title: Βελτιστοποίηση λειοτρίβησης χαλαζίτη σε σφαιρόμυλο
Creators: name: Καρμαλη Βασιλικη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2015

description: Είναι γνωστό ότι η ελάττωση του μεγέθους των τεμαχιδίων ενός υλικού, ιδιαίτερα κατά το στάδιο της λειοτρίβησης, είναι μια διαδικασία κατανάλωσης ενέργειας χαμηλής απόδοσης. Η ειδική ενέργεια που απαιτείται για τη μείωση του μεγέθους του υλικού επηρεάζεται από μεγάλο αριθμό παραγόντων που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Η βελτιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας κατά το στάδιο της λειοτρίβησης αποτελεί αντικείμενο έρευνας, λόγω της σημαντικότητας και πολυπλοκότητας που παρουσιάζει. Επομένως, κάθε προσπάθεια μείωσης της καταναλισκόμενης ενέργειας ενός υλικού θα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του κόστους ανά μονάδα βάρους του υλικού.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η βελτιστοποίηση της λειοτρίβησης χαλαζίτη σε εργαστηριακό σφαιρόμυλο. Ειδικότερα, μελετήθηκε η κατανάλωση της ενέργειας και πως αυτή επηρεάζεται με το μέγεθος της τροφοδοσίας και το μέγεθος των μέσων λειοτρίβησης (σφαίρες). Επίσης, μελετήθηκε ο ρυθμός θραύσης (min-1) κάθε τάξης μεγέθους και η επίδραση του μεγέθους των σφαιρών σε αυτόν.
Αρχικά, προετοιμάστηκαν 5 στενά κοκκομετρικά κλάσματα τροφοδοσίας με λόγο √2. Σε κάθε κοκκομετρικό κλάσμα πραγματοποιήθηκαν 4 σειρές δοκιμών, όπου σε κάθε σειρά η παράμετρος η οποία μεταβαλλόταν ήταν το μέγεθος των σφαιρών. Για κάθε μέγεθος σφαιρών πραγματοποιήθηκαν δοκιμές λειοτρίβησης για διάφορες τιμές της ειδικής ενέργειας.
Από τα διαγράμματα του αθροιστικώς διερχόμενου βάρους (%) σε σχέση με το μέγεθος του προϊόντος και για κάθε μέγεθος σφαίρας, προέκυψε ότι όσο μεγαλώνει η ειδική ενέργεια λειοτρίβησης τόσο οι καμπύλες μετατοπίζονται προς τα λεπτότερα μεγέθη. Για κάθε τιμή της ειδικής ενέργειας υπολογίστηκε, με βάση τα διαγράμματα αυτά, το μέγεθος όπου διέρχεται το 80% του υλικού (D80) και για κάθε διάμετρο σφαίρας. Από τις γραφικές παραστάσεις της ειδικής ενέργειας με το μέγεθος (D80), προέκυψε ότι για συγκεκριμένη τιμή της ειδικής ενέργειας, όταν χρησιμοποιούμε σφαίρες μεγάλου μεγέθους στα χονδρύτερα κλάσματα το μέγεθος που διέρχεται το 80% του υλικού μικραίνει, ενώ στα λεπτότερα κλάσματα συμβαίνει το αντίθετο. Δηλαδή, οι μεγάλου μεγέθους σφαίρες θραύουν πιο αποδοτικά τα χονδρύτερα κλάσματα, ενώ στα λεπτότερα μεγέθη είναι πιο αποδοτικές οι σφαίρες μικρότερου μεγέθους. Για τη μελέτη του ρυθμού θραύσης κάθε υλικού τροφοδοσίας σε σχέση με το μέγεθος των σφαιρών δημιουργήθηκαν διαγράμματα του παραμένοντος βάρους (%) σε κάθε τάξη μεγέθους σε συνάρτηση με το χρόνο λειοτρίβησης. Σε όλα τα διαγράμματα η σχέση ήταν γραμμική, η κλίση της οποίας μας έδινε το ρυθμό θραύσης (min-1). Με βάση το μοντέλο κατά Austin et al. (1984) που συνδέει το ρυθμό θραύσης σε συνάρτηση με το μέγεθος τροφοδοσίας πραγματοποιήθηκε επίλυση (με χρήση εργαλείου του excel) με σκοπό να προσδιοριστούν συγκεκριμένες παράμετροι, όπως ορίζονται από τη βιβλιογραφία. Για την επίλυση αναζητήθηκαν οι βέλτιστες τιμές των παραμέτρων που ελαχιστοποιούν το σφάλμα μεταξύ των πειραματικών τιμών και του μοντέλου. Από τα αποτελέσματα προέκυψαν χρήσιμες σχέσεις που συνδέουν τις παραμέτρους αυτές με το μέγεθος των σφαιρών και συγκρίθηκαν με τις αντίστοιχες της βιβλιογραφίας. 
Τέλος, από τη μελέτη της σχέσης του ρυθμού θραύσης με το μέγεθος τροφοδοσίας προέκυψε ότι ο ρυθμός θραύσης αυξάνεται όσο αυξάνεται το μέγεθος μέχρι μια μέγιστη τιμή (Sm) η οποία αντιστοιχεί σε ένα μέγιστο μέγεθος (xm), ενώ πέρα από αυτό το σημείο ο ρυθμός θραύσης μειώνεται. Δημιουργήθηκαν αντίστοιχες σχέσεις (Sm) και (xm) με το μέγεθος των σφαιρών, οι οποίες προτείνονται για το συγκεκριμένο υλικό που χρησιμοποιήθηκε.