طواحين الاسمنت ذات الكرات: مراجعة توزيع حجم الكرات باستخدام طريقة العناصر المنفصلة (DEM)

Abstract

طاحونة الكرات هي أسطوانة فولاذية تدور حول مركزها بسرعة ثابتة، تحتوي على كرات طاحنة وظيفتها طحن الكلنكر الى نعومة معينة. يعتمد مبدأ الطحن على قوة الطرد المركزي الناتجة من الدوران، والتي ترفع الكرات بمساعدة البطانة، لتهبط بفعل وزنها مولدة في ذلك انواع من الطاقة والحركة والقوى كافية لتكسير وطحن الكلنكر الى نعومة مناسبة. كفاءة الطحن تعتمد على عوامل عدة، اهمها توزيع حجوم الكرات الطاحنة والتي تعتمد على الخصائص الفيزيائية والكيميائية وشكل الكلنكر. غاية البحث هي اجراء عملية مراجعة علمية لتوزيع حجوم الكرات الطاحنة في طواحين الإسمنت للحصول على الفهم العميق لأثر عملية التوزيع وبالتالي الأثر على كفاءة الطحن، من خلال دراسة انواع الحركة والطاقة والقوى باستخدام برنامج المحاكاة بطريقة العناصر المنفصلة (DEM). وكانت اهم استنتاجات البحث هي إن 86% من الطاقة المفقودة كان بسبب القوة المماسية وهي القوة المسؤولة عن تآكل الكرات والبطانة، في حين 14% من تبديد الطاقة كان بسبب القوة العمودية، وان الكرات الصغيرة تحتفظ بالطاقة بنسبة أكبر من الكرات الكبيرة، وهي أيضاً تتحرك بسرعة انتقالية ودورانية أكبر من الكرات الكبيرة، بالرغم من أن الكرات الكبيرة ذات طاقة كامنة وحركية ودورانية أعلى بسبب زيادة كتلتها، فضلاً عن ان الكرات الكبيرة تتجمع في مركز الشحنة مما يجعلها أكثر عرضة لقوة الضغط الناتجة من تفاعلها مع باقي الكرات في الطاحونة.