Механическое оборудование металлургических цехов (стр. 1 из 9)
Тема 1. Окомкователи (грануляторы)
Для повышения производительности агломерационных машин, улучшения качества агломерата, интенсификации металлургических процессов некоторые тонко измельченные сырые концентраты подвергают окатыванию (грануляции) с получением окатышей (гранул) размером 6-8 мм в цветной металлургии и около 25 – в черной.
Процесс окомкования осуществляют в барабанном или чашевом окомкователях.
Скорость расчета барабана барабанного гранулятора зависит от гранулометрического состава шихты, ее физико-механических свойств, внутренней конструкции барабана и других факторов. Эффективное смешивание агломерационных шихт достигается при скоростях вращения барабана, когда устанавливается водопадный режим (поднятый материал при вращении отрывается от поверхности барабана). Наибольшую скорость вращения при которой возможен водопадный режим определяют по формуле:
.Границей между режимами является переходная скорость:
,где
- угол осыпания сегмента шихты в барабане; 
- половина центрального угла сегмента; R – внутренний радиус барабана.Степень заполнения барабана
связана с углом : 
.Простой формулы скорости передвижения материала не существует, поэтому задаются рекомендуемым коэффициентом заполнения барабана и временем пребывания шихты в барабане:
; t = 2-4 мин.Максимальная производительность барабанных окомкователей 500 т/ч.
Стационарный пилообразный скребок вырезает многоконусную поверхность во внутреннем гарнисаже (налипший слой материала) барабана. При этом увеличивается путь окатывания, время пребывания шихты в барабане и качество окатывания. Такими скребками оборудованы окомкователи диаметром 2,5; 5 м агломерационного цеха Усть-Каменогорского свинцово-цинкового комбината. Чашевые окомкователи имеют более высокую удельную производительность на единицу площади, но требует тщательной подготовки шихты. Особенно влияют на работу чашевых окомкователей колебания влажности шихты, поэтому необходимо предварительная автоматизированная дозировка шихты и воды. Технологическое преимущество чашевых окомкователей, по сравнению с барабанными состоит в том, что окатыши автоматически классифицируются. После выхода из чаши окатыши попадают в периферийный желоб, где на них накатывается пылевидное или измельченное топливо. Для изменения угла наклона чаши окомкователь имеет шарнирно закрепленный механизм, поворачивающий корпус вала относительно шарнира опорной стойки. Механизм выполнен в виде червячно-винтовой передачи. Имеет ручной или электрический привод. Предельное положение наклона чаши ограничивается рычагом и конечным выключателем.
| Высота борта чаши, м Скорость вращения чаши, об/мин Угол наклона чаши, град. Диаметр чаши, м | 0,7-0,8 3-9 35-60 4; 5; 5,5; 7,5 |
Теория чашевого окомкователя разработана в трудах Базилевича С.В.
где
- угол наклона днища чаши к горизонту ( =40-60°); 
- угол естественного откоса неокомкованной шихты ( =30-50°); n=3-10 об/мин; D – внутренний диаметр борта чаши (D=3-5,5 м); k – коэффициент, определяемый для каждого материала опытным путем и характеризует способность материала к окомкованию k=0,56·10-3.Если
значительно больше , то шихта интенсивно налипает на днище, гарнисаж держится плохо, затруднена регулировка необходимой толщины гарнисажа, поэтому оптимальный угол всегда несколько отличается от . При конструировании чашевого окомкователя обязательно уравновешивают чашу, сдвигая привод вращения от шарнира опорной стойки. Для плавного регулирования скорости вращения чаши используют мотор-генераторы или машинные усилители.Тема 2 Агломерационные машины
Процесс спекания в агломерационных машинах, как правило протекает при температуре 900-1100°С, скорость спекания (скорость передвижения слоя горения внутри шихты) и скорость движения тележки взаимосвязаны:
vсп = 15-30 мм/мин;
vп = 0,5-2,5 м/мин.
Разряжение составляет 200-800 мм вод.ст. Давление вдуваемого воздуха 200-300 мм вод.ст.
При переходе тележки с горизонтального на криволинейный разгрузочный участок от общего массива агломерата отламывается кусок (t=500-800°С), который поступает в дробилку и далее на грохот. Крупный агломерат охлаждается и подается в бункера плавильного цеха. Мелкие фракции транспортируются в шихтарник. Порожние тележки катятся в опрокинутом положении в головной части машины, подхватываются зубьями звездочек и по круговой направляющей поднимается вверх на рабочую часть машины.
Каркас машины – жесткая пространственная рама прямоугольного сечения. Стойки колонны расположены в два ряда и соединены продольными и поперечными горизонтальными балками. Между колоннами закреплены вакуум-камеры или дутьевые камеры.
На верхней части каркаса уложены направляющие рельсы и шины. Рельсы передвижения порожних паллет укладывают с уклоном 3°. Головная часть каркаса должна быть жесткой и массивной, так как на ней закреплены приводной механизм, питатели и направляющие. Между средней и хвостовой частью корпуса предусмотрено подвижное соединение. Материал каркаса – Ст3.
Тележка (паллета) – наиболее изнашивающийся элемент агломерационных машин. Тележка состоит из жесткого литого корпуса, опорных роликов, бортов и колосников. Детали тележки работают в условиях одновременного воздействия агрессивного горячего газа и агломерата, подвергаясь воздействию резкого изменения температур. Наиболее рациональные материалы – хромистые стали Х28Т, Х28, Х17 – для колосников, а также применяют жаропрочный чугун. Для бортов могут использовать стали 10ХСНД, 35Л. Корпуса обычно отливают из 35Л, 40Л. Корпуса в новых конструкциях – составные (по ширине), состоят из трех частей при ширине 4 м с фланцевым креплением бортов. Составная конструкция облегчает отливку, но усложняет механическую обработку и сборку, требует применения сварки и болтов из легированной стали.
Наибольшее распространение получила типовая конструкция колосника трапециидального сечения с полукруглой рабочей поверхностью.
Зазор между уложенными в ряд колосниками обычно составляет 6-8 мм. В новых конструкциях колосники крепятся на тележках стопорами, расположенными в зоне меньшей температуры, это повышает стойкость и надежность крепления колосников. Опорные ролики тележек изготавливают из стали 25Л, 30Л, 35Л, Ст5, 40, 45. Поверхность катания подвергают термообработке. В конструкции Южно-уральского завода применены шарикоподшипники вместо конических роликовых подшипников. Использование более дешевых и менее дефицитных подшипников снижает первоначальную стоимость узла, но исключает возможность регулировки осевого зазора, снижает стойкость подшипникового узла ударной нагрузке. Герметичность между тележками и камерами достигается саморегулирующимися уплотнениями:
а) с резинотканевым шлангом и циркулирующей внутри него водой;
б) с пружинами, укладываемыми в желоб циркулирующего устройства.
Подача воды в шланге регулируется установленными вентилями. Конструкция шлангового уплотнения сравнительно проста и надежно работает при нормальном состоянии шланга, бесперебойном поступлении воды, хорошей смазки контактирующих пластин. Пластины изготавливают из высокоуглеродистых сталей со шлифованными рабочими поверхностями.
Уплотнения пружинного типа отличаются большей сложностью конструкции и изготовления. При качественных пружинах уплотнения обладают хорошей стойкостью и обеспечивают устойчивую плотность между пластинами.
В дутьевых машинах площадью 75 м2 установлено уплотнение шинного типа. Тележки скользят ползунами по направляющим шинам, уложенным вдоль горизонтальной части машины. Герметичность обеспечивается контактом поверхностей и давлением тележек, но требует очень чистой обработки поверхности ползунов и шин и непрерывной подачи смазки.
Вакуум-камеры
Коробки прямоугольного сечения сварены из листовой стали Ст3 толщиной 10-12 мм. Камера собрана из 3-х частей: верхней, средней и нижней. Сечение верхней части в 50-ти метровой машине составляет 2х2 м.
В нижней части расположен дроссельный клапан, управляемый с рабочей площадки. Футеровка камеры – стальные листы толщиной 4-5 мм (Ст3). Камеры разделены между собой уплотнительными плитами.
Питатели
В машинах площадью спекания 50 м2 наиболее распространены маятниковые питатели в компоновке с барабанным. Челноковые питатели расположены вдоль оси машины и не обеспечивают равномерности питания аглоленты шихтой, поэтому их заменяют электровибрационными питателями или специальными воронками.