Устройство для определения прочности железорудных материалов при восстановлении Советский патент 1980 года по МПК F27B17/02 

1

Изобретение относится к нагревательным устройствам, в частности к комбинированным печам, и может быть использовано в черной металлургии для комплексного определения свойств железорудных материалов.

Известно устройство, содержащее емкость со штуцера1-1И подвода и отвода восстановительного газа, помещаемую в печь, нажимную колосниковую решетку, соединенную с механиз юм статической нагрузки, и механизм .динамической нагрузки 1. -- Устройство позволяет испытьюать материалы при изменении температуры и состава восстановительного газа при некоторой постоянной статической и динамической нагрузках.

Недостатком устройства является невозможность приложения к -материалу в процессе испытания переменной во времени статической и динамической нагрузок, аналогичных нагрузкам в доменной печи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения прочности кусковых материалов, содержащее печь с расположенной в ней

емкостью, штуцеры отвода и подвода газа, нижнюю колосниковую решетку; 5 механизмом динамической нагрузки с регулируемым ходом и верхнюю колос нуковую решетку с механизмом статической нагрузки 2.

Изменением напряжения, подаваемого на электрокатушку механизма статической нагрузки, регулируется ве10 личина статической нагрузки, прикладываемой к материалу, а изменении частоты включения электрокатушки механизма динамической нагрузки и регулированием величины хода сердеч15ника регулируется величина динами.-1ес;сой нагрузки.

Это устройство позволяет исшлывать материалы при изменений в процессе испытания температуры, состава

20 восстановительного газа, статической и динамической нагрузок и,таким образом, моделировать процесс обработки материалов в шахте печи.

Недостатком устройства является

25 то, что нагрузки к частицам материгша прикладываются практически в одной плоскости, так как частицы зажаты в слое и не перемещаются друг относительно друга, в то время как в до30

4енной печи в результате образования динакшческих неустойчивых сводов и пересьтания материалов с одной сводчатой саморассыпающейся структуры на другую материал подвергается нагрузкам в разных плоскостях и, дополнительно, истиранию.

Цель изобретения - обеспечить более полную имитацию процесса обработки материала в шахте печи.

Для этого В известном устройстве нижняя колосниковая риаетка выполнена с коническими ребрами с наклоном боковой поверхности ЗО-ЗО и снаб жена механизмом поворота решетки на угол.

Выполнение ребер на нижней колосч никовой решетке приводит к тому, чт частицы матертала, падая на поверхность ребер и скатываясь по ней, Занимают новое положение, а вследствие наличия внутреннего трения в слое и частицы, расположенные в слое и удаленные от поверхности ребер, занимают иное положение, В результате частицы материала в момент пересыпания подвергаются истиранию, а в следующем цикле подвергаются нах рузкам в иной плоскости своего объема.

Для обеспечения скатывания частиц материала по поверхности ребра угол наклона боковой поверхности его должен быть близким к углу естественного охкоса, которвый для большинства железорудных материалов равен 30-50°. Цри снижении или увеличени этого угла частицы материала под давлением вышележагцих слоев будут скольз1зть по повехности ребер и эффект не будет достигнут,

11бскольку перемещение частиц при падении на решетку неравнсмерно (больше перемещаются, частицы на поверхности ребра, меньше - удаление от поверхности) для равномерного распределения нагрузок, возникающих при перемещении частиц, необходимо постепенное перемещение ребер в зону материала, менее подвергающегося нагрузкам. Это достигается поворотом колосниковой решетки на некот торый угол оС за один цикл возвратнопоступательного движения. Постоянное вращение колосниковой решетки недо Тг/стимо, так как в этом случае материал в период между циклами возвратно-поступательного движения и при движении колосников с . вверх будет подвергаться истиранию, несвойственному обработке материалов в шахте печи. Изменение положения колосниковой решетки с ребрами должно быть произведено пЕ движении вниз, когда происходит отрыв колосника от материала.

На фиг.1 изображено устройство для определения прочности железорудных материалов при восстановлении на фиг.2 - колосниковая решетка с коническими поперечными ребрами; на фиг.З - то же, вид сверху; на фиг.4 механизм поворота нижней колосниковой решетки; на фиг.З - разрез А-А на фиг.4.

Устройство имеет электропечь 1, емкость 2 со штуцерами подвода и отвода газа, верхнюю нажимную колосниковую решетку 3, нижнюю колосниковую решетку 4 с ребрами, механизм 5 динамической нагрузки с регулируемым ходом, MexaHHSiM 6 поворота нижней колониковой решетки на угол с , холодильник 7, сильфонное уплотнение 8 и механизм статической нагрузки 9.

Механизм поворота нижней колосниквой решетки имеет неподвижно закрепленную ступицу 10 с пазом, в котором перемещается шрифт 11, закрепленный на сердечнике механизма динамической нагрузки, поворотное колесо 12 с защелкой 13 и пружиной 14, храповое колесо 15, шарик 16 и пружину 17.

Устройство для испытания прочности железорудных материалов при воестановлении работает следующим образом.

Емкс.оть 2 с колосниковыми решетками 3 и 4 и пробой материала между ними помещают в печь 1,

Оцновременно включают электропечь механизм статической нагрузки 9, механизм динамической нагрузки 5 и в емкость подают восстановительный газ Разогрев печи и изменение статической нагрузки осуществляют с помощью программных автоматических устройств Механизм динамической нагрузки работает периодически, в соответствии с заданной с помощью реле времени частотой включения электрокатушки.

Механизм поворота нижней колосниковой решетки, расположенный на сердечнике электрокатушки механизма динамической нагрузки, работает одновременно с ним следующим образом.

При подъеме сердечника вверх штифт 11 движется в пазу ступицы 10 и поворачивает колесо 12, при движении которого защелка 13 входит в зацепление со следующим зубом храпового колеса 15, которое закреплено на

штоке нижней колосниковой решетки. Для исключения одновременного поворота поворотного и храпового колес при движении вверх между колесами помещен шарик 16, снижающий трение между н ими,

При включении электрокатушки механизма динамической нагрузки под действием пружины 17 нижняя колосниЙ5 ковая решетка со штоке, механизмом

поворота и сердечником элактрокатушки движется вниз. При этом штифт 11, двигаясь в пазу ступицы 10, поворачивает сердечник с поворотньм колесом 12 и находящимся в зацеплении с Ним храповым колесом 15, шток и нижнюю колосниковую решетку на yrondi , который зависит от конструктивных размеров: угла наклона и размеров паза, амплитуды возвратно-поступательного движения, числа зубьев и диаметра храпового колеса,

Использование предлагаемого изобретения позволит полнее имитировать условия обработки материала вшахте печи и получить новые качественные характеристики материалов.

Формула изобретения

Устройство для определения прочности железорудных материалов при;

восстановлении, содержащее печь с расположенной в ней емкостью, штуцеры отвода и подвода газа, нижнюю колосниковую решетку с механизмом динамической нагрузки с регулируе(ым ходом и верхнюю колосниковую решетку с механизмом статической нагрузки, о т-, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения более полной имитации процесса обработки материала в шахте печи, йижняя колосниковая решетка выполнена с коническими ребрами с углом наклона 30-50° и снабжена механизмом поворота решетки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 559092, кл. F 27 В 17/02, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2457977, 1977.

«:

К

бС

v(

,Фиг.г

Фиг.}