Способ стабилизации гранулометрического состава материала в одновалковой зубчатой дробилке Российский патент 2023 года по МПК C22B1/16 

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при дроблении различных материалов с целью улучшения его показателей за счет стабилизации гранулометрического состава дробленых кусков.

Известен способ дробления материала, который включает в себя разрушение пирога материала на фрагменты путем разламывания о консольную поверхность приемного стола зубьями вращающегося ротора, расположенными в ряд, который реализован в одновалковой зубчатой дробилке [Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 1. Машины для доменных цехов. Учебник для вузов / Целиков А.И., Полухин П.И., Гребеников В.М. и др. второй изд, переаб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. - 440 с.].

Недостатком известного способа является наличие в готовом продукте кусков с размерами, превышающими максимально допустимые, образующихся в процессе дробления и неравномерный гранулометрический состав дробленого материала.

Техническим заданием изобретения является усовершенствование способа дробления пирога материала в одновалковой зубчатой дробилке, в котором, благодаря новому поэтапному внедрению пирога в рабочее пространство дробилки обеспечивается снижение содержания кусков размерами, отличающимися от среднего значения размера фракции, что повышает стабильность его гранулометрического состава.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе дробления материалов в одновалковой зубчатой дробилке, включающем наложение на материал сил дробления при воздействии на него зубьев ротора, разрушение пирога материала на фрагменты происходит за счет его поэтапного проникновения в рабочее пространство дробилки.

На фиг. 1 показана одновалковая зубчатая дробилка для реализации способа, на фиг. 2 показан ротор одновалковой зубчатой дробилки с шевронным расположением зубьев.

Дробилка содержит ротор 2 с шевронным расположением зубьев звездочек 4 и приемный стол 3, о консольную часть которого происходит разрушение пирога 1. Кроме того, зубья звездочек 4 имеют шевронное расположение.

Суть способа в следующем.

Для эффективной модернизации типовой конструкции одновалковой зубчатой дробилки, широко применяемой в металлургической отрасли при дроблении пирога материала 1, используется ротор 2 с шевронным расположением зубьев звездочек.

В процессе загрузки в дробилку пирог спеченного материала сбрасывается с подающего устройства и скользит по приемному столу 3, при этом за счет шевронного расположения зубьев звездочек ротора 4 относительно оси вращения пирог упирается в торцевую часть звездочек ротора одновалковой зубчатой дробилки 5 и останавливает свое дальнейшее перемещение в дробилку. При этом на роторе, содержащем установленные на валу зубчатые звездочки, расположены таким образом, что при вращении ротора в контакт с дробимым материалом вступают два симметрично расположенных относительно центральной звездочки (или центральной пары звездочек) зуба, или зубья центральной и крайних звездочек следующего ряда. При этом звездочки, расположенные по ходу от центра к краям ротора, повернуты в обратную сторону от направления вращения дробилки относительно предыдущей так, что обеспечивается одинаковый угол между осями зубьев соседних звездочек на всем роторе.

После этого начинается поэтапное (от одного ряда зубьев звездочек к другому) проникновение дробимого материала в рабочую зону ротора на расстояние, определяемое закономерностью:

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

β_п - угол наклона поверхности приемного стола относительно горизонтали, град;

μ_а - коэффициент трения скольжения агломерата по стали;

t - время движения пирога материала в рабочем пространстве дробилки, с;

b - расстояние от точки взаимного контакта зубьев ротора дробилки с поверхностью пирога материала до сечения его излома в плоскости движения пирога, м,

при этом время движения определяется как:

- для роторов с нечетным количеством звездочек при их шевронном расположении:

где N_зв - количество звездочек, установленных на валу ротора дробилки;

b_з - длина торцевой поверхности зуба звездочки, м;

D_р - рабочий диаметр внешней грани звездочек ротора, м;

n_р - число оборотов вращения ротора в минуту, мин^-1;

n_з - количество зубьев на одной звездочке, установленной на роторе;

- для роторов с четным количеством звездочек при их шевронном расположении:

Таким образом, в дробилке при использовании ротора с шевронным расположением зубьев звездочек на роторе достигается многократное наложение разрушающих нагрузок на пирог материала. При этом данный способ обеспечивает процесс дробления материала, при котором появляется возможность контроля крупности дробленых кусков после фракционной подготовки, за счет регулирования следующих технико-технологических параметров: расстояния проникновения в рабочее пространство ротора дробилки пирога а, расстояния от точки взаимного контакта зубьев ротора с поверхностью пирога до сечения его излома b, рабочего диаметра внешней грани звездочек ротора дробилки D_p, числа оборотов вращения ротора в минуту n_р и т.д.

Кроме этого сокращается содержание пылевидных фракций на этапах транспортировки и перегрузок за счет меньшего саморазрушения дробимого материала, так как меньшие по размерам куски обладают меньшей массой и энергией при соударении.

Предложенный способ позволяет улучшить гранулометрический состав дробленого материала и приблизить его к рациональному для дальнейшего использования в технологическом процессе.

Изобретение относится к области дробления материала. Предложен способ стабилизации гранулометрического состава материала в одновалковой зубчатой дробилке, который включает поэтапное внедрение пирога материала в рабочее пространство дробилки, которая содержит ротор с шевронным расположением зубьев звездочек и приемный стол, и его разрушение на фрагменты путем разламывания о консольную поверхность приемного стола. При этом предварительно рассчитывают расстояние внедрения пирога материала в рабочую зону ротора для обеспечения среднего значения размера фрагментов. Изобретение обеспечивает улучшение эффективности работы одновалковой зубчатой дробилки. 2 ил.

Способ стабилизации гранулометрического состава материала в одновалковой зубчатой дробилке, характеризующийся тем, что включает поэтапное внедрение пирога материала в рабочее пространство дробилки, которая содержит ротор с шевронным расположением зубьев звездочек и приемный стол, и его разрушение на фрагменты путем разламывания о консольную поверхность приемного стола, при этом расстояние внедрения пирога материала в рабочую зону ротора для обеспечения среднего значения размера фрагментов определяют по формуле:

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

β_п - угол наклона поверхности приемного стола относительно горизонтали, град;

μ_a - коэффициент трения скольжения агломерата по стали;

t - время движения пирога материала в рабочем пространстве дробилки, с;

b - расстояние от точки взаимного контакта зубьев ротора дробилки с поверхностью пирога материала до сечения его излома в плоскости движения пирога, м,

при этом время движения определяется как:

- для роторов с нечетным количеством звездочек при их шевронном расположении:

где N_зв - количество звездочек, установленных на валу ротора дробилки;

b_з - длина торцевой поверхности зуба звездочки, м;

D_р - рабочий диаметр внешней грани звездочек ротора, м;

n_р - число оборотов вращения ротора в минуту, мин^-1;

n_з - количество зубьев на одной звездочке, установленной на роторе;

- для роторов с четным количеством звездочек при их шевронном расположении: