Устройство для механической обработки кокса Советский патент 1990 года по МПК C10B45/00 

Изобретение относится к устройствам для механической обработки кок, са и может быть использовано на кок- сосортировках коксохимических и металлургических предприятий.

Цель изобретения - повьшение срока слулсбы устройства при высоком качестве обрабатываемого кокса.

На фиг. 1 приведено устройство,

общий вид, разрез; на фиг. 2 - рамка с футеровочными плитками и элементами

,крепления этих плиток, вид сверху; на

;фиг. 3 - трапецеидальная рамка и напряжения, возникающие в ней при положении у .ИЛИЙ.

Устройство для механической обработки кокса включает корпус 1, внутри которого на осях 2 шарнирно

закреплена ударная плита 3, выполненная прямой и наклонно расположенной относительно вертикальной задней стенки корпуса 4, на поверхности которой закреплена рамка 5, Tpanej e- идальной формы с углом oi при большем основании 6, равным 57-87°, при этом большее основание рамки снабжено отверстиями 7 с возможностью 1теремеще- ния в них фиксирующих элементов 8, а на боковых стенках 9 выполнены пазы 10. Полость рамки 5 зафутеровлна прямоугольными плитками 11 каменного литья, установленными на ребро горизонтальными рядами, с торцоп которых размещены клинья 12 с односторонним скосом, параллельным боковым cтeнкa I 9 рамки 5. Каждый ряд плиток

О) О

to

00

О)

с обеих сторон ограничен фиксирун - щими прокладками 13-15, внутренние из которых 13 своими концами входят в пазы 10 боковых стенок 9 рамки 5, а внешние 14 и 15 выполнены из упругого материала, причем над верхней упругой прокладкой 14 размещена металлическая пластина 16. На верхнем конце плиты 3 установлен вибратор 17, который снабжен двигателем постоянного тока (не показан) с возможностью изменения частоты вращения вала. Ударная плита 3 опирается на пружины 18, закрепленные на корпусе 1. Устройство включает также направляющий желоб 19.

k . .

Устройство монтируется следующим образом.

На поверхность ударной плиты 3 приваривается электросваркой с наружной и внутренней стороны трапецеидалная рамка, выполненная из стали. Затем на меньшее основание 20 уста- навливается упругая прокладка t5, выполненная, наприме э, из дерева, на нее укладывается на ребро первый ряд футеровочных плиток 11, выполненных из каменного литья. По Йокам ряда за кладываются стальные-клинья 12, расположенные скосами со стороны стенок 9 рамки 5. На каждый уложенный на ребро ряд футеровочных прямоугольных плиток 11, через пазы 10 устанавливается фиксирующая прокладка 13, . вьгаолненная из стали, и клинья 12. Над верхним рядом футеровочных пли- ток 13 размещается упругая прокладка 14, на которую устанавливается метал лическая пластина 16, и, перемещая фиксирующие злементы 8 прижимаются все ряди футеровочных плиток. Фик- cиpyющи ш элементами служат, болты с резьбой М24.

При необходимости замены узлов, ремонта устройства разборку производят вр обратной последовательности.

Устройство работает следующим образом. -

Приводят в движение приемный конвейер 21 и вибратор 17, в результате чего ударная плита 3, опирающаяся на пружины 18, совершает колебательные . движения вокруг осей 2. Затем приводят в движение подающий . конвейер 22, посредством которого кокс поступает на ударную плиту 3, снабженную футеровочными плитками 1

5.

0

5 0 .Q 45

5Q

5

55

каменного литья, расположенными ря- дами, установленными на ребро. Koicc подвергается механической oбpaбoткeJ соударяясь с футерованной плитой 3. Разрушение кусков кокса происходит преимущественно по макротрещинам.

Реализация трещин происходит за- счет суммарньк усилий - силы, определяемой массой куска кокса свободном паден1ш, и силы, определяемой массой плиты при встречных колебаниях последней. Полученный механически упрочненный кокс по направляющему желобу 19 поступает на приемньй конпе- йер 21 и далее на грохот (не показан) где его разделяют на два класса - крупностью более 25 m-i (доменный.) и менее 25 мм (не доменный). Степень механической обработки кокса регулируют изменением частоты вращения ва- .ла вибратора 17, поскольку оптимум разрушения зависит от качества исходного (рампового) кокса. Наиболее вы- .сокая работа разрупения будет в верхней части ударной плиты, а наименее - в нижней, близкой к шарниру. Поэтому отдельные классы крупности товарного кокса, расслоенные в процессе его транспортирования, подают на поверхность плиты, где подвергаются различной степени разрушения.

Крупные куски кокса подают на верхнюю часть плиты и разрушение происходит и в дальнейшем, при нии по поверхности плиты, за счет высокочастотных ее воздействий, возникших вследствие колебательных движений плиты. Менее крупные классы кокса разрушаются в меньшей степени за счет небольших амплитуд колебаний нижней части плиты.

В устройстве в целом футеровку всей поверхности плитками каменного литья можно рассматривать как сложное двускосное напряженное, самотормозящееся клиновое соединение, подверженное воздействию вибрации.

На устойчивость этой футеровки влияют различные факторы, представляющие собой довольно сложную физико- механическую зависимость, которую -невозможно однозначно выразить математическим выражением. В действительности на устойчивость этой футеровки оказывают влияние следующие основные факторы:I

коэффициент трения соприкасающихся

поверхностей элементов футеровки.

KOTopbrii может определяться только опытным путем, так как зависит от материала соприкасающихся деталей и состояния их поверхностей (характера обработки, температуры, влажности, смазки и т.п.)I

сила трения на соприкасающихся поверхностях, для увеличения которой ,нербход1гмо создать на этих поверхностях значительные нормальные давления путем предварительного за- бивания п рамке клиньев с пакетами плиток, что вызьшает напряженность между плитками и их удеркотвание в пакетах, при этом должно быть обеспечено самоторможение пакетов футеровки за счет угла скоса клиньев, который не должен превышать угол трения соприкасаюп1ихся элементов;

влияние прокладок между пакетами; воздействие частоты и амплитуды колебанш, связанной с действием вибратора и жесткостью пружин.

Ввиду трудности теоретического участка всех этих факторов в инженерной практике в таких случаях обычно исходят из экспериментальных данных.

В производстве на коксосортиров- ках,преиму1;1ественно, применяют подающие конвейеры с шириной транспортной ленты 1,2-1,4 м, учитывая распределение кокса на ленте, ширина (В) устройства плиты для обработки кокса может быть меньше.ширины ленты и составлять В 1,0-1,2 м. Испытывали устройство шириной (протяженностью) В 1 м с тремя рядами футеровочных ппиток размерами шириной и длиной В 150 и толщиной h 18 мм, cepjrffHo выпускаемых заводами стройматериалов .

Преимущественно трапецевдальной формы рамки можно ориентировочно объяснить рассмотрением фиг. 3, на которой изображены ее боковые стенки. 9, под углом yi 90°- oi к вертикали, К внутренним сторонам боковых стенок 9 примыкают клинья 12, между которьп-ш расположен пакет футеровочных плиток 11. Над клиньями 12 и плитками 11 расположена фиксирующ:ая прокладка 13. При расположении бокоых стенок 9 под углом 1 О рамка риобретает прямоугольную форму и в акете футеровочных плиток 3 практиески отсутствуют сжимающие усилия, результате чего плитки выпадают з рамки под действием собственной

0

5

0

5

0

5

0

массы. Это подтверждено данными промышленных испытаний прямоугольной рамки, когда футеровочные плитки выпадали примерно через 3 мин под действием инерционных сил при работе вибратора. Даже при угле наклона боковых стенок 9 Я 3 пакет плиток Т1 с клиньями 12 и фикс1фующей прокладкой 13 уже можно рассматривать как двухскос- ное клиновое соединение. При приложении усилий Р у концов фиксирующей планки 13 между клиньями 12 и плитками 11, так и между клиньями 12 и внутренней поверхностью боковых стенок 9 возникают напряжения N |, сжимающие плитки в пакете, и напряжения Nj, прижим.ющие пакет плиток 11 вместе с клиньями 12 к внутренней поверхности боковых стенок 9. Как при угле З, так и при 15 в результате сжимающих усилий плигки 11 удерживаются в пакете и выпадение их не происходит.

При дальнейшем увеличении наклона боковых стенок 9 до величины угла А 20 , как показали эксперименты, происходит выпадение плиток 11. Это выпадение вызывается, очевидно, уменьшением схсимающих усилий N в результате потери клиновым соединением способности к самоторможеншо.

Таким образом, на основании полученных опытных данных можно вывести эмпирическую зависимость соотношения размеров элементов устройства и угла рамки при большем основании.

Эта зависимость может быть представлена в следующем виде (см.фиг.3)

В

xtg(90 -с.) Ь,

где В

b - ширина (протяженность) устройства, мм; (90-() А - угол наклона боковой

стенки трапецеидальной рамки, град;

oi - угол при большем основанш трапецеидальной рамки; высота футеровочной плитки , мм.

При следующих ограничениях Вё.1200мм, /3 3-15°; ( 75-87°), b 100-150 мм.

Сравнительные данные качества кокса, полученные при испытании предлагаемого и известных устройств, приве- дены в таблице.

В известном устройстве ударная лита изготовлена из стального литья, кокс, являясь абразивным, падая на оверхность ее, быстро изнашивает поерхность, . .

Срок службы стальной плиты неве- ик и составляет 2 мес (см. таблицу), а частая замена удорожает стоимость

ремонта.

В промьшленных условиях были проведены сопоставительные эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона угла ti при большем основаНИИ трапецеидальной рамки.

Угол oi. , при большем Промежуток вреосновании рамки в предлагаемом решении

25

мени, определя-

70 75 80 87

90

ющий сохранность фуТеро- вочного покрытия ударной плиты

16,0 мин

12 мес

12 мес

12 мес

3,0 мин

30

f-

Данные, приведенные в таблице и вьше, получены при частоте вращения вала ротора вибратора 960 об/мин, амплитуде колебаний плиты в верхней ее части 5 мм, а в нижней 1 мм.

Промежуток времени, определяющий сохранность футеровочного покрытия ударной плиты, футерованной диабазовыми .плитками (известное устройство)

составляет 1,0 мин.

,

Как следует из приведенных данных, применение на коксосортировках коксохимических заводов предлагаемого устройства позволяет увеличить срок службы предлагаемого устройства в 6 раз в сравнении с известным при ;сохранении -физико-механических пока-, зателей металлургического кокса.

5

Время устойчивой работы ударной пииты при о6 70 в пределах 16 мин, после чего происходит выпадание плиток из рамки, то же, но через 3 мин происходит при oi. 90°. Практически не ограничено время работы ударной плиты в пределах oi 75-87 .

Устройство обеспечивает получение положительного эффекта только благодаря всей совокупности признаков, так как исключение любого из указанных в формуле делает устройство неработоспособным.

Формула

изобретения

0

5

0

45

50

55

Устройство для механической обработки кокса, включающее корпус, ударную плиту, наклонно расположенную относительно вертикальной задней стенки корпуса, направляющий хселоб, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения срока службы устройства при высоком качестве кокса, ударная плита снабжена рамкой трапецеидальной формы, выполненной с пазами в боковых стенках и отверстиями в большем основании, снабженными размещенными в Hirx фиксирующими элементами, полость рамки футерована прямоугольными плитками каменного литья, установленными на ребро горизонтальными рядами, торцы которых снабжены клиньями с односторонним скосом, параллельньпч боковым стенкам рамки, а кажда,1й ряд плиток, снабжен с обеих сторон фиксирующими проклад1сами, внутренние из которых входят концами в пазы боковых стенок рамки, а внешние выполнены из упругого материалами снабжены металлической пластиной, при этом элементы устройства связаны соотношением

B-/2xtB(90 - С))йЬ;

7/

фце. 1

Изобретение относится к коксохимической промышленности. С целью сохранения срока службы ударной плиты при высоком качестве кокса в устройстве, содержащем корпус, указанную плиту, наклонно расположенную относительно вертикальной задней стенки корпуса, на поверхности ударной плиты меньшим основанием к ее нижнему торцу крепится рамка трапецеидальной формы с углом при большем основании, равным 75-87°, внутри которой размещаются горизонтальными рядами на ребро футеровочные плиты каменного литья. 3 ил., 2 табл.

Риг. 2

p 90° Cf

Фие.З