |
| 5 | Модуль упругости, стат., кгс/мм2 | 2700-5500 | 3950 |
| 6 | КТР, в интервале 20-900°С, град-1 | не более 9×10"7 | 7,2×10-7 |
| 7 | Ударная вязкость, кг·см/см2 | 0,8-1,5 | 1,3 |
| 8 | Диэлектрическая проницаемость при 20°С | 3,3-3,5 | 3,4 |
| 9 | Увеличение диэлектрической проницаемости в интервале тем-р 200-1200°С | не более 5,0 | 4,0 |
| 10 | Тангенс угла диэлектрических потерь | ||
| при 20°С - | не более 0,004 | 0,0005 | |
| при 1200°С - | не более 0,01 | 0,0028 | |
| 11 | Расход материала футеровки на 1 литр шликера, кг | 0,25 | 0,10 |
Источники информации.
1. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1972.
2. Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. - М.: Металлургия, 1974 - прототип.
Шаровая мельница для получения высокоплотных водных суспензий кварцевого стекла, включающая металлический барабан и футеровку, отличающаяся тем, что цилиндрическая часть футеровки выполнена из одного или нескольких полых цилиндрических частей из непрозрачного кварцевого стекла или плотно спеченного диоксида кремния, а торцы футеровки - из нержавеющей стали или плотно спеченного диоксида кремния.
