Устройство для увлажнения,смешения и окомкования сыпучих материалов Советский патент 1983 года по МПК C22B1/24 

Изобретение от.носится к подготовк тонкодисперсных железосодержащих материалов к металлургическому передел и может быть использовано на предприятиях черной металлургии. Известно устройство для смешивания и окомкования мелкозернистых материалов, состоящее из двух коакси ально установленных цилиндрических барабанов с торцовыми крышками, приводом, лопастными шнековыми направляющими, сита в разгрузочном конце барабана., трубы с насадками для по.дачи жидкости и жестко укрепленных к торцовым крышкам параллельных стер ней ,. Недостаток устройства - плохое ка чество окомкования вследствие плохого распределения влаги в массе шихты Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для увлажнения, смешения и окомкования сыпучих материалов, содержащее барабан с приводом вращения, ротор. размещенный в полости барабана и сво бодно плавающий в шихте, вертикальны лист, контактирукщий с ротором Г2. Однако устройство обладает низким качеством окомкования из-за слабого перемешивания шихты в объеме барабан Ротор затягивается массой увлажненно го материала, теряет подвижность, движется вместе с налипшим материало и не оказывает воздействия на смешивание и увлажнение сыпучего материала.. Цель изобретения - интенсификация процесса увлажнения, смешения, оком.кования. .Поставленная цель достигается тем что в устройстве, содержащем барабан с приводом вращения, ротор, размещен ный в полости барабана, и вертикальный лист, контактирующий с ротором, ротор выполнен в виде веретенообразных стержней с углом .при вершине конической части 30-90 и шириной цилиндрической части, равной 0,271,00 диаметра стержня. На фиг. 1 изображена схема размещения ротора в барабане; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-5 йеретенообразный стержень. Угол об при вершине конуса равен 30-90°. Ширина цилиндрической части стержняQ равна 0,27-1,00 диаметра стержня. Стержень выполнен из матери ала повышенной прочности. Подготовка шихты осуществляется следукадим образом. В барабан 1 помещают ротор 2, представляющий собой набор веретенообразных стержней. Через загрузочную течку 3 подают обрабатываемый сыпучий материал, через форсунки 4 - увлажняющий агент, в частности техническую воду. Количество веретенообразных стержней И, находящихся в ба рабане, определяют из условия обработки 2-10 кг шихты в секунду на каждый квадратный метр поверхности ротора. В этом интервале обрабатываемый материал не перекрупняется и не измельчается до состояния, приближающегося к исходному, при времени пребывания его в барабане 1,5-3 мин. Барабан с помощью привода приводят во вращение. Окомкованный материал через центральное отверстие в листе 5 выводят из барабана и выгружают через разгрузочную течку 6. Налипающий на поверхность барабана материал удаляют скребком 7. Ротор выполнен в виде веретенообразных стержней из условия большей подвижности их по сравнению с ротором из одной или нескольких труб длиной, приближающейся к длине образующей барабана. Выполнение стержней веретенообразными с указанными выше признаками позволяет избежать скопление их в какой-либо части барабана из-за некоторого уклона барабана в ту или другую сторону или в результате воздействияматериала, движущегося от загрузки к выгрузке, и содействовать их вращению таким образом, чтобы ось веретенообразного стержня, проходящая через вершины конических частей, и образующая барабана были параллельны, т.е. чтобы практически вся поверхность веретенообразных стержней участвовала в процессе обработки сыпучего материала. Удельная поверхность веретена превосходит удельную поверхность трубы () того же диаметра в 1,5-3,0 раза, что оказывается на повышении качества окомкования при одинаковой степени заполнения барабана ротором. Подвижные веретенообразные стержни самоочищаются при взаимном контакте даже при наличии переувлажненного Материала. Диаметр веретенообразного стержня при этом должен составлять 70-200 мм. Угол об при вершине конической части выбран в пределах 30-90°. Наиболее приемлемы углы 50-70. При углах менее 30 стержень получается удлиненным. Силы, заставляющие стержень занимать положение, при котором потенциальная энергия его была бы минималь ной, незначительны. Подвижность веретен резко снижается, они накапливаются у выгрузочного отверстия барабана, процесс обработки материала нарушается. При угле oi, более 90 у веретен нет преимущественной оси вращения, Ротор не интенсифицирует процесс обработки сыпучего материала. Ширина цилиндрической части веретена выбрана в пределах 0,27-1,00 набольшего диаметра из условия устойивости оси вращения веретена параллельно образующей барабана. Вертикаль ная проекция центра масс веретена должна проходить через образующую цилиндрической час1и веретена, когда веретено лежит на образующей конической части. Наименьшее значение интервала соответствует углуоб, равному 30, наибольшее - углу 90. При больших значениях ширины цилиндрической части веретена накапливаются у выгрузочного отверстия. При меньших значе ниях ширины цилиндрической части веретен вращение их вокруг оси, параллельной образующей барабана, неустой чиво, появляется вероятность хаотического вращения веретен, снижающего эффективную поверхность окомкования. Устойчивое вращение веретенообраз ного стержня, при котором ось стержня, проходящая через вершины конусов параллельна образующей барабана, может быть лишь в случае, когда вертикальная проекция центра масс веретенообразного стержня проходит через образующую цилиндрической части вере тена, если веретено расположить на горизонтальной плоскости конической Частью. Образующийся момент сил относительно точки сопряжения образующих цилиндрической и конической частей стержня вынуждает стержень распо лагаться горизонтально. Неустойчивое вращение веретенообразного ётержня может быть в случа когда вертикальная проекция центра масс веретенообразного стержня проходит через образующую конуса, если веретено расположить на горизонтальной плоскости конической частью. В этом случае отсутствует вынуждающая сила, заставляющая стержень принять горизонтальное положение (фиг. 3). Существует минимальный угол при вершине конической части, при которюм веретенообразный стержень перестает быть подвижным, его длина приближается к длине трубной и стержнево насадки, когда случайно развернутый стержень может разместиться по диаметру барабана или по хорде окружности барабана, размером близким к его диаметру. Так, при использовании веретенообразного стержня с углом конической части при вершине 25% длина стержня при диаметре цилиндрической его части 100 мм равна 500 мм. Такая насадка малоподвижна, склонна к образо костров и может накапливат ся у выгрузочного устройства, затруд няя его работу. При организации выгрузки через щелевые отверстия такой стержень может заклинить их. Эти негативные явления и наблюдались в барабане при работе с ротором из стерж ней диаметром в цилиндрической части 70 мм и углом при вершине конической части около 30. Ширина цилиндрической части стержня 310 мм, общая длина стержня 310 мМ Количество стержней 6 шт, крайними величинами угла при вершине конической части выбраны 90° и 30. С другой стороны,, при контактиро вании стержней наибольшая вероятность их совместного вращения,, соприкасаясь цилиндрическими частями, соответствует наибольшей ширине цилиндрической части стержня. Для того, чтобы стержни не то.пько врсицались по обра- . зующей барабана, и но и равномерно распределялись вдоль образующей, ширина их цилиндрических частей должна быть чуть больше минимально необходимой для устойчивого вращения. Исходя из фиг. 4, наименьшая ширина цилиндрической части АВ стержня равна произведению -Ьдг - на диаметр стержня ОН, т.е. равна 0,27-1 диаметра цилиндрической части стержня. Были изготовлены три вида ротора с оптимальными размерами элементов: 1) с диаметром (d) цилиндрической части 70 мм, длиной (С) веретена 160 мм, шириной (а) цилиндрической части 50 мм. Количество (ц) испытанных веретен 10 шт; 2)d 70 мм f 167 мм; мм; П 10 шт;, 3) d р 100 мм; е 230 мм; мм; П 5 шт. Пример. На барабанном грануляторе диаметром 500 мм и длиной 600 мм со стальными веретенами: 1/ 70 мм,В 160 мм, а 50, и Ю; 2/t3 100 мм, С 230 мм, а 70 мм, И 5; и заглушенными с торцов трубами длиной 450 мм, в количестве 3 шт., диаметром 90 мм, весом 7,5 кг каждая обрабатывают аспирационную пыль бун(Керных эстакад и литейных дворов доменной печи. Необходимую влагу,вводят струей в барабан. Размер основной массы частиц пыли около 20-50 мкм. Емкость барабана по шихте 30 кг. Время пребывания материала в барабане 1,52 мин. При оптимальной влажности окомкования, равной 12,5%, наблюдают зарас тание труб, они увеличиваются увлажненной массой шихты до уровня скребка, выхода калиброванных гранул не наблюдается. При окомковании шихты в барабане с веретенообразными стержнями вся шихта, выводимая из барабс1на равномерно увлажнена и ркомкована. Размер гранул 2-4 мм. Использование ротора из элементов с оптимальными размерами позволяет получить увлажненный и сгранулированный продукт при скорости вращения барабана 20 об/мин в периодическом режиме работы за 1-1,2 мин. Повышение скорости вращения барабана до 2530 об/мин позволяет снизить время

обработки материала до 40-45 с. При этом условия работы скребка значительно облегчены, так как толщина слоя гарниссажа при больших оборотах практически не BO3i acTaeT после зоны действия веретенообразных стержней.

Во время непрерывной работы барабана выгрузка увлажненного и окомкованного материала осуществляется через отверстие-зазор между гарнисажем барабана и пистом, контактирующим с ротором, шириной 20 мм и зарешеченное центральное отверстие диаметром 380 мм. Отверстие, выполнено с указанным размером для удобства визуального контроля процесса увлажнения и окомкования пыли. Подача воды - струй ная, на материал, поступающий в барабан непосредственно у загрузочной течки.

В промышленный условиях выгрузочное устройство может быть выполнено

и иным образом, например с двумя или большим количеством кольцевых зазоров, выполненных на вращающемся или неподвижном листе, контактирующей с ротором. Размер щелей должен быть меньше диаметра цилиндрической части веретена.

Внедрение устройства позволит улучшить условия труда обслужийающего персонала, решить вопрос сухого транспортирования металлургической пыли и возвращения ее в металлургический передел. На Действующих барабанах позволит повысить производительность и качество окомкования.

Годовой экономический эффект за счет утилизации подготовленной аспирационной пыли ДП6 в агломерационном производстве НЛМЗ составит 200 тыс. руб. при производительности установки окомкования около 36000 т сухой пыли в год.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ, СМЕШЕНИЯ И ОКОМКОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее барабан с приво дом вращения, ротор, размещенный в полости барабана, и вертикальный лист, контактирующий с ротором, о тличающеес я тем, что, с целью интенсификации процессов увлажнения, смешения и окомкования, ротор выполнен в виде веретенообразных стержней с углом при вершине конической.части 30-90° и шириной цилиндрической части, равной 0,27-1,00 диаметра стержня. (Л С 1 со 4 О5

т в фиг.Ч