Устройство для производства титановых окатышей Российский патент 2023 года по МПК C22B1/16 F27B21/06 G01N15/08 

Изобретение относится к цветной металлургии и предназначено для управления процессом подготовки шихты в производстве титановых окатышей, а именно для повышения качества шихты за счет повышения ее газопроницаемости.

Известно устройство для автоматического измерения газопроницаемости агломерационной шихты, включающее измерительное устройство, датчики перепада давления сжатого воздуха, устройства контроля параметров процесса и контроллер (см. авторское свидетельство СССР № 1320249, МПК С22В 1/00, G01N 15/08, опубликованный 30.06.1987, Бюл. 24). В данном техническом решении измерительное устройство выполнено в виде измерительных трубок, погруженных в слой шихты на одинаковую глубину. По данным измерений перепада давления и скорости сжатого воздуха в измерительных трубках вычисляют показатель газопроницаемости шихты с помощью системы, включающей датчики скорости сжатого воздуха, блоки умножения, блоки сравнения, блок деления и блок контроля.

Недостатками аналога являются, во-первых, сложность конструкции, связанная с наличием большого количества измерительных и преобразующих устройств. Во-вторых, низкая надежность, связанная с тем, что измерительные трубки погружены в слой шихты, что приводит к их забиванию пылью при просасывании воздуха, что искажает результат измерения. В-третьих, отсутствует возможность регулирования газопроницаемости шихты.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для подготовки шихты в производстве окатышей, включающее гранулятор, грохот и обжиговую машину, содержащую зоны подогрева и сушки, зону обжига и зону охлаждения с соответствующими вакуум-камерами и насосами (см. Линчевкий Б.В., Соболевкий А.Л., Кальменев А.А. Металлургия черных металлов, М.: Металлургия, 1986, с. 40-42).

Недостатком прототипа является отсутствие возможности регулирования газопроницаемости шихты, что снижает качественные показатели готового продукта. Это связано с тем, что при низкой газопроницаемости обжиг пройдет не до конца, в связи с чем, часть продукта уйдет в оборот, при этом снизится производительность и повысятся энергетические и временные затраты на процесс обжига. Повышенная газопроницаемость приведет к чрезмерному спеканию компонентов внутри окатышей, так как обжиг идет с более высокой скоростью. Кроме того, в случае изменения состава шихты, поступающей на обжиговую машину, практически невозможно быстро оптимизировать ее газопроницаемость, зависящую от количества воды, подаваемой на гранулятор. При недостаточной или избыточной влажности шихты сопротивление слоя будет повышенное, а газопроницаемость, соответственно, пониженная. Это приведёт к снижению скорости спекания, и часть продукта пойдет в оборот, что приведет к дополнительным затратам на процесс обжига.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение управления процессом обжига, повышение качества готового продукта за счет оперативного управления элементами устройства и оптимизация газопроницаемости слоя шихты.

Технический результат достигается тем, что устройство для производства титановых окатышей, включающее гранулятор, грохот и обжиговую машину, содержащую зоны подогрева и сушки, зону обжига и зону охлаждения с соответствующими вакуум-камерами и индивидуальными вакуумными насосами, согласно изобретению, устройство дополнительно снабжено измерительной вакуум-камерой, соединенной с индивидуальным вакуумным насосом, установленной на обжиговой машине перед вакуум-камерой зоны сушки, причем измерительная вакуум-камера включает систему стабилизации разрежения с датчиком контроля разрежения, связанным через исполнительный механизм с заслонкой измерительной вакуум-камеры, и систему контроля расхода воздуха с датчиком контроля расхода воздуха и экстремальным регулятором, связанным через исполнительный механизм с заслонкой регулирования расхода воды.

Данное устройство позволит упростить управление процессом обжига, повысить качество готового продукта за счет оперативного управления элементами устройства и оптимизации газопроницаемости слоя шихты.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства, на фиг. 2 – зависимость скорости просасывания воздуха через слой шихты от ее влажности.

Устройство для производства титановых окатышей включает гранулятор 1, грохот 2 и обжиговую машину, содержащую зоны подогрева и сушки, зону обжига и зону охлаждения с соответствующими вакуум-камерами 3, 4 и 5, а также индивидуальными вакуумными насосами 6, 7 и 8. Устройство дополнительно снабжено измерительной вакуум-камерой 9, соединенной с индивидуальным вакуумным насосом 10 и установленной на обжиговой машине перед вакуум-камерой 3 зоны сушки. Измерительная вакуум-камера 9 снабжена системой стабилизации разрежения и системой контроля расхода воздуха. При этом система стабилизации разрежения включает датчик 11 контроля разрежения, исполнительный механизм 12 и заслонку 13, установленную на вакуум-камере 9, а система контроля расхода воздуха включает датчик 14 контроля расхода воздуха и экстремальный регулятор 15, связанный через исполнительный механизм 16 с заслонкой 17 регулирования расхода воды.

Устройство работает следующим образом.

Шихту подают на гранулятор 1, где происходит ее окомкование. Затем сырые окатыши поступают в зону сушки обжиговой машины. С помощью вакуумного насоса 10 воздух просасывают через слой сырых окатышей в измерительную вакуум-камеру 9, в которой разрежение стабилизируют системой стабилизации разрежения. При этом значения разрежения фиксирует датчик 11 контроля разрежения, который, в свою очередь, подает сигнал на исполнительный механизм 12, управляющий заслонкой 13. С помощью изменения положения заслонки 13 система стабилизации разрежения поддерживает его значение в вакуум-камере 9 постоянным. При постоянном разрежении в вакуум-камере 9 расход воздуха через нее зависит от газопроницаемости слоя окатышей. Для управления газопроницаемостью сигнал с датчика 14 контроля расхода воздуха, проходящего через вакуум-камеру 9, поступает на вход экстремального регулятора 15, который через исполнительный механизм 16 с помощью заслонки 17 регулирует расход воды на вход гранулятора 1. Система контроля расхода воздуха обеспечивает подачу такого количества воды на гранулятор 1, при котором достигается оптимальная газопроницаемость слоя окатышей, определяемого по максимальному расходу воздуха через вакуум-камеру 9 при постоянном разрежении в ней (см. фиг.2). Окатыши с оптимальной газопроницаемостью после зоны подогрева и сушки, движутся по обжиговой машине через зоны обжига и охлаждения, в которых происходит спекание и упрочнение окатышей. При этом при оптимальной влажности достигается максимальная скорость перемещения зоны в слое шихты, что повышает производительность процесса. Качественный готовый продукт после обжиговой машины выгружается на грохот 2. Устройство для подготовки шихты в производстве титановых окатышей позволит быстро отрегулировать газопроницаемость слоя даже при изменении состава шихты, что значительно повысит производительность процесса и качество окатышей на выходе из обжиговой машины и снизит количество продукта, направляемого в оборот.

Данное устройство по сравнению с прототипом позволит упростить управление процессом обжига, повысит качество готового продукта за счет оперативного управления элементами устройства и оптимизации газопроницаемости слоя шихты.

Изобретение относится к цветной металлургии. Устройство для производства титановых окатышей включает гранулятор 1, грохот 2 и обжиговую машину, содержащую зоны подогрева и сушки, зону обжига и зону охлаждения с соответствующими вакуум-камерами 3, 4 и 5, а также индивидуальными вакуумными насосами 6, 7 и 8. Устройство дополнительно снабжено измерительной вакуум-камерой 9, соединенной с индивидуальным вакуумным насосом 10 и установленной на обжиговой машине перед вакуум-камерой 3 зоны сушки. Измерительная вакуум-камера 9 снабжена системой стабилизации разрежения и системой контроля расхода воздуха. При этом система стабилизации разрежения включает датчик 11 контроля разрежения, исполнительный механизм 12 и заслонку 13, установленную на измерительной вакуум-камере 9. Система контроля расхода воздуха включает датчик 14 контроля расхода воздуха и экстремальный регулятор 15, связанный через исполнительный механизм 16 с заслонкой 17 регулирования расхода воды. Изобретение обеспечивает упрощение управления процессом обжига, повышение качества готового продукта за счет оперативного управления элементами устройства и оптимизации газопроницаемости слоя шихты. 2 ил.

Устройство для производства титановых окатышей, включающее гранулятор, грохот и обжиговую машину, содержащую зоны подогрева и сушки, зону обжига и зону охлаждения с соответствующими вакуум-камерами и индивидуальными вакуумными насосами, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено измерительной вакуум-камерой, соединенной с индивидуальным вакуумным насосом, установленной на обжиговой машине перед вакуум-камерой зоны сушки, причем измерительная вакуум-камера включает систему стабилизации разрежения с датчиком контроля разрежения, связанным через исполнительный механизм с заслонкой измерительной вакуум-камеры, и систему контроля расхода воздуха с датчиком контроля расхода воздуха и экстремальным регулятором, связанным через исполнительный механизм с заслонкой регулирования расхода воды.