/
Автор: Кокорин Л.К. Лелеко С.Н.
Теги: металлургия черная металлургия производственные процессы металлургическая промышленность
ISBN: 5-85247-027-9
Год: 2004
Текст
Посвящается 70-летию Уралмашзавода,
и конструкторам — создателям
обжигового оборудования
Л. К. Кокорин, С. Н. Лелеко
ПРОИЗВОДСТВО
ОКИСЛЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ
ТЕХНОЛОГИЯ
ОБОРУДОВАНИЕ
Серия: Металлургическое оборудование
Под общей редакцией Г. А, Шалаева
Уральский центр ПР и рекламы — «Марат»
Екатеринбург
2004
Производство окисленных окатышей. Л. К. Кокорин, С. Н. Лелеко. Екатеринбург:
Уральский центр ПР и рекламы, 2004, 280 с.
Для инженерно-технических работников, проектных и конструкторских орга-
низаций и промышленных предприятий черной металлургии, преподавателей и
студентов высших и средних специальных учебных заведений.
Авторы выражают благодарность В. Д. Брюханову, Ю. Д. Флягину, В. Н. Бобро-
ву, С. С. Скачковой, О. Н. Кокотовой. Л. Б. Шорох, Л. И. Ведяшкиной, Н. Ю. Ба-
руткиной за участие в оформлении материалов книги.
Приложение «Обеспечение стойкости элементов обжиговых тележек» выпол-
нено к. т. н. С. С. Скачковой и инженером-исследователем Р. Л. Катаевым.
ISBN 5-85247-027-9
© Уралмаш — Металлургическое оборудование, 2004
© Коллектив авторов, 2004
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.....................................................8
Введение. Этапы создания обжиговых машин........................10
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ОКИСЛЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ ..........................................14
1. Окомкование.............................................14
2. Технология обжига.......................................19
2.1. Физико-химические процессы при обжиге окатышей..........19
2.2. Материальный баланс обжига окатышей.....................30
2.3. Теплотехника производства окатышей......................33
2.3.1. Теплообмен в слое окатышей..............................33
2.3.2. Тепловая схема обжигового агрегата
(схема газовоздушных потоков)............................34
2.3.3. Тепловой баланс обжига окатышей.........................37
2.3.4. Математическая модель процессов термообработки окатышей.43
2.3.5. Расчет температурного поля в обжигаемом слое............49
2.4. Расчет аэродинамического сопротивления слоя
при обжиге окатышей......................................52
2.5. Расчет коэффициентов газодинамического сопротивления
обжиговой машины.........................................53
2.6. Расчет параметров обжиговой машины......................64
2.7. Расчет удельной производительности обжиговой машины.....76
ГЛАВА 2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ОКИСЛЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ ..........................................80
1. Схема цепи аппаратов фабрики окомкования
с обжиговой конвейерной машиной..........................80
2. Оборудование для смешивания компонентов шихты...........82
2.1. Шнековые смесители......................................82
2.1.1. Расчет параметров шнекового смесителя...................84
5
2.1.2. Правила эксплуатации шнекового смесителя...................85
2.2. Роторные смесители.........................................86
2.2.1. Расчет параметров роторного смесителя......................88
2.2.2. Правила эксплуатации роторного смесителя...................89
2.3. Барабанные смесители.......................................89
2.4. Барабанно-вихревые смесители...............................89
2.4.1. Правила эксплуатации барабанно-вихревого смесителя.........90
2.4.2. Расчет параметров барабанно-вихревого смесителя............91
3. Оборудование для получения сырых окатышей..................92
3.1. Барабанные окомкователи....................................94
3.1.1. Техническая эксплуатация...................................98
3.1.2. Техническое обслуживание...................................99
3.1.3. Расчет параметров барабанного окомкователя................100
3.1.4. Расчет мощности привода барабанного окомкователя..........101
3.2. Чашевые окомкователи......................................104
3.2.1. Окомкователь чашевый с коническо-цилиндрическим
редуктором привода........................................106
3.2.2. Окомкователь чашевый с планетарно-коническим
редуктором привода........................................109
3.2.3. Техническая эксплуатация чашевых окомкователей............118
3.2.4. Расчет параметров чашевого окомкователя...................119
3.2.5. Расчет мощности привода чашевого окомкователя.............121
4. Оборудование для классификации сырых
и обожженных окатышей.....................................123
4.1. Вибрационные грохоты для сырых окатышей...................123
4.2. Самобалансные грохоты для обожженных окатышей.............124
4.2.1. Грохот самобалансный самосинхронизирующийся ГСТ81.........126
4.2.2. Указания мер безопасности.................................129
4.2.3. Техническое обслуживание..................................131
4.3. Расчет параметров вибрационного и самобалансного грохотов
для сырых и обожженных окатышей...........................132
4.4. Роликовые грохоты для сырых окатышей......................135
4.4.1. Грохот роликовый с индивидуальным приводом................136
4.4.2. Грохот роликовый с цепным приводом........................136
4.4.3. Эксплуатация роликовых грохотов...........................141
4.4.4. Расчет параметров роликового грохота......................142
5. Агрегаты для обжига окатышей..............................145
5.1. Устройство для загрузки донной и бортовой постели.........146
5.2. Устройства для загрузки сырых окатышей
на обжиговые машины.......................................149
5.2.1. Качающиеся укладчики......................................150
Расчет параметров качающегося укладчика...................153
5.2.2. Челноковые укладчики......................................155
Укладчик челноковый УЧ-3500><3100.........................156
5.2.3. Промежуточные конвейеры...................................161
Конвейер промежуточный КП-4600*5300 ..................... 162
5.2.4. Роликовые питатели........................................166
Питатели роликовые с групповым шестеренным приводом.......167
Питатели роликовые с индивидуальным приводом..............168
6
5.2.5. Конвейеры уборки просыпи..................................170
5.3. Двухслойная загрузка окатышей на обжиговую машину.........170
5.4. Указания по эксплуатации загрузочных устройств............175
5.5. Обжиговые конвейерные машины..............................179
5.5.1. Обжиговая тележка.........................................188
5.5.2. Привод ленты обжиговых тележек............................198
5.5.3. Направляющие движения обжиговых тележек...................200
5.5.4. Камеры осыпи..............................................202
5.5.5. Продольное и поперечные уплотнения........................203
5.5.6. Бортовые уплотнения.......................................205
5.5.7. Разгрузочное устройство...................................207
5.5.8. Колпак зоны предварительного нагрева......................212
5.5.9. Колпак зоны сушки 1.......................................213
5.5.10. Колпак зоны сушки II......................................214
5.5.11. Горн зон подогрева и обжига...............................214
5.5.12. Колпак зоны рекуперации и охлаждения I....................217
5.5.13. Колпаки зон охлаждения II и III...........................218
5.5.14. Разделительные стенки.....................................219
5.5.15. Коллектор прямого перетока................................219
5.5.16. Камеры газовоздушные......................................220
5.5.17. Система водоохлаждения....................................221
5.5.18. Горелочные устройства машин с переточным коллектором......221
Горелка вихревая газомазутная..............................221
Устройство горелочное инжекционное.........................225
5.5.19. Системы смазки обжиговой машины...........................227
5.5.20. Устройство очистки колосников.............................229
5.5.21. Двухклапанные затворы.....................................230
5.5.22. Каркас....................................................231
5.5.23. Площадки..................................................231
5.5.24. Укрытия и ограждения......................................231
5.5.25. Устройство для замены тележек УЗТ-12......................232
5.5.26. Основные положения по эксплуатации обжиговых машин........239
5.5.27. Расчет мощности привода агломерационных
и обжиговых машин .........................................245
6. Автоматизация процесса термообработки (обжига) окатышей...250
6.1. Системы управления процессом..............................252
6.2. Автоматизация горелок обжиговых машин.....................256
6.3. АСУ ТП фабрики производства окатышей......................258
Приложение: Обеспечение стойкости элементов обжиговых тележек......262
Библиографический список..........................................276
ПРЕДИСЛОВИЕ
В книге описана технология производства окисленных окатышей, пред-
ставлено оборудование для производства окатышей, освещены вопросы эксп-
луатации оборудования и автоматизации технологического процесса, приведе-
ны расчеты.
Использованы материалы, изложенные в книгах: «Механическое и транс-
портное оборудование агломерационных фабрик» (М.Х. Фастовский, Г.В. Да-
калов, А.А. Носовский. М.: Металлургия, 1983), «Сырье для черной металлур-
гии» (М.Г. Ладыгичев, В.М. Чижикова и др. М.: Машиностроение-1, 2001),
«Горелочные устройства обжиговых агрегатов металлургического производства»
(А.А. Винтовкин, В.М. Удилов. Челябинск: Металлургия, 1991), «Расчеты и
исследование прочности конвейерных тележек агломерационных и обжиговых
машин» (В.А. Оленева, Екатеринбург: 1992).
Использованы текстовые документы оборудования, изготовляемого Урал-
машзаводом, а также материалы проектно-технологических и научно-иссле-
довательских институтов: Механобр, Механобрчермет, Уралмеханобр, Урал-
энергочермет, ВНИИ МТ, НИИтяжмаш, НПВП «ТОРЭКС» и др.
Большой вклад в конструирование обжиговых машин и комплектующего обо-
рудования внесли конструкторы: Б.И. Сатовский, Б.Д. Котельников, Г.Х. Бойко,
М.Х. Фастовский, А.А. Носовский, Л.К. Кокорин, Л.А. Сулин, О.Д. Столяров,
В.А. Рожкова, З.П. Гришина, К.Н. Мельникова, С.Н. Лелеко, М.К. Колотов,
Н.Н. Тихонов, К.И. Лесных, В.Н. Брагин, М.П. Сергачев, В.С. Фенцов,
В.Л. Швецов, А.Н. Бурмистров, В.Д. Терентьев, В.Н. Глухов, П.И. Галанов,
Ю.Д. Флягин, Ю.А. Литвинов, В.И. Гладких, М.И. Анфимов, К.А. Рыков,
В.Н. Бобров, Н.А. Драгоманский, Л.М. Фейгин, Л.И. Миссель, Л.М. Мелен-
тьев, В.М. Богданчиков и многие другие конструкторы Уралмаша, а также
к. т. н., металлург В.К. Фарафонов и научные работники В.А. Оленева, С.С. Скач-
кова, Г.А. Костромской, В.И. Ращупкин и др.
За создание и освоение обжиговых машин большой мощности на Михай-
ловском ГОКе в 1976 году Г.Х. Бойко награжден орденом Трудового Красного
Знамени.
В 1981 году за создание и внедрение гаммы обжиговых машин для произ-
водства железорудных окатышей в широких промышленных масштабах урал-
8
машевцам Б.Д. Котельникову, Г.Х. Бойко, М.Х. Фастовскому была присужде-
на Государственная премия СССР.
В 1983 году Л.К. Кокорин был награжден орденом «Знак Почета» за осво-
ение обжиговых машин на Костомукшском ГОКе.
Замечания и предложения, направленные на улучшение изложенного ма-
териала, авторы примут с благодарностью.
ВВЕДЕНИЕ
ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ОБЖИГОВЫХ МАШИН
Началом промышленного производства железорудных окисленных окаты-
шей следует считать 26 мая 1964 года, когда была запущена в производство
первая обжиговая машина ОК-2-108 рабочей площадью 108 м2 и производи-
тельностью 700 тыс. тонн обожженных окатышей в год. Рабочей площадью
принято считать площадь технологических зон, в которых происходит тепло-
вая обработка окатышей.
Но перед пуском первой обжиговой машины была проделана большая ра-
бота по подготовке к проектированию подобных машин.
На проект первой обжиговой машины было выдано задание институтом
Механобр, г. Ленинград. На Уралмашзаводе в конструкторском отделе горно-
рудного и доменного машиностроения, руководимого главным конструктором
В.Р. Кубачеком, в конце пятидесятых годов двадцатого столетия были начаты
работы по проектированию первой обжиговой машины. Руководить проекти-
рованием было поручено молодому руководителю группы М.Х. Фастовскому.
Очень трудно велось проектирование, так как не было опыта создания подоб-
ных машин, работающих при высоких температурных условиях.
К 1959 году первая машина ОК-1-108 с комплексом оборудования для из-
готовления сырых окатышей была спроектирована.
Финансирование работ было поручено комбинату КМАруда.
Но первая спроектированная машина не вышла в свет из-за прекращения
финансирования.
В 1960 году институт Гипроникель запросил возможность создания обжи-
говых машин для упрочняющего обжига окатышей из никелевых концентра-
тов комбината Печенганикель г. Заполярный Мурманской обл. На базе обжи-
говой машины ОК-1-108 были спроектированы в короткий срок обжиговые
машины ОК-1-72 рабочей площадью 72 м2 и производительностью 310 тыс.
тонн окатышей в год. Кроме того, были спроектированы чашевые окомкова-
тели с диаметром чаши 5,5 м.
Две обжиговые машины ОК-1-72 и четыре чашевых окомкователя 05,5 м
были изготовлены на Уралмашзаводе в 1962—1963 годах, но смонтированы и
10
запущены в производство были только в 1965 году. Задержка была вызвана
неготовностью строительных конструкций.
Но время шло и появился новый заказчик: Соколовско-Сарбайский гор-
но-обогатительный комбинат в г. Рудном Казахской ССР.
В 1961 году была спроектирована более совершенная, чем ОК-1-108, об-
жиговая машина ОК-2-108. В 1962—1963 годах было изготовлено две таких
машины, а первая из них была запущена 26 мая 1964 года.
Пуск первой обжиговой машины в СССР следует считать началом про-
мышленного производства окисленных железорудных окатышей.
В короткий срок бурного строительства окомковательных фабрик Уралмаш-
заводом с 1962 года по 1970 год было изготовлено 24 обжиговых машины площа-
дью 108 м2, 48 барабанных окомкователей и 52 чашевых окомкователя 05,5 м.
Все изготовленные машины были смонтированы и запущены в производ-
ство, успешно работали и выдавали продукцию, а на Соколовско-Сарбайском
горно-обогатительном производственном объединении в Казахстане до сих пор
(2002 г.) работают 12 обжиговых машин ОК-108.
Но производство окатышей на этих обжиговых машинах требовало боль-
шого количества топлива и электроэнергии из-за несовершенства тепловой
схемы.
Одновременно с пуском в работу обжиговых машин совершенствовалась
технология обжига окатышей. Над ней работали институты: Механобр, г. Ле-
нинград (ныне Санкт-Петербург); Уралмеханобр, ВНИИМТ, г. Свердловск
(ныне Екатеринбург); Механобрчермет, г. Кривой Рог; предприятие Урал-
энергочермет.
Для повышения экономичности производства обожженных окатышей не-
обходимо было усовершенствовать тепловую схему обжиговой машины.
По усовершенствованной тепловой схеме, разработанной предприятием Урал-
энергочермет, Уралмашзаводом была спроектирована обжиговая машина вто-
рого поколения ОК-1-306 площадью 306 м- и производительностью 2,15 млн.
тонн окатышей в год. В конструкцию этой машины были заложены новые
технические решения, позволяющие лучше использовать тепло технологичес-
ких газов, благодаря их рециркуляции.
Такие обжиговые машины были изготовлены в 1973—1977 годах на Урал-
машзаводе и поставлены: 2 машины на Северный горно-обогатительный ком-
бинат, г. Кривой Рог, Украина; 4 машины на Лебединский горно-обогатитель-
ный комбинат, г. Губкин, Курской области.
Эти машины также успешно работают до сего времени (2002 г.).
В 1972 году была спроектирована обжиговая машина ОК-1-520 третьего
поколения, площадью 520 м2 и производительностью 3,1 млн. тонн окатышей
в год. В конструкцию этой машины были внедрены новые технические реше-
ния, позволившие значительно повысить ее надежность и экономичность.
Две обжиговые машины ОК-1-520 были изготовлены на Уралмашзаводе и
поставлены Михайловскому ГОКу, г. Железногорск Курской области.
Они были введены в промышленное производство в 1976—1977 годах.
Вместе с машинами были изготовлены 13 барабанных окомкователей и 4
грохота для обожженных окатышей.
Все поставленное оборудование успешно работает.
и
В 1977 году перед Уралмашзаводом была поставлена новая задача — со-
здать обжиговую машину для особой тепловой обработки окатышей при высо-
ких температурах из руд Костомукшского горно-обогатительного комбината.
Создание такой машины осложнялось тем, что известные материалы, при-
меняемые к тому времени в обжиговых машинах, не выдерживали температур-
ных нагрузок, которые требовались по технологии обжига окатышей.
Началась кропотливая работа по изысканию материалов, обеспечивающих
долговечную надежную работу создаваемой машины.
К изысканию материалов были привлечены центральные научно-исследо-
вательские институты ЦНИИТМАШ и ЦНИИЧермет, научно-исследователь-
ский отдел НИОМет Уралмашзавода.
Учеными НИОМета в содружестве с конструкторами были созданы надеж-
ные жаропрочные материалы, защищенные авторскими свидетельствами на
изобретения.
Авторы изобретений: В.К. Фарафонов, В.Н. Захаров, Г.А. Чадов, Г.Х. Бой-
ко, Л.К. Кокорин, М.Х. Фастовский, А.К. Рослик.
В 1978 году, используя новые жаропрочные материалы, была спроектирова-
на обжиговая машина ОК-2-520/536 для Костомукшского ГОКа (г. Костомук-
ша, Карелия) рабочей площадью 536 м2, производительностью около 3,0 млн.
тонн в год окисленных обожженных окатышей из сернистых железных руд.
В 1982—84 годах Уралашзаводом были изготовлены три обжиговые маши-
ны ОК-2-520/536. В эти же годы они были смонтированы и введены в про-
мышленное производство и до сего времени успешно эксплуатируются и вы-
дают продукцию высокого качества.
В 1978 году конструкторы Уралмашзавода разработали проект крупнейшей
обжиговой машины ОК-1-780/810 рабочей площадью 810 м2 и производитель-
ностью 5—6 млн. тонн в год обожженных окатышей. Но из-за отсутствия зака-
зов проект не был реализован.
В 1984 году была спроектирована обжиговая машина ОК-3-520/536 рабо-
чей площадью 536 м2, предназначенная для обжига окатышей из фосфоритов
месторождения Каратау. Эту машину заказало Министерство по производству
минеральных удобрений.
Предполагалось изготовить три обжиговые машины для Каратауского хим-
завода. Одна машина была изготовлена в 1985 году и введена в промышленное
производство в 1989 году. Но в связи с невостребованностью фосфоритных
окатышей производство было остановлено.
В 1985 году были выполнены проекты обжиговых машин ОК-1-228 рабочей
площадью 228 м2, предназначенных для замены обжиговых машин ОК-6-108
Качканарского горно-обогатительного комбината.
Четыре эти машины были изготовлены на Уралмашзаводе в 1986—1990
годах и введены в промышленное производство в 1987—1993 годах.
В 1989 году были спроектированы обжиговые машины ОК-1-324/336Ц
рабочей площадью 336 м2, предназначенные для замены обжиговых машин
ОК-5-Ю8 Центрального горно-обогатительного комбината, г. Кривой Рог, Ук-
раина, и ОК-1-306С рабочей площадью 306 м2, для замены обжиговых машин
площадью 278,25 м2 Северного горно-обогатительного комбината, г. Кривой
Рог.
12
Уралмашевцы изготовили две обжиговые машины ОК-1-324/336Ц. Одна
из них была смонтирована и введена в производство в 1995 году, вторая маши-
на нс была установлена из-за отсутствия финансирования.
В 1986 году был выполнен проект обжиговой машины ОК-1-560/576, рабо-
чей площадью 576 м2, для Криворожского горно-обогатительного комбината
окисленных руд, г. Долинек, Кировоградская область. Для изготовления ма-
шин чертежи Уралмашзавода были переданы в Румынию. Там были изготов-
лены три машины, две из них монтировались в Долинске, но монтаж не был
закончен в связи с отсутствием финансирования.
В 1990 году был разработан проект обжиговой машины ОК-1-120ГС, рабо-
чей площадью 120 м2, для безотходной технологии переработки горючих слан-
цев производственного объединения «Ленинградсланец», г. Сланцы, Ленин-
градская область.
В 1992 году разрабатываются чертежи обжиговой машины ОК-1-Ю8Д ра-
бочей площадью 108 м2, предназначенной для обжига окатышей из хромовых
руд Донского месторождения, г. Хромтау, Казахстан.
В 1994 году была спроектирована обжиговая машина ОК-1-ЗИЛ рабочей
площадью 315 м2. Она относится к машинам четвертого поколения, обладает
высокой экономичностью и надежностью. Тепловой схемой этой машины пре-
дусмотрено максимальное использование тепла технологических газов. Ма-
шина предназначалась для замены обжиговых машин ОК-1-306А Лебединско-
го горно-обогатительного комбината.
Обжиговые машины ОК-1-306С, ОК-1-120ГС, ОК-1-Ю8Д, ОК-1-315Л не
изготовлялись из-за отсутствия финансирования.
В 1970 году Уралмашзавод спроектировал опытно-промышленную уста-
новку для производства металлизованных окатышей, состоящую из обжиго-
вой машины ОК-8-Ю8 рабочей площадью 108 м2, вращающейся печи диаметром
7 м и длиной 90 м и барабанного охладителя диаметром 3,6 м и длиной 102 м.
Производительность установки 600 тыс. тонн металл изо ванного сырья в год.
Установка была изготовлена Уралмашзаводом совместно с Мариупольским
заводом им. Ильича и запущена в производство в 1973 году.
Технологию производства металлизованного сырья освоить не удалось, и в
дальнейшем установка была демонтирована.
Одновременно с обжиговыми машинами Уралмашзавод поставлял чаше-
вые и барабанные окомкователи, роторные смесители, загрузочные устрой-
ства обжиговых машин и грохота обожженных окатышей.
Научно-исследовательские институты, проектные отделения и машиностро-
ительные заводы постоянно ведут работы по созданию новых машин и агрега-
тов большой единичной мощности, а также по модернизации и совершенство-
ванию конструкций существующего оборудования фабрик окомкования.
13
Глава 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ОКИСЛЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ
Технология производства окатышей из тонких концентратов была запатен-
тована шведом А. Андерсом в 1912 году.
Промышленное производство железорудных окатышей за рубежом нача-
лось в 1954 году.
В СССР первые обжиговые машины были пущены в 1964 году (Соколов-
ско-Сарбайский горно-обогатительный комбинат, ныне Казахстан).
В настоящий момент мощности по производству окатышей в России пре-
высили 30 млн. т в год.
1. ОКОМКОВАНИЕ [1]
Окомкование — обязательная стадия подготовки шихты при производстве
окатышей, предназначенная для обеспечения начальной прочности агрегата
дисперсных частиц.
Термодинамически агрегирование частиц в дисперсной системе определя-
ется ее стремлением к уменьшению поверхностной энергии и реализуется при
окомковании обработкой переменными динамическими нагрузками дисперс-
ной шихтовой композиции в присутствии воды.
В дисперсной увлажненной системе в зависимости от формы частиц воз-
можны 4 типа контактов (рис. 1.1).
. Прочность контакта жидкость—твердое оценивается работой адгезии:
W — <зв • (1 + cos 0),
(1.1)
где РИ — работа адгезии;
ов — поверхностное натяжение увлажняющей жидкости (воды);
0 — краевой угол смачивания.
Прочность контактной пары (рис. 1.1) определяется уравнением Лапласа,
отражающим роль капиллярных сил:
14
1) К= 0,2, материал не комкуется;
2) К= 0,2...0,35, слабая комкуемость;
3) К = 0,35...0,5, средняя комкуемость;
4) К= 0,5...0,8, хорошая комкуемость;
5) К = 0,8, очень хорошая комкуемость.
Комкуемость некоторых шихт приведена в табл. 1.1.
Комкуемость различных концентратов из окисленных руд
Таблица 1.1
Концентраты Массовое содержание, % Содержание классов, % см-/г нкв МКВ W К
Fe FeO CaO SiO, <50 мкм <10 мкм
Флотационные ЮГОК: 1 64,60 4,50 0.61 3,50 95,2 25,0 2000 7,6 20,0 0,5 0,57
2 62,80 2,90 0,61 7,15 92,7 19,5 2000 7,3 18,0 0,5 0,54
3 61,30 4,20 0,89 9,36 89,8 16,6 1800 7,0 19,7 0,5 0,51
Мих. ГОК: магнитный 59,70 8,10 0,37 13,6 84,6 5,5 1550 7,2 19,0 0,8 0,54
флотационный 63,60 7,00 0,90 8,4 93,1 36,3 2000 8,0 18,0 0,8 0,72
магнитно- 63,00 9,00 0,55 8,7 87,0 7,9 1800 8,0 20,5 0,8 0,57
флотационный
Магнетитовые: ЛебГОК 68,00 28,10 0,23 3,3 86,1 14,4 1700 7,0 19,3 0,4 0,53
СтГОК 65,60 27,50 0,22 7,5 94,0 18,3 2000 7,0 18,0 0,4 0,60
МихГОК 64,50 27,00 0,16 9,0 92,1 15,3 1800 7,0 19,0 0,5 0,56
Комкуемость шихты существенно зависит от ее удельной поверхности (рис. 1.2).
Удельная поверхность железорудных концентратов обусловлена их фрак-
ционным составом (табл. 1.2).
Показатель комкуемости выявляет требование к величине удельной поверх-
ности железорудных материалов, которая позволяет получить окатыши (рис. 1.3).
Удельная поверхность
концентрата, см2/г
Удельная поверхность, г/см3
Рис. 1.3. Зависимость комкуемости шихты от
ее удельной поверхности: 1 — предельные
значения, ниже которых получение окатышей
затруднено; 2 — отношение производительнос-
ти окомкователя к длине пути окомкования
Рис. 1.2. Зависимость прочности сырых
окатышей от величины удельной поверхности
шихты: / — неофлюсованные; 2 — офлюсо-
ванные до основности 0,8—1,0
16
Таблица 1.2
Связь гранулометрического состава железорудных концентратов*
с удельной поверхностью частиц
Железорудный концентрат Фракционный состав, % Г» ЖСП yd » см2/г d , же’ мкм расч ^vd ’ см2/г
фракция <50 мкм фракция <10 мкм
1 84,6 5,5 1550 25,5 780 2,0
2 89,7 5,5 1550 25,0 800 1,88
3 86,1 14,1 1700 18,0 1100 1,55
4 87,0 7,9 1800 22,5 890 2,0
5 89,8 16,6 1800 17,2 1160 1,55
6 92,1 15,3 1800 17,5 1150 1,55
7 95,2 25,0 2000 13,5 1480 1,35
8 92,7 19,5 2000 15,3 1300 1,55
9 93,1 36,3 2000 10,9 1840 1,1
10 94,0 18,3 2000 16,0 1250 1,6
*1 — магнетитовый концентрат из окисленных руд МихГОКа; 2 — магнетитовый концентрат
ЦГОКа; 3 — магнетитовый концентрат ЛебГОКа; 4 — магнитно-флотационный концентрат
МихГОКа; 5 — флотоконцентрат ЮГОКа из окисленных руд; 6 — магнетитовый концентрат
МихГОКа; 7 — флотоконцентрат ЮГОКа из окисленных руд; 8 — флотоконцентрат ЮГОКа из
окисленных руд; 9 — флотоконцентрат ЮГОКа из окисленных руд; 10 — магнетитовый концен-
трат Стойленского ГОКа., S^t4 — удельная поверхность частиц экспериментально опреде-
ленная и рассчитанная; d^„ — эквивалентный диаметр частиц;/— фактор формы
Зависимость прочности комка (агрегата частиц) от влажности показана на
рис. 1.4, где первый пик роста прочности связан с ММВ, а второй пик с МКВ.
Число контактов в объеме комкуемого материала и, следовательно, проч-
ность агрегата определяются порозностью (пористостью) комка:
Р = (1-4)
где р — прочность сырой гранулы, н/окатыш;
— удельная поверхность частиц шихты;
р — плотность шихтового материала;
с — пористость комка (окатыша);
к — коэффициент, учитывающий природу и влажность материала.
Изменение прочности окатыша со временем окомкования показано на рис. 1.5.
Влияние производительности гранулятора (на примере чашевого) на проч-
ность и пористость сырых окатышей изображено на рис. 1.6.
2 Э-437
17
6
5
4
3
2
1
6 4 8 12 16 20
Влажность, %
б
Рис. 1.4. Зависимость прочности образцов при раздавливании от влажности: 1 — прочность
при раздавливании; 2 — общая пористость образца (объем пор, занятых воздухом и влагой);
3 — истинная пористость образца (объем пор, занятый воздухом): а) кварц; б) магнетитовый
концентрат (Качканарский ГОК); крупность материалов 100%, фракции — 0,05 мм
Рис. 1.5. Изменение плотности 7, прочности 2 и влажности 3 окатышей
со временем окомкования
Производительность (по шихте), т/ч
a
Риск 1.6. Зависимость между производительнотью чашевого гранулятора,
прочностью и пористостью окатышей
18
2. ТЕХНОЛОГИЯ ОБЖИГА [1]
2.1. Физико-химические процессы
при обжиге окатышей
На промышленных фабриках применяют только высокотемпературное уп-
рочнение окатышей.
Процессы массообмена, имеющие место при нагреве и обжиге окатышей и
определяющие образование прочного агрегата, включают:
— сушку;
— твердофазные реакции между компонентами рудной части шихты, пустой
породой, флюсами (табл. 1.3—1.5);
— реакции окисления магнетита (Fe3O4) до гематита (Fe2O3);
— реакции диссоциации флюсов;
— спекание в твердой фазе;
— образование расплава (силикатной связки);
— спекание с участием шлаковой фазы.
Таблица 1.3
Изменение изобарно-изометрического потенциала
некоторых твердофазных реакций
Реакция bG=A+ ВТ Погрешность кДж/моль АТ, К
A B- 103
СаО + Fe2O3 > CaFe2O4 -29,71 -4,81 0,29 1100-1300
2 СаО + Fe2O3 > Ca2Fe2O5 -31,55 -23,01 0,67 1100-1300
СаО + SiO2 > CaSiO3 -81,3 0,50 Нет св. 298-1483
2CaO + SiO, > Ca,SiO. 2 2 4 -144,3 -13,97 То же 298-1700
Cr,O, + FeO > FeCr,O. 2 3 2 4 -66,32 10,88 0,8 1473-1773
Cr2O3 + Fe095 + 0,05 Fe > FeCr2O4 -57,53 -64,18 16,44 18,07 0,8 0,3 1000-1500 Нет св.
FeO + Fe,O. > Fe.O. 2 3 3 4 -16,86 -11,55 1,2 1100-1700
MgO + Fe2O3 > MgFe2O4 -24,06 1,34 1,7 1100-1700
Fe2O3 + l,07MgO > (MgO)007MgFe2O4 -44,10 14,48 1,2 1173-1373
Fe,O, + MnO > MnFe,O. 2 3 2 4 -40,6 1,05 1,7 1273-1473
2FeO + SiO, > Fe.SiO. 2 2 4 -27,91 -51,21 -33,85 6,7 20,5 11,67 0,6 Нет св. 0,3 1173-1423 298-1692 1123-1423
Fe095 + 0,05Fe + TiO2 > FeTiO3 -26,36 -30,63 5,40 9,12 0,38 0,3 1173-1373 1250-1500
MgO + SiO2 > MgSiO3 -38,32 -36,40 2,26 1,7 Нет св. То же 1373-1573 298-1747
2MgO + SiO2 > Mg2SiO4 -58,41 -63,20 -4,43 1,88 2,1 Нет св. 1373-1573 298-1700
2MnO + SiO, > MruSiO. 2 2 4 -24,77 12,55 То же 298-1600
19
Таблица 1.4
Первичные продукты твердофазных реакций
Реагенты Молекулярные соотношения в смеси Первичный продукт реакции
CaO—SiO, 3:1; 2:1; 3:2; 1:1 Ca,SiO. 2 4
MgO-SiO2 2:1; 1:1 Mg,SiO4
CaO—Fe,O3 2:1; 1:1 Ca2Fe2O5
CaO—A12O3 3:1; 5:3; 1:1; 1:2; 16 CaALO. z 4
MgO—A1,O4 1:1; 1:6 MgAl,O4
Fe,O4—SiO2 1:1 Fe,SiO. L 4
Таблица 1.5
Температура начала важнейших твердофазных металлургических реакций
Реагенты Продукты реакции t , °c нач
CaO—Fe,O3 Ca2Fe2Os 400
SiO2—Fe,O3 Ограниченный твердый раствор 575
CaO—SiO2 Ca,SiO. 500
MgO—SiO, Mg,SiO4 680
MgO—Fe2O3 MgFe,O4 350
Fe,O,—SiO, Fe,SiO. 800
CaCO3—Fe,O3 CaFe,O. 2 4 590
Ca(OH)2—Fe2O3 Ca2Fe2O5 400
MgO—FeO (Fe, Mg)O 700
MgO—Fe3O4 (Mg, Fe) • Fe2O4 800
MnO—Fe,O3 MnFe,O. 2 4 900
Примерные температурные границы для физико-химических процессов,
устанавливаемые в устройствах для обжига окатышей, представлены в табл. 1.6.
Таблица 1.6
Примерные параметры термообработки по зонам неофлюсованных окатышей
из магнетитовых концентратов с содержанием железа >65%
7*, C r <ог, м/с т, мин 5, % V Л, м3/т г. yd’ '
Сушка. Предварительный нагрев
250/70 0,5 1,5 25,21, «70
Сушка с продувом
330/80 1,2 6,0 16 «700
Сушка с прососом теплоносителя
400-450/100-150 0,7 3,0 6 150
20
Подогрев
770-123/200-300 0,7 7,0 9 500
Обжиг
1270-1350/300-500 0,7 7,0 21 500
Рекуперация
880-930/500-550 0,7 3,0 9 200
Охлаждение
20/—600 1,4 16,0 39 2000
* В числителе — на входе в слои; в знаменателе — на выходе. сиг — скорость фильтрации; т —
время обработки в соответствующей зоне; 5 — площадь зоны, Угуд — расход теплоносителя в зоне
(без учета подсосов).
Сушка окатышей представляет собой процесс удаления влаги из окатышей,
описываемый переходом Н2ОЖ > Н2ОП — qH.
qH = 2485 + 1,95(/„ — /0), кДж/кг Н2О,
где /0 — температуры соответственно испарения и начальная
для окатыша, °C.
Температуру испарения tu определяют в зависимости от температуры теп-
лоносителя 4, в котором проводится сушка, и его влагосодержания b по но-
мограмме (рис. 1.7).
Рис. 1.7. Диаграмма для определения температуры испарения
(температуры «мокрого термометра») по температуре газового потока и его влагосодержанию
(Т.р. — линия точки росы)
21
Кинетика удаления влаги в процессе сушки представлена на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Номограмма для выбора рациональных параметров теплоносителя при сушке окаты-
шей; цифры у кривых: диаметр окатыша, мм (а); скорость теплоносителя, м/с (б)
Во избежание разрушения окатыша при сушке за счет переувлажнения или
растрескивания («шока») рекомендуются рациональные параметры теплоно-
сителя (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Кинетические кривые удаления гигроскопической влаги при обжиге окатышей
с различной исходной РИ (Ин = 70°С/мин)
Температура «шока» окатышей /ш может быть определена из соотношения:
1Ш = 700 - 0,1 • Syth
(1.6)
где — температура «шока», °C;
Syd— удельная поверхность шихты, см2/г.
Удаление гидратной влаги (дегидратация). В зависимости от вида соедине-
ния протекает по следующим схемам:
22
FexOy • H2O = FexOy + H2O — 2466 кДж/кг Н20;
Д12О3 • Н2О = Д12О3 + Н20 - 2760 кДж/кг Н2О; (1.7)
2SiO2 • Д120з • Н2О = 2SiO2 • Д12О3 + Н2О - 3762 кДж/кг Н2О,
Кривые дегидратации при обжиге окатышей различных горно-обогатитель-
ных комбинатов даны на рис. 1.10.
Рис. 1.10. Температурные кривые разложения гидратной влаги при обжиге окатышей
(= 70°С/мин); 1 - МихГОК; 2 - ЛебГОК; 3 - КачГОК; 4 — ССГОК; 5 - СевГОК
Взаимодействие в твердой фазе. Основные твердофазные процессы, воз-
можные между компонентами шихты, а также температурные интервалы их
протекания и виды первичных продуктов реакции даны в табл. 1.5—1.7.
Окисление магнетита. Окисление магнетита при обжиге окатышей с за-
метной скоростью начинается при ~300°С и протекает по реакции.
2Fe3O4 + 1/202 -> 2Fe2O3 + 497 кДж/кг Fe3O4.
(1.8)
Для оценки завершенности процесса окисления используют безразмерный
показатель у — степень окисления:
&FeO ‘ &Fe
&FeO ’ &Fe
(1.9)
где gFeO, ^Fe, #Fecp — содержание в окатышах FeO и Fe в некоторый
момент времени, например по окончании
процесса, и в начальный момент времени.
Развитие процесса окисления магнетита для технологических условий раз-
личных ГОКов показано на рис. 1.11.
При определенных условиях по температуре и давлению в газовой фазе
(теплоносителе) в соответствии с зависимостью (1.8) может иметь место дис-
социация образовавшегося при окислении гематита вновь до магнетита.
lgPo2 = - + 19,62. (1.10)
Изменение степени диссоциации гематита с температурой обжига для раз-
личных ГОКов представлено на рис. 1.12.
23
Рис. 1.11. Зависимость степени окисления
окатышей различных ГОКов от температу-
ры (V = 70°С/мин): / — СевГОК; 2 —
ЛебГОК; 3 - МихГОК; 4 - ССГОК;
5 - КачГОК
2,5
2,0
7,5
7,о
0,5
0
7000 7700
7200 Г °C
Рис. 1.12. Зависимость степени диссоциации
гематита в окатышах различных ГОКов от
температуры (Ия = 70°С/мин): 1 — Сев ГОК;
2 - ЛебГОК; 3 — МихГОК; 4 - ССГОК;
5 - КачГОК
Диссоциация флюсов. Разложение карбонатов, встречающихся в шихтовых
компонентах, протекает по реакциям:
СаСОз = СаО + СО2 - 1790 кДж/кг СаСО3;
MgCOj = MgO + СО2 - 1102 кДж/кг MgCO3; (1.11)
MnCOj = МпО + СО2 — 966 кДж/кг МпСО3.
Зависимость упругости диссоциации карбонатов от температуры описыва-
ется уравнениями:
lg/’co2(C3co3)=--^- + 9>5, (1.12)
lg Pco2(MgcOj)=-^ +ЮМ (1.13)
lgPCo2(MnCo2)=--r- + 11’13’ (,14)
где Pco2 —‘ упругость диссоциации, кПа.
Зависимости (1.12—1.14) позволяют оценить температуру начала диссоци-
ации того или иного флюса по заданному парциальному давлению СО2 в газо-
вой фазе.
Для оценки протекания процесса диссоциации применяется безразмерный
показатель степени декарбонизации И:
jy_ СаСО^ — CaCOj z-i i c\
v------cacof • u '
Протекание процесса декарбонизации шихт различных ГОКов показано
на рис. 1.13.
24
Спекание. Является основным механизмом, обеспечивающим упрочнение
окатышей при обжиге. Спекание реализуется посредством твердофазной диф-
фузии, и результатом этого процесса является усадка и уменьшение пористо-
сти окатыша.
Кинетически процесс спекания описывается зависимостью вида:
Ах/х = (Лт)л, к = £ое-£/Л7, (1.16)
где Ах/х — относительная усадка;
х — исходный линейный размер окатыша;
Ах — изменение исходного линейного размера (усадка);
т — время;
п — коэффициент, определяющий механизм твердофазной
диффузии (п = 0,2 в случае объемной диффузии,
п = 0,5 для вязкого течения и т. д.);
к — константа скорости спекания;
к0 — предэкспоненциальный множитель;
Е — энергия активизации спекания;
Т — температура, К;
R — универсальная газовая постоянная.
В производственных условиях, особенно при обжиге офлюсованного сы-
рья, упрочнение окатышей осуществляется при образовании некоторого коли-
чества жидкой фазы (около 5—15% об.).
С появлением жидкой фазы действуют дополнительные механизмы спека-
ния — смачивание расплавом контактирующих поверхностей, пропитка рас-
плавом пористого агрегата (окатыша).
Рис. 1.13. Процесс декарбонизации
шихт различных ГОКов
Рис. 1.14. Зависимость температуры начала
спекания с участием жидких фаз (Т2) и
перехода окатышей в пластическое
состояние (Г3) от суммарного содержания
СаО и SiO2: 1 — трудноспекаемые шихты;
2 — легкоспекаемые шихты
25
Глубина пропитки расплавом окатыша определяется структурной пористо-
го тела и свойствами расплава:
( Г (5 • COS 0
(1.17)
где / — глубина пропитки,
г — эквивалентный радиус пор окатыша,
с — поверхностное натяжение расплава,
6 — угол смачивания расплавом твердой фазы,
т| — вязкость расплава,
т — время термообработки окатыша.
Температура начала спекания с участием жидкой фазы зависит от суммар-
ного содержания оксидов пустой породы и флюса (СаО и SiO2) (см. рис. 1.14).
Дополнительное увеличение содержания SiO2 в пустой породе окатыша на
1% сопровождается увеличением количества расплава в окатышах на 3—4%.
Химический состав силикатной связки в окатышах в зависимости от их
состава дан в табл. 1.7.
Таблица 1.7
Химический состав силикатной связки окатышей*
SiO2 в концентрате, % СаО/ SiO2 окатышей Состав связки, % СаО/ SiO2 связки
оксиды железа СаО SiO2 А12о3
4,6 0,56 17,9 27,1 53,5 1,8 0,51
7,5 0,56 16,4 27,0 55,0 1,3 1,49
5,6 0,46 17,6 22,5 56,3 2,4 0,40
5,6 1,00 16,7 35,5 47,5 1,3 0,75
5,6 1,50 17,9 37,3 43,1 1,5 0,87
5,6 2,00 16,3 37,2 43,5 2,6 0,86
10,0 0,35 18,0 21,4 58,4 1,7 0,37
*П1ихта — концентрат ЛебГОКа, обработка при — 1250°С; т — 20 мин.
Данные по вязкости и поверхностному натяжению расплавов, образую-
щихся при окусковании железных руд, приведены в табл. 1.8—1.9.
Результатом протекания физико-химических процессов при термической
обработке окатышей является их прочность.
Зависимость холодной прочности окатышей от структуры выражена урав-
нением вида:
(1.18)
где Р — прочность окатышей на сжатие, Н/ок;
Syd — удельная поверхность пор (или пористость);
А, b — коэффициенты, зависящие от типа шихты и температурного
режима процесса.
26
Таблица 1.8
Вязкость расплавов, образующихся при окусковании железных руд
Массовое содержание, % Вязкость, Па • с, при Г, °C
SiO2 СаО FeO Fe2O, СаО/ SiO2 1200 1250 1300 1350 1400 1450
30,25 10,25 59,50 — 0,34 Нет св. Нет св. 0,08 0,08 0,08 Нет св.
35,40 11,40 53,20 — 0,32 Нет св. 0,69 0,47 0,38 Нет св. Нет св.
31,0 9,80 52,50 6,70 0,31 0,75 0,2 1,5 0,14 0,12 Нет св.
31,50 9,80 59,50 — 0,29 0,13 0,09 0,06 0,03 Нет св. Нет Св.
32,00 8,00 60,00 — 0,25 0,09 0,07 0,06 0,06 0,05 0,05
30,00 6,00 64,00 — 0,20 0,06 0,05 0,05 0,04 0,03 0,02
31,10 21,60 48,30 — 0,71 1,7 0,98 0,68 0,58 Нет св. Нет св.
33,00 22,00 42,00 3,00 0,67 0,2 0,14 0,08 0,07 0,06 Нет св.
35,00 21,00 44,00 — 0,60 0,28 0,22 0,17 0,14 0,13 0,12
32,00 18,40 49,60 — 0,57 Нет св. 0,14 0,17 0,11 Нет св. Нет св.
33,00 18,50 48,50 — 0,56 2,1 0,18 0,1 0,09 0,07 0,06
30,90 20,80 48,30 — 0,53 Нет св. 0,5 0,3 Нет св. Нет св. Нет св.
35,00 29,00 36,00 — 0,83 0,19 0,16 0,15 0,15 0,13 Нет св.
34,00 27,30 32,10 6,60 0,81 2,65 0,17 0,13 0,1 0,08 Нет св.
35,50 27,50 37,00 — 0,77 Нет св. 3,82 7,86 3,88 Нет св. Нет св.
39,50 26,00 34,50 — 0,67 0,33 0,24 0,18 0,14 0,12 0,11
36,00 24,50 39,50 — 0,67 0,29 0,23 0,18 0,14 0,12 0,1
29,20 30,00 38,90 1,90 1,03 0,21 0,15 0,12 0,1 0,08 Нет св.
30,20 30,30 39,70 — 1,00 Нет св. Нет св. 0,1 0,08 Нет св. Нет св.
31,00 29,00 40,00 — 0,93 0,1 0,07 0,07 0,05 0,04 0,03
30,00 27,00 43,00 — 0,90 Нет св. Нет св. 6,63 0,15 Нет св. Нет св.
— 6,20 73,20 20,60 — Нет св. Нет св. 0,003 0,002 0,002 0,002
— 9,30 64,00 26,70 — Нет св. 0,004 0,003 0,003 0,002 Нет св.
— 14,40 67,60 18,00 — 0,05 0,004 0,003 0,003 0,003 Нет св.
— 19,60 54,40 26,00 — Нет св. 0,004 0,005 0,004 0,003 Нет св.
— 24,20 61,80 14,00 — 0,06 0,005 0,004 0,004 0,004 Нет св.
— 28,00 57,50 14,50 — Нет св. Нет св. 0,006 Нет св. 0,005 Нет св.
— 26,00 0,40 73,60 — Нет св. Нет св. 0,038 0,028 0,026 Нет св.
Снижение пористости обожженных окатышей на 1% вызывает рост холод-
ной прочности на 3%.
Влияние температуры термической обработки на холодную прочность ока-
тышей показано на рис. 1.15.
На прочности окатышей сказывается режим охлаждения. Наиболее крити-
ческие режимы охлаждения отвечают скоростям >80 град/мин (рис. 1.16).
27
Таблица 1.9
Поверхностное натяжение некоторых расплавов
Массовое содержание, % о, Н/м Массовое содержание, % о, Н/м
FeO Fe,O3 SiO2 СаО FeO Fe2O, SiO, СаО
Метод максимального давления 84,9 15,1 — — 506; 490
в газовом пузыре (1340— 1400°С) 80,8 12,5 6,7 — 484
93,7 6,3 — — 590 79,5 10,7 8,7 — 442
91,9 8,1 — — 568 74,3 12,2 13,3 — 433
89,6 10,4 — — 550 74,2 8,5 17,4 — 452
87,2 12,8 — — 525 70,9 11,4 17,7 — 413
69,6 9,9 21,6 — 440 91,0 — 9,0 — 530-533
67,0 9,4 23,6 — 442 85,0 — 14,5 — 510
66,8 8,2 25,0 — 413; 424 81,0 — 19,0 — 490-503
65,9 7,6 26,5 — 428 79,5 — 20,5 — 498
64,7 4,8 30,5 — 403 73,0 — 27,0 — 464—468
84,0 14,8 — 1,0 480 72,5 — 27,5 — 450
87,8 11,3 — 2,7 440 70,0 — 30,0 — 432
79,8 16,4 — 3,9 448 56,0 — 34,0 — 428
70,6 24,5 — 4,0 427; 433 65,0 — 35,0 — 432-437
73,9 22,1 — 5,0 450 64,0 — 36,0 — 432-437
67,3 23,2 — 6,6 460; 441
73,1 15,6 — 7,4 470 Метод вытягивания нити (1189— 1380°С)
72,2 14,0 — 8,0 520
52,0 6,7 31,0 9,8 371-418
Метод отрыва кольца (1400— 1420°С) 42,0 3,0 33,0 22,0 418-446
32,1 6,6 34,0 27,3 502-516
100,0 — — — 592-584 38,9 1,9 29,2 30,0 460-477
95,0 — 5,0 — 584-563 15,5 41,8 7,4 35,3 594-564
Поведение вредных примесей. При окислительном обжиге окатышей фос-
фор, медь, олово, свинец, цинк, мышьяк практически не удаляются. При по-
лучении неофлюсованных окатышей из сернистых концентратов, в которых
сера находится в виде сульфидов железа, степень удаления серы составляет
95—99% по реакциям:
3FeS2 + 8О2 = Fe3O4 + 6SO2, (1.19)
2FeS2 + 5,5O2 = Fe2O3 + 4SO2,
При обжиге офлюсованных окатышей газообразная сера поглощается при
400...800°С по реакциям:
28
Рис. 1.15. Зависимость прочности обожжен-
ных окатышей от величины удельной поверх-
ности и температуры обжига (цифры у
кривых): / — неофлюсованные окатыши;
2 — офлюсованные до основности 0,8—1,0
Рис. 1.16. Зависимость прочностных
характеристик окатышей от скорости
охлаждения
СаСО3 + SO2 + 1/2О2 = CaSO4 + СО2, lgATp = - у- + 5,68, (1.20)
СаО + SO2 + 1/2О2 = CaSO4, IgA;, = + 13,93, (1.21)
CaFe2O4 + SO2 + l/2O2 = CaSO4 + Fe2O3, IgA", = - ^ + 13,95. (1.22)
Степень удаления серы зависит от условий разложения сульфата кальция,
полнота протекания которого определяется скоростью нагрева и температурой
обжига окатышей, временем термообработки, размером окатышей, дисперс-
ностью флюса и др.
Кинетика удаления серы может быть описана зависимостью:
। = V • р~кх
ост *^н с ч
(1.23)
где — конечное содержание серы в окатышах после обжига,
— исходное содержание серы в окатышах,
т — продолжительность термообработки,
к — коэффициент, учитывающий особенности состава шихты,
технологии окомкования и обжига.
Влияние основности и температуры обжига офлюсованных окатышей на
содержание серы в обожженных окатышах показано на рис. 1.17 и 1.18.
Рис. 1.17. Зависимость содержания серы в
обожженных окатышах от основности.
Исходное содержание 0,35% S, = 1250°С
Рис. 1.18. Зависимость содержания серы в
обожженных окатышах от температуры
обжига. Исходное содержание 0,4% S
29
2.2. Материальный баланс обжига окатышей
Материальный баланс позволяет получить следующую информацию о про-
цессе:
— расход компонентов шихты на производство 1 т окатышей;
— изменение массы окатышей при обжиге в результате протекания физико-
химических процессов;
— выход окатышей;
— - химический состав обожженных окатышей;
— производительность по обожженным окатышам.
Исходными данными для материального баланса являются химсоставы
концентрата, известняка, бентонита и других составляющих. Для определения
количества концентрата и известняка в шихте составляют два уравнения по
балансу основности (1.11) и по балансу шихты (1.12).
К(СаО*) + Я(СаО") + £(CaOg) = R
tf(SiO/) + tf(SiO2") + 5(SiO2£) ”
К + И+ Б= 100,
(1.24)
(1.25)
где В — основность, доли единицы;
К. И. Б — соответственно количество концентрата, известняка
и бентонита в шихте, %;
СаО, SiO2 — концентрация оксидов в компонентах шихты, %.
Содержание бентонита задается обычно в пределах
от 0,6 до 1,0%.
Для влажной шихты уравнение баланса включает еще один член:
К+ И+ Б + W= 100.
(1.26)
Химический состав окатышей находят из выражения
ЯОШ
ROK К + RO" И + ROB Б
100
(1.27)
где ЯОШ — содержание оксида какого-либо элемента в компоненте
шихты, %.
Выход обожженных окатышей рассчитывают по уравнению (1.28):
_ 100±Д(7
в Too- ’
(1.28)
где Кв — коэффициент выхода обожженных окатышей из исходных, доли
единицы;
А (7 — изменение массы окатышей, %.
„ _ 1 - 0,01 (pF +1 ,Q72MgO° + 0,786СаО° + S0 - 0,111 FeO° )
в 1 + 0,01(0,1 HFeO06-2,5s06) ’
где СаО0, MgO°, FeO°, S° — начальное содержание составляющих
в окатышах, %;
FeO06, S06 — содержание этих же составляющих
в обожженных окатышах, %.
(1.29)
30
Химический состав готовых окатышей определяют по уравнениям, описы-
вающим основные химические реакции обжига. Окончательное количество
химического элемента, претерпевшего изменение в процессе обжига, рассчи-
тывают из соотношения
R0OK = R0K/kB, (1.30)
где АСИ — конечное содержание элемента после подсчета по уравнениям, %.
Элементы, не подвергавшиеся превращению, определяются непосредственно
из равенства:
ROOK= ROv/k* (1.31)
Производительность обжиговой машины по сырым окатышам равна:
Gc = 60 • Нс • Вс - ил • рс. (1.32)
Производительность по обожженным окатышам:
Go = Кв- Gc. (1.33)
Производительность по годным окатышам:
Сг= Кг- Go. (1.34)
Коэффициент Кв определяется экспериментально.
Количество возврата равно:
GB = Go - Gr. (1.35)
Количество донной постели рассчитывается из:
Gd = Нд Вд • ил • pd. (1.36)
Количество бортовой постели определяется аналогично:
GB = Не В6 ’ l/б * рб, (1.37)
где Нс, Нд, Н6 — высота слоя сырых окатышей, донной
и бортовой постели, м;
Вс, Вд, Вб — ширина слоев этих материалов, м;
рс, Р<ь Рб — плотности этих же материалов, т/м3;
U. — скорость машины, м/мин.
Пример расчета материального баланса процессов окомкования и обжига
окатышей приведен в табл. 1.10 и 1.11.
31
Таблица 1.10
Материальный баланс процессов окомкования и обжига окатышей
(на 100 кг шихты)
Химические соединения Материалы Измене- ния в результате обжига Остаток в обожженных окатышах
концентрат известняк бетонит вода итого
Количество на 100 кг шихты, кг 83,13 7,26 0.46 9,15 100 11,453 88,547
FeO 26,62/22.10 7,26 0.46 9,15 22,10/22,10 80/17,69 4,98/4,41
Fe2OJ 62,26/51,78 0,143/0.01 6.01/0,03 9,15 51,82/51,82 80/17,69 81,38/72,053
FeS, 1,106/0,92 0.143/0,01 6,01/0,03 9,15 0,92/0,92 94/0,866 0,06/0,054
SiO2 5,28/4,39 1,50/0,11 57,92/0,29 9,15 4,79/4,79 94/0,866 5,41/4,79
Al,О, 1,44/1,20 0,25/0,02 18,89/0,09 9,15 1,31/1,31 94/0,866 1,48/1.31
Ti02 0,28/0,23 0,25/0,02 18,89/0,09 9,15 0,23/0,23 94/0,866 0.26/0,23
CaO 1,28/1,06 54,0/3,93 0,01/0,00 9,15 4,99/4,99 94/0,866 5,63/4,99
MgO 0,78/0,65 0,60/0,04 0,72/0,07 9,15 0,69/0,69 94/0,866 0,78/0,69
Na,O 0.78/0,65 0,60/0,04 2,64/0,01 9,15 0,01/0,01 94/0,866 0,01/0,01
K,O 0,78/0,65 0,60/0,04 1,80/0,01 9,15 0,01/0,01 94/0,866 0,01/0,01
C°2 0,96/0,8 43,24/3,15 6,02/0,03 9,15 3,98/3,98 100/3,98 0,01/0,01
H2O 0,96/0,8 43,24/3,15 6,02/0,03 100,0/9,15 9,15/9,15 100/9,15 0,01/0,01
63,90/53,1 0.1/0,01 4,80/0,02 100,0/9,15 53,4/53,4 100/9,15 60,03/53,40
S 0,59/0,49 0,1/0,01 4,80/0,02 100,0/9,15 0,49/0,49 94,0/0.46 0,03/0,03
Примечание. Числитель — в процентах, знаменатель — в килограммах.
Материальный баланс при окомковании и обжиге окатышей
Таблица 1.11
Материалы Т кг/т годного % Материалы Т годного %
Приход Расход
Концентрат 94,0 1031,2 58,20 Годные окатыши 91,1 1000,0 56,40
Известняк 8,2 90,0 5,08 Мелочь (просыпь) 7,0 76,7 4,33
Бетонит 0,5 5,5 0,31 Восполнение постели 1.9 20,7 1,18
Вода 10,3 113,0 6,37 Переходит в газовую фазу 13,0 142,3 8,05
Донная постель 43,2 473,3 26,70 Донная постель 43,2 474,0 26,70
Бортовая постель 5,4 59,3 3,34 Бортовая постель 5,4 59,3 3,34
Итого 161,6 1773,0 100,0 Итого 161,6 1773,0 100,0
32
2.3. Теплотехника производства окатышей [1]
2.3.1. Теплообмен в слое окатышей
Т еплообмен в слое окатышей на обжиговой конвейерной машине отвечает
условиям теплообмена в перекрестном токе (рис. 1.19).
Теплоноситель
L = 1AL,
Рис. 1.19. Теплообмен в слое окатышей
Уравнения теплового баланса для
газа и материала имеют вид:
-г- — = / - t
dZ г) г °*’
где безразмерные параметры
а£(1 -<р)6//
1 = t -t
ЭХ £ г ок’
П Crmd[Wn 3600)
60)
есть функции температуры, а
Z = z/H\ Х= x/&Lj —
(1.38)
(1.39)
(1.40)
относительные перемещения и д£, — длина /-го участка слоя, скорость филь-
рации газа на протяжении которого постоянная (Ио,).
Краевые условия для входа в слой:
I v = 0 £к( £),
(1.41)
Для следующих участков (/ = 1, 2) поле на входе совпадает с выходным
полем для предыдущего участка. Температура газа на входе — линейная фун-
кция длины, т. е. условие для газа на Z-м участке.
4=о= а, + bt *
i =о.
i=2J3,\.,N
(1.42)
где N —
количество различных участков (по значению скорости)
вдоль длины слоя.
Общая длина слоя L = TALh
На стыке участков входная температура газа может претерпевать разрыв.
Скорость фильтрации от участка к участку меняется скачкообразно, и на раз-
ных участках возможно движение газа в противоположных направлениях.
Коэффициент теплоотдачи в слое определяется с помощью заданной кри-
териальной зависимости.
3 5-437
33
Nu = ЛЯе*, (1.43)
причем применительно к процессам обжига и охлаждения А = 0,106 и q = 1 для
Re < 200 и А = 0,61 и q = 0,67 для Re > 200 (данные В.Н. Тимофеева).
Применительно к процессу сушки слоя окатышей
А = 0,0166 и q = 1,18 при 430 < Re < 1570.
Уравнения (1.43) решаются одним из численных методов (конечно-разно-
стная аппроксимация).
Данные по тепло- и температуропроводности даны в табл. 1.12 и 1.13.
Таблица 1.12
Температуропроводность железорудных окатышей
Фабрика окомко- вания Температуропроводность, 106, м2/с, при г, °C
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
цгок — 0,280 0,250 0,210 0,20 0,198 0,190 0,175 0,160 0,166 0,218 0,295 0,36
СевГОК 0,390 0,250 0,230 0,210 0,193 0,176 0,177 0,175 0,165 0,166 0,190 0,210 0,270
ссгок 0,350 0,290 0,240 0,200 0,190 0,190 0,210 0,250 0,320 0,400 0,48 0,59 0,70
КачГОК 0,255 0,216 0,191 0,180 0,176 0,183 0,193 0,195 0,138 0,212 0,260 0,232 0,180
ЛебГОК 0,250 0,232 0,218 0,200 0,186 0,128 0,160 0,185 0,186 0,218 0,229 0,212 0,190
МихГОК 0,32 0,280 0,220 0,200 0,180 0,170 0,180 0,210 0,260 0,330 0,400 0,480 0,580
Таблица 1.13
Теплопроводность железорудных окатышей
Фабрика окомко- вания Теплопроводность, Вт/(м • К), при г, °C
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
цгок — 0,651 0,55 0,488 0,515 0,639 0,634 0,558 0,546 0,523 0,639 0,755 0,79
СевГОК 0,907 0,848 0.755 0,639 0,441 0,302 0,651 0,662 0,661 0,523 0,534 0,895 1,337
ссгок 1,953 0,872 0,755 0,558 0,430 0,348 0,302 0,302 0,383 0,697 1,465 2,07 2419
КачГОК 0,976 0,953 0,930 0,883 0,837 0,744 0,616 1,163 1,163 0,384 0,814 1,860 2,209
ЛебГОК 1,418 1,383 1,256 0,784 0,430 0,442 0,640 0,802 0,919 0,942 1,00 1,810 1,396
МихГОК 0,791 0,744 0,663 0,448 0,372 0,349 0,384 0,512 0,675 0,884 1,163 1,686 2,291
2.3.2. Тепловая схема обжигового агрегата
(схема газовоздушных потоков)
Схема газовоздушных потоков характеризуется следующими показателями:
— расходом топлива;
— расходом и температурой теплоносителя;
— расходом и температурами воздуха на горение и разбавление;
— количеством тепла, используемого вне машины;
— параметрами тягодутьевых средств.
34
Расход топлива (природного газа) определяется на основании теплового
баланса:
Qmeop О) 4* Qba 4* Qzud 4" QdeK 4” Qdi/c 4" Qoki/cj (1 «44)
где Qmeop — теплота, необходимая для обжига единицы массы шихты.
Правая часть (1.44) представляет статьи затрат тепла:
— на физический нагрев окатышей
£?о =Cpt„; (1.45)
— на удаление физической влаги
(L=^; (1-46)
— на удаление гидратной влаги
О-47)
— на диссоциацию карбонатов
е^=7,64[СаО"]; (148)
— и на диссоциацию гематита
Qduc = 3,6б[реОй]; (1.49)
— приход тепла от окисления магнетита
= 3,85[FeO«]; (1.50)
Qmtop = CptM + q„G„ + дгЬг + 7,64[CaO*] + 3,66[FeO"] - 3,85[FeO"], (1.51)
где Cp — средняя физическая теплоемкость окатышей, кДж/(кг • град);
qH и q? — удельные теплоты испарения и удаления гидратной влаги,
кДж/кг;
Ge и Gz— количество удаляемой физической и гидратной влаги, кг.
Верхним индексом (и) отмечено начальное содержание компонентов в шихте
окатышей (%); [FeOd] — количество диссоциированного гематита (%) в пере-
счете на FeO. Тепловой баланс обжигового агрегата может быть записан сле-
дующим образом:
Qmeop
= QriJM +Qn +QC„-Qv„
iC'XUM p p *^yX~
(1.52)
где тепло от сжигания природного газа:
= Qpy;
(1.53)
тепло отходящего из зоны охлаждения воздуха, подаваемого на горение:
Q‘P = су;;
(1.54)
количество тепла, используемого от отходящих из слоя потоков в зоне сушки:
Р Р с’
(1.55)
35
тепло, уносимое дымовыми газами в атмосфере:
где К, Г/, Г/, Уух -
QyX=C^Vyxtyx, (1.56)
объемы (при нормальных условиях) природного газа,
рециркуляционного воздуха на горение, рециркуля-
ционных дымовых газов в зону сушки и дымовых
газов, сбрасываемых в атмосферу;
температуры этих теплоносителей;
их средние теплоемкости.
Уравнение теплового баланса для агрегата записывают следующим образом:
О =OPV +CeVet +CeVct -CyxV t
*^meop “г ' v pr p 1 г ' pr plc p r yxl yx '
(1-57)
Расход природного газа на 1000 кг окатышей с учетом потерь тепла в
горне и через кладку горна обжиговой машины (пирометрического коэффи-
циента т = 0,85) может быть найден по величине
Q'^m = -г = +opi. а.58>
г1 И
Расчетное уравнение для расхода природного газа записывают следующим
образом:
Ve = (1 /цО;Л){1000(С/и + qe,G„ + дгвг + 7,64(СаО") + 3,66[FeOd] - 3,85[FeO"]) -
-(СХг+СХЧ)}-
(1.59)
Горячие продукты горения разбавляют воздухом — разбавителем или пере-
точным воздухом, подаваемым из зоны охлаждения, количество которого оп-
ределяется рабочей температурой в горне.
Коэффициент расхода воздуха — разбавителя араз определяют из уравнения
теплового баланса горения, которое удобно использовать в следующем виде:
(1.60)
По данным, для обжиговых конвейерных машин ц = 0,85 для зоны подо-
грева и ц = 0,90 для зоны обжига. В результате расчетов определяют значения
араз для отдельных отапливаемых зон в зависимости от температур воздуха,
поступающего на горение и разбавление.
Параметры газовоздушных потоков представлены на рис. 1.20. Распределе-
ние температур по длине отапливаемой части обжиговой машины на рис. 1.21.
36
a
a
6
Рис. 1.20. Зависимость расхода тепла топлива /, количества тепла сбросов 2, количество тепла,
расходуемого на процесс обжига 5, коэффициента расхода воздуха горения 4, разбавления 5 и
общего 6 от относительной площади зоны охлаждения 1 при температурах в горне 900°С (а)
1300°С (6)
2.3.3. Тепловой баланс
обжига окатышей
Для получения готовых окаты-
шей с заданными металлургически-
ми свойствами их необходимо на-
греть до температур обжига, обус-
ловленных установленной техноло-
гией. При этом теоретически необ-
ходимое количество теплоты (Qm)
составляет сумму теплот на физи-
ческий нагрев окатышей (QOK) и теп-
ловые эффекты физико-химических
превращений
Вакуум-камеры
Рис. 1.21. Распределение характеристик сжига-
ния топлива и температур по длине активной
части обжиговой конвейерной машины (Косто-
мукшский ГОК): 1 — температура горновых
газов; 2 — коэффициент избытка первичного
воздуха; 3 — то же вторичного; 4 — температура
отходящих газов; 5 — удельный выход теплоно-
сителя при сжигании топлива
UUOl 'd
(1-61)
Фактический расход тепла (рас-
ход тепла от сжигания топлива), зат-
рачиваемого на термообработку ока-
тышей на обжиговой конвейерной
машине, представляет собой более
сложную зависимость, учитываю-
щую технологическую и теплотех-
ническую схемы агрегата.
Схему тепловых потоков обжиговой конвейерной машины можно предста-
вить в виде входных и выходных источников тепла (рис. 1.22). Тогда тепловой
баланс как сумма входящих и выходящих потоков равен:
37
поту
(1.62)
Qm + Q'on + Qe+ Q^ =
где Qm — тепло от горения топлива;
Q'ok , Q"ок — соответственно теплота входящего и выходящего материала;
Оэф — эффективный тепловой эффект физико-химических
процессов;
Qe — тепло, вносимое воздухом;
Qom — тепло отходящих газов;
Qnom — потери тепла.
► Q\
Рис. 1.22. Схема тепловых потоков обжиговой конвейерной машины
Значения потоков тепла выражаются в удельных величинах, МДж на тонну
исходных либо обожженных окатышей. Из общего уравнения теплового ба-
ланса обжиговой машины следует:
Qm = + (Qom — Qe) + (С"»
— Q'ok)+ Qnom
Перепишем (1.63) в виде:
ПК У
(1.63)
(1.64)
(Jnm — технологические потери тепла;
QnK — конструктивные потери тепла.
Для технологических потерь тепла
<2пк =
Qnom у
(1.65)
для конструктивных
• где Qnom включает в себя потери тепла через кладку, с охлаждающей водой и т. д.
Окончательно можно записать (ввиду малости пренебрегаем статьями
Qnm = Q"oK + Qom- (166)
Используя выражение (1.63), можно записать удельный расход топлива для
тонны исходных окатышей:
38
(1.67)
(1.68)
» Оэф + Qnm + QnK
b‘—o:—
или для тонны обожженных
где QHP — низшая рабочая теплота сгорания топлива.
Если известна доля конструктивных потерь тепла в общем тепловом ба-
лансе (к„), тогда
L _ Оф+Отп+Ож
(1.69)
Приближенно суммарный тепловой эффект физико-химических превра-
щений без учета реакций твердофазного минералообразования и процесса ча-
стичного расплавления материала рассчитывается по формуле:
0^ = 0,01[ДЯ„1Уо + ДЯ^ДСаО") + ДЯАж.(РеОв)- ДЯок(РеО°)^<ж -
- 5°(Я, + Я2(1 - у,) - ДЯ3(¥ле - Vi))]-
(1.70)
В табл. 1.14 приведены основные физико-химические превращения и эн-
тальпии реакций, протекающих при обжиге железорудных окатышей.
Основные физико-химические превращения,
учитываемые при расчете суммарного теплового эффекта
Таблица 1.14
Реакция Температурный интервал превращения, °C Средний удельный тепловой эффект, кДж/кг вещества
(Н2О) > (Н2О)„ 0-200 2680/Н2О
2Fe,O4 + 0,50, — 3Fe,O, 3 4 ’ 2 2 3 300—1200 — 14290/О2
MgCO3 = MgO + co2 400-500 2280/СО2
CaCO, = CaO + CO2 600-900 3800/С02
3Fe,O, = 2Fe,O4 + 0,50, 1200 13795/О2
FeS2 + Fe3O4 + 3O2 — 2Fe2O3 + 2SO2 300—1100 —14600/S
CaO + SO2 + 0,5O2 = CaSO4 400-1100 —15800/S
CaSO, + Fe,O, = CaO • Fe,O, + SO, + 0,50, 4 23 23 4 ’2 1100 9280/S
После подстановки
= 22,6И^° + ЗЦСаО") + 15,3(FeOe) - 10(FeO°)vOK -
-[146 + 158(1 - Vl) - 93(v^ - Vi)]. (171)
Степень развития указанных процессов определяется по кинематическим
кривым или задается на основании данных о процессе.
39
(1.72)
Расчет теплоты отходящих газов осуществляем по соотношению
q = 10"3И t Т
Х'от г от*от*'от
где tom и сот — соответственно температура и теплоемкость газов.
При наличии конкретных данных о компонентном составе
газа его теплоемкость можно рассчитать методом
аддитивного сложения.
Объем отходящих газов рассчитывается по известным скоростям фильтра-
ции в зонах обжиговой конвейерной машины:
v = 60 L Уф
от Ря h UA ’
где L — длина зоны, м;
иф — скорость фильтрации газа, м/с.
(1.73)
Количество тепла, уносимое обожженными окатышами, находится из вы-
ражения
ок ’
(1.74)
где t()K — среднемассовая температура окатышей.
Теплоемкость окатышей выбирается из табл. 1.15 или для новых видов же-
лезорудного сырья рассчитывается по ранее рассмотренной методике.
Таблица 1.15
Теплоемкость железорудных окатышей
Фабрика окомко- вания Средняя физическая теплоемкость, кДж/(кг • К), при температуре, °C
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
СевГОК 0,710 0,756 0,790 0,818 0,841 0,861 0,880 0,897 0,913 0,928 0,943 0,957 0,971
ссгок 0,709 0,738 0,770 0,803 0,838 0,875 0,913 0,954 0,996 1,040 1,086 1,136 1,183
КачГОК 0,710 0,754 0,788 0,815 0,840 0,862 0,882 0,901 0,919 0,937 0,954 0,971 0,987
ЛебГОК 0,720 0,765 0,798 0,824 0,846 0,866 0,884 0,900 0,916 0,931 0,945 0,959 0,972
МихГОК 0,711 0,759 0,796 0,825 0,851 0,874 0,896 0,916 0,935 0,953 0,971 0,988 1,005
Значения коэффициента потерь (Ля) в зависимости от типа обжиговой
конвейерной машины (ОК-108, ОК-306 или ОК-520) изменяются в пределах
0,3-0,2.
Теплоемкость. Для кажущейся теплоемкости предлагается использовать
следующее уравнение:
Vp 1 1л\^СуШ 1 1 *^^ок ' х**'^)
где ДСОШ, ДСг,„}, ДСХК, ДС^с, ДСОК — изменение теплоемкостей сушки, де-
гидратации, декарбонизации, диссоциации оксидов, окисления.
40
Ср = а + ЬТ- сТ\ (1.76)
а средняя за интервал температур
Т2
ДЯ = JCpdT = СР(Т2 - 7,) = а(Т2 - 7]) +1 b(7* -Т2)-с±~£. (j,78)
Т|
Для различных фабрик окомкования предложены следующие интерполя-
ционные уравнения для теплоемкости и энтальпии окатышей в интервале тем-
ператур 273—1573 К.
Качканарский ГОК:
Н223 = 0,1827 + 0,338 • 10 4 72 + 3429,47-' - 64,766;
Ср = 0,191 + 0,338 • 10-47- 12,5627-';
Ср = 0,182 + 0,676 10~47 — 3429,4 7-2.
Северный ГОК:
Н^з = 0,1937 + 0,266 • 10 472 + 40957-' - 69,67;
Ср = 0,2 + 0,266 • 10-47-';
Q = 0,193 + 0,53 • 10-47— 4095 7-2.
Стойленский ГОК:
Н22з = 0,2017+ 0,196 • 10-472 + 4157-' - 71,53;
Q = 0,206 + 0,196 • 10-47- 15,27-';
Ср = 0,201 + 0,393 • 10'47— 4151 Т\
Лебединский ГОК:
Н^з = 0,1877 + 0,259 • 10-472 + 39057“' - 67,28;
Ср = 0,201 + 0,259 • 10-47— 14,37“';
Ср = 0,187 + 0518 • 10"47— 39057"2.
Михайловский ГОК:
Н^з = 0,1877 + 0,34 • 10 4 72 + 39337-' - 68,0;
Ср = 0,196 + 0,34 • 10-47- 14,47“';
Ср = 0,187 + 0,68 • 10‘47— 3933 7"2.
В табл. 1.15, 1.16 представлены данные по теплоемкости окатышей различ-
ных ГОКов в широком интервале температур.
Значения коэффициента потерь (к„) в зависимости от типа обжиговой
конвейерной машины (ОК-108, ОК-306 или ОК-520) изменяются в пределах
0,3-0,2.
Тепловой баланс обжига представлен в табл. 1.17.
41
Таблица 1.16
Средняя теплоемкость компонентов железорудной шихты,
кДжДкг • К) [1J
г, °C Fe3O4 Fe2O3 FeO А12О3 SiO2 СаСО3 MgO СаО MnCO3 MgCO3
0 0,631 0,614 0,698 0,736 0,673 0,761 0,865 0,715 0,669 0,757
100 0,673 0,669 0,719 0,777 0,773 0,786 0,953 0,836 0,740 0,840
200 0,719 0,711 0,732 0,807 0,840 0,807 1,003 0,809 0,794 0,911
300 0,761 0,752 0,744 0,832 0,896 0,836 1,041 0,953 0,832 0,974
400 0,807 0,786 0,752 0,849 0,936 0,857 0,066 0,995 0,849 1,024
500 0,849 0,815 0,761 0,857 0,961 0,878 1,087 1,024 0,874 1,058
600 0,857 0,840 0,769 0,865 0,997 0,899 1,104 1,049 0,886 1,083
700 0,857 0,865 0,773 0,874 1,007 0,915 1,120 1,074 0,903 1,099
800 0,857 0,869 0,777 0,882 1,028 0,932 1,133 1,091 0,920 1,120
900 0,857 0,874 0,782 0,890 1,045 0,945 1,150 1,108 0,928 1,133
1000 0,857 0,882 — 0,899 1,066 0,957 1,158 1,124 0,936 —
1100 0,857 0,886 — 0,903 1,083 0,882 1,166 1,137 0,945 —
1200 0,857 1,099 — 0,907 1,095 0,890 1,175 1,150 0,953 —
1300 0,857 0,899 — — — — — — — —
Таблица 1.17
Тепловой баланс обжига
Статья 103, кДж/100 кг ок %
Приход тепла
Химическое тепло топлива 167,5 58,0
Физическое тепло сырых окатышей 2,1 0,7
Тепло, вносимое постелью 1.5 0,5
Тепло, вносимое с металлом конвейерной ленты: колосниками тележкой ходовой частью 2,4 7,4 0,3 0,8 2,6 0,1
Тепло экзотермических реакций 46,5 16,2
Физическое тепло рециркулируемых потоков: теплоноситель в зону сушки воздух на горение и разбавление 31,0 10,4 10,8 3,7
Физическое тепло воздуха: в зону рекуперации в зону охлаждения подсосов 8,0 3,5 7,4 2,8 1,2 2,6
Итого 288,0 100
42
Продолжение табл. 1.17
Статья 10\ кДж/100 кг ок %
Расход тепла
Физическое тепло материалов: обожженные окатыши постель 37,2 12,9
Физическое тепло конвейерной ленты: колосники тележка ходовая часть 5,2 30,6 0,4 1,8 10,8 0 .
Тепло эндотермических реакций 47,0 16,3
Физическое тепло рециркулируемых потоков: теплоноситель в зону сушки воздух на горение и разбавление 31,0 10,5 10,8 3,7
Физическое тепло отходящих газов: сбрасываемых в атмосферу подлежащих использованию вне машины 47,2 33,5 16,3 11,6
Потери тепла и невязка 33,6 11,7
Итого 288,0 100
2.3.4. Математическая модель
процессов термообработки окатышей
Математическая модель обжига окатышей включает уравнения тепло- и
массообмена в слое, теплообмена между газом-теплоносителем и обжиговой
тележкой и модель газодинамики. Она предназначена для определения вели-
чины неизмеряемых параметров, таких, как температуры газа и материала в
слое, температура обжиговой тележки, скорость фильтрации газов в слое, ско-
рости нагрева и охлаждения слоя, а также служит основой для оптимизации
режима обжига окатышей.
Тепло- и массообмен в слое окатышей. Математическая модель процессов
тепло- и массообмена получены при следующих допущениях.
Внутреннее термическое сопротивление окатышей учитывают коэффици-
ентом массивности (т), связанным с критерием Био (Bi):
т = 1 -1 / 5Bi; Bi = aFd / 2Хм. (1.79)
Тепловые эффекты химических реакций учитывают через «кажущуюся»
(эффективную) теплоемкость окатышей.
Система дифференциальных уравнений теплообмена в слое окатышей при
обжиге имеет вид:
43
< Рс.ш.0 -Е)[Сс.ш + ЬСш ~ rAdb / dtM)](dtM/ dx) = {av/m)(te-tM);
(1.80)
Gce {dx / dy) = -pc.„ (1 - t){db / dx),
где Gc ?
^с.г
Сн2о
b
— удельный расход сухого газа, кг/(м2 • ч);
— удельная теплоемкость сухого газа, кДж/(кг • °C);
— удельная теплоемкость водяных паров, кДж/(кг • °C);
— влажность газа;
— влажность окатышей;
b = f{tu) по опытным данным, приведенным ниже:
t„, °C 0 25 50 75 100 125 150 175 200 300
ь 0,090 0,087 0,050 0,030 0,015 0,009 0,004 0,002 0,0 0,0
Объемный коэффициент теплоотдачи av определяют по коэффициенту теп-
лоотдачи
о. = М6(1 — e)/db
При расчете af используется соотношение:
af = Nu К/d,
где Nu = 0,106 Re для Re < 200;
Nu = 0,61 Re0’67 для Re > 200,
Re = pe^d/x\ee,
где — скорость влажного газа, м/ч;
рвг — плотность влажного газа, кг/м3;
т]вг — динамическая вязкость газа, кг/(м • ч);
Теплоту испарения воды рассчитывали по формуле:
гп = 595 — 0,55 tuc,
где tuc — температура насыщения.
Для решения уравнений тепло- и массообмена используются краевые ус-
ловия:
= *ис(у) при х = 0; te = гг(т) при у = 0.
В стационарном режиме т эквивалентно г, т. е.
т = z/u,
где и — скорость ленты, м/ч.
При переходе в зону, где происходит реверс газового потока, реверсирует-
ся и температурное поле. Так, на границе I и 2 зон (сушки)
44
O', Ti) = t4(y0 — y, 0),
где Ti — время обработки материала в зоне /,
у0 — высота слоя.
Теплообмен между газом и тележкой. При определении температуры газа на
входе в слой в зонах с продувом теплоносителя снизу вверх и на выходе из слоя
в зонах с движением теплоносителя сверху вниз учитывается взаимодействие
газа и обжиговой тележки. Температура тележки в конце интервала (0, т):
-Оехр{(^Дт/С„,)[1 -ехр(а/и>Д,)]}.
(1.81)
Температура газа на выходе из тележки:
Г4 = г чсж - Ш и>,сг дт];
G ^с.гР ’
(1.82)
где — температура газа на входе в тележку, °C;
tH — начальная температура тележки, °C;
а — коэффициент теплоотдачи от газов к тележке, Вт/(м2 • °C);
С — теплоемкость тележки, кДж/(м2 • °C);
С — теплоемкость проходящего через тележку газа, кДж/(м3 • °C).
Уравнение газодинамики. Падение давления в каждой точке по длине зоны
Др, определяется суммой падений давлений на элементарных участках по вы-
соте слоя и падения давления на колосниках.
у
Ад (г) = J Д/Hz) + Дд (<:);
о
(1.83)
Уо
АД,,, = J
о
klv(y,z)+k2w„e(y,z)x
1-(ДЛ1/2)10-5 273
+ ^P«.-(y^)wl(yK,z)2x —-Ц-:
где кх и кг — коэффициенты газодинамического сопротивления слоя;
Др, — падение давления, Па;
vO', £) — кинематическая вязкость влажного газа, м2/с;
— коэффициент сопротивления колосников тележки;
ювг — скорость влажного газа; м/с;
— координата колосника, м:
у() для зон с просасыванием слоя
0 для зон с продувкой слоя.
После преобразования уравнения для определения Ссг получили
A(z) = GJ (z) + B(z) Gce + C(z),
45
откуда
GCJ (?) = s k J- B(z) + ylB(z)2 - 4A(z)C(z)
(1.84)
где
A(z) =
А:2|1+х(у,х)]П + 1,24г<.гх(х,х) + 273]
36002рс.,-273[1-(Дрс,/2)10-51
>dy +
U?(->'Jt.z)+273][l + l,24pt.<x(j>Jt,z)Hl+x(j'Jt,z)]
273 36002pc,(l-Apc, IO'5)
УО
D(7\- f *,v(y,z)[l+x(y,z)] ,
a(z) ~ J-------3600-----ay; c(?) = -ДРс, •
0
Для нахождения коэффициентов газодинамического сопротивления слоя
ki и к2 используется уравнение, описывающее закономерности движения газа
в слое пористых материалов:
Ар = /,Ау[6(1 -E2)/d,E2]peiw2e.e /2 ,
(1.85)
где Др — потери напора газа на участке высотой Ду, кПа;
f, = (A'/Re) + В' — коэффициент газодинамического сопротивления
слоя, для окатышей А' = 112 • I0-3, В' = 0,45 • 10-3;
d, — эквивалентный диаметр частиц в слое, м.
Re = wetd/v = wee2d} / 3v(l -e); wej = we\T/To),
тогда
112 10’33v(l-e)
”.^T/T0)2d,
+ 0,45 IO’3
(1.86)
где we4) — скорость движения газа при нормальных условиях, м/с.
Окончательно
= ( 112-3v(l-e) 045\ю-зд 6(1-е)р w2.,q £
\^.л(Т/Т0)2<13 ’ J у 2d? То
С другой стороны,
(1.87)
Др = Дурищу we.x> + k2w\_^(T/T0)].
Из сравнения коэффициентов при первой и второй степенях получаем:
Л, = 0,504[( 1 - е)7</э2е3]; к2 = 0,00135 [(1 - е)/^3]. (1.88)
Общий расход газа, выходящего из слоя в z-той зоне:
i,
К.>, = р ^ЗбОО^ , (1.89)
где £] — длина /-той зоны;
/ — ширина ленты.
46
Блок-схема алгоритмов совместного решения уравнений теплообмена и
газодинамики приведена на рис. 1.23 и 1.24. Отличие приведенных блок-схем
обусловлено различием способов подвода теплоносителя в слой в зонах сушки 1
и подогрева и обжига. При подаче теплоносителя снизу (в дутьевые камеры)
последовательно решают уравнения теплообмена в обжиговой тележке, в слое
окатышей и уравнения газодинамики. При подаче сверху последовательность
меняется. Наличие программных модулей в соответствии с рис. 1.23 и 1.24
позволяет компоновать загрузочные модули применительно к различным схе-
мам обжиговой машины.
8
Чтение
начальных
значений tM, G
Вычисление
Расчет
теплообмена
между газом
и материалом
к : = 0
гнач
I- 9
10
G: = G(k)
г13—-------
Е : = АВ8(ГЖ —
15
Нет 14
г- 5
20
температура
в вакуум-камере
г- 6
Вычисление
16
Нет
ГР
17
Вычисление
G{k)
г- 8
/: = 0
г.в.к
Расчет
теплообмена
между газом
и тележкой
10
til
16
Да
Зона сушки
Нет
г-20
<7: = ад
Да 19
— 18----1-------
= ABS(d—6(Л)/(7
Нет
Рис. 1.23. Блок-схема алгоритма расчета теплообмена и газодинамики
в зоне сушки 1
47
( Зона подогрева
I (обжига)
Рис. 1.24. Блок-схема алгоритма расчета теплообмена и газодинамики
в зонах подогрева и обжига
t, (/, к + 1/2): =
= л(/ + 1, к +S)
Вычисление
6 (к, Ыг)
Вычисление
G(k)
Г”15—1-------
е : =
= ABS(G~G(k)/G
Расчет
теплообмена
между газом
и тележкой
Решение уравнений теплообмена
в слое осуществляли в конечно-раз-
ностном виде. В результате решения
получаем значения температуры ма-
териала („(/+ 1/2, Л), газа гг(/, к + 1/2)
и влажности: x(z, к + 1/2) в узлах сет-
ки (рис. 1.25). Расчет каждого эле-
мента сетки проводится методом ите-
раций.
Рис. 1.25. Сетка уравнений теплообмена.
48
2.3.5. Расчет температурного поля в обжигаемом слое [4]
Температуру слоя окатышей и теплоносителя по прошествии времени т от
начала процесса и на расстоянии (высоте) h от места подвода теплоносителя
вычисляют из выражений
(1.90)
с = с+в0А(4"-С);
(1.91)
где QOK и 9, — относительные температуры окатышей и теплоносителя.
Величины Q„K и 0? определяют по номограммам Шумана-Будрина в зависи-
мости от критериев места Y и времени Z, которые удобно представить в виде
Y = 0,278
аь- h
1000 CW ’
1 «ь. т
60 1000 Скажр '
(1.92)
(1.93)
где aLv— суммарный объемный коэффициент теплопередачи
(ккал/м3 • с • °C), определяемый из выражения
1 = 1 R2
«1г ” «г + 15(1-<р)Х ’
(1.94)
— коэффициент внешней теплопередачи;
— кажущаяся теплоемкость окатышей;
/?2/(15(1—<р)Х) — внутреннее термическое сопротивление окатышей;
R — радиус окатышей, м.
где av
С к аж
Для определения коэффициента теплопередачи av используют выражения
вида Nu = aRe4.
Lf/0,9 7^0.3
ar=A^-M, (1.95)
где A — коэффициент, учитывающий индивидуальные свойства
материала (его значения колеблются от 150 до 219);
М — коэффициент, учитывающий наличие мелочи в слое
(при наличии мелочи 3—7% М = 0,9—0,7).
Пример 1. Произвести расчет нагрева слоя окатышей в зоне подогрева об-
жиговой машины площадью 408 м2.
Расчет выполняется по элементарным слоям толщиной 100 мм.
Исходные данные:
температура газов над слоем teH = 1100°С;
температура элементарного слоя окатышей на входе в зону подогрева = 280°С;
4 Э-437
49
скорость фильтрации газов W = 0,8 м/с;
диаметр окатышей d = 0,013 м;
порозность слоя ф = 0,4;
время подогрева т = 3,88 мин;
насыпная масса окатышей р = 2,0 т/м3.
Объемный коэффициент теплопередачи определяется из следующих выра-
жений:
при Re > 200
гср
Та V
при 20 < Re < 200
(1.96)
(1.97)
1100 + 280 znn °Г'«
г.ср = ------з----- = °90 С’
Re =
v, То
0,8 0,013 963 _
“ Г1(М0-‘ 273 “ ’
а„ = 3,66 0,6
О,8067
0,013м3
963 V’67 7-Ю-2
273 ) (НО-Ю-4)067
= 45000.
Суммарный объемный коэффициент теплопередачи:
1 _ 1 0,00652
<хь “ 45000 + 15 0,6 7-iO1 ’
а£„ = 34500 ккал/(м3 • ч • °C).
Критерии места Y и времени Z определяются из:
Y = 0,278 34,5 = 3,33;
U,о -U,3o
7 = —34 5 3,88 = 5 99
60 0,186-2,0
где Скаж — кажущаяся теплоемкость окатышей, определяется с учетом
физико-химических процессов в слое.
По номограммам Шумана-Будрина в зависимости от критериев места и
времени определяются безразмерные температуры окатышей вж и теплоноси-
теля 0г.
При А = 0,1ми1 = 3,88 мин, т. е. к концу зоны подогрева, в нижней части
элементарного слоя Y = 3,33; Z = 5,99, тогда 0^ = 0,85.
Температуры окатышей и теплоносителя в этой точке равны:
С = 280 + 0,76(1100 - 280) = 900°С;
£ = 280 + 0,85(1100 - 280) = 980°С.
50
При h = 0 м и т = 3,88 мин, т. е. к концу зоны подогрева, в верхней части
элементарного слоя Y= 0; Z= 5,99, 60К = 0,99.
С = 280 + 0,99(1100 - 280) = 1095°С.
При Л = 0,1 м и т = 0 мин, т. е. к концу зоны подогрева, в нижней части
элементарного слоя Y= 3,33; Z= 0, тогда 0г = 0,04:
г; = 280 + 0,04(1100 - 280) = 315°С.
Средняя температура теплоносителя, входящего в последующий элемен-
тарный слой окатышей, составит
980 + 315
2
= 450°С.
Следующий элементарный слой рассчитывается подобным образом.
Результаты расчета теплообмена в слое окатышей машины площадью 408 м2
по всем зонам приведены на рис. 1.26.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
§ 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Рис. 1.26. Изменение температуры материала по зонам обжиговой машины ОК-408: на входе в
зону сушки I (7), в зону сушки II (2), в зону подогрева (3), в зону обжига (4), в середину зоны
обжига (5), в зону рекуперации (6), в зону охлаждения I (7), в середину зоны охлаждения I (ф,
в зону охлаждения II (9), на выходе с машины(70, на выходе с машины при реверсе охлажда-
ющего воздуха (77)
51
2.4. Расчет аэродинамического сопротивления слоя
при обжиге окатышей [1]
Аэродинамическое сопротивление слоя и донной постели определяют из
выражения:
= ^H/d)p0(w02/2g)(T/T0)(p0/p). (1-98)
Для колосников
ДЛ = kp0(w02 /2g)(T/T0)(p0/p), (1.99)
где £ — критерий сопротивления слоя;
к — коэффициент сопротивления колосников;
Н — высота слоя, м;
d — диаметр окатышей, м;
ро — плотность газа, кг/м3;
vv0 — скорость газа в пустой трубе, м/с;
g — ускорение силы тяжести;
р и pQ — фактическое и нормальное давление;
Т и Го — физическая и нормальная температура.
Таблица 1.18
Расчет аэродинамического сопротивления слоя и колосников
Параметр Зона
сушки подогрева обжига 1 обжига 2 охлаждения
Температура теплоносителя, °C
над слоем 350 1000 1350 1350 820
над колосниками 65 122 240 600 101
под колосниками 70 122 163 500 20
Средняя температура, °C
в слое 207,5 561 795 976 460
в колосниках 67,5 122 202 550 60
V 'О6- М/С 33,5 85 128 165 70
Скорость фильтрации, м/с 0,86 0,755 0,636 0,414 М
Re 632 380 272 160 580
£ 67 77 84 99 67
Я, м 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35
H/d(d = 0,014 м) 25 25 25 25 25
дД,- Па 1390 2140 2120 1250 3500
Дро, с учетом мелочи, Па 1660 2560 2540 1500 4180
к 22 22 22 22 22
Па 10 10 10 10 10
Принятое Дрг Па 500 500 500 500 500
дД, + ДА> Па 2160 3060 3040 2000 4680
52
Пример расчета аэродинамического сопротивления слоя колосников при-
веден в табл. 1.18. Аэродинамическое сопротивление газовоздушных трактов
(Лртр) и газоочистных устройств (Ддо) оценивают ориентировочно и уточняют
при рабочем проектировании. На основании расчетов определяют общее аэро-
динамическое сопротивление сети:
&Рс ^Рсг + ^Рк ^Ртр + ^Рго‘
(1.100)
2.5. Расчет коэффициентов
газодинамического сопротивления
обжиговой машины [4]
Суммарное сопротивление обрабатываемого слоя и постели:
ЛИ/2 Т
^=^,+^P„=^^W^-^, (1.101)
где — условный коэффициент газодинамического сопротивления слоя
и постели, причем
+^.д/2-а т- (1-102)
Почти для всех условий можно определить условный коэффициент газоди-
намического сопротивления слоя, постели и колосников так как разреже-
ние в вакуум-камерах известно:
Ли/2 т
ЬР2 = ДР„ + ЬРК + ДРр, = Ъ £ Рм) , (1.103)
причем
Е - Е +Е ДИ2 d°K Рм' Тк - Е f1+АК Y +ff т» +е Тк \и2 d°K pfMb л 1пд\
h- 2 + Чл d т + т h -(1.104)
Р' Рр.|д 1 рл Х У \ п Р’ А' ) Р’ НР*о
При фиксировании давления в конечных точках трактов представляется
возможным вычислить условный коэффициент газодинамического сопротив-
ления сети в целом или части ее, включающей участок тракта (£3):
(1.105)
кр - ъ -9-
м ок
и/2
2g
Ррю
А» .
5
(1.106)
Слой. При диаметре окатышей 12,15...15,1 мм, насыпной массе 1910...2310
кг/м3, кажущейся плотности 3300...3350 кг/м3 порозность слоя, загружаемого
53
на тележки, составляла 0,31...0,39 м3/м3. В этих условиях коэффициент сопро-
тивления слоя изменяется в широком диапазоне: от 38,1 до 427. Нижний пре-
дел хорошо согласуется с лабораторными данными для порозности слоя в пре-
делах 0,3...0,4, а верхний предел характеризует отклонения от нормального
процесса и специфические случаи термообработки окатышей на конвейерной
ленте машины.
Особенности процессов обработки окатышей на машинах конвейерного
типа, обуславливающие изменение порозности слоя, должны учитываться при
подсчете коэффициентов сопротивления слоя из соотношений
С7
(1.107)
(1.108)
где а и b — эмпирические коэффициенты.
Рис. 1.27. Зависимость
коэффициента газодинамичес-
кого сопротивления слоя (£tJ)
от его порозности (<р) при
Rec, = 300: /, 2, J, 4, 5 —
данные различных авторов
тивления от зоны сушки
На величину в общем случае оказывают вли-
яние скорость фильтрации, размер гранул и тем-
пература газов. Влияние этих параметров на вели-
чину при числах Рейнольдса ReCJ > 200 + 400
(условие обжиговых машин) несущественно. При
ReCJ = 300 зависимость коэффициента газодина-
мического сопротивления от порозности слоя мо-
жет быть определена по экспериментальным дан-
ным (рис. 1.27). Для железорудных окатышей с
Ф = 0,449 + 0,498 в работе рекомендуется эмпири-
ческая формула, согласно которой
^=(0,3/<;) + 40<7,
(1.109)
где dcl — средневзвешенный диаметр гранул, м.
На машинах, имеющих «реверс» в зоне сушки
и дутье снизу вверх по всей зоне охлаждения, для
слоя характерно повышение коэффициента сопро-
II до зоны рекуперации примерно на 15%. В зоне
рекуперации величина коэффициента снижается на 20%, а в зоне охлаждения I
резко увеличивается (на 60%). В зоне охлаждения II коэффициент снижается
до уровня, характерного для зон подогрева и обжига (табл. 1.19).
Донная постель. Коэффициент газодинамического сопротивления донной
постели по зонам изменяется аналогично коэффициенту сопротивления обра-
батываемого слоя (см. табл. 1.21). По абсолютной величине коэффициент со-
противления постели может быть равен коэффициенту сопротивления слоя
или превышать его в 3—4 раза при плохом качестве постели.
Колосниковое поле. Сравнение усредненных фактических коэффициентов
газодинамического сопротивления колосников с расчетными показывает, что
фактические величины коэффициентов на 1—2 порядка выше, чем расчетные,
54
Таблица 1.19
Относительное изменение коэффициентов газодинамического сопротивления
по зонам конвейерных машин при отсутствии «реверса» в охлаждении
Коэффи- циент Наличие реверса в зоне сушки Зона Зона охлаждения
сушки подо- грева обжига реку- перации
I II в целом I II в целом
Есть — 0,866 — 1,024 1,0 0,804 1,405 1,070 1,238
Есть 0,830 — 1,494 1,0 0,704 1,787 0,986 1,306
ч, Есть — 0,840 — — 1,0 — 1,833 0,691 1,072
Нет 2,394 1,387 1,891 1,226 1,0 0,730 — — 0,460
Есть — 1,862 — 1,301 1,0 1,034 0,610 0,428 0,520
Есть 1,010 1,107 1,062 1,164 1,0 0,988 1,003 0,477 0,905
Нет — — 1,082 1,066 1,0 1,069 — — 0,691
вследствие засорения щелей мелочью. Наименьшие величины характерны для
колосников ромбического и трапецеидального сечений, причем у последних
коэффициент примерно на 15—25% больше.
Особенно велики значения коэффициента сопротивления (до 5000) у ко-
лосникового поля, набранного из колосников прямоугольного сечения на ма-
шинах площадью 278,25 м2 (Северный ГОК). Жесткая конструкция колосни-
кового поля (рис. 1.28), исключающая деформацию колосников в процессе
чи
Рис. 1.28. Поперечное сечение ромбических, трапецеидальных
и прямоугольных колосников тележек обжиговых машин конвейерного типа
55
эксплуатации машины, в то же время препятствует удалению из межколосни-
ковых щелей осколков гранул, в результате чего фактическая величина про-
светов в колосниковом поле снижается до 2—3%. Выполнение боковых плос-
костей колосников с небольшим уклоном, закругление ребер и некоторое уве-
личение живого сечения колосникового поля (см. рис. 1.28) позволяют умень-
шить коэффициент сопротивления колосников в 3,5—6 раз. На обжиговых
машинах без «реверса» потоков в зоне охлаждения четко проявляется сниже-
ние коэффициента сопротивления колосникового поля по мере удаления те-
лежек от загрузочной части машины. В среднем коэффициент сопротивления
снижается от зоны сушки II к зоне охлаждения II более чем в 4 раза, что
связано с частичным удалением мелочи из межколосниковых щелей.
Существенному снижению коэффициента сопротивления колосников в зоне
охлаждения способствует повышение скорости фильтрации, стимулирующее
вынос частиц из межщелевого пространства колосникового поля. При изме-
нении направления движения воздуха в зоне охлаждения II («реверс»), когда с
потоком вносится в колосниковое поле мелочь из слоя и постели, коэффици-
ент сопротивления колосников увеличивается. По сравнению с продувом ко-
эффициент сопротивления при прососе воздуха возрастает примерно в 3,5 раза.
Тележка в целом. Несмотря на заметные изменения частных коэффициен-
тов сопротивления слоя, постели и колосников, общий коэффициент их газо-
динамического сопротивления (^2 — коэффициент сопротивления тележки)
изменяется вдоль машины незначительно (см. табл. 1.19). Исключение состав-
ляет зона охлаждения II. При подаче дутья снизу вверх величина коэффициен-
та снижается примерно на 20—50% за счет частичной очистки колосникового
поля от мелочи. При просасывании воздуха сверху вниз снижение меньше и
составляет примерно 10—15%.
Коэффициенты сопротивления тележек в обычных условиях эксплуатации
изменяются в широких пределах (от 60...70 до 280...320) и составляют (без
зоны охлаждения) в среднем ^2 = 175. Наличие двух максимумов на частотной
диаграмме распределения (рис. 1.29) характеризует как нормальные условия
Рис. 1.29. Частотная диаграмма распределения 95 значений условного коэффициента
газодинамического сопротивления тележек обжиговых машин конвейерного типа
(без зоны охлаждения)
56
эксплуатации (левый максимум, £2 = 145), так и
отклонения от них (правый максимум $>2 = 215),
выражающиеся в неудовлетворительном грануло-
метрическом составе окатышей, постели, повышен-
ном коэффициенте сопротивления колосников,
низкой прочности обожженного продукта.
Тракты. Коэффициенты газодинамического
сопротивления трактов определяются технически-
ми компоновочными решениями фабрики, соблю-
дением требований газодинамики и условиями эк-
сплуатации обжиговых машин. Показательно умень-
шение в 4...7 раз коэффициентов сопротивлений
трактов для машин большой единичной мощности
по сравнению с машинами типа ОК-108, а также
многократное увеличение коэффициента в перио-
ды отложений просыпи и пыли на отдельных трак-
тах. Для трактов подачи теплоносителя и воздуха в
зону сушки I и охлаждения (снизу вверх) пред-
ставляется возможным увязать коэффициенты со-
противления трактов с коэффициентами сопротив-
ления сетей (рис. 1.30): t,mp = £,3" где п = 1,40 для
сети подачи воздуха в зону охлаждения и п = 1,13
для сети подачи теплоносителя в зону сушки I.
Сети. Значения коэффициентов газодинамичес-
кого сопротивления сетей изменяются в весьма
Рис. 1.30. Зависимость между
коэффициентами газодинами-
ческого сопротивления сети в
целом (£3) и тракта (&тр) при
нагнетании атмосферного воз-
духа в зону охлаждения (7) и
теплоносителя в первую зону
сушки (2)
широких пределах и отражают отмеченные выше специфические особенности
газодинамики составляющих элементов. В качестве критерия экономичности
расходования давления, создаваемого вентилятором, может быть введен пока-
затель степени полезного использования давления (у), представляющий отно-
шение потерь давления в слое к полному давлению, создаваемому вентилято-
ром (эквивалентного потерям давления в сети в целом).
ДЛ
(1.110)
Ориентировочно потери давления в элементах сетей, отнесенные к пол-
ным давлением, составляют, %:
Слой Постель Колосники Тракт
Малые машины 20...50 50...10 5...10 30... 70
Большие машины 25...60 3...9 5...10 5...30
Пример 2. Определить газодинамическую характеристику сети, если известно:
Ь = 60; Ъ = 80; = 240; = 480; рРЮ = 1,280 кг/м3; р% = 1,250 кг/м3;
р,„то = 1,285 кг/м3;
ДИ = 1,06; ДР = 1,124; [(1 + ДП/2]2 = 1,061; hc, = 0,300; hn = 0,070 м;
с!ж = 0,013; d„ = 0,010 м; Та = 873К; Т„ = 623К; Тк = 550К; Tmp = 473К; 77= 0,4.
57
= 60 ОТ ОТТ '-06' '-280 “ = 306’5И<’!;
Д/>- = 80 Sot 2ОТТ '.124 U50 = 91Ж;
ДРК = 240 J*£f • 1,124 • 1,250 = 34,6И'О2;
Z • 7,о 1 ZIJ
= 480 2^81 ‘ ’’124 (ГЬУ • 485SI = 17°’1,Го2;
ДР = ДР„ + ДР„ + ДРК + ДРтр = 602,7И?.
Относительные потери давления в сети составят, %: слоя 50,84; постели
15,19; колосников 5,74 и тракта 28,23. Потери давления в зависимости от ско-
рости фильтрации:
И', м/с 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
ДР, кгс/м2 24,1 96,4 217,0 385,7 602,7 867,9
Подсосы и утечки в сетях вентиляторов
Сети вентиляторов обжиговых машин не являются герметичными система-
ми. В зависимости от уровня давления в системе (Р > Р6 или Р < Р6) имеют
место утечки газов в атмосферу или подсосы атмосферного воздуха в систему.
Утечки газов или подсосы воздуха могут быть организованные (управляемые)
и возникающие в силу наличия неплотностей оборудования (неуправляемые);
потоки организуются с целью сбросов избытков теплоносителя, регулирова-
ния его температуры и др.
Источниками неуправляемых потоков, как правило, могут являться систе-
мы продольных и поперечных уплотнений обжиговой машины, сборные (раз-
дающие) коллекторы и газоочистные агрегаты. Неплотности сборных (разда-
ющих) коллекторов следует рассматривать как эпизодические, временно дей-
ствующие факторы, в то время как неплотности газоочистных аппаратов необ-
ходимо учитывать всегда. Так, подсосы (П) в батарейных циклонах могут дос-
тигать 1,25; 5,0; 9,0 и 13% при производительности эксгаустера соответственно
150; 200; 250 и 300 тыс. м3/ч.
Подсосы в электрофильтры составляют 5,4—6,8% в зависимости от произ-
водительности эксгаустера. В группе циклонов, очищающих газ, отходящий
из-под колпака зоны сушки I, величина подсосов изменялась от 2 до 8% при
изменении количества газов со 160 до 270 тыс. м3/ч. Подсосы воздуха (утечки
газов) на отдельных участках определяют суммарную величину подсосов (уте-
чек) в сети в целом. Если количество газов, выходящих из слоя, равно ИС1, то
количество газов с учетом неплотностей продольных и поперечных уплотне-
ний V"p, V„on, коллектора V™1, газоочисток И/ , а также организованных под-
сосов У°рг можно выразить:
V -V + vnp-
Г I “ Г СЛ К П 5
(1.111)
58
2
сл
поп
сл
п ’
(1.112)
(1.113)
(1.Н4)
(1.115)
3
п
п
п
Г поп .
п ’
п
где К„ — количество газов, выходящих из слоя.
Тогда относительные величины локальных подсосов (утечек) составят:
= (И, - Ии)/(1.116)
П2 = (V2 - И,)/ И2; (1.117)
П2 = (Кз - И2)/ Г3. (1.118)
и т. д.
Суммарные величины относительных подсосов (утечек) составят:
П = = 1 - (1 - /7, )(1 - Я2)...(1 - Я,), (1.Ц9)
где / — номер последнего локального участка неплотностей.
При условии сохранения параметров газов у вентилятора и изменении ско-
рости фильтрации в слое с И7! до суммарная величина подсосов (утечек) по
сети в целом изменится с IJwi до /7w2 следующим образом:
3600Г(И/1-И/2)
И„,
(1.120)
где ИЛ1 — суммарная величина подсосов (утечек) до изменения скорости
фильтрации;
F — площадь соответствующего участка машины.
IIUH ttutt
б
б
2
Сз — tc — Свл
Рис. 1.31. Схема движения потоков в продольных (/) и поперечных (//) уплотнениях обжиго-
вых машин конвейерного типа: а — условия подсоса воздуха; б — условия утечек газов
59
Основным источником подсосов (утечек) является система продольных и
поперечных уплотнений обжиговой машины. Различие газодинамических ус-
ловий их работы (рис. 1.31) делает целесообразным раздельное рассмотрение
закономерностей, определяющих величины подсосов и утечек через продоль-
ные и поперечные уплотнения.
Продольные уплотнения
Газодинамические характеристики слоя и конструкций уплотнений обус-
ловливают развитие определенных скоростей движения газов в слое и щелях
уплотнений. В общем случае потоки имеют различную степень развития тур-
булентности. Соотношение между скоростью фильтрации в слое (ИО и давле-
нием (разрежением) в камере Рв. может быть представлено в виде:
Р = А, V W + Я. -к IV2
*в.К -^*1 г в.К ''С1 ~ 'р ’
70
(1.121)
Аналогично для щелей уплотнений запишем
+ (1.122)
'о
Индекс «к» — относится к температуре газов под колосниками, отобража-
ющей температурный уровень процессов в слое, а индекс «б» — к температуре
газов в щелях продольного уплотнения. Различие температур потока под ко-
лосниками и в щелях характеризует случай подсоса воздуха (Р < Рб).
Используя выражения для РвлС9 находим соотношение скоростей фильтра-
ции в слое и щелях уплотнения:
И4, _cyi+C,(4)AP-l (t±)ve
и; Vi+CjajAP-f «K)vK'
(1.123)
причем
C = (4/J2)(B2/5,);
С, =4Z?1M2;
С2=4Я2/Л22;
/ =
Под относительной величиной подсосов (утечек) обычно понимают отно-
шение абсолютной величины этого параметра (И„) к суммарной величине по-
тока (Усд + Ил):
п = V6/( Vel + И„).
Так как V6 = 3600 • l.LB6W6y = 3600AZ? И7,, то
1
или с учетом выражения для WJW6 получим:
1,О?Д С71+С,(/К)ДР-1 (rd)v6
’ вб (tK)vK
(1.124)
(1.125)
(1.126)
60
В случае положительного давления (Р > Рб) в камерах сушки I и охлажде-
ния, когда температуры газов под колосниками и в щелях уплотнений равны
(4 = t6 = /), для ПР>Р6 имеем:
1+O,5-gc4l+C|WH'
В6 ^1 + С2(г)ДР-1
(1.127)
Далеко не во всех случаях имеется достаточная информация для подсчета
коэффициентов Сь С2 и С.
Характер потока в щелях продольных уплотнений обжиговых машин бли-
зок к ламинарному, а в слое и на других участках сетей вентиляторов может
быть принят турбулентным.
Тогда при разряжении в камерах (Р < Р6)
Р= B^iTJT.y
Рб —
’ В6 ^TJTa 4&р
(1.128)
причем
G — ^2 •
Для вычисления относительной величины подсосов П необходимо знать
величину коэффициента С„, для определения которого могут быть использо-
ваны экспериментальные данные. При этом обычно температура газов непос-
редственно под колосниками неизвестна, а температуру газа в вакуум-камерах
(4К) фиксируют приборы. Принимая полное смешивание подсасываемого че-
рез щели уплотнений воздуха с газами, прошедшими через слой и колосники,
температуру газа под колосниками можно определить из уравнения теплового
баланса при смешивании двух потоков:
(1.129)
где СЛК, Ск и Сб — теплоемкость газов (воздуха) при температурах
в камерах, под колосниками и в щелях уплотнений
Имея выражения для П и tk, находим:
v6
(1.130)
Принимая во внимание, что в случае разряжения в камерах температура под-
сасываемого из атмосферы воздуха и отношения теплоемкостей газов изменяют-
ся в узких пределах, положим t6 = 30°С; С'= 0,95; С"» 1 и vff= 16 • 10-6 м2/с. Тогда
61
io^z^i-/7 A-i-Q95___________on n
8 В П у ' T l-П ’ 1-/7V
(1.131)
Таким образом, для вычисления коэффициента С6 необходимо знать вели-
чину подсосов П, температуру газа в камерах разрежение в камерах Рвк,
относительную величину щели уплотнений Вб/В.
Поскольку величина щели, как правило, неизвестна, целесообразно пред-
ставить выражение Сб в виде:
„ = Сб. = 106 {~п
6 ~ Вб ~ 8 В П
(1.132)
Если известно численное значение коэффициента С'б, то, решая уравнение
для С'б относительно величины подсосов, находим
+ 12(^-1,101 [2(1 + Jfe)
Х(2Н2-1,1
с'о
(Юв/8)(7др/в)'
(1.133)
Если в камерах газ находится под давлением, то температура его в щелях и
под колосниками одинакова (teK = tK = t6 = t) и
„ = сб = 2 1-/7 Тар
6 В6 В П f(t)>
(1.134)
причем
/(0 =
или при известном значении коэффициента С'б
Пр>Рб (\+С'6(В/2)(f(t))/4&Р ’
(1.135)
Повышение разрежения (давления) в вакуум-камерах сопровождается, как
видно из рис. 1.32, увеличением подсосов (утечек). Режим разрежения в каме-
рах по сравнению с режимом давления обусловливает при постоянстве абсо-
лютной величины разности (Р — Рб) более высокий уровень подсосов, чем
уровень утечек, вследствие большей плотности подсасываемого воздуха в ще-
лях уплотнения.
Поперечные и торцевые уплотнения
Схема движения потока в поперечных (между соседними камерами) и
торцевых уплотнениях (между крайней камерой и атмосферой) показана на
рис. 1.31.
ТпГ.
62
О
п
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
200 400 600 800 1000
Р, кгс/м2
2 4 5 6 10Вб,ММ 200 400
I____I____I_____। । 1
2 3 4 5 В, м
600 800
(вх»
Рис. 1.32. Зависимость подсосов (сплошные линии) и утечек (пунктирные линии) от:
а — давления (разрежения) (teK = 200°С, В = 2 м); б — размера щелей продольных уплотнений
Вб (восходящие кривые) и ширины тележек В (нисходящие кривые) (Р — ±500 кгс/см2,
teK = 200°С); в — температуры (Р — ±500 кгс/см2, В — 3 м)
(цифры у кривых — коэффициент Сбх • 10-6)
Если в этой схеме ширину уплотнения принять равной ширине тележки
(В), а размер щели уплотнения выразить через Вб, то через площадь ВВб прой-
дет газовый поток
V6 = 3600(5^)^, м3/ч,
(1.136)
где W6 — скорость потока в щели.
Перепад давлений в соседних камерах, между которыми расположено уп-
лотнение, обусловливает действительную скорость потока в щели.
(1.137)
где ц — коэффициент расхода щели;
р — плотность потока;
g — ускорение силы тяжести.
Скорость потока при 0°С и 760 мм рт. ст. определится из соотношения
Жо = WT0/T,
(1.138)
где Т — абсолютная температура перетекаемого через уплотнение
потока, К; То = 273 К.
Принимая во внимание равенство р = р0Т0/Т, где р0 — плотность газов при
0°С и 760 мм рт. ст., находим
Ио = 36OOV2iVro / р0 / т
63
или
Ио = С„В^Р/Т ТЫС. м’/ч,
где
с„ = з.б^Го/роСад
(1.139)
(1.140)
включает неизвестные размер щели (Вб) и коэффициент ее расхода (ц),
зависящие от конструкции уплотнения и изменяющиеся во времени. Услов-
ный коэффициент расхода поперечно-торцевых уплотнений на машине пло-
щадью 278,25 м2 в 3—4 раза меньше, чем на машинах типа СЖ-306 и ОК-108.
Вместе с тем на машине типа ОК-306 Лебединского ГОКа условный коэффи-
циент расхода на 21,7% меньше, чем на аналогичной машине Северного ГОКа.
2.6. Расчет параметров обжиговой машины1 [3]
Производительность обжиговой машины, т/ч, по готовым окатышам
Qe=qF, (1-141)
где q — удельная производительность обжиговой машины, т/(м2 • ч);
F — площадь, м2.
1/<7с + »/^+1/<71Л ’
(1.142)
где q€, qo6. qox — соответственно удельная производительность зон сушки,
обжига и охлаждения, т/(м2 • ч).
Для каждой зоны удельная производительность, т/(м2 • ч), определяется теп-
лопотребностью слоя окатышей и скоростью подачи тепла в слой:
q = 3600 w/v,
где w — удельная скорость фильтрации газа-теплоносителя зоны, м3/(м2 • с);
v — удельная потребность слоя окатышей в газе-теплоносителе зоны,
мз/т готовой продукции.
Удельная скорость фильтрации газа-теплоносителя
Зона Сушка продувом Сушка прососом Подогрев Обжиг Рекупера- ция Охл. I Охл. II
w, (м7м2 • с) 1,76 1,76 1,6 1,2 1,0 1,6-1,8 1,8-2,0
Примечание. Охл. I — охлаждение 1 (продув), охл. II — охлаждение II (продув).
1 Расчет произведен по методикам НИИтяжмаш Уралмаш и Уралэнергочермет.
64
Удельная скорость фильтрации каждой зоны принята на основании прак-
тических данных.
Удельная потребность окатышей в газе-теплоносителе определяется из теп-
лового баланса каждой зоны. Для зоны сушки vc, м3/т,
vc = 1000Д/ОК/к. +(10И/рН2О/к2)(дИ2О + 1,24/Н2О
(1.143)
где 1000
AiOK
W
<7н2о
ZH2O
1,24
рн2о
к\
к2
где Ск, Сн
tK, tH
— масса готовой продукции, кг;
— приращение теплосодержания сухих окатышей, Дж/кг;
— влагосодержание сырых окатышей, доли ед., для расчетов
принимается 0,09—0,105;
— расход тепла на нагрев воды от 20 до 100°С и ее испарение,
принимается равным 620 • 4,1868 кДж/кг;
— теплосодержание водяного пара, уходящего из слоя
с отходящими газами, принимается равным 36 • 4,1868 кДж/м3;
— удельный объем водяного пара, м3/кг;
— начальное и конечное теплосодержание газа-теплоносителя,
Дж/м (рис. 1.33);
— степень удаления влаги в зоне сушки, доли ед.,
по практическим данным удаляется 100% влаги;
— коэффициент выхода годных окатышей из сухих;
— коэффициент выхода обожженных окатышей из сырых.
AioK CKtK CHtHy
— конечная и начальная удельные массовые теплоемкости
окатышей, Дж(кг • К) (рис. 1.34);
— конечная и начальная температура окатышей в начале
и конце зоны, °C (табл. 1.33).
Рис. 1.33. Зависимость теплосодержания газов и
их смесей от температуры: 1 — СО2; 2 — Н2О;
3 - CO2+3,76N2; 4 - N2; 5 - Н2О+1,88 N2;
6 — О2; 7 — воздух; 8 — Н2
Рис. 1.34. Зависимость теплоемкости
окатышей от температуры: / — из
магнетитового концентрата; 2 — из
гематитового концентрата
5 Э-437
65
кх = \- П,
где П — суммарное количество потерь при прокаливании, содержание
мелочи, просыпи на машине, по практическим данным
принимается равным 0,08—0,1.
к2 = 1 - W.
Удельная потребность шихты в газе-теплоносителе в зонах подогрева, обжига,
рекуперации. Так как в этих зонах протекают подобные физико-химические про-
цессы, отличающиеся лишь количественными значениями, то удельная потреб-
ность шихты в газе-теплоносителе в соответствующих зонах v„, v^, vp, м3/т, оп-
ределяется по формуле
юоо
V , =------
п\оо,р fa
^ок + (972 + 0,5 ЬсогРсог [СОг ]
^г.н ^г.к
(371-0,778i*pFeO[FeQ]+8100pc[C]
~ ^г.к
где [СО2], [FeO], [С] — соответственно содержание углекислоты,
закиси железа и углерода в сухих окатышах,
доли ед., принимается в зависимости от
химического состава окатышей;
Рсо2, Ргео, Рс — соответственно степень выделения углекис-
лоты, окисления закиси железа, сгорания
углерода, доли ед., для каждой из техноло-
гических зон принимается по результатам
экспериментальных данных для каждого
конкретного случая в зависимости от
состава шихты;
972 • 4,1868 кДж/кг СО2 — расход тепла на разложение известняка;
0,51 м3/ кг — удельный объем СО2;
371 • 4,1868 кДж/кг FeO — выход тепла при окислении закиси железа;
0,778 м3/ кг — расход кислорода на окисление закиси
железа;
/*со2 — теплосодержание СО2, Дж/м3(см. рис. 1.33);
1гк — начальное и конечное теплосодержание
газа-теплоносителя, Дж/м3 (см. рис. 1.33).
Удельная потребность шихты в газе-теплоносителе в зоне охлаждения v0, м3/т:
v0 =1000(/окн ~i0KK)/kx(ieK
(1.145)
где /оки, i0lCK — теплосодержание окатышей в начале и конце зоны
охлаждения, Дж/кг;
4.к, L.h — теплосодержание воздуха до и после слоя окатышей,
Дж/м3 (см. рис. 1.33).
Площадь обжиговой машины, м2,
(1.146)
66
Таблица 1.20
Температура окатышей и теплоносителя в технологических зонах машины
Технологическая зона Температура, °C
окатыши теплоноситель
t ок н t ок к t г.к
Сушка 1 (продувом) 20 150 350 Но
Сушка II (просос) 150 100 250 350 400 250
Подогрев 100 250 490 (540) 950 (1000) 720 (810) 1100 (1150) 250 (300) 500 (530)
Обжиг 490 (540) 950 (1000) 1200 (1300) 1200 (1300) 1250 (1350) 1250 (1350) 500 (700) 1100 (1150)
Рекуперация 1200 (1300) 1000 (1100) 850 (900) 5500 (650)
Охлаждение 1 (продув) 1000 (1200) 1200 (1300) 350 (400) 350 (400) 25 850 (900) 950 (1000)
Охлаждение П (продув) 350 (400) 350 (400) 100 (100) 100 (100) 25 250 (300) 150 (200)
Примечание. В числителе указана температура окатышей; в знаменателе — теплоносителя; в
скобках указаны значения для РПТ («решетка — трубчатая печь»).
Площадь зоны сушки, м2,
Fc=QWcW9/b(XNOC-Xn)9
(1.147)
где Qc — производительность машины по сырым окатышам, т/ч; при
известной величине производительности Q по готовой продукции
определяется по формуле
&= Q/(k\ -Л2); (1.148)
где W — влажность окатышей, %, принимается равной 9,5—10,5%;
Э — эффективность сушки, %, для зоны сушки I (продувом)
равна 65—70%, зоны сушки II (прососом) — 35—30%;
b — коэффициент испарения.
нас
(1.149)
где 1С — интенсивность зоны сушки, кг/(м3 • ч);
Хнас — влагосодержание насыщенного отводящего из слоя, кг/м3,
в расчетах принимается 0,122 кг/м3;
Хп — влагосодержание подводимого теплоносителя, кг/м3,
в расчетах — 0,016 кг/м3.
1С = 0,04075 • 6V(1 - m)W™J(XHac - Хп) /d(X„ac + 0,804), (1.150)
где V — объем окатышей, приходящихся на 1 м2 площади тележки, м3/м2,
при высоте слоя окатышей 0,3 м V = 0,3 м3/м2;
67
т — порозность слоя окатышей, м3/м3, в расчетах принимается
равной 0,45 м3/м3;
d — средни г диаметр окатыша, м, принимается равным 0,013 м;
и>ф — удельная скорость фильтрации теплоносителя, м3/( м2 • с).
Длина зоны сушки, м,
I = К/В,
где В — ширина-машины, м.
(1.151)
Площадь зоны подогрева, м2,
Л =В/„, (1.152)
где 1п — длина зоны подогрева, м.
ln = (1.153)
где v — скорость движения обжиговых тележек, м/мин
v = <?с/60Я5ус, (1.154)
где Н — высота слоя сырых окатышей на машине, м;
ус — насыпная масса сырых окатышей, т/м3;
т„ — время пребывания окатышей в зоне подогрева, мин.
t„=(4-4)/vt, (1.155)
где 4, tK — температура окатышей соответственно в конце и начале зоны
подогрева, °C (см. табл. 1.20);
vT — скорость нагрева слоя окатышей в заданном температурном
интервале, град/мин, принимается по результатам эксперимен-
тальных данных; при tH + tk = 100 + 500°С vT = 150 град/мин.
Площадь зоны обжига, м2,
Foe = В U (1.156)
где 1об — длина зоны обжига, м.
?об У (^об. 1 ^об.2 4” т^з), (1*157)
где т^.1, т^.2, Тоб.з ~ время нагрева окатышей при допустимых скоростях
нагрева в заданном интервале температур, мин.
Тоб.1 = (1000 — U.J/vU, (1.158)
где to6.H — температура окатышей в начале зоны обжига, °C (см. табл. 1.20);
v'to6 — скорость нагрева слоя окатышей, в интервале температур
50—1000°С v'to6 = 250 + 300 град/мин.
Тоб.2 = (Umax ~ Ю00)/У2/об, (1.159)
где /^.таХ — максимальная температура окатышей в зоне обжига, °C
(см. табл. 1.20);
68
v2to6 — скорость нагрева слоя окатышей в интервале
температур 1000 + 1350°С v2^ = 125 град/мин;
= 3—5 мин — время выдержки слоя окатышей при максимальной
температуре, принимается по результатам экспери-
ментальных данных в зависимости от необходимой
прочности окатышей.
Площадь зоны рекуперации, м2,
Fp = В1Р, (1.160)
где 1Р — длина зоны рекуперации, м,
1Р = vxp, (1.161)
где тр — время тепловой обработки слоя окатышей в зоне рекуперации, мин.
Тр = H/vm„ (1.162)
где Н — высота слоя сырых окатышей, мм;
vw.e — скорость движения тепловой волны, мм/мин.
Vm.e = kwcm 60 / yOKc2M (1 - т),
(1.163)
где к — коэффициент пропорциональности, представляющий
отношение теплоемкости потоков окатышей и теплоносителя,
принимается равным 1,55;
си, ст — удельные массовая и объемная теплоемкость соответственно
окатышей и теплоносителя, Дж/(кг • К), Дж/(м3 • К) при
заданных температурах (см. рис. 1.34; 1.35);
w — удельная скорость фильтрации, м3(м2 • с);
уок — насыпная масса обожженных окатышей, т/м3;
т — порозность слоя окатышей, принимается равной 0,45.
Площадь зоны охлаждения, м2,
Л = 5/о, (1.164)
где /0 — длина зоны охлаждения, м.
/о = vto, (1.165)
где т0 — время охлаждения окатышей до заданной температуры tM, мин.
Рис. 1.35. Зависимость теплоемкости газов и их сме-
сей от температуры: 1 — СО2; 2 — Н2О; 3 — продукты
сжигания природных, нефтяных, коксовых, жидких
толив, каменных углей и антрацита при i = 1; 4 —
продукты сжигания дров, торфа, бурого угля, генера-
торного и доменного газов при / = 1; 5 — СО2 + 3,76
N2 (21% СО2); 6- Н2О + 1,88 N2(34,7% Н2О); 7- О2;
8 — СО или воздух; 9 — N2; 10 — Н2.
Температура, V
69
То определяется из соотношения безразмерных коэффициентов температур
окатышей и теплоносителя У и Z по номограммам.
У = а^Я/ЗбООУс,,
Z = aZvT0 /бОсЛок,
(1.166)
(1.167)
где Н — общая высота окатышей на тележке, м;
ст — удельная объемная теплоемкость теплоносителя (воздуха) при
заданной температуре, Дж/(м3 • К)(см. рис. 1.35);
см — удельная массовая теплоемкость окатышей, Дж/(кг • К)
(см. рис. 1.34);
aZv— суммарный объемный коэффициент теплопередачи, Вт/(м3 • К);
И — количество воздуха, поступающего в зону, м3/ч.
l/aZv= l/av + Л2/15(1 - т)Ъ
где av —
R -
коэффициент внешней теплопередачи, Вт/(м • К);
радиус окатыша, принимается равным 0,0065 м;
коэффициент теплопроводности окатышей, Вт/(м К),
принимается по экспериментальным данным:
при t = 0-н640°С х = 0,515 + 2,5 • 10’4,
при t = 640-Н200°С % = 0,675 + 1,29 • 10"3(/ - 640).
Коэффициент внешней теплопередачи
av = Aw09TB°^M/d^\
(1.168)
(1.169)
где А — коэффициент зависимости свойств материала при его тепловой
обработке, равен 150—219 — меньшее значение принимается при
обжиге, большее — при охлаждении;
М — коэффициент, учитывающий наличие мелочи, принимается
в пределах 0,7—0,9;
w — удельная скорость фильтрации, м3(м2 • с);
d — средний диаметр окатыша, в расчетах принимается равным 0,013 м;
Тв — средняя температура воздуха в слое, К.
Безразмерные коэффициенты температур определяются из соотношений:
= (<и.к
^м.н^^г.н
(1.170)
(1м.к ?м.н)(?г.н ?м.к) ’
(1.171)
где tMM и tMK — начальная и конечная температура окатышей в зоне
охлаждения (см. табл. 1.20);
tfM9 — начальная и конечная температура воздуха до и после слоя
окатышей (см. табл. 1.20).
По 0т, 0г, Y графически определяется Z.
70
Время охлаждения окатышей, мин:
тм = 60cKyVa£v. (1.172)
Температура окатышей, °C, на выходе из зоны охлаждения при принятых
значениях
(1.173)
Количество донной постели, т/ч:
Qd = 60vHdBy,
(1.174)
где Нд — высота донной постели, м, принимается равной 0,07—0,1 м.
Количество бортовой постели, т/ч
б6=боуад% <1175>
где Нб — высота бортовой постели, м, принимается равной 0,4 м;
В[ — ширина слоя бортовой постели, м, принимается В{ = 0,08 • 2.
Количество топлива, м3/ч, для отопления горна машины определяется из
выражения:
V = OP+V с t +K994acz +Oct + О =
= QoetoeCoe + [1°,91 + 9,94(a - + QMd + Qn,
(1.176)
где cm
Co
Соб
Ce
Cyx.
Ь
te
OK.n
— удельная объемная теплоемкость топлива, Дж/(м3 • К)
(см. рис. 1.35);
— удельная массовая теплоемкость горячих окатышей
в горне (см. рис. 1.34), Дж/(кг • К);
— удельная массовая теплоемкость обожженных окатышей
(см. рис. 1.35), Дж/(кг • К);
— удельная объемная теплоемкость воздуха, поступающего в
горн на разбавление (см. рис. 1.35), Дж/(м3- К);
— удельная объемная теплоемкость уходящих газов
(см.рис. 1.35), Дж/(м3 • К);
— температура топлива, °C;
— температура воздуха разбавления, °C, принимается по
результатам теплотехнических расчетов;
— температура окатышей в зоне подогрева (см. табл. 1.20), °C;
— температура уходящих газов после слоя в зоне обжига
(средняя) (см. табл. 1.20), °C;
— производительность машины в зонах подогрева
и обжига, т/ч;
— ход тепла экзотермических и эндотермических процессов,
Дж/м3, определяется при расчетах материальных и тепло-
вых балансов термообработки. Для офлюсованных окаты-
шей можно принять 86550 и 96050 Дж/м3 соответственно,
для неофлюсованных — 35500 и 103970 Дж/м3;
71
Q — потери тепла, Дж/м3, принимаются в размере 4% от приходящего
тепла (по опытным данным);
QHP — низкая объемная теплота сгорания топлива Дж/м3.
QHP = (1.177)
где Qm — теплотворная способность топлива, Дж/м3;
Qen — тепло, содержащееся в образовавшемся водяном паре,
принимается равным 345 Дж/м3.
Теоретически количество сухого воздуха, необходимое для полного горе-
ния, м3/м3:
а'о =0,0476(2СН4 + 3,5С2Н6 +5С3Н8 +6,ЗС4Н10 -О2). (1.178)
То же для влажного воздуха:
а0 = (1,0 + 0,0161)осо.
(1.179)
Количество воздуха при сжигании газа с коэффициентом избытка возду-
ха, м3/м3:
а = Лаа0, (1.180)
где ка — коэффициент избытка воздуха, принимается в зависимости
от режима и условий горения топлива.
Объем составляющих продуктов горения, м3/м3:
углекислоты
Гсо =0,01(СО2 + СН4 + 2С2Н6 + ЗС3Н8 +4С4Н10);
паров воды
ИН20 =0,01(2СН4 + ЗС2Н6 + 4С3Н8 +5C5H10)i
азота
KN2 = 0,01 N2 + 0,777 £ао0;
кислорода
ИО2 = 0,207(Ла - 1).
Суммарный объем продуктов горения
^п.г ^0 «0 (^а 1)j
где
К) — ^СОз + ^20 + Ич2-
Количество уходящих газов, м3/ч:
(1.181)
(1.183)
(1.183)
(1.184)
(1.185)
(1.186)
(1.187)
72
Количество тепловыделений через огнеупорную футеровку обжиговой ма-
шины, Дж/ч:
Qm = qmF, (1.188)
где qm — тепловой поток через кладку, Вт/м2 (по результатам расчета
выбирается толщина футеровки и необходимый материал);
F — поверхность теплопередачи (футеровки), м2, принимается
конструктивно
( п S й
fy=('|-4)/Z^ + ^ (1189)
\J=1 Л" u >
где Ц — температура внутренней поверхности футеровки равна
температуре газов в горне, °C;
4 — температура окружающего воздух, °C;
Sn — толщина элемента футеровки, м, принимается конструктивно;
— коэффициент теплопроводности элемента футеровки, Вт/(м2- К);
а — коэффициент теплопередачи от наружной поверхности футеровки
в окружающую среду, Вт/(м2 • К), в расчетах принимается
равным 15 • 4,1868 кВт/(м2- К).
Температура наружной поверхности футеровки °C:
4 = 4 + q/fySn-
(1.190)
Гидравлическое сопротивление системы «слой-колосники»
обжиговой машины
Сопротивление слоя донной постели A/zCJ, Н/м2:
(1.191)
где х — коэффициент сопротивления, являющийся функцией числа
Рейнольдса:
Re = wd/vx-9 (1.192)
Н — высота слоя постели, м;
d — диаметр окатышей, м;
w — скорость фильтрации газов в слое, м/с, по практически данным
принимается равной для зон: сушки I (продувом) — 1,3; сушки II
(прососом) — 0,6; подогрева — 0,7; обжига — 0,8; рекуперации — 0,6;
охлаждения I (продувом) — 1,0...1,5; охлаждения II (продувом) —
1,5...2,0;
g — удельная масса газов, кг/м2;
/г — средняя температура газа в слое, °C;
сг — удельная объемная теплоемкость газа, Дж/(м3- К) (см. рис. 1.35);
vm — кинематическая вязкость газа при данной /, °C, м2/с.
Сопротивление колосников ДЛК, Н/м2
ДЛК = cpw2 у2( 1 + CZ>)/2g, (1.193)
где ф — коэффициент сопротивления колосников, определяется из
соотношения
73
q>=f(-h/de- FK/Fn), (1.194)
где h/d, — отношение высоты колосника к гидравлическому диаметру, м/м;
в расчетах Л = 0,0055 м, rd — 0,00118 м принимаются из конструк-
тивных соображений;
FK/Fn — отношение площади отверстий в колосниках к полной площади
колосников в расчетах можно принимать равным 0,1...0,2 (оп-
ределяется конструктивно).
Мощность электродвигателя (привода), кВт, обжиговой машины
N = (Мх + М2 - Л/3 + Л/4) л/9750т].
(1.195)
где Л/| — момент, необходимый для подъема тележек, Н • м;
М2 — крутящий момент на приводной звездочке, Н • м;
Л/3 — момент от массы тележек на разгрузочной звездочке, Н • м.
Л/| — (ZAab + F4В) DH0/2^
(1.196)
где ZAab — усилие на подъем тележек, Н, определяется как сумма каса-
тельных усилий Аав от массы тележки тт на звездочке (рис. 1.36):
N\ = Мо = cos a, Ai = Ai0 = 10тт sin а, (1.197)
М = М = cos 2а, А2 = А9 = 10тт sin 2а, (1.198)
7V3 = М = 10/и,„ cos За, А3 = А8 = 10тт sin За, (1.199)
М = TV7 = 10/иот cos 4а, Л = Л7 = 10w,„ sin 4а, (1.200)
М = = 10/иот cos 5а, А5 = Л = 10wm sin 5а, (1.201)
где тт— масса тележки, кг (принимается конструктивно);
а — угловой шаг зубьев звездочки, конструктивно принимается рав-
Рис. 1.36. Схема для расчета мощности
привода обжиговой машины
ным 16°2Г36";
Рав — усилие преодоления трения роликов
тележки по направляющим, Н:
Рав = INabW + 2f)/Dk, (1.202)
где ZNAB — сумма радиальных усилий N от
массы тележки, Н; ц — коэффициент тре-
ния в подшипниках качения, в расчетах
принимается равным 0,01; f — коэффици-
ент трения роликов по направляющим, в
расчетах принимается 0,05 см; d — диаметр
цапфы оси ролика, см, принимается кон-
структивно; к — коэффициент, учитываю-
щий трение реборд роликов о направляю-
щие, принимается равным 1,5; D — диа-
метр ролика, см, принимается конструк-
тивно; DH0 — диаметр начальной окружно-
сти звездочки, м, принимается конструк-
тивно.
М2 = (Г, + Т2 + Т. + Т4 + Г5) Лн.0/2, (1.203)
где 7\ — усилие на передвижение тележек на участке ВС (см. рис. 1.36), Н:
7\ = 10(/лш + mM)n^d + 2/) k/D, (1.204)
где Л| — количество тележек на участке ВС, принимается конструктивно;
тм — масса окатышей на тележке, кг.
mM = F(heh + Л2?2), (1.205)
где F — площадь тележки, м2.
F= BL, (1.206)
где hx и h2 — соответственно высота слоя постели и сырых окатышей на
тележке, м, в расчетах принимается 0,1 м и 0,3 м;
Yi, у2 — насыпная масса обожженных и сырых окатышей, кг/м3.
Усилие на передвижение тележек на участке CD (см. рис. 1.36), Н:
Т2 = 10(^ + mM + Qp) n2(md + 2/) k/D, (1.207)
где п2 — количество тележек на участке CD, шт, принимается
конструктивно;
Qp — нагрузка от разрежения (давления) на одну тележку, Н.
QP = PcPF, (1.208)
где Рср— средняя величина давления (разрежения) под тележкой, Па,
принимается в зависимости от величины сопротивления системы
«колосники-окатыши».
(1.209)
п
Усилие на передвижение тележек на участке DE (см. рис. 1.36), Н:
F = 10(/ида + mM) n3(md + 2/) k/D, (1.210)
где л3 — количество тележек на участке DC, шт, принимается
конструктивно.
Усилие на преодоление трения между пластинами уплотнения тележек и
газовоздушных камер, Н:
Г4 = />! Л2Ц1, (1.211)
где Рх — усилие прижатия пластин, Н, принимается из практических
данных равным 3600 Н;
п2 — количество тележек на участке CD (см. рис. 1.36), шт.;
pi! — коэффициент трения скольжения стали по чугуну при незначи-
тельной смазке, в расчетах принимается 0,2.
Усилие Т5 на преодоление трения между пластинами уплотнения тележек и
горна, Н:
75
Т5 = 10/илл2Ць
(1.212)
где шп — масса пластин, кг, в расчетах принимается из конструктивных
соображений равной 70 кг.
Момент от массы тележек на разгрузочной звездочке, Н • м:
Л/з — (E>1eg + Peg)
(1.213)
Усилия XAeg, Peg соответственно равны ЪАЕС„ Рав-
Крутящий момент на передвижение тележек на участке AG (см. рис. 1.36.),
Нм:
Л/з = ГД.о/2,
где Т — усилие от перемещения тележек, Н,
Т = 10mm пА (цd + 2/) /2,
где л4 — количество тележек на участке AG, шт, принимается
конструктивно.
(1.214)
(1.215)
Частота вращения звездочек, мин-1,
п = U/kDm
(1.216)
где U — скорость движения тележек, м/мин.
Общий к.п.д. привода:
Поб Ло-З.Л Пз
(1.217)
где т)озл — к.п.д. открытой зубчатой пары, в расчетах принимается 0,94;
т|3 — к.п.д. зацепления роликов тележек с зубьями звездочки,
в расчетах принимается 0,93;
т|р — к.п.д. редуктора в расчетах принимается 0,98s
(s — число ступеней редуктора).
2.7. Расчет удельной производительности
обжиговой машины [1]
Удельная производительность обжиговых машин
Расчет производительности обжиговой машины основан на знании темпе-
ратурно-временного уровня, который необходимо обеспечить на нижней гра-
нице слоя в конце технологической (без зоны охлаждения) части обжиговой
машины. При ограничении температуры выхода окатышей (степень охлажде-
ния) в расчете учитывают все зоны, т. е. машину в целом.
76
Общая площадь машины составляет:
+ *УО + дУохи
где So,
— соответственно площади зон сушки, обжига, охлаждения, м2;
50 = Sn + SU3 + Sp,
— соответственно площади зон подогрева, изотермической
выдержки и рекуперации, м2.
Вместе с тем
*5= G/g,
где G и g — часовая, т/ч, и удельная, т/(м2- ч), производительности обжи-
говой машины.
Для /-той зоны
S = G/g,
где gj — удельная производительность /-той зоны, т/(м2 • ч), откуда
5=Е5;= GE(l/g); g = G/S = 1/Е(1/&). (1.218)
Относительная площадь любой зоны составляет
V/ = SJS = g/g.
Максимальная удельная производительность определятся из условия:
100g = ycgc = v„g„ = Vox,&x,-
Расчет производительности по зонам
Зона сушки. В соответствии с законом Дальтона интенсивность испарения
(4) определяется разностью парциальных давлений водяного пара (рнас) при
температуре поверхности испарения и водяных паров в теплоносителе
pjl с к [Рнас Рп)ъ
где к — коэффициент испарения.
Интенсивность сушки с поверхности
Гс = 0,04075 • //о0 8 (рнас - PnY
где //0 — скорость теплоносителя над поверхностью испарения, м3/(м2 , с).
Применительно к слою окатышей:
1С = 0,2445 и™р - z™;oz" , (1.219)
где х«ос — определяют из таблиц или номограмм для равновесной темпе-
ратуры tx из теплового баланса процесса.
77
По экспериментальным данным интенсивность сушки окатышей обычно
определяют из выражения:
1С= 10<7с = (W* - РИ). (1.220)
Используя выражение для /с, можно рассчитать производительность зоны
сушки:
«о = (qc /3,6)И0[1 + (х„ас + х„)/(2 • 0,804)];
(1.221)
Ко = Ю-3[9с /(// +/"h2oX„)L <L222)
где qc — удельный расход тепла на сушку, кДж/с сырых окатышей;
// и ЛН2о — энтальпия сухой части теплоносителя и паров воды, кДж/м3.
Из выражения для w0, учитывая соотношение для Ио, получим:
, ;н
qc = 36О(Мо/?) + -^-^
1 I ^нас ~ Ал
26,804
(1.223)
Из выражения для /с, с учетом Ic = 1 Qqc, т/(м2 • ч):
= 1085
д/0,8 у — у
___ Л нас А,п _
W’~9 ' +0,804
(1.224)
где Э — заданная эффективность сушки.
Зона обжига. Для оценки производительности зоны обжига необходимо
задавать нужный уровень температур на верхней и нижней поверхности слоя.
Температуру окатышей на нижней границе слоя определяют из выражения:
? = (1.225)
*г.о *м.о
где г;о — температура газов на входе в слой, °C;
г"о, гм.о — температура массы окатышей на нижней границе слоя
в начале и в конце зоны обжига, °C.
Для приближенного определения используют формулу:
0 = / - е~аУ°
.4.0 * ’
(1.226)
где а — коэффициент, обусловленный теплофизическими свойствами
материала;
Ио — удельный расход теплоносителя в зоне обжига.
Коэффициент а определяют экспериментально или расчетом теплообмена
в слое при заданном Ио, м3/т обожженных окатышей:
Ио = 60(иот/Ао)(1-рЛ).
(1.227)
78
Высота слоя Ао и скорость фильтрации w0 связаны уравнением:
тр
(1.228)
;4;у)]«о.
где Н — полное давление, создаваемое нагнетательным вентилятором, Па;
f — показатель, определяемый коэффициентом сопротивления слоя
(£с») и уровнем температур в слое над колосниками;
fa — показатель, определяемый коэффициентами сопротивления
постели (£л), колосников (£к) и тракта (£тр), уровнем температур
(4) и утечек j.
Производительность зоны обжига, т/(м2 • ч), можно оценить из уравнения:
?о =60рЛ1(Ль/т)
(1.229)
Это уравнение имеет правильное решение при известных QMtO и Ло, так
как в противном случае не представляется возможным оценить т.
Аналогично рассчитывают производительность зоны рекуперации. Отли-
чие состоит лишь в том, что обычно по технологическим причинам задают
величину tK„o и продолжительность обработки окатышей нижнего участка слоя.
Расчет производительности зоны охлаждения сводится к тем же операци-
ям. Для инженерных расчетов можно использовать формулы, т/ч:
G = 605(Л / т) р к\ G = бОЯЛ^р^Л.
(1.230)
79
Глава 2 ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ОКИСЛЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ
1. СХЕМА ЦЕПИ
АППАРАТОВ ФАБРИКИ ОКОМКОВАНИЯ
С ОБЖИГОВОЙ КОНВЕЙЕРНОЙ МАШИНОЙ [3]
Схема цепи аппаратов фабрики окомкования изображена на рис. 2.1.
Кусковой известняк, разгружаемый из вагонов на роторном стационарном
вагоноопрокидывателе, по конвейерам поступает на склад. Укладка материала в
штабель осуществляется стреловым штабелеукладчиком 1. Забор со склада —
стреловым роторным заборщиком 2, из склада известняк поступает на молотко-
вую дробилку 3. Дробленый известняк подается на измельчение в шаровую
барабанную мельницу < работающую в замкнутом вентилируемом контуре, вклю-
чающем воздушно-пылевой сепаратор 5, питатель 6, циклоны 7, электрофильт-
ры 8, мельничный вентилятор 9. Подача измельченного продукта на окомкова-
ние производится пневмосистемой 10. Бентонит, поступающий на фабрику,
подается в накопительные емкости. При поступлении бентонита в кусковом
виде он измельчается в дробилках //, 12. сушится в барабанной сушилке 14 и
пневмосистемой 15 подается на окомкование. Отфильтрованный концентрат
подается конвейерами в бункеры. Дозирование концентрата выполняется та-
рельчатыми питателями 16. а известняка и бентонита — ленточными весодоза-
торами 18. Количество концентрата взвешивается конвейерными весами 17.
Смешивание шихты производится в шнековых 19. роторных, барабанно-
вихревых или барабанных смесителях. Смешанная шихта системой конвейе-
ров подается в барабанный или чашевый окомкователи 20. работающие в зам-
кнутом цикле с грохотами 21 сырых окатышей. При установке чашевых оком-
кователей грохоты обычно не применяются. Далее сырые окатыши подаются
на качающийся или челноковый укладчик, распределяющий окатыши равно-
мерно по ширине промежуточного конвейера 22 или роликового питателя
23. а затем роликовым питателем окатыши загружаются на колосниковую
80
Рис. 2.1. Схема цепи аппаратов окомковательной фабрики с обжиговой конвейерной машиной:
7 — тележка разгрузочная; 2 — экскаватор; 3 — дробилка молотковая; 4 — мельница шаровая
барабанная; 5 — сепаратор воздушно-пыле вой; 6 — питатель; 7— циклоны; 8 — фильтр пылевой;
9 — вентилятор мельничный; 10 — пневмосистема; 11 — дробилка самоочищающаяся; 12 — дро-
билка зубчатая; 13 — грейферный кран; 14 — сушилка барабанная; 15 — пневмосистема; 16 —
питатель тарельчатый; 17 — весы конвейерные; 18 — весодозатор; 19 — смеситель шнековый; 20 —
окомкователь барабанный; 21 — грохот; 22 — укладчик качающийся; 23 — питатель-грохот роли-
ковый; 24 — машина обжиговая; 25 — грохот; 26 — штабелеукладчик стреловой; 27 — заборщик
роторный; 28, 29, 30, 31 — вентиляторы; 32 — циклон
6 Э-437
81
решетку 24 обжиговой машины с одновременным выделением мелочи — 5 мм,
которая системой конвейеров направляется на доокомкование. Обожженные
и охлажденные на обжиговой машине окатыши разгружаются в бункер-усред-
нитель температуры и после сортировки на самобалансных грохотах 25 на-
правляются на склад и в тракт постели.
В данном разделе книги приведено устройство машин, предназначенных
для производства окисленных железорудных окатышей от стадии смешивания
шихты до выдачи готовых, прошедших упрочняющий обжиг, охлажденных и
отсортированных окатышей.
2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ
КОМПОНЕНТОВ ШИХТЫ
Для первичного смешивания шихтовых материалов на фабриках окомко-
вания применяют разнообразные по конструкции смесители. В основном вы-
бор конструкции этих машин зависит от технологии смесительного передела:
либо индивидуального для каждого обжигового агрегата, либо для всех вместе,
т. е. от требуемой производительности. При малой производительности уста-
навливают в потоке двухвалковые шнековые смесители. При большей потреб-
ности в шихте (200... 1200 т/ч) предпочтение отдается смесителям роторным
(типа Пике), вихревым (типа Лодиге) и барабанным.
2.1. Шнековые смесители [3]
Шнековый смеситель (рис. 2.2.) состоит из рамы 1 сварной конструкции, к
которой крепятся корыто 2, подшипниковые опоры 3 валов 4 смесителя и привод.
Корыто изготовлено из металлических листов с ребрами жесткости, внутри
установлены два вала с насаженными на них лопастями 5.
Лопасти установлены под углом, образуя винтовую линию. Рабочая поверх-
ность лопастей армируется пластинами из сплавов ВК8, ВК10 для увеличения
износоустойчивости лопаток. Загрузка материала осуществляется через загру-
зочную течку 6, разгрузка — через течку 7. Для осмотра вала и лопаток в
крышке 8 смесителя имеются смотровые люки 9, для отсоса воздуха из смеси-
теля имеется патрубок 10. Привод смесителя состоит из электродвигателя 11,
цилиндрического редуктора 12 и соединительной муфты 13. Вращение непри-
водного вала осуществляется через пару цилиндрических зубчатых колес 14.
За счет встречного вращения валов и спирального расположения лопастей
шихтовые материалы продвигаются от загрузочной 6 к разгрузочной 7 течке
корпуса, и в это время происходит их смешивание.
Шнековые смесители имеют высокую эффективность смешивания (более
90%), однако высокая энергоемкость (более 1 кВт/т перемешиваемой шихты)
и металлоемкость при небольшой производительности (100... 120 т/ч) ограни-
чивают масштабы их применения.
82
8 6
11
Рис. 2.2. Общий вид шнекового смесителя
Таблица 2.1
Техническая характеристика шнековых смесителей
Тип смесителя СШ-60 СШ-120
Производительность, т/ч 50 100120
Диаметр шнека, м 0,6 0,85
Частота вращения, мин-1 41 41
Угол поворота лопастей, град 12 28
Время смешивания, мин 1,1 1,3
Коэффициент заполнения ванны, % 25 25
Мощность электродвигателя, кВт 55 132
Масса, т 5,6 20,6
2.1.1. Расчет параметров шнекового смесителя [3]
Производительность смесителя, т/ч,
Q = 15tc(Z)2 — d2)zybn$ ysina,
где D — диаметр окружности шнека, описываемый лопатками, м;
d — диаметр вала смесителя, м;
<р — коэффициент заполнения корыта шихтой (для шнековых
смесителей принимается равным 0,25);
Z — число лопастей, приходящихся на один шаг витка, шт.
(в расчетах принимается равным 8);
---b — средняя ширина лопатки, м;
a — угол поворота лопаток, град, (в расчетах принимается равным 28°);
п — частота вращения шнеков, мин-1;
Р — коэффициент, учитывающий частичный возврат массы при ее
перемешивании (в расчетах принимается равным 0,5);
у — насыпная масса материала, т/м3.
При известной (заданной) производительности определяется диаметр шнеков:
D = -7(2 /15 тс гфй л Pysina .
Время перемешивания материала в смесителе, мин:
т = Z/v,
где / — длина шнековой части, м;
v — скорость движения перемешиваемой массы, м/мин.
v = Q/ Fg.
где F — сечение, заполняемое перемешиваемой массой, м2.
84
F ““ 25двС + *$BDEC>
где 5Авс> 5bdec — соответствующие площади
материалом, м2 (рис. 2.3).
*$АВС = *$АОС — *$АОВ5
5Аос = 60/3600л/?2,
где R — радиус шнеков, м.
*5дов = 0,5ОВ • АВ,
АВ = АО sin 60°.
Мощность электродвигателя привода шне-
ков, кВт:
отдельных участков корыта с
Рис. 2.3. Схема расположения пере-
мещаемого слоя шихты в поперечном
сечении смесителя к расчету скорос-
ти движения перемешиваемой смеси
N = k.No/ъ
где Л3 — коэффициент запаса (в зависимости от типа машины
принимается равным 1,1 — 1,35);
т| — к.п.д. привода;
7V0 — расчетная мощность на приводном валу, кВт.
No = (6/367) wo
где w0 — обобщенный коэффициент сопротивления движению шихты (по
практическим данным равен 25);
1С — суммарная длина двух шнеков, м.
2.1.2. Правила эксплуатации шнекового смесителя
Пуск в работу осуществляется в следующей последовательности: подаются
световой и звуковой сигналы о начале работы; включаются транспортные ус-
тройства за смесителем; включается централизованная система смазки под-
шипников и редуктора; включается электродвигатель привода шнеков; пода-
ется шихта в смеситель включением подающего конвейера; включается аспи-
рационная система.
Остановка смесителя производится в обратной последовательности: пре-
кращается подача материала путем отключения транспортного устройства; вы-
рабатывается шихта из смесителя — отсутствие определяется визуально или с
помощью весов, установленных на выдающем конвейере; отключается элект-
родвигатель привода шнеков; отключается централизованная система смазки;
отключается выдающий конвейер; отключается аспирационная система.
Техническое обслуживание и наблюдение во время работы:
— наличие постороннего шума и стука в корыте смесителя (попадание посто-
ронних предметов, обрыв лопаток), в редукторе, подшипниках, открытой
зубчатой передаче — на слух, визуально;
— вибрация подшипников — вибрографом (не более 0,05 мм);
85
— давление и температура масла — манометром или датчиком давления (сни-
жение не более 20% от номинального значения), термометром или датчи-
ком температуры (превышение не более 30°С над окружающим воздухом);
— течь масла из уплотнений — визуально (не допускается);
— количество подаваемого материала — по показаниям весов;
— перегруз электродвигателя — по амперметру или ваттметру;
— открытие крышек и люков во время работы категорически запрещается, крыш-
ки оборудуются магнитными защелками, сблокированными с приводом;
— степень заполнения регулируется количеством подаваемого материала или
разгрузочным шибером.
2.2. Роторные смесители
Роторные смесители (рис. 2.4) устанавливаются на раме конвейера над лен-
той 10, на которую через дозирующие устройства поступают компоненты шихты.
Далее они попадают в камеру 1, где за счет разбрасывания вращением роторов
происходит активное перемешивание. В камере установлены дисковый 2 и
лопастные 3 роторы. Дисковый ротор — первый по ходу материала — разрав-
нивает слой шихты на ленте и частично смешивает ее. Попадая по мере дви-
жения с лентой в зону действия лопастных роторов, компоненты шихты ин-
тенсивно смешиваются одновременно по высоте и ширине слоя. Перемеши-
вание происходит за счет подхватывания слоя материала лопатками роторов,
выбрасывания его в верхнюю зону камеры, где он встречается с материалом,
выброшенным последующим ротором и т. д. Оптимальное смешивание проис-
ходит при зазоре между наружным диаметром ротора и лентой 5...9 мм при
высоте слоя шихты 40...80 мм.
Рис. 2.4. Роторный смеситель С Р-400х 1200
86
Камера смесителя представляет собой сваренные из листовой стали и скреп-
ленные болтами щиты, установленные на каркасе. В зависимости от типораз-
мера смесителя она состоит из пяти или шести секций. На входной секции
устанавливается выравниватель 8, а на выходной — направляющие 7, футеро-
ванные резиной. Потолок и стенки камер укрыты резиной от налипания ших-
ты, вход и выход из смесителя прикрыты резиновыми шторками. Зазор между
вертикальными стенками камер и конвейерной лентой уплотнен резиной.
Дисковой ротор 2 представляет собой трубчатый вал с приваренными к
нему дисками. Поперечные кромки дисков армированы твердым сплавом.
Цапфы вала ротора опираются на роликовые сферические подшипники. Ло-
пастные роторы по конструкции подобны беличьему колесу, двенадцать лопа-
стей которого располагаются под углом к оси вала — шевроном. За счет этого
наклона производится перемещение материала на конвейере от краев к цент-
ру. Рабочие кромки лопастей от износа защищены твердым сплавом. Извест-
ны конструкции роторных смесителей, в которых лопасти выполнены из твер-
дой резины.
Несущая конструкция смесителя состоит из П-образного каркаса 4 и ро-
ликоопоры 6. Каркас опирается на раму. На каркас устанавливаются элект-
родвигатели привода роторов, а к стойкам болтами крепятся щиты камер.
Роликоопора состоит из сварной рамы и установленных на ней горизонтальных
и вертикальных роликов. Опорные ролики установлены концами на пружи-
нах для смягчения ударов при попадании между ротором и лентой «недроби-
мых тел». Горизонтальное смещение конвейерной ленты ограничивают вер-
тикальные ролики. Все ролики вращаются на шарикоподшипниках. Враще-
ние роторов осуществляется от электродвигателей переменного тока через
клиноременную передачу. Каждая пара роторов получает вращение от одно-
го двигателя последовательно через шкивы 5, установленные на концах ва-
лов роторов.
Все шкивы и клиноременные передачи защищены сетчатыми ограждения-
ми, укрепленными на каркасе и раме роликоопоры.
Смазка подшипников роторов производится централизованно от станции
ручной смазки 9, установленной на смесителе, через трубопроводы и дозиру-
ющие питатели. Подшипники роликов (закрытого типа) за весь срок службы
не смазываются.
Зазор между роторами и лентой конвейера можно регулировать путем под-
бора подкладок под корпуса подшипников вала ротора.
Как показала практика эксплуатации роторных смесителей, они дают
степень однородности шихты при скорости конвейерной ленты более 1 м/с
не выше 40—60%. Кроме того, при выдерживании зазора между роторами и
конвейерной лентой 5...9 мм бывают случаи порыва лент попавшими с
шихтой посторонними предметами. Для повышения коэффициента смеши-
вания до 90—95% на некоторых фабриках роторные смесители установлены
в технологической цепи последовательно либо друг с другом, либо с бара-
банными смесителями. Для повышения надежности работы их следует ус-
танавливать на отдельных коротких конвейерах со скоростью движения ленты
0,4...0,6 м/с. Технические характеристики роторных смесителей приведены
в табл. 1.2.
87
Таблица 1.2
Техническая характеристика роторных смесителей
Параметр СР400х800 СР400Х1000 СР400Х1200 СР400х1400
Производительность (расчетная), т/ч 200 500 760 1100
Ширина ленты конвейера, мм 800 1000 1200 1400
Скорость движения ленты, м/с 0,4...0,7 0,5... 1,0 1,3 1,5
Высота слоя материала в конвейере, мм 40... 80 40...80 40... 80 40...80
Ширина слоя шихты, мм 600 750 920 1120
Тонкость помола шихтовых материалов, мм 0...0,! 0...0,! 0...0Д О...О,1
Насыпная масса шихты, т/м 1,8-2,2 1,8-2,2 1,8-2,2 1,8-2,2
Влажность шихты, % 9,5 9,5 9,5 9,0
Электродвигатель: тип АО2-71-6 АО2-81-6 АО2-82-8 АО2-82-6
число 3 4 4 4
мощность, кВт 17 30 30 40
частота вращения, мин-1 970 980 730 980
Передаточное число клиноременной передачи 2 2 1,57 2
Число роторов: дисковых 1 1 1 2
лопастных 5 7 7 6
Размеры ротора, мм: диаметр 400 400 400 400
длина 590 730 900 1100
Частота вращения роторов, мин 485 490 470 490
Габаритные размеры, мм: длина 4860 5944 5850 7050
ширина 1900 2158 2360 2750
высота 2040 2353 2310 2300
Масса (с электрооборудованием), т 5,62 9,11 10,3 13,2
2.2.1. Расчет параметров роторного смесителя [3]
Производительность смесителя, т/ч,
Q = 0,8 • 360057/vy,
где В — ширина ленты, м;
Н — высота слоя материала, м;
v — скорость движения ленты конвейера, м/с;
у — насыпная масса материала, т/м3.
Мощность привода одного ротора, кВт,
X, = Op/270r|[(v2 - vp2)/2g +/v2a/g],
где р — коэффициент, учитывающий количество шихты от общей массы,
выбрасываемой ротором со скоростью vp (в расчетах принимается
равным 0,85);
88
г) — к.п.д. приводного устройства;
vp — скорость выбрасывания частиц шихты
ротором, равная линейной скорости
вращения ротора, м/с;
f — коэффициент трения шихты с лопат-
ки, (в расчетах принимается равным
0,56);
а — угол действия ротора в слое шихты
(рис. 2.5.), град.
Рис. 2.5. Схема действия
ротора в слое шихты
cos а = (R — h)/R,
h — высота слоя шихты, м.
vp = nRn/30,
где R — радиус ротора, м;
п — частота вращения ротора, мин-1.
Мощность электродвигателя привода двух роторов, кВт:
7V0 = 2М • 0,736.
2.2.2. Правила эксплуатации роторного смесителя
Пуск в работу осуществляется в следующей последовательности: подаются
световой и звуковой сигналы о начале работы; включаются в работу приводы
роторов; подается материал в смеситель включением ленты конвейера.
Остановка смесителя производится в последовательности, обратной пуску.
Техническое обслуживание и наблюдение во время работы:
— наличие постороннего шума и стука в смесителе и вибрация подшипников —
на слух, визуально;
— течь смазочных материалов из уплотнения — визуально (не допускается);
— натяжение клиноременной передачи — на ощупь;
— просыпь материала из смесителя — визуально, исключение просыпи осу-
ществляется регулированием установки резиновых уплотнений;
— количество подаваемого материала — по показаниям весов.
2.3. Барабанные смесители
Устройство барабанных смесителей и их технические характеристики при-
ведены в книге «Производство агломерата» В. П. Жилкина, Д. Н. Доронина.
2.4. Барабанно-вихревые смесители
Барабанно-вихревые смесители (рис. 2.6.) состоят из разъемного корпуса 7,
установленного на жестком сварном каркасе 2. На торцевых стенках корпуса
на фланцах 3 закреплены корпуса подшипников 4 со сферическими ролико-
89
выми подшипниками. На валу 5 при помощи болтового крепления установле-
ны четырнадцать лопаток 6. Привод смесителя состоит из электродвигателя 7,
редуктора 8. Валы двигателя и редуктора соединены с помощью упругой муф-
ты 9. Валы редуктора и смесителя — зубчатой муфтой 10. В местах прохожде-
ния вала через торцевые стенки имеются сальниковые уплотнения II. Для
осмотра валов и лопаток в корпусе предусмотрены два люка, оснащенные гер-
метическими крышками 12. В передней верхней части корпуса имеется загру-
зочный патрубок 13. в задней нижней части — выходной патрубок 14 для
разгрузки перемешиваемого материала. Лопатки установлены под небольшим
углом для транспортирования материала.
Смеситель имеет высокую эффективность смешивания (более 95%), мате-
риал за счет смешивания в потоке, создаваемом высокой скоростью лопаток,
образует активную поверхность, что обеспечивает хорошую его комкуемость.
Техническая характеристика барабанно-вихревого смесителя
Таблица 1.3
Производительность, т/ч 360
Диаметр барабана (внутренний), м 1,93
Длина барабана (рабочая), м 5,0
Число перемешивающих лопаток, шт. 14
Частота вращения вала, мин 1 72,5
Мощность электродвигателя, кВт 400
Масса, т 19,7
Рис. 2.6. Общий вид барабанного вихревого смесителя
2.4.1. Правила эксплуатации
барабанно-вихревого смесителя
Смеситель имеет одинаковые со шнековым смесителем принцип работы и
функциональное назначение.
Пуск в работу, остановка, техническое обслуживание и наблюдение во вре-
мя работы аналогичны шнековому смесителю.
90
2.4.2. Расчет параметров
барабанно-вихревого смесителя [3]
Производительность смесителя, т/ч,
Q= 15л D2zq>bn$ysina,
где D — диаметр окружности, описываемый лопатками (внутренний диа-
метр барабана), м;
Z — число лопастей, приходящихся на один шаг витка, шт. (в расче-
тах принимается равным 4);
Ф — степень заполнения материала в барабане (в расчетах принима-
ется равной 0,3);
b — ширина лопатки, м;
п — частота вращения лопаток, мин-1;
р — коэффициент возврата массы при ее перемешивании (в расчетах
принимается равным 0,7);
а — угол установки лопаток, град, (в расчетах принимается равным 6°);
у — насыпная масса шихты, т/м3.
При известной (заданной) производительности смесителя диаметр лопас-
гей, м,
D = ^/4(2 / бОлгфйлру sin а .
Время перемешивания материала, мин,
Т = //V,
где / — длина корпуса от оси загрузки до разгрузки, м;
v — скорость движения материала, м/мин.
v = Q/60 Fytf,
где F — сечение, занимаемое смешиваемым материалом, м2,
Г = (л/4)(Л2-Д2),
где Dx — диаметр вала, м;
К — коэффициент разрыхления шихты (принимается равным 0,5).
Мощность электродвигателя привода смесителя, кВт,
N= QwG I/367
где w() — коэффициент сопротивления движения шихты, (принимается из
практических данных равным 6).
91
3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ
Для получения сырых окатышей из тонкоизмельченных железорудных кон-
центратов на окомковательных фабриках устанавливают барабанные или ча-
шевые (тарельчатые) окомкователи.
Начальная стадия получения окатыша может представляться как процесс
обволакивания капли воды шихтой, попавшей на нее, за счет сил поверхност-
ного натяжения капли воды. Очень упрощенно это аналогично процессу свер-
тывания пыли в шарики при начале дождя.
При продолжении движения сыпучего материала во вращающемся бараба-
не или чаше начальные зародыши накатываются шихтовыми материалами до
образования гранул (окатышей) шаровой формы диаметром 8... 18 мм. В даль-
нейшем непрерывный (установившийся) процесс окомкования поддерживает-
ся за счет постоянного ссыпания и ударов зародышей окатышей о слой нео-
комкованных шихтовых материалов.
Частица материала, находящаяся во вращающемся барабане, под дей-
ствием силы тяжести и центробежной силы прижимается к поверхности
барабана и вместе с ней движется, отклоняясь от вертикали на некоторый
угол р (рис. 2.8, а). Этот угол определяется окружной скоростью на внут-
ренней поверхности барабана, его радиусом R и коэффициентом трения
частицы о поверхность. Поведение частицы в барабане зависит от соотно-
шения силы тяжести G, центробежной силы F« и силы трения Fmp. Макси-
мальный угол подъема частицы до отрыва от поверхности барабана для дан-
ных условий определяется равенством силы трения и касательной состав-
ляющей силы тяжести Fmp = Ga.
При хорошем сцеплении частиц со стенками барабана коэффициент тре-
ния можно принимать равным коэффициенту внутреннего трения материала,
т. е. равным тангенсу угла естественного откоса материала (30...35°).
Как показали исследования, проведенные на Михайловском ГОКе, про-
цесс превращения зародышей в окатыш происходит в течение 20...24 с на дли-
не 7,5...8,5 м. Опыты проводились в окомкователях 03,6x14 м.
Барабанные окомкователи для окатышей устанавливают в замкнутом цик-
ле с грохотом и подрешетный продукт (мелочь) направляют обратно в барабан
в рециркуляцию, что ускоряет образование окатышей. Оптимальное количе-
ство циркуляционной нагрузки составляет 100—150% от производительности
окомкователя. Она может достигать и 300%. При циркуляционной нагрузке
менее 100% окатыши имеют меньшую прочность, а при превышении 300% в
готовых окатышах будет содержаться недопустимое количество мелочи. Удель-
ная производительность барабанных окомкователей 0,6...0,8 т/м2 в час — от-
ношение часовой производительности к площади поверхности окатывания ма-
териала (т. е. к площади внутренней поверхности барабана).
Чашевые окомкователи применяют для окомкования однокомпонентных
хорошо комкующихся шихт с постоянными физико-химическими и минера-
логическими свойствами. В этом случае чашевые окомкователи могут давать
классифицируемые по крупности окатыши, что позволяет вести технологичес-
кий процесс без циркуляционной нагрузки и грохочения. Это упрощает схему
92
цепи аппаратов и компоновочно-технологические проектные решения здания
цеха окомкования.
Применение чашевых окомкователей на тех фабриках, где это приемлемо
по технологии, позволяет уменьшить численность оборудования на каждую
технологическую линию, нагрузки на опорные конструкции здания, а также
грузоподъемность обслуживающих кранов.
Чашевые окомкователи по сравнению с барабанными имеют более высо-
кую удельную производительность (2...3 т/м2).
Отечественные фабрики окомкования оснащены чашевыми окомкователя-
ми диаметром 5,5; 6; 7 и 7,5 м с высотой борта 0,5...0,8 м.
На отдельную частицу шихты в чашевом окомкователе действуют те же
силы, что и в барабанном окомкователе (рис. 2.8, б, в).
При вращении наклонной чаши материал располагается в первом квадран-
те по ходу вращения. Свежий концентрат подается на открытую часть днища,
обычно в третий квадрант. Более крупные частицы поднимаются на меньшую
высоту (тем больше угол 8) и, наоборот, более мелкие поднимаются на боль-
шую высоту (см. рис. 2.7, г).
Рис. 2.7. Схемы (режимы) движения частиц шихты в окомкователях:
а, б, в — барабанных; г — чашевом
Рис. 2.8. Схема действия сил на частицу материала в окомкователях:
а — барабанном; б — чашевом, у борта; в — чашевом, на днище
93
Мелкие окатыши испытывают значительное сопротивление движению по
поверхности слоя материала в чаше и поэтому при вращении чаши поднима-
ются, увлекаемые материалом, на значительную высоту. Такой подъем мелких
окатышей и последующее многократное скатывание по поверхности материа-
ла в чаше обеспечивает слоевое наращивание окатышей до кондиционного
размера. По мере укрупнения окатышей сопротивление их движению по по-
верхности слоя материала в чаше падает и высота подъема уменьшается. Круп-
ные окатыши, в отличие от мелких, не могут подниматься с материалом на
большую высоту при вращении чаши и перекатываются в нижнеи ее части на
сравнительно небольшой площади а (см. рис. 2.7, г) в центре зоны, занятой
материалом. По достижении определенного диаметра (8... 15 мм) окатыши, по
мере поступления в чашу свежего материала, перекатываются через борт и
попадают на конвейер.
Характерной технологической особенностью чашевого окомкователя явля-
ется создание организованного движения материала, при котором мелкие фрак-
ции и крупные окатыши движутся по разным траекториям, благодаря чему про-
исходит разделение по крупности и выдача из окомкователя лишь окатышей
определенного размера, т. е. классифицированного по крупности продукта.
3.1. Барабанные окомкователи
Барабанные окомкователи (рис. 2.9, 2.10, 2.11) состоят из следующих ос-
новных узлов: цилиндрического барабана, четырех опорных, одного или двух
упорных роликов, привода, устройства для увлажнения шихты, устройства для
очистки гарнисажа и портала для подвески очистного устройства.
Барабан / представляет собой пустотелый цилиндр, сваренный из сталь-
ных листов. Барабаны состоят из нескольких секций, соединенных болтами.
Для обеспечения точности и прочности соединения на торцах секций имеются
центрирующие заточки, а часть болтов выполнена призонными. Барабан опи-
рается на опорные ролики стальными бандажами 2, которые выполняются
либо съемными на подкладках и клиньях, либо приваренными к обечайкам.
Барабаны окомкователей внутри покрывают стальным ячеистым (просечно-
вытяжным) листом. Эти меры предназначены для образования и удержания
слоя материала (гарнисажа) на внутренней поверхности барабана для защиты
его от износа, а также для улучшения условий трения при окомковании и
смешивании.
Вращение барабану передастся через стальной зубчатый венец 5, закреп-
ленный на фланце секции. Зубчатые венцы обычно выполнены литыми из
двух половин, соединенных болтами. Привод вращения барабана включает
электродвигатель 4, редуктор 5, соединенный муфтами 6 с электродвигателем
и валом подвенцовой шестерни, находящейся в зацеплении с зубчатым вен-
цом барабана. Вал подвенцовой шестерни устанавливается на сферические
роликоподшипники, заключенные в литой корпус. Для выверки бокового и
радиального зазоров корпус подвенцовой шестерни может быть передвинут в
направлении, перпендикулярном продольной оси барабана. Электродвигатели
94
приводов переменного тока имеют плавное регулирование частоты вращения от
тиристорного преобразователя частоты. Электродвигатели постоянного тока —
с бесступенчатым регулированием частоты вращения изменением напряжения
питающего тока.
Каждый опорный ролик 7 напрессован на ось, которая опирается на сфери-
ческие роликоподшипники, установленные в чугунном литом корпусе. Регули-
рование положения опорного ролика относительно бандажа барабана и его фик-
сирование осуществляются посредством двух винтовых упоров, закрепленных
на раме с внешней стороны корпуса ролика. Каждый упорный ролик 8 установ-
лен на подшипниках качения, смонтированных на вертикальной оси. Встреча-
ются конструкции, когда упорные ролики имеют разное устройство: нижний —
силовой ролик большего диаметра — воспринимает осевое усилие от наклона
барабана, а верхний — контрольный — устанавливается для предотвращения
аварийного «ухода» барабана вверх при раскосе опорных роликов.
Уралмашзавод поставляет также окомкователи с установкой привода и опор-
ных роликов на общей металлической раме. Иногда привод и опорные ролики
устанавливают на отдельные рамы, залитые в бетонную фундаментную плиту.
Эта конструкция более прогрессивна, так как железобетонные опорные дета-
ли дешевле и снижают удельную металлоемкость машины.
Очистное устройство предназначено для срезания во время работы оком-
кователей с внутренней поверхности барабана излишнего слоя налипшего
материала. Устройство состоит из балки 9 с установленными на ней скребка-
ми (резцами) 10. Балка с резцами размещается внутри вдоль барабана и при
помощи рычажных подвесок 11 и 12 шарнирно соединена с порталом оком-
кователя. Подвеска 77, расположенная в загрузочной части окомкователя,
соединена шатуном 13 с коленчатым валом 14 привода. Привод состоит из
электродвигателя /5, планетарного редуктора 16 и коленчатого вала, соеди-
Рис. 2.9. Окомкователь барабанный
95
ненных между собой муфтами. Коленчатый вал установлен на двух подшип-
никовых опорах 17.
Портал 18 представляет собой сварную раму, расположенную над окомко-
вателем и опирающуюся на четыре стойки, закрепленные на общей опорной
раме окомкователя или на бетонном фундаменте.
Балка очистного устройства совершает возвратно-поступательные движе-
ния от кривошипно-шатунного механизма, приводимого в действие приво-
дом. Ход балки рассчитан таким образом, что он перекрывает шаг резцов.
Для увлажнения шихты предусматриваются водопроводы 19 и форсунки 20
внутри барабана. На каждом трубопроводе установлены сетчатые фильтры и
запорные краны. Для возможности использования технической воды, содер-
жащей взвеси, современные конструкции форсунок для распыления исполь-
зуют сжатый воздух и имеют выходное отверстие до 6...8 мм.
Для смазывания механизмов окомкователя предусматриваются различные
системы смазки. Подшипники вала опоры, верхние подшипники тихоходного
вала редукторов и венцовая зубчатая пара привода смазываются от общецехо-
вой автоматической централизованной системы густой смазки. Смазка зацеп-
ления редуктора жидкая, заливная, картерная. В масляной ванне корпуса ре-
дуктора установлен трубчатый змеевик с циркулирующей по нему водой для
охлаждения масла. Для распыления густой смазки в зацеплении подвенцовой
17 14 13 16 15
Рис. 2.10. Окомкователь барабанный (вид А)
96
шестерни с венцом установлена специальная форсунка. Количество и перио-
дичность смазки регламентируются инструкцией завода-изготовителя.
Чтобы динамические нагрузки не передавались на строительные конструк-
ции здания, окомкователи устанавливают на жестких железобетонных основа-
ниях. Иногда окомкователи устанавливают на резино-металлических аморти-
заторах, гасящих вибрационные воздействия на основания и строительные
конструкции.
Шихтовые материалы подаются в барабан ленточным конвейером. Со сто-
роны загрузки внутри барабана имеется кольцевой порог, препятствующий
высыпанию шихты из окомкователя. Разгрузочный конец барабана имеет спи-
ральные прорези 2/, необходимые для равномерного распределения окатышей
по ширине грохота.
Окомкованная шихта сортируется грохотом сырых окатышей, установлен-
ным под разгрузочной частью окомкователя. Кондиционные окатыши диа-
метром 8... 18 мм направляются для обжига на обжиговую машину. Неконди-
Рис. 2.11. Очистное устройство барабанного окомкователя
7 Э-437
97
ционные мелкие (—8 мм) и крупные окатыши (+18 мм) ленточными конвей-
ерами направляются в загрузочную часть окомкователя (циркуляционная на-
грузка). Крупные окатыши при этом предварительно разрушаются.
Таблица 2.4
Техническая характеристика барабанных окомкователей
Параметр ОБ-2,8хЦ ОБ-3,6x14 ОБ-3,6x10 ОБ-3,6хЦ,3 (проект)
Производительность по сырым окатышам, т/ч 40 90...100 90... 100 90... 100
Диаметр барабана (внутренний), м 2.8 3,6 3,6 3,6
Длина барабана, м 11 14 10 11,3
Угол наклона барабана, град. 9 8 8 8
Частота вращения барабана, мин-1 8...15 7... 11,2 7...11 7... 11,2
Электродвигатель привода барабана: тип мощность, кВт частота вращения, мин-’ П-131-6К 90 500 Д-816 110/150 480 В-280-М6 90 985 Д-816 110/150 480
Электродвигатель очистного устройства: тип мощность, кВт частота вращения, мин 1 МТКМ-311-6 5,5 940 МТКН-311-6 7 915 МТКН-311-6 7 915 МТКН-311-6 7 915
Число двойных ходов балки очистного устройства в мин 23,4 1,69 2 1,69
Ход балки, мм 150 190 190 190
Установка для увлажнения шихты: число форсунок расход воды, м3/ч 7 3,4 5 2...4 5 2...4 5 2...4
Масса с электрооборудованием, т 84 103 103 103
3.1.1. Техническая эксплуатация
Режим работы барабанного окомкователя следует определять эксплуатаци-
онными испытаниями, которые должны производиться при запуске в эксплу-
атацию, после капитального ремонта, в случае изменения исходного сырья, а
также после внесения в конструкцию изменений, влияющих на основные по-
казатели работы.
На основании результатов испытаний для барабанного окомкователя уста-
навливаются основные показатели работы, в том числе:
— производительность должна быть не ниже плановой, но не выше проект-
ной;
— коэффициент использования должен быть не ниже планового, но не выше
проектного;
98
— удельный расход электроэнергии должен быть не выше планового;
— наибольшее количество материала, одновременно находящегося в барабане
с учетом наличия гарнисажа, не должно превышать проектной величины.
Показатели работы и технологические нормативы барабанного окомкова-
теля должны быть внесены в технологическую инструкцию, утвержденную
начальником цеха.
Барабанный окомкователь устанавливается в непрерывной цепи машин,
входящих в комплекс оборудования для окомкования и обжига окатышей и
предназначен для работы в длительном непрерывном режиме.
Пуск в работу осуществляется с диспетчерского пульта. Пробным пуск про-
изводится без нагрузки машинистом окомкователя с рабочего места.
Пуск осуществляется в следующей последовательности:
— подаются световой и звуковой сигналы о начале работы;
— включаются транспортные устройства за окомкователем;
— включаются приводы вращения барабана и очистного устройства;
— включаются транспортные средства и подается материал в барабан;
— регулируется вручную подача воды для увлажнения шихты.
Остановка осуществляется в последовательности, обратной пуску.
3.1.2. Техническое обслуживание
Во время работы окомкователя следить: за наличием постороннего шума и
стука в редукторах привода барабана и очистного устройства, в открытой зуб-
чатой передаче — на слух; за вибрацией подшипников роликоопор — вибро-
графом (не более 0,1 мм); за состоянием поверхностей бандажей, деталей зуб-
чатых передач и роликоопор — визуально; за состоянием резцов очистного
устройства, их износом — визуально, измерительным инструментом; за пода-
чей и углом распыления воды — визуально (регулируется вентилями); за тем-
пературой смазочных материалов в подшипниках — термометром (не должна
превышать температуру окружающей среды более, чем на 30°С); за нагрузкой
электродвигателей приводов — по показаниям амперметра; за количеством
загружаемого материала — по показаниям весов; за просыпью материала из
барабана — визуально.
Запрещается эксплуатация барабанного окомкователя:
— при задевании неподвижными частями окомкователя за вращающийся ба-
рабан;
— при превышении температуры подшипников над температурой окружаю-
щей среды более 30°С;
— при появлении течи масла, постороннего шума, вибраций, стука в редукто-
рах и открытой зубчатой передаче;
— при скоплении материала на механизмах окомкователя;
— при образовании на рабочих поверхностях опорных и упорного роликов
явлений наклепа в виде шелушения, канавок или накатов (наплывов ме-
талла более 5 мм);
— при радиальном и осевом биении бандажей более 4 мм;
— при осевом перемещении барабана вправо или влево более 15 мм;
99
— при износе резцов очистного устройства более 10 мм (произвести переус-
тановку или замену их);
— при износе зубьев зубчатого венца и подвенцовой шестерни открытой зуб-
чатой передачи более 30% номинальной толщины по диаметру начальной
окружности;
— при износе опорных и упорного роликов более 5% номинального диа-
метра;
— при износе бандажей более 30 мм по толщине;
— при разрушении и ослаблении затяжки болтовых соединений.
3.1.3. Расчет параметров барабанного окомкователя [3]
Производительность окомкователя определяется по удельной производи-
тельности из результатов практической работы и равна 0,85 (м2 • ч).
Зависимость для определения объемной производитель-
ности окомкователя имеет вид:
//wtg a N = 1,1 И/v,
где / — длина барабана, м;
и> — окружная скорость барабана, м/с;
а — угол наклона поверхности материала к горизон-
ту, град;
N — коэффициент, зависящий от степени заполне-
ния барабана,
принимается равным 1,2—1,5;
И — объем барабана, м3;
v — объемная производительность, м3/мин.
w = tiR п/30,
где R — радиус барабана, м;
п — частота вращения барабана, мин-1.
Рис. 2.12. Схема
для определения
расхода мощнос-
ти на подъем
материала для
расчета 3.1.4
V=
где D — диаметр барабана, м.
Выразив длину барабана через диаметр и считая, что / = 3Z),
D = / 2,36 •
Объем барабана можно определить через удельную производительность Qyd\
v= Q/Qy^
где Q — производительность окомкователя, т/ч;
Ga— удельная производительность окомкователя, т/(м2 • ч).
Время пребывания материала в барабане, мин,
т = l/w tg a TV.
100
3.1.4. Расчет мощности привода
барабанного окомкователя [2]
Исходные данные (рис. 2.13): производительность ft, т/ч (по готовым сы-
рым окатышам после грохота); циркуляционная нагрузка с грохота ft, т/ч (для
окомкователей окатышей ft = 3 ft); угол наклона оси барабана к горизонту, а;
частота вращения барабана п, мин ; насыпная масса материала уи, кг/м3 (для
тонких концентратов уи = 2000...2200 кг/м3); диаметр барабана внутренни1! Д, м;
толщина бетонного торкрета и гарнисажа 5, м; радиус барабана по внутренней
поверхности гарнисажа R, м: R = (Я — 25)/2; длина барабана £, м; радиус банда-
жа Rt, м; радиус опорного ролика гр, м; радиус цапфы опорного ролика гц, м.
Мощность привода барабана 7V, кВт:
N = Л/^/(9550п),
где Мб — крутящий момент, приведенный к оси барабана, Н • м;
г| — суммарный коэффициент полезного действия привода.
Л//; МСт ”1" М/П'О "1“ Мт.у +
где Мст — момент статического сопротивления от материала, находящегося
в барабане, Нм;
Мтл) — момент сопротивления опорных роликов, Н • м;
Рис. 2.13. Схема к расчету мощности привода барабанного окомкователя
101
Мт.у — момент сопротивления упорных роликов, Н • м;
Мср — момент сопротивления от срезания излишка налипшего
на гарнисаж материала резцами очистного устройства, Н • м.
'Wm.o = У [f(R6 + Гр) + цЯбгн ],
гр
где f = 0,0005 м;
ц = 0,01.
Суммарная нормальная нагрузка на опорные ролики
Р = (GM + G6 + Ge) g/cos v,
где х|/ — половина центрального угла раствора между опорными роликами
(обычно 30°);
G6 — масса барабана с зубчатым венцом и бандажами, кг;
G> — масса гарнисажа (и бетонного торкрета для окомкования
окатышей), кг;
g — ускорение свободного падения, м/с2;
GM — масса шихты в барабане, кг:
где FM — площадь сечения сегмента, занимаемого материалом, м2;
К — коэффициент, учитывающий доувлажнения шихты в барабане,
К= 1,1.
Производительность барабана
Qc+Q« =
3600 F
1000 ’
где —
скорость перемещения материала вдоль оси барабана, м/с;
vM = 0,105/? п tg 2а.
Так как
м 3,6v,
После подстановок и преобразований формула для определения массы
материала, кг, принимает вид:
/frrtg2a
Масса бетонного торкрета и гарнисажа, кг:
Ge = л£8уг(Д — 5),
где уг — средняя объемная масса бетонного торкрета и гарнисажа, кг/м3;
уг = 2500 кг/м3.
102
Таким образом, суммарная нагрузка на опорные ролики, Н:
Р = -s - Qb + 2,9+ лЛ5Уг(Я0 - 5) .
cos^L 6 Rntgla 1г 0
В современных конструкциях барабанных окомкователей упорные ролики
устанавливают на подшипниках качения увеличенного диаметра.
В заводской практике при расчете мощности привода момент сопротивле-
ния (Л/оту) от упорного ролика ввиду незначительности не учитывают.
Усилие сопротивления срезанию гарнисажа, Н:
FCP £ Ярч
где Fcp — площадь среза одним резцом, м2;
Fcp bpip
где bp — глубина резания, м;
1Р — длина режущей кромки резца, м;
z=(L-S-lp)/t
где z — число резцов;
t — шаг резцов;
5 — ход резца при подвижной балке с резцами, м;
qp — удельное сопротивление резанию для мелкой руды и концентрата;
qp = (20...30) Н/см.
Момент сопротивления от врезания излишка налипшего на гарнисаж ма-
териала, Н • м:
Мср = WR = bplpzqpR.
Момент статического сопротивления от материала, находящегося в бара-
бане, Н • м:
Мст = (G^Asin p)g,
где й0 — расстояние от оси барабана до центра тяжести сегмента,
занимаемого материалом, м;
р — угол подъема материала в барабане при его вращении
(рис. 2.12 и 2.13).
Обычно барабанные окомкователи имеют заполнение поперечного сече-
ния материалом не более 3%. Исходя из величины Л, по справочным табли-
цам находят длину хорды а, а затем величину й0 из выражения
Йо = «7(12/;).
Следовательно,
Km = GM sin 0.
Для предварительных расчетов, когда не уточнены свойства шихтовых ма-
териалов, принимают для окатышей р = 37°.
При уточненных расчетах барабанов большой производительности (свы-
ше 150 т/ч) целесообразно дополнительно учитывать момент сопротивления
юз
вращению от сил инерции в пересыпающемся слое шихтового материала
Мин, Н • м; момент сопротивления вращению от сил трения в пересыпаю-
щемся слое Мтр, Н • м.
Скатывающийся по поверхности откоса материал в нижней части сегмента
вновь подхватывается трением о внутреннюю поверхность вращающегося ба-
рабана и разгоняется до скорости, равной окружной скорости барабана. За
время поворота барабана на центральный угол 0, соответствующий длине дуги
сегмента, занятого материалом, через рассматриваемую стадию цикла пересы-
пания пройдет весь материал, находящийся в барабане (см. рис. 2.13). Энер-
гия, затрачиваемая приводом на разгон материала за это время:
А = Guve2/g = ми„е,
откуда
= GMv62/(g&) = Gv R2 «7(900 6).
Кроме инерционного момента сопротивления вращению для обеспечения
достаточного запаса мощности привода при запуске барабана «под завалом»
после аварийных остановок, подсчитывают момент сопротивления вращению
от соскальзывания верхнего слоя материала в сегменте относительно непод-
вижного нижнего. Эта сила трения Fm* создает дополнительное сопротивле-
ние вращению, зависящее от физических свойств шихты. Из условия равнове-
сия сил принимается, что скользит не более половины имеющегося в барабане
материала, тогда
Fmp4 = 0,5 G4fncos р,
или
Мтрм = 0,5 (ZA^cos Pg,
где 0,5 — коэффициент массы сползания, определяемый опытным путем;
Ло — расстояние от оси барабана до центра тяжести сегмента, занятого
материалом, м;
fn — коэффициент трения покоя.
Далее, подсчитав и сложив все составляющие момента сопротивления вра-
щению барабана, определяют мощность электродвигателя привода барабана.
Полученные нагрузки на опорные ролики используются для расчета деталей
на прочность.
3.2. Чашевые окомкователи
Уралмашзаводом выпущено три типа чашевых окомкователей с различны-
ми конструкциями приводов вращения чаши:
— от коническо-цилиндрического редуктора и открытой передачи;
— от глобоидного червячного редуктора и открытой передачи;
— от планетарно-конического.
Окомкователи с приводом вращения чаши от коническо-цилиндрического
редуктора и открытой передачи, широко применяемые в черной и цветной
металлургии, работают стабильно, но имеют следующие недостатки: наличие у
104
каждого окомкователя специальной смазочной станции для смазки подшип-
ников оси чаши и применение в приводе вращения чаши открытой зубчатой
передачи.
Открытая зубчатая передача имеет малый срок службы из-за абразивно-
го износа. Замена ее элементов связана с остановкой окомкователя и пол-
ной разборкой привода вращения чаши. Для удобства съема редуктора при-
вода предусмотрен наклон днища чаши в положение, близкое к вертикаль-
ному. Однако осуществить такой наклон практически не всегда возможно,
так как ему препятствуют элементы конвейера подачи шихты в окомкова-
тель. А съем редуктора с окомкователя, чаша которого находится под углом
45...55°, очень трудоемок и опасен. Вызывает затруднения и регулировка
зубчатого зацепления открытой передачи передвижением редуктора приво-
да на раме окомкователя. Кроме того, открытая передача является источни-
ком вибраций, часто приводящих к разрушению силовых элементов узлов
окомкователя.
Окомкователи с приводом вращения чаши от глобоидного червячного ре-
дуктора и открытой передачи оказались неудачными из-за малого межремонт-
ного срока редуктора, недостаточно жесткой опоры чаши и механизма наклона.
Окомкователи нового поколения с приводом от планетарно-конического
редуктора отличаются от ранее выпускаемых окомкователей бесшумной рабо-
той и высокой надежностью. Смазка всех элементов привода осуществляется
встроенным в редуктор маслонасосом, подающим масло из масляном ванны
редуктора. Закрепление чаши на выходном валу редуктора исключает откры-
тую передачу.
В данном разделе описаны окомкователи двух типов:
— с приводом от коническо-цилиндрического редуктора и открытой зубчатой
передачи;
— с приводом от планетарно-конического редуктора.
Таблица 2.5
Техническая характеристика чашевых окомкователей
Тип окомкователя ОЧ-32001 04-5500' 04-70002 04-7500' ОЧ-75003
Диаметр борта чаши, мм 3200 5500 7000 7500 7500
Высота борта чаши4, мм 600 800 600 470 470
Частота вращения чаши, мин-1 3...9 6...9 4...8 4...8 4...8
Передаточное число привода 128,7 128,7 128,7 128,7 128,6
Производительность, т/ч 15 30...40 80...90 ПО...130 110...130
Угол наклона чаши, град 45...55 45...55 45...50 45...50 45...50
Габаритные размеры, мм
длина 3120 5480 5730 6050 5917
ширина 4200 6760 8320 8820 8820
высота 4190 6200 6890 7710 7314
Мощность электродвигателя привода вращения чаши, кВт 37 75 132 132 132
105
Мощность электродвигателя привода наклона чаши, кВт 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2
Ориентировочная масса с электрооборудованием, т 12 40 48 53 50,9
1 Для цементной промышленности.
2 Для окомкования железорудных концентратов с коническо-цилиндрическим редуктором.
3 Для окомкования железорудных концентратов с планетарно-коническим редуктором.
4 По требованию заказчика высота борта может быть изменена.
3.2.1. Окомкователь чашевый
с коническо-цилиндрическим редуктором привода
Чашевый окомкователь (см. рис. 2.14, 2.15) состоит из чаши /, опоры 2 с
установленным на ней приводом 5, станины 4, механизма наклона чаши 5,
устройства для очистки днища и бортов чаши 6, систем смазки с охлаждением
масла в редукторе и увлажнения шихты 7.
Чаша окомкователя представляет собой сварную конструкцию из стальных
листов, выполненную по условиям транспортирования из двух половин, со-
единенных болтами.
Особое внимание обращают на правильность формы бортов чаши, так как
овальность и биение их приводят к неравномерной толщине слоя гарнисажа
на бортах и его обрушению. К чаше болтами прикреплено жесткое опорное
кольцо 8 для установки на нем разъемного (для облегчения замены) венца 9
привода с внутренним зацеплением прямыми зубьями. Взаимное центрирова-
ние зубчатого венца, опорного кольца и чаши осуществляется круговыми за-
точками и призонными болтами. В ступице опорного кольца выполнено ко-
ническое отверстие со шпоночным пазом для установки чаши на соответству-
ющий конец вала опоры.
Рама опоры сварена из стальных листов. В расточках трубы рамы опоры в
сферических роликоподшипниках устанавливается вал 10, на конический ко-
нец которого посажена чаша. Осевые усилия от чаши, действующие на вал,
воспринимаются упорным подшипником и нижней торцевой крышкой.
В хвостовой части рамы имеются проушины для установки оси, посред-
ством которой опора шарнирно соединяется с механизмом наклона чаши.
Привод чаши, состоящий из электродвигателя 11 постоянного или перемен-
ного тока, соединительной муфты 12, защитных кожухов, коническо-цилинд-
рического редуктора 13 с подвенцовой шестерней, тахогенератора и тормоза
14 монтируется на обработанных поверхностях верхней части балки рамы опо-
ры. Вращение чаши осуществляется от электродвигателя через редуктор, на
тихоходном валу которого насажена шестерня. Открытая венцовая зубчатая
пара укрыта кожухом 15, сварные секции которого закреплены на чаше. Кине-
матическая схема окомкователя изображена на рис. 2.16.
106
6
Передаточное число привода рассчитывается по формуле
*1*3 ^5
Для обеспечения точности зубчатого венцового зацепления положение ре-
дуктора с подвенцовой шестерней на раме опоры фиксируется коническими
штифтами. Электродвигатель закрепляется от смещения при работе в наклон-
ном положении упорами. Для определения частоты вращения чаши привод
снабжен тахогенератором, соединенным с валом электродвигателя кинемати-
107
12
Рис. 2.15. Окомкователь чашевый
ческой передачей. На втором сво-
бодном конце вала электродвигате-
ля устанавливается электротормоз
для предотвращения обратного вра-
щения чаши при остановках оком-
кователя.
Опора чаши 2 устанавливается на
шарниры станины 4, представляю-
щей собой литую конструкцию, со-
стоящую из двух стоек, соединенных
болтами с поперечной балкой. К ста-
нине шарнирно крепится нижний
конец механизма наклона чаши 5.
Механизм наклона чаши состоит из
винтовой пары, червячного редукто-
ра, корпуса и мотор-редуктора.
Мотор-редуктором приводится
во вращение пара винт—гайка и из-
меняется угол положения чаши с
опорой относительно станины.
Пара винт—гайка может быть при-
ведена в движение вращением ру-
коятки вручную.
Механизм наклона соединен
шарнирно проушинами 16 с опорой и 17 со станиной. Предел регулирования
угла наклона чаши 45...50°.
Устройство для очистки внутренней поверхности чаши от налипающего
концентрата монтируется на балке, укрепленной на раме опоры. Устройство
состоит из бортового, донных и торцевого ножей. Режущие кромки всех но-
жей армированы твердым сплавом. Положение донных ножей по высоте регу-
лируется перемещением их относительно стоек в овальных отверстиях.
Скорость вращения чаши регулируется при применении электродвигателя
постоянного тока изменением величины подаваемого питающего напряжения,
при применении электродвигателя переменного тока — изменением частоты
подаваемого тока.
Для нормального процесса окомкования концентрат в чаше увлажняется
распыленной форсунками водой. К каждой форсунке подводится индивиду-
альный трубопровод, с установленным на нем регулировочным вентилем.
По мере достижения оптимальных технологических размеров готовые ока-
тыши ссыпаются из чаши на конвейер по разгрузочному лотку, футерованно-
му нержавеющей сталью, резиной, полистиролом или полиэтиленом.
Для смазывания механизмов окомкователя предусматриваются системы
смазки. Подшипники вала опоры смазываются от специальной станции жид-
кой смазки. Верхние подшипники тихоходного вала редуктора и венцовая зуб-
чатая пара привода смазываются от общецеховой автоматической централизо-
ванной системы густой смазки. Смазка зацепления редуктора жидкая, залив-
ная, картерная. В масляной ванне корпуса редуктора установлен трубчатый
108
Рис. 2.16. Кинематическая схема чашевого окомкователя
с приводом через коническо-цилиндрический редуктор
змеевик с циркулирующей по нему водой для охлаждения масла. Для распыле-
ния густой смазки в зацеплении подвенцовой шестерни с венцом установлена
специальная форсунка. Количество и периодичность смазки регламентируют-
ся инструкцией завода-изготовителя.
Окомкователь работает в непрерывной линии агрегатов фабрики окомкова-
ния. Во вращающуюся чашу окомкователя равномерно и непрерывно подается
шихта. Образуются первичные центры окомкования, которые по мере' переме-
щения в чаше увеличиваются в диаметре до размера готовых окатышей. Опти-
мальный размер окатышей зависит от физико-химических свойств шихтовых
материалов, угла наклона чаши и скорости ее вращения. На каждом горно-
обогатительном комбинате эти параметры устанавливаются опытным путем.
Для монтажа и ремонта чашевого окомкователя в здании цеха устанавли-
ваются краны грузоподъемностью не менее 50 т. Одна из секций отводящего
конвейера предусматривается съемной.
3.2.2. Окомкователь чашевый
с планетарно-коническим редуктором привода
Окомкователь (см. рис. 2.17) представляет собой вращающуюся чашу, за-
крепленную на тихоходном валу редуктора, установленную под углом к гори-
зонту, и состоит из чаши 7, редуктора 2, рамы 3, станины 4, механизма накло-
на 5, устройства для очистки днища и бортов чаши 6, электродвигателя 7 и
устройства для увлажнения шихты 8.
В зависимости от направления вращения чаши, окомкователи подразделя-
ются на правый (вращение по часовой стрелке со стороны загрузки шихты) и
левый (вращение против часовой стрелки).
109
Конструкция окомкователя предусматривает плавное регулирование ско-
рости вращения чаши и угла ее наклона.
Чаша представляет собой сварную конструкцию из стальных листов. Дно и
борта чаши армированы просечно-вытяжным листом для удержания слоя гар-
нисажа из шихты, предохраняющего чашу от износа. По условиям транспор-
тирования чаша выполнена из трех частей, собираемых при монтаже: двух
получаш и опоры.
Чаша конической расточкой, выполненной в ее основании, устанавливает-
ся на тихоходный вал планетарного редуктора. Закрепление чаши на коничес-
ком конце вала редуктора осуществляется гидрошайбой, после чего дополни-
тельно фиксируется винтом, а раскрепление — гидрораспрессовкой.
Рис. 2.17. Окомкователь чашевый с планетарно-коническим редуктором
НО
Привод предназначен для вращения чаши. Привод состоит из планетарно-
конического редуктора и электродвигателя переменного тока вертикального
исполнения АИР 315Мв; N = 132 кВт; п = 985 мин-1. Частота вращения чаши
регулируется изменением частоты питающего напряжения через тиристорный
преобразователь. Описание конструкции привода приведено ниже.
Рама предназначена для установки на нее привода окомкователя с чашей и
устройства для очистки чаши.
Рама состоит из собственно рамы и двух хомутов.
Собственно рама представляет собой сварную конструкцию из стальных
листов и двух полуколец, в которых совместно с хомутами произведены рас-
точки для установки планетарного редуктора.
На торцах рамы обработаны площадки для крепления стоек очистного ус-
тройства. В нижней части рамы имеются две опоры для шарнирного соедине-
ния со станиной окомкователя.
Устройство для очистки чаши состоит из двух стоек и балки коробчатого
сечения с кронштейнами для донных, бортовых и торцевых ножей. Конструк-
цией предусмотрена регулировка расстояния очищающих ножей до днища и
борта чаши, что необходимо для поддержания нужной толщины гарнисажа в
процессе работы окомкователя.
Рабочие поверхности ножей наплавлены износостойким материалом.
Механизм наклона служит для удержания чаши окомкователя в наклонном
положении и для изменения угла наклона чаши к горизонту в диапазоне 45...50°.
Механизм наклона шарнирно соединен со станиной окомкователя и корпусом
планетарного редуктора.
По конструкции механизм представляет собой винтовой домкрат и состоит
из двух корпусов. Нижний корпус имеет проушину для крепления к станине и
гайку под упорный винт.
Верхний корпус имеет проушину для крепления к планетарному редуктору.
Внутри корпуса помещен винт с упорной резьбой и червячный редуктор, соеди-
ненный втулочно-пальцевой муфтой с мотор-редуктором 4MLJ2C-80-63-2,2-Gl 10
ЦУЗ ТУ2.056.0221595.13-91, который является приводом механизма наклона.
Мотор-редуктор закреплен на кронштейне корпуса.
Для обеспечения безопасности работы окомкователя привод механизма
наклона должен работать совместно с установкой сигнализатора угла наклона.
Установка сигнализатора угла наклона служит для дистанционного конт-
роля угла наклона чаши и для остановки привода механизма наклона в край-
них ее положениях, выполняя функцию конечного выключателя.
Установка состоит из:
— механизма сигнализации положения МСП 1-4;
— опоры механизма сигнализации;
— шатуна.
Опора с закрепленным на ней механизмом сигнализации устанавливается
на станине окомкователя. Рычаг опоры шарнирно шатуном соединен с рамой,
на которой в расточках закреплен планетарный редуктор.
При изменении угла наклона чаши шатун, перемещаемый рамой, повора-
чивает ось прибора МСП 1-4, по сигналам которого прибор на пульте опера-
тора показывает фактический угол наклона чаши.
111
Механизм наклона можно включать в работу только после установки и
выверки крайних положений на приборе МСП 1-4.
Для визуального определения угла наклона чаши к горизонту окомкова-
тель снабжен стрелкой со шкалой. Стрелка со шкалой устанавливается на стойке
устройства для очистки чаши.
Устройство для увлажнения шихты служит для подачи воды в распылен-
ном виде в чашу окомкователя во время его работы.
Устройство состоит из системы трубопроводов, форсунок с индивидуаль-
ными вентилями и запорным вентилем.
В зависимости от технологической необходимости положение форсунок
может меняться, для чего кронштейны, на которых они закреплены, повора-
чиваются.
Система увлажнения шихты, сблокированная с приводом окомкователя при
помощи запорного вентиля с электромагнитной защелкой, позволяет отклю-
чать подачу воды при остановке машины.
Привод чашевого окомкователя представляет собой планетарно-коничес-
кий редуктор, на тихоходном валу которого установлена чаша окомкователя, а
на быстроходном валу — электродвигатель. Чаша насаживается на тихоходный
вал на коническую посадку с конусностью 1:30 и закрепляется винтом М 160x6
(рис. 2.18). А
Рис. 2.18. Привод чашевого окомкователя: I — чаша; 2, 3 — хомуты; 4 — электродвигатель;
5 — редуктор планетарно-конический; 6 — шпонка; 7 — маслоуказатель; 8 — слив масла;
9 — змеевик охлаждения; 10 — пробка
112
Электродвигатель 4 закрепляется на редукторе 5 через корпус (стойку) и
соединяется с валом редуктора зубчатой муфтой. Зубчатая муфта имеет ком-
пенсирующий элемент с наружным и внутренним зацеплением.
Планетарно-конической редуктор состоит из двух планетарных передач и
одной конической передачи с межосевым углом 47°30’ (рис. 2.17).
Тихоходный вал редуктора выполнен заодно с водилом тихоходной плане-
тарной передачи и установлен на радиальных и упорных самоустанавливаю-
щихся подшипниках.
Кинематическая схема привода изображена на рис. 2.20.
Передаточное число рассчитывается по формуле:
(1 (1 )
*1
Привод масляного насоса осуществляется от зубчатого колеса, располо-
женного на втором валу конической передачи и состоит из конической пере-
дачи и вала на подшипниках качения. Шестеренный насос соединяется с ва-
лом привода втулочно-пальцевой муфтой.
Шестеренный насос — прямозубый на подшипниках качения, реверсив-
ный, т. е. подает масло в циркуляционную систему независимо от направле-
ния вращения ведущего вала.
Рис. 2.19. Привод чашевого окомкователя: 1 — насос, 2 — указатель потока, 3 — РПИ-15,
4 — залив масла
8 Э-437
113
Производительность насоса — 18 л/мин при номинальной частоте враще-
ния вала насоса 1230 мин-1.
Уплотнение тихоходного вала — торцевое, уплотнение быстроходного вала —
манжетное и поджимается крышкой.
Редуктор 5 устанавливается в расточках рамы окомкователя имеющимися
для этой цели на корпусе цилиндрическими поверхностями и закрепляется
хомутами 2, 3. Реактивный момент воспринимается шпонкой 6, закрепленной
на цилиндрической поверхности (рис. 2.18).
Смазывание зацепления и подшипников редуктора осуществляется раз-
брызгиванием из масляной ванны. Смазывание подшипников тихоходного и
быстроходного валов — от циркуляционной системы через шестеренный на-
сос с забором масла из ванны редуктора.
Для контроля подачи масла к подшипниковым узлам в трубопроводах ус-
тановлены реле потока масла 3 (РПИ-15), подающие электрический сигнал в
систему управления приводом, и указатель потока 2, предназначенный для
визуального наблюдения за контролем течения масла.
Залив масла в редуктор производится через отверстие 4 (рис. 2.19), а слив —
через отверстие 8 (рис. 2.18), контроль уровня масла осуществляется масло-
указателем 7 или через контрольную пробку 10,
Для смазывания зубчатой муфты масло заливается в корпус муфты через
специальное окно, закрытое крышкой.
Электро -
Рис. 2.20. Кинематическая схема чашевого окомкователя 04-7500
114
В процессе эксплуатации привода необходимо периодически контролиро-
вать уровень масла в редукторе и муфте, качество масла, а также работу цирку-
ляционной системы смазки. При выходе из строя шестеренный насос немед-
ленно заменить новым насосом.
Регулярно производить контроль затяжки всех резьбовых соединений.
Первую замену масла необходимо произвести через 200 часов работы, по-
следующие замены осуществлять по результатам химического анализа масла,
проводимым через каждые два месяца.
При первой замене масла внутреннюю полость редуктора необходимо про-
мыть промывочной жидкостью, совместимой с рабочим маслом. Жидкость не-
обходимо залить до уровня контрольной пробки и дать поработать приводу вхо-
лостую 10... 15 мин. После промывки жидкость слить и залить рабочее масло.
Нормы, при которых необходимо производить замену масла:
— кислотное число не более 3 мг КОН на 1 г масла;
— повышение вязкости относительно исходной не более чем на 20%;
— содержание воды не более 5%;
— содержание абразивных примесей не допускается;
— содержание неабразивных примесей не более 0,5%.
Рекомендуемая вязкость масла v 100°С = 10... 12 сСт.
Марка масла ИЮОР(с) ТУ 38.101901-86. Допускается использование дру-
гой марки масла с указанной вязкостью и уровнем эксплуатационных свойств
не хуже масла ИЮОР(с).
Объем заливаемого масла:
— корпус редуктора 320 л;
— корпус муфты 2 л.
Охлаждение масла в редукторе осуществляется через змеевик 9 (рис. 2.18),
встроенный в корпус. Подвод системы охлаждения производится заказчиком
при повышении температуры масла свыше 60°С, что может произойти при
недостаточном отводе тепла от корпуса редуктора (чрезмерное загрязнение,
повышение температуры окружающей среды).
Расход воды 7... 10 л/мин.
Техническая характеристика привода
Таблица 2.6
Номинальный вращающий момент, кН • м 103
Максимальный вращающий момент, кН • м 200
Передаточное число редуктора 128,6
Частота вращения чаши, мин-1 4...7
Передаточное число от вала электродвигателя к валу шестеренного насоса 0,41
Частота вращения вала шестеренного насоса, мин-1 1230
Мощность электродвигателя АИР 315М6УЗ, кВт 132
Масса привода без электродвигателя, кг 14350
Масса электродвигателя, кг 1015
115
Запрессовка чаши на выходной вал редуктора производится гидрошайбой.
Гидрошайба представляет собой гидравлический усилитель, заправленный со-
лидолом С ГОСТ 4366-76.
Техническая характеристика гидрошайбы
Таблица 2.7
Усилие напрсссовки, кН(т) 1400(140)
Максимальное давление, МПа (кгс/см2) 20,2 (206)
Количество солидола, кг 2
Распрессовка чаши производится с применением ручного насоса
Рр = 147 М па (1500 кгс/см2).
Чаша окомкователя
Рис. 2.21. Гидрошайба
116
Установку чаши на вал редуктора с использованием гидрошайбы (рис. 2.21)
производить в следующем порядке:
— промыть конусное отверстие чаши и конусный конец тихоходного вала
редуктора керосином, проверить отсутствие забоин, протереть насухо;
— установить чашу на вал редуктора без ударов по коническим поверхностям;
— проверить готовность гидрошайбы к работе, убедиться в том, что рабочие
полости гидроцилиндров А и Б полностью заполнены солидолом, для чего
необходимо снять детали /, 2, 5; заполнить полость А солидолом при раз-
мере / = 0 и при снятом манометре 4 прокачать полость с помощью винта
5 до появления солидола в отверстии для установки манометра и пробки 3\
— ввернуть и затянуть корпус 6 в резьбовое отверстие Ml60x6 вала редуктора
до упора;
— установить предварительный размер / = 6 мм, отвернув хомут 7 и удерживая
при этом специальным ключом корпус 6 от возможного отворачивания;
— при установленном манометре 4, вращением винта 5 выбрать зазор в кони-
ческом соединении вала редуктора с чашей, следя за показанием маномет-
ра до величины 4,9 Мпа (50 кг/см2);
— установить окончательный размер / = 7,5 мм и установить контрольный
индикатор между торцом чаши и корпусом 6;
— вращением винта 5, напрессовать чашу на вал редуктора. При запрессовке
по индикатору и по изменению размера / до нуля следить за перемещением
чаши по валу. Осевой натяг, необходимый для обеспечения несущей спо-
собности соединения равен 7+0*5 мм;
— после запрессовки чаши, завернуть винт М 160x6, заштифтовать и закрыть
крышками.
Примечание: заказчику предусмотреть площадку для обслуживающего пер-
сонала при запрессовке и распрессовке чаши окомкователя.
Распрессовку чаши с вала привода производить в следующем порядке:
— вывернуть болты и снять крышки, закрывающие винт М 160x6;
— снять штифты, фиксирующие винт М 160x6;
— вывернуть винт М 160x6 на величину 5...6 мм;
— вывернуть из вала редуктора пробку М24х2 и ввернуть ниппель;
— подсоединить к ниппелю трубопровод от ручного насоса;
— ручным насосом создать необходимое давление до распрессовки чаши оком-
кователя с вала.
Внимание: не допускается производить распрессовку чаши ручным насосом
при полностью вывернутом винте Ml60x6.
Чашевый окомкователь работает следующим образом.
Во вращающуюся чашу окомкователя непрерывно подается шихта из обо-
гащенных рудных материалов. Днище чаши и борта, армированные просечно-
вытяжным листом, забиваются подаваемым материалом, образуя при этом слой
гарнисажа. Его толщина поддерживается в пределах 30...40 мм срезанием на-
липающего материала ножами очистного устройства.
При движении материала по наклонному днищу вращающейся чаши час-
тички шихты (зародыши), находясь в контакте с тонко измельченным концен-
117
тратом, при перекатывании обрастают и окомковываются до окатышей требу-
емых размеров. В силу возникающей сегрегации материала в движущемся по-
токе наиболее крупные окатыши занимают верхний слой и далее, достигнув
своего оптимального размера 8...20 мм, выталкиваются через борт чаши и по
лотку поступают на конвейерную ленту.
Крупность окатышей и скорость их образования определяются свойствами
шихты, количеством воды, подаваемой в распыленном виде для увлажнения
шихты в процессе ее окомкования, углом наклона чаши и скоростью ее вра-
щения.
3.2.3. Техническая эксплуатация чашевых окомкователей
Режим работы чашевого окомкователя следует определять эксплуатацион-
ными испытаниями, которые должны производиться при пуске окомкователя
в эксплуатацию.
На основании результатов испытаний окомкователя устанавливаются ос-
новные показатели работы: производительность, коэффициент использования,
удельный расход электроэнергии, наибольшее количество материала, одно-
временно находящегося в чаше, которые должны быть не ниже плановых и не
выше проектных.
Показатели работы и технические нормативы вносятся в технологическую
инструкцию, утвержденную руководителем предприятия.
Пробный пуск окомкователя производится без нагрузки с рабочего места
машиниста.
Пуск в работу окомкователя производится с диспетчерского пульта в опре-
деленной последовательности:
— подается звуковой сигнал;
— включаются транспортные устройства для передачи готовых сырых окаты-
шей по технологической цепи;
— включается привод вращения чаши;
— включается подача шихты в чашу;
— при необходимости включается подача воды для увлажнения шихты.
Перед пуском в чаше не должно быть уплотненной ссохшейся шихты.
Остановка окомкователя производится в последовательности, обратной пуску.
Техническое обслуживание
Во время работы окомкователя следить:
— за появлением постороннего шума и стука в редукторе;
— за появлением вибрации очистного устройства;
— за износом очистительных ножей;
— за нагревом подшипников редуктора (нагрев не должен превышать темпе-
ратуру окружающей среды более чем на 30°С);
— за нагрузкой электродвигателя привода вращения чаши;
— за подачей воды для увлажнения шихты, углом ее распыления форсунками;
— за количеством загружаемой шихты.
Выявленные отклонения от нормативов должны быть устранены.
118
Запрещается эксплуатация окомкователя:
при задевании неподвижными частями окомкователя за вращающуюся чашу;
при повышении температуры подшипников редуктора над температурой
окружающей среды более 30°С;
при появлении стука в редукторе и вибрации, вызванной работой очистно-
го устройства;
при прекращении подачи смазки к подшипникам редуктора по сигналам
реле потока масла РПИ-15;
при износе зубьев зубчатого венца и подвенцовой шестерни (для окомко-
вателей с коническо-цилиндрическим редуктором привода) более 30% но-
минальной толщины по начальной окружности;
при разрушении и ослаблении затяжки болтовых соединений.
3.2.4. Расчет параметров чашевого окомкователя [3]
Диаметр чаши, м, может определяться по различным методикам:
по производительности:
D = 2V2Q ’
по удельной производительности:
D = 740/^0, ,
где Q — производительность окомкователя, т/ч;
Q4 — удельная производительность, принимаемая по практическим
данным и равная 2,5 т/(м2 • ч).
Мощность электродвигателя привода, кВт:
N = Mn/975(h},
где М — суммарный момент, Н • м.
М = Мш + Л/о,
где Мш — момент массы шихты, Н • м;
Мо — момент работы механизма очистки, Н • м.
Мш = тшИ,
где тш — масса шихты с учетом утла наклона чаши, кг;
h — расстояние центра тяжести шихты, м (рис. 2.22).
тш = rnM sin а,
где а — угол наклона чаши, град.
тм = Иу,
где V — объем шихты в чаше, м3;
у — насыпная масса шихты, кг/м3.
119
V= F 2^0/360,
где F — площадь сечения шихты в чаше, м2;
/?1 — радиус вращения центра тяжести шихты, м;
0 — угол подъема шихты в чаше, в расчетах принимается
равным 140° (см. рис. 2.22).
Л, = /? — (Aj + 0,005),
где R — радиус чаши, м;
А| — центр тяжести шихты в треугольном сечении, м (см. рис. 2.22).
h = а с/4,
F= ab -Ьс/З,
h = xvsin 0,50,
где а; —
расстояния центра тяжести шихты до центра чаши, м;
xs = 57 • 296 Л, • sin 0,50/0,50.
Мо = qP/2 + PR,
где q —
линейное сопротивление шихты на ножах механизма очистки
где /| —
п —
П -
(рис. 2.23), принимается равным 30 Н/м;
длина ножей, м;
сила сопротивления резанию от бортового
ножа, Н.
р =
длина бортовых ножей, м;
частота вращения чаши, мин-1;
к.п.д. привода, в расчетах принимается 0,75.
п = 30w/n/?,
Рис. 2.23. Схема
к расчету мощности
от работы механиз-
ма очистки
где w —
окружная скорость чаши, м/с, определяется в зависимости от
величины диаметра:
w = 0,0889 + 0,744 • 10"3D - 0,56 • 10~6
120
3.2.5. Расчет мощности привода
чашевого окомкователя [2]
Исходные данные (рис. 2.24): диаметр чаши £)0, м; высота борта чаши Н, м;
угол наклона чаши а, град; частота вращения чаши п, мин; производитель-
ность по окатышам Q, т/ч.
Момент, необходимый для вращения чаши, складывается из суммы мо-
ментов:
Л/ “Ь МСр “Ь
где Мтр — момент от трения в опорах чаши, Н • м;
Мср — момент сопротивления от срезания гарнисажа на днище
и бортах чаши, Н м;
Мм — момент, определяемый смешением материала относительно
вертикальной оси чаши при ее вращении, Н • м.
Современные чашевые окомкователи устанавливаются на подшипниках
качения, поэтому трение в опорах чаши сводится к минимуму и Мтр имеет
незначительную величину, в расчетах не учитываемую:
мср = М'ср + М"ср,
где М'ср — момент сопротивления от срезания гарнисажа с днища чаши;
М "о — момент сопротивления от срезания гарнисажа бортовым ножом.
В случае применения стационарных донных ножей
М\р = W(zi + ... + гО =
H'S г, ,
1=1
где Zi — расстояние от /-того резца до оси вращения чаши;
к — число резцов;
W — усилие сопротивления срезанию одним резцом;
W = Fcpqp.
где Fcp— площадь срезания одним резцом, м2;
Рис. 2.24. Схема для определения центра тяжести и массы материала в чашевом окомкователе
121
где bp — глубина резания, м;
1Р — длина кромки резца, м.
к
М ср Qpbplp ’
1=1
М"ср = qpbpHR,
где R — радиус чаши, м.
Суммарный момент сопротивления от срезания гарнисажа.
Мср = lpY,Zi+ HR .
\ 1=1 >
Материал в чаше располагается в виде «копыта» (дольки апельсина),
ограниченного цилиндрическим бортом чаши, плоским днищем и сверху
плоскостью, наклоненной под углом естественного откоса шихтового мате-
риала. В частном случае, если хорда «копыта» совпадает с диаметром чаши
(см. рис. 2.24), то количество материалов в чаше подсчитывается по формуле
GV = 2R2HgM/'i.
Координаты центра тяжести объема, занятого материалом:
хц = ЗлЛ/16; уц = ЗлЯ/32.
В общем случае масса материала в чаше может быть определена из выраже-
ния (см. рис. 2.24, а):
HR3 ( • гл sin3 О гл 1
(7И = —sinQ-—-—-QcosQ k.
При определении момента от смещения материала полагают, что материал
в чаше расположен хордой «копыта» по ее диаметру. По мере поворота чаши
за счет сцепления материала с днищем и бортами он поднимается до опреде-
ленного угла 5, пока не начнут скатываться наиболее мелкие частицы, т. е.
хорда «копыта» совпадает с линией скатывания. В этом случае момент от сме-
щения материала относительно оси вращения чаши
Мм = kGaA,
где Ga — скатывающая составляющая от силы трения GM в плоскости,
параллельной плоскости днища, Ga = GM sin а;
к — коэффициент, учитывающий изменение количества материала в
чаше в зависимости от скорости вращения, к = 50/л2;
А — смещение центра тяжести объема, занятого материалом, от оси
вращения чаши А = хц sin Р; здесь р — угол подъема центра
тяжести объема, занятого материалом, равный р = (90° — 8) или
После
Р = 90° - arccos Rn r-----г.
900(sin ot-/cosot)
подстановок и преобразований получим:
Му = к п 8 'R*HyM sin a sin р,
где а — угол наклона чаши, а = 45...55°.
122
Коэффициент трения f материала о днище чаши принимается равным
0,4-0,5.
Подсчитав суммарный момент сопротивления, рассчитывают мощность
приводного электродвигателя чашевого окомкователя по формуле
N* = Л/и/(9550т1)-
Для приближенных проектных расчетов чашевых окомкователей можно
пользоваться эмпирической зависимостью:
= Ш2,
где Nde — мощность электродвигателя, кВт; К = 1,5...1,8.
4. ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ СЫРЫХ
И ОБОЖЖЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ
4.1. Вибрационные грохоты для сырых окатышей [3]
Вибрационные грохоты предназначены для классификации сырых окаты-
шей по крупности: подрешетный продукт крупностью 0...9 мм возвращается в
окомкователь, надрешетный продукт +9 мм направляется на термическую обра-
ботку. При необходимости грохот оборудуется ситами с шириной щели 20 мм
для ограничения максимальной крупности окатышей.
На рис. 2.25 изображен общий вид грохота.
Таблица 2.8
Техническая характеристика вибрационных грохотов для сырых окатышей
Тип грохота ГИТ51СО ГИТ71СО
Производительность, т/ч по готовому продукту по исходному питанию 50 200 100 450
Максимальная крупность материала, мм 40 30
Ширина сита, м L75 2,5
Длина сита, м 4,5 7,5
Количество сеток, установленных на сите, шт. 1 1
Размер ячейки сита, мм 10 10
Площадь сита, м2 7,9 18,75
Угол наклона поверхности сита, град 15...25 0...10
Амплитуда колебаний, мм 3...4 3...5
Частота колебаний, мин-1 800-1000 970
Мощность электродвигателя привода, кВт 10 2x17
Масса, т 4,8 12,7
123
Рис. 2.25. Общий вид вибрационного
грохота для классификации сырых
окатышей: 1 — короб; 2 — пружина
спиральная; 3 — рама; 4 — сито:
5 — вибратор
хота представляет собой сварную
Короб I грохота сварен из конструк-
ционной листовой стали и профильного
металла (проката). Боковые стенки его
соединены трубками, служащими также
основаниями для крепления сит.
Короб грохота опирается на пакет
мощных спиральных пружин 2. Жесткость
пружин рассчитана таким образом, что
при работе грохота на перекрытия пере-
даются минимальные усилия, а при пере-
ходе грохота через резонансный режим
при пуске и остановке отсутствуют соуда-
рения короба и рамы грохота. Рама 3 гро-
конструкцию, на которой располагаются
пружинные опоры. При необходимости рама изготавливается на ходовых кат-
ках, обеспечивающих удобство замены грохота. Установкой подкладок под
пружинными опорами регулируется угол установки короба. Сита 4 изготовле-
ны из прутков нержавеющего материала, например из стали 12Х18Н10Т. Сита
к связь-балкам крепятся при помощи болтового крепления. Вибратор 5 состо-
ит из двух бортовин, соединенных кожухом, четырех подшипниковых узлов,
состоящих из двух подшипниковых корпусов, и двух дебалансов; валы вибра-
торов попарно соединены между собой двумя карданными валами. Усилия,
возникающие при вращении дсбалансовых масс, суммируются, и результиру-
ющая сила имеет направление, перпендикулярное плоскости, проходящей че-
рез оси двух валов, расположенных на одной бортовине. Усилие изменяется
по синусоидальному закону от нуля до максимума, направление изменяется
через каждые пол-оборота вала. Обе пары вращающихся в разные стороны
валов параллельны друг другу и вращаются с одинаковой скоростью. Подшип-
ники применяются роликовые радиально-сферические. Корпуса подшипников
крепятся к бортовинам вибратора высокопрочными болтами. Вибраторы могут
устанавливаться в верхней части короба (выше сит) или в нижней части (ниже
сит). Вращение валов вибраторов передается от электродвигателей, установлен-
ных на отдельной раме, через карданный вал или лепестковые муфты. Величина
амплитуды колебаний может регулироваться изменением положения неуравно-
вешенной массы вибратора относительно центра вращения или ее величины.
Грохоты для классификации сырых окатышей изготавливаются Воронеж-
ским производственным объединением «Воронежрудгормаш» и Покровским
опытным заводом (ПОЗ).
4.2. Самобалансные грохоты
для обожженных окатышей [3]
Грохоты рассчитаны на работу в тяжелых условиях: температура обожжен-
ных окатышей до 200°С, материал абразивный, пылящий.
Грохоты предназначены для разделения материала на три класса: < 5 мм
(возврат), < 10 мм (промежуточный класс), < 20 мм (ограничительный класс
124
постели). В связи с изложенным, грохоты выпускаются тяжелого типа с повы-
шенными требованиями к герметичности подшипниковых узлов и оборудуют-
ся специальным укрытием с аспирацией.
На рис. 2.26. изображен общий вид самобалансного грохота.
Таблица 2.9
Техническая характеристика самобалансных грохотов
для обожженных окатышей
Тип грохота ГСТ91 ГСТ81 ГСТ101
Производительность, т/ч: по готовому продукту по исходному питанию 500 750 300 450 750 1000... 1100
Максимальная крупность материала, мм 30 30 30
Ширина сита, м 3,5 3,0 4,0
Длина сита, м 8,0 6,5 9,0
Количество сеток, установленных на сите, шт. 3 3 3
Размер ячейки сита, мм 6; 10; 18 6; 10; 25 6; 10; 25
Площадь сита, м2 28,0 19,5 36,0
Угол наклона поверхности сита, град 5 7 8
Амплитуда колебаний, мм 5 3...5 5...6
Частота колебаний, мин-1 735 970 735
Мощность электродвигателя привода, кВт 55 30x2 55
Масса, т 27,9 23,4 35.0
Рис. 2.26. Грохот самобалансный
125
4.2.1. Грохот самобалансный самосинхронизирующийся ГСТ81
Грохот (рис. 2.27; 2.28.) представляет собой вибрационную машину, харак-
тер колебательного движения которой, амплитуда и форма траектории опреде-
ляются только динамическими факторами — величиной вынуждающей силы
привода, массами и скоростями движущихся частей, а также силами упругости
входящих в систему виброизоляторов (пружин).
Рис. 2.27. Грохот ГСТ 81
Рис. 2.28. Грохот ГСТ 81. Вид А
126
Два самобалансных вибровозбудителя, установленные на грохоте, создают
направленную вынуждающую силу, действующую под углом 45° к поверхнос-
ти колосникового полотна.
Жесткая связь вибровозбудителей с корпусом грохота обеспечивает пере-
дачу прямолинейных колебаний колосниковому полотну, установленному на
балках корпуса, и через него — грохотимому материалу.
Амплитуда колебаний грохота при установившемся режиме равна 4,9...5,2 мм,
при переходных режимах около 75 мм.
Для уменьшения амплитуды колебаний грохота при выбеге (остановке) и,
следовательно, уменьшения нагрузок на фундамент в электросхеме привода
предусмотрено электрическое торможение.
Для обеспечения эффективного торможения величина тока цепи торможе-
ния каждого двигателя устанавливается в пределах 100... 150 А.
Категорически запрещается останавливать грохот без электрического тормо-
жения, так как это может привести к разрушению строительных конструкций.
Для смазки и охлаждения подшипников вибровозбудителей комплектно с
грохотом поставляется смазочная установка производительностью 63 л/мин с
теплообменником.
Корпус грохота 1 сварной конструкции состоит из двух стенок 2, соеди-
ненных между собой балками 3,
На нижние балки установлены колосниковые секции 4, приемный и раз-
грузочный лотки, которые образуют рабочее полотно грохота.
Для защиты стенок от абразивного износа к ним крепятся защитные ко-
зырьки.
Корпус грохота установлен под углом 5° (к горизонту) в сторону разгрузки
и опирается на виброизоляторы 5 (пружины).
На верхней балке 6, соединяющей стенки корпуса, крепятся вибровозбу-
дители 7.
Привод грохота состоит из двух механических вибровозбудителей, двух про-
межуточных валов 8 и двух карданных валов 9, передающих крутящий момент
от электродвигателей 10 к вибровозбудителям.
Привод не имеет принудительной синхронизации. Однако несмотря на то,
что вращение дебалансным валам передается от независимых, кинематически
не связанных друг с другом электродвигателей, дебалансы будут вращаться с
одинаковыми или кратными средними угловыми скоростями и определенны-
ми фазами.
Это явление, названное самосинхронизацией, достигается за счет того, что
вибровозбудители установлены на общем колеблющемся рабочем органе —
корпусе грохота.
Электродвигатели типа 4АМР225 М8У2. Карданные валы используются с
автомобиля ЯАЗ-210Г.
Привод имеет дистанционное автоматизированное управление, а также
местный пульт для пуска и остановки грохота при ремонтных и наладочных
работах.
Кинематическая схема привода приведена на рис. 2.30.
Механический вибровозбудитель состоит из сварно-литого корпуса и двух
валов-дебалансов.
127
Каждый вал-дебаланс устанавливается в корпусе на двух роликовых ради-
ально-сферических двухрядных подшипниках с раздельным сепаратором, цен-
трированным по внутреннему диаметру наружного кольца.
После пуска грохота, за счет явления самосинхронизации, дебалансы, вра-
щающиеся в противоположных направлениях, через определенное время ав-
томатически войдут в синхронизм и в дальнейшем будут вращаться так, что в
двух направлениях создаваемые ими усилия будут складываться, а в двух дру-
гих — уравниваться (рис. 2.29).
Рис. 2.29
Рис. 2.30. Кинематическая схема привода: / — механический вибровозбудитель; 2 — вал-
дебаланс; 3 — подшипник роликовый радиально-сферический двухрядный; 4 — вал промежу-
точный; 5 — вал карданный; 6 — электродвигатель
128
В результате этого создается вынуждающая сила, направленная к полотну
грохота под углом 45°.
Пуск грохота должен производиться только после проверки направления
вращения электродвигателей.
Стабильность положения дебалансов, изображенных на рис. 2.29, зависит
от вибрационного синхронизирующегося момента качающейся массы и деста-
билизирующих факторов (неточности изготовления, характеристики двигате-
лей, неравномерности загрузки и т. д.).
Стабильность характеризуется коэффициентом вибрационной связи, вели-
чина которого колеблется в пределах от 3 до 4.
Колосниковое полотно, по которому движется материал, состоит из от-
дельных колосниковых секций, приемного и разгрузочного лотков, закреп-
ленных болтами на поперечных балках корпуса грохота.
Колосниковые секции выполнены из специального трапециевидного про-
филя.
Приемный и разгрузочный лотки изготовлены из стальных листов.
Опора привода II (рис. 2.27) представляет собой пространственную свар-
ную конструкцию с площадкой 72, на которую устанавливаются рама с элект-
родвигателями и ограждение карданных валов. Для обслуживания привода опора
оборудована перилами 13 и лестницей 14.
Смазка подшипников вибровозбудителей — жидкая циркуляционная, обес-
печивается смазочной установкой с подводом к каждому вибровозбудителю
отдельных подводящих и отводящих трубопроводов.
Учитывая колебания корпуса грохота, присоединение трубопроводов осу-
ществляется с помощью гибких шлангов.
Смазочная установка снабжена устройствами по регулировке и контролю
циркуляции масла в магистрали, а в случае нарушения циркуляции — сигна-
лизирующими устройствами для выключения грохота.
Опора 75 грохота состоит из двух сварных стоек и двух сварных направля-
ющих, на которых устанавливаются виброизоляторы 5.
Опора снабжена опорными катками, которыми она устанавливается на рель-
совый путь. Для оперативного проведения ремонта грохот выкатывается по
рельсовому пути с рабочего места, а на его место закатывается резервный гро-
хот.
4.2.2. Указания мер безопасности [И]
1. Эксплуатация грохотов должна производиться в соответствии с «Едины-
ми правилами безопасности при дроблении, сортировке, обогащении полез-
ных ископаемых и окусковании руд и концентратов», утвержденными Госгор-
технадзором СССР 9 августа 1977 г., (М.: Недра, 1978), а также в соответствии
с требованиями «Правил технической эксплуатации электроустановок потре-
бителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок
потребителей» (М.: Энергия, 1986).
2. Пуск, остановка и обслуживание грохотов должны поручаться обученно-
му и проинструктированному персоналу, на который возложена ответствен-
9 Э-437 1 29
ность за работу грохота. Необученный и непроинструктированный персонал к
обслуживанию грохотов не допускается.
3. Пуск грохота в работу без установки ограждения карданных валов и без
наличия электрического торможения в схеме управления электроприводом не
допускается.
4. Перед запуском грохота в работу необходимо тщательно осмотреть все
крепления, обратив особое внимание на крепление вибровозбудителей, по-
лотна, защитных козырьков, карданных и промежуточных валов.
5. Корпуса электрооборудования должны быть заземлены в соответствии с
действующими правилами устройств электроустановок.
6. При остановке грохота для осмотра или ремонта, пусковая электроаппа-
ратура должна быть обесточена и на ней должен быть вывешен плакат «Не
включать — работают люди».
7. Во время работы грохота нахождение людей в зоне загрузки и разгрузки
материала не допускается.
8. При замене колосниковых секций, приемного и разгрузочного лотков, а
также козырьков, защищающих боковые стенки корпуса грохота, следует быть
внимательным, так как в местах их крепления установлены пружины, регули-
рующие затяжку болтов. При отвинчивании гаек или срезании болтов послед-
ние могут «выстрелить», поэтому демонтаж указанных болтовых соединений
до момента ослабления пружин производить с осторожностью.
Нахождение посторонних людей в рабочей зоне ремонтной площадки не
допускается.
9. Допустимые уровни звуковой мощности в октавных полосах частот при
работе грохота не должны превышать значений, приведенных в таблице 2.10.
Допустимые уровни звуковой мощности при работе грохота
Таблица 2.10
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Корректированный уровень звуковой мощности LpA, дБА
Уровни звуковой мощности, дБ 118 117 116 115 112 110 105 95 117
10. При проектировании корпуса грохочения предусмотреть укрытие гро-
хота звукопылезащитным кожухом, оборудованным устройством для отсоса
запыленного воздуха.
11. Управление грохотами должно производиться дистанционно из диспет-
черских или операторских пультов. В аварийных случаях управление грохота-
ми может осуществляться с рабочего места машиниста, которое должно нахо-
диться в пылезвуковиброизолированной кабине, расположенной в 6—10 м от
укрытия грохота. Уровни звукового давления в кабине не должны превышать
значений, приведенных в ГОСТ 12.1.003-83, а уровни виброскорости — значе-
ний, приведенных в ГОСТ 12.1.012-78.
12. Лица, вынужденные по производственной необходимости временно
находиться в непосредственной близости от грохота, должны иметь индивиду-
130
альные средства защиты органа слуха по ГОСТ 12.4.051-87, обеспечивающие
снижение шума до допустимых значений, указанных в ГОСТ 12.1.003-83.
13. Ограждения и укрытия, не входящие в объем поставки завода-изгото-
вителя, должны заказываться проектной организацией или изготавливаться
непосредственно на монтаже.
14. Потребителю при работе грохота на материале с температурой выше
100°С нанести знаки безопасности на укрытии или на стенках корпуса грохота
в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.026-76.
4.2.3. Техническое обслуживание
1. В процессе эксплуатации тщательно следить за работой и состоянием
механизмов грохота и своевременно принимать необходимые меры для обес-
печения его нормальной работы.
2. Проверять регулярно (в первые дни один-два раза в смену) и при необ-
ходимости подтягивать болтовые соединения, восстанавливая шплинтовку и
другие виды стопорения, обращая особое внимание на крепление вибровозбу-
дителей, продольных балок полотна и колосниковых секций.
3. Следить за износом колосниковых секций, приемного и разгрузочного
лотков.
Проверять регулярно все сварные соединения корпуса и других частей.
При обнаружении трещины на корпусе грохота, концы ее засверлить, разде-
лать трещину, заварить и зачистить наждаком. Производить сварку колосников
электродами ОЗЛ-6 ГОСТ 9466-75, корпуса — электродами УОНИ 13/55 или
К-5А ГОСТ 9466-75.
4. Для обеспечения надежной, безотказной работы регулярно (не реже 1 раза
в месяц) производить профилактический осмотр и ремонт грохота. На этот
период грохочение производить на грохоте, установленном в резервной це-
почке.
Грохот после ревизии и необходимых ремонтных работ подготовить к по-
следующей работе.
Регистрировать результаты ревизий в журнале.
5. Наблюдать постоянно за подшипниками качения вибровозбудителей.
В случае разрушения сепаратора или других частей, а также увеличения ра-
диального зазора в подшипниках более 0,33 мм подшипник заменить новым.
6. Следить за плотностью всех стыковых и фланцевых соединений масло-
проводов и крышек вибровозбудителей.
7. Производить смазку игольчатых подшипников карданных валов транс-
миссионным маслом ТАП-15В ГОСТ 23652-79, шлицевого соединения с по-
мощью прессмасленки — пресс-солидолом Ж ГОСТ 1033-79. Смазку произво-
дить через каждые 120 часов работы.
8. После каждого ремонта привода смазывать наружные контактные поверх-
ности сферических колец промежуточных валов и заполнять жировые канавки
сквозных крышек вибровозбудителей смазкой Литол-24 ГОСТ 21150-75.
9. Промывать керосином сетки вентиляционных колпаков на крышках виб-
ровозбудителей не реже 1 раза в 3 месяца.
131
10. Проверять и при необходимости очищать во время ремонтов каналы
для подвода масла в верхних крышках и корпусах вибровозбудителей.
11. Не допускать работу грохота без поступления смазки в вибровозбудители.
Строго соблюдать порядок включения грохота в работу и его отключения:
сначала пускается маслостанция и только после установившейся циркуляции
масла пускается грохот; при остановке грохота первоначально выключается
привод вибровозбудителей и только после полной его остановки отключается
маслостанция.
12. После каждой замены электродвигателей или ремонта электросхемы
производить перед пуском проверку направления вращения роторов электро-
двигателей привода грохота.
13. Не допускать наличие осыпи на обслуживающей площадке и опорах
пружин.
14. Следить тщательно за работой и состоянием пружин, своевременно заме-
нять вышедшие из строя, обращая особое внимание на подбор пружин по высоте.
Разница в высоте должна быть не более 5... 10 мм.
15. Не допускать работу грохота под завалом.
16. Заглушать отверстия для подвода и отвода смазки в резервных вибро-
возбудителях.
17. Не допускать зажигание электродуги при сварочных работах о детали
грохота, а также приварку к корпусу различных прихваток. Исключать про-
хождение тока через подшипники.
18. Производить загрузку материала только на приемный лоток, при этом
высота падения материала не должна превышать 1...1,5 м.
19. Не допускать грохочение окатышей, имеющих температуру выше 200°С.
20. Не допускать охлаждение горячих узлов грохота водой.
4.3. Расчет параметров
вибрационного и самобалансного грохотов
для сырых и обожженных окатышей [3]
Методика расчета грохотов одинакова для условий грохочения сырых и
обожженных окатышей; различия имеют лишь исходные данные для расчета,
вызванные неодинаковыми свойствами материалов и количеством сит с раз-
личной щелью.
При наличии трех участков грохочения, трех различных сит методика рас-
чета приведена ниже.
Точность отсева I участка со щелью Ьх, %,
Ej = 104(а! — 6,)/(*!( 100 — Oj),
где (Xi — содержание класса мельче размера ширины щели участка I
в исходном питании, %;
0i — содержание класса мельче размера ширины щели участка I
в подрешетном продукте, %; cq и Oj задаются технологическими
требованиями или по рассеву обожженных (сырых) окатышей.
132
Площадь участка, м3, со щелью Ьх
F\ = 7,5(?UfJd/0,95( 100 — еЭО^у,
где Qucx\ — производительность 1 участка по исходному питанию, т/ч;
Q — удельная объемная нагрузка, м3/м2, для обожженных окатышей
принимается равной 1,8...2,0 м3/м2, для сырых — 1,5... 1,7 м3/м2;
у — насыпная удельная масса материала, т/м3.
Точность отсева II участка со щелью Ь2, %,
е2 = Ю4(а2 — Ог)/а2( 100 — 02),
где а2 — содержание класса меньше размера ширины щели участка 11 в
подрешетном продукте, %,
0^2 Qa.1/ Qucx2 ,
где Qa2 — содержание класса II участка в исходном питании, т/ч;
QUcx2 — производительность II участка по исходному питанию, т/ч.
Qa2 Qucx\ “Ь
Qucx2 — Q — Qucx\ Pl/100,
где Q — производительность грохота по исходному питанию, т/ч;
Pi — содержание класса меньше ширины щели участка I в продукте,
отсеянном на этом участке, %.
Содержание класса меньше размера ширины II участка в подрешетном
продукте II участка, %,
о? — (0x2 — Gx2 Р2) 100/( Qucx2 — Qa2 Р2),
где р2 — содержание класса меньше ширины щели участка I, отсеянного
на II участке, %; Pi и р2 — принимаются по практическим данным
или по рассеву сырых (обожженных) окатышей для заданных
условия грохочения.
Площади II и III участков со щелями Ь2 и Ь3 соответственно
К = 7,5 Qucx2/0,95(100 — е2) Qb2y,
Гз = 7,5 С^з/0,95(100 — Е3) (#зу,
где Qucx3 — производительность III участка по исходному питанию
со щелью 63, т/ч;
Е3 — точность отсева III участка со щелью Ь3 принимается
с досточным приближением по данным практических
исследований и составляет: для сырых окатышей — 90%,
обожженных — 95%.
Qucx3 Qucx3 Qo.2 Р2*
133
Амплитуда колебаний грохота, мм,
г= 0,156 + 1,
где b — ширина щели колосниковой решетки грохота, мм; при наличии
нескольких сит, b принимается максимальной.
Частота вращения вибратора, мин-1, определяется в зависимости от вели-
чины амплитуды:
п > (1800/г)0’8.
Пропускная способность грохота, м3/(м • ч),
Qn = 0/0,955 У,
где В — ширина грохота, м.
Оптимальный угол наклона, град, просеивающей поверхности
аопт = 1,15071 + 0,03750л-
Оптимальная скорость, м/с, движения материала по грохоту
v = K0Nn2r(l 4- 22tg3/2a)/18g,
где KQ — поправочный коэффициент на пропускную способность,
в расчетах принимается равным 0,79;
N — постоянная величина (коэффициент скорости), в расчетах
принимается равной 0,2 мм/с;
g — ускорение силы тяжести, м/с2.
Средняя толщина слоя 6, мм, материала на грохоте
А = (2„/3,6у.
Мощность электродвигателя, кВт, привода грохота
No* = (NM + М)/п,
где NM— мощность, затрачиваемая на подбрасывание материала
и преодоление энергии падающего на сито материала, кВт;
Nn — мощность, затрачиваемая на преодоление трения
в подшипниках, кВт;
г) — к.п.д. передачи.
NM = Ел/60 • 1020,
где Е — кинетическая энергия, сообщаемая материалу, Дж/с;
Е= ту2/'! — w(rco)2/2g,
где т — масса материала на грохоте;
со — угловая скорость вала вибратора, рад-1.
/и = 0//3,6v,
где / — длина сита (общая), м.
134
co = лл/30,
Nn = К,"/9750,
где Mmp — момент трения в подшипниках, Н • м.
Мтр = Pdy/2,
где d — диаметр шейки вала, м;
р. — коэффициент трения, для условий расчета принимается 0,004;
Р — общая инерционная сила, Н.
Р = тгуц • 10,
где т — масса дебалансной части вибратора, кг;
гу — условный радиус вращения центра тяжести, м.
4.4. Роликовые грохоты
для сырых окатышей
В последнее время для грохочения сырых окатышей созданы и применя-
ются нетрадиционные грохоты. Наиболее перспективным из них является ро-
ликовый грохот.
Таблица 2.11
Техническая характеристика роликовых грохотов
Тип грохота С индивидуальными приводами института « Механобрчермет» С цепными приводами фирмы «ОМЗ-Метоборудование и технологии»
ГРЦ-1000 ГРЦ-2300
Производительность, т/ч: по готовому продукту по исходному питанию 90...110 390...450 120 150 100...120 400
Рабочая ширина грохота, м 2,4 1,0 2,3
Рабочая длина грохота, м 5,0 6,12 6,12
Площадь грохочения, м2 12,0 6,12 14,0
Количество роликов, шт. 36 70 70
Диаметр роликов, мм 125 80 80
Ширина щели между роликами, мм 10...11 9...16 8...15
Частота вращения роликов, мин-1 100 80 НО
Угол наклона грохота, град 9...13 15 13...15
Мощность электродвигателей приводов роликов, кВт 1,1x36 = 39,6 5,5 2x5,5= И
Масса, т 10,2 3,8 4,2
135
4.4.1. Грохот роликовый с индивидуальным приводом
Рис. 2.31. Роликовый грохот
с индивидуальным приводом враще-
ния роликов: I — рама; 2 — стойка;
3 — паз; 4 — ролик; 5 — роликоопора;
6 — борт
На рис. 2.31 изображен общий вид ро-
ликового грохота с индивидуальным приво-
дом на каждый ролик для классификации
сырых окатышей после барабанного оком-
кователя.
Роликовый грохот представляет собой
наклонный роликовый конвейер, выполнен-
ный из гладких цилиндрических роликов,
вращающихся в сторону уклона (разгрузки)
грохота.
Рама 1 грохота является несущей конст-
рукцией машины и состоит из четырех ба-
лок, соединенных между собой. Рама гро-
хота крепится четырьмя шарнирно соеди-
ненными стойками 2. На задних стойках
имеется несколько пазов 5, позволяющих
производить регулировку угла наклона че-
рез каждый градус. Ролики 4 установлены в
двух роликоопорах 5, оборудованных шари-
коподшипниками. Рабочая поверхность ролика изготовлена из нержавеюще-
го, износостойкого, немагнитного материала, например стали 12Х18Н10Т, с
высоким параметром шероховатости. Роликоопоры установлены в пазах, по-
зволяющих производить регулировку щели или оставлять щель постоянной,
независимо от износа роликов. Привод роликов индивидуальный от мотор-
редукторов типа МРА. Для центровки вала мотор-редуктора относительно ро-
лика по высоте предусмотрены подкладки, а установка по горизонтали обес-
печивается пазами на опорной части рамы. Для предотвращения просыпания
окатышей грохот оборудован бортами 6, футерованными с рабочей стороны
листовой резиной. Над мотор-редукторами установлены укрытия для защиты
от попадания пыли и грязи на привод.
Роликовые грохоты изготавливаются по индивидуальным заказам по тех-
нической документации Механобрчермета. Имеют высокую эффективность гро-
хочения (более 90%) и надежны в эксплуатации. При необходимости могут
изготавливаться для рассева материала на два, три и более классов крупности.
Могут применяться для классификации различных кусковых материалов.
4.4.2. Грохот роликовый с цепным приводом
Фирмой «ОМЗ-Металлургическое оборудование и технологии» разработа-
ны трехпродуктовые роликовые грохоты ГРЦ-1000 и ГРЦ-2300 с цепным при-
водом вращения роликов от одного или двух электродвигателей.
Роликовый грохот (см. рис. 2.32—2.35) представляет собой наклонный
роликовый конвейер из гладких цилиндрических роликов 1, вращающихся в
сторону разгрузки грохота. Рабочая поверхность ролика выполнена из не-
136
ржавеющей стали 12Х18Н10Т или из износоустойчивого пластика, напри-
мер, твердого полиуретана с высоким параметром шероховатости. Ролик
выполнен из трубы с запрессованными или приваренными с обоих концов
цапфами 2 (рис. 2.34). На обработанные шейки цапф посажены шариковые
сферические подшипники 3 с твердосмазочным заполнителем. Подшипники
установлены в корпусах 4, закрепленных на опорных балках 5. На одной
цапфе ролика закреплена двухрядная звездочка 6. Две опорные балки 5 явля-
ются несущими конструкциями грохота и выполнены из швеллеров с прива-
ренными к ним корытами и двумя опорными листами в каждой балке по
всей ее длине. На разгрузочном конце грохота балки заканчиваются короб-
ками 7, представляющими собой масляные ванны и места установки натяж-
ных станций 8 для натяжения цепей 9.
На загрузочном конце грохота балки снабжены площадками для установки
приводных звездочек 10. Опорные листы балок обработаны на всю длину бал-
ки для установки на них корпусов подшипников 4 роликов 1 и отклоняющих
звездочек 11. В опорных листах на всю длину балки выполнены Т-образные
пазы 12 для размещения крепежных болтов с четырехгранными головками для
закрепления подшипников роликов и отклоняющих звездочек. Т-образные пазы
позволяют перемешать ролики с подшипниками вдоль грохота, благодаря чему
устанавливаются и регулируются щели между роликами. При необходимости
так же могут передвигаться отклоняющие звездочки.
Ролики устанавливаются на балки звездочками в шахматном порядке, т. е.
звездочки соседних роликов расположены с разных сторон грохота.
Обе опорные балки объединены в жесткую раму штангой 13 в разгрузоч-
ном конце и рамой 14 привода в загрузочной части.
В зазоры между соседними корпусами 4 роликов установлены резиновые
уплотнения для обеспечения герметичности полости балок, в которых разме-
щаются цепи.
Ролики приводятся во вращение двумя двухрядными роликовыми цепями 9,
расположенными с обеих сторон грохота в полостях опорных балок.
В грохоте применены цепи 2ПР-25,4-11340 отечественного производства
или импортные 80-2 Api.
Рабочая ветвь каждой цепи входит в зацепление с нижними зубьями звез-
дочек 6 роликов /. Снизу цепь поддерживается отклоняющими звездочками
//, которые к тому же обеспечивают увеличенный угол охвата цепью звездочек
роликов. Такое зацепление цепью звездочек роликов обеспечивает возмож-
ность регулирования щелей между роликами и замену изношенных роликов
без демонтажа цепи.
Размеры щелей устанавливаются по прилагаемым к грохоту калибрам:
— в зоне отделения мелочи — 8 мм,
— в зоне выделения готового класса — 15 мм,
— в зоне транспортирования крупного класса — 3 мм
При применении грохота для других технологий размеры щелей могут быть
изменены.
В загрузочной части грохота цепи огибают приводные звездочки, и холос-
тая ветвь цепи направляется в нижнюю часть корыта опорной балки на поли-
уретановые направляющие 15 (рис. 2.34).
137
10
Рис. 2.32. Роликовый грохот с цепным приводом вращения роликов
Рис. 2.33. Роликовый грохот (вид А, сеч. Б—Б)
139
Рис. 2.34. Роликовый грохот (сеч. В—В)
Рис. 2.35. Роликовый грохот (сеч. Г—Г)
140
В разгрузочной части грохота цепи огибают отклоняющие 16 и натяжную
17 звездочки натяжного устройства и выходят на рабочую ветвь.
Отклоняющие и натяжная звездочки вращаются вхолостую на подшипни-
ках качения 18 (рис. 2.35), расположенных внутри звездочек.
Привод грохота состоит из двух мотор-редукторов /9, соединенных зубча-
тыми муфтами 20 с валом приводных звездочек 21. Мотор-редукторы работа-
ют синхронно, и каждый приводит в движение свою цепь.
Натяжная станция 7, обеспечивающая постоянное натяжение цепи 9, рас-
положена в коробке опорной балки. Она состоит из опорной плиты, на кото-
рой расположены две отклоняющих звездочки 16, одна натяжная 77 и направ-
ляющие 22 передвижения натяжной звездочки. Натяжная звездочка может
перемещаться по направляющим под действием спиральной пружины 23, обес-
печивая натяжение цепи. Отклоняющие звездочки 16 окунают цепи в масля-
ную ванну, обеспечивая постоянную смазку цепи. Натяжение цепей и уровень
масла контролируются ультразвуковыми датчиками 24 и 25, установленными
на кожухе натяжного устройства. Предусмотрен контроль уровня масла жезло-
вым указателем уровня 26. Обе масляные ванны соединены между собой тру-
бопроводом. Цепи и звездочки закрыты кожухами 27, герметично соединен-
ными с опорными балками и корпусами подшипников роликов.
Для исключения просыпания материала грохот оборудован бортами 28 из
нержавеющей стали или футерованными полиуретаном.
Материал, подлежащий сортировке, подается на грохот ленточным кон-
вейером или непосредственно из барабанного окомкователя. Проходя по гро-
хоту, он сортируется на три фракции. В зоне отсева мелочи, окатыши диамет-
ром менее 8 мм проваливаются в щели между роликами на конвейер уборки
мелочи и системой конвейеров направляются в загрузочную часть барабана-
окомкователя или в дальнейшую переработку, предусмотренную технологией.
В зоне выделения готового продукта через щели 15 мм окатыши проваливают-
ся на конвейер готового продукта крупностью —15...+8 мм и направляются в
отделение обжига.
Окатыши крупнее 15 мм направляются на измельчение по транспортирую-
щим роликам и подаются на конвейер мелкой фракции.
4.4.3. Эксплуатация роликовых грохотов
Оборудование предназначено для работы в длительном непрерывном ре-
жиме, фонд рабочего времени в году — 7920 ч.
Пуск в работу осуществляется последовательно:
— подаются световой и звуковой сигналы о начале работы;
— включаются транспортные устройства за грохотом;
— включается централизованная система смазки (при наличии);
— включается в работу привод грохота;
— после выхода грохота на установившийся режим работы подается материал
на грохот.
Остановка грохота осуществляется в порядке, обратном пуску, при этом
обязательным условием является освобождение полотна грохота от материала
141
Во время работы требуется техническое обслуживание, если наблюдается:
— наличие постороннего шума и стука в приводе;
— увеличение размера щелей между роликами, вызванное износом бочки ро-
лика, — калибрами;
— удлинение цепей — по показаниям приборов;
— наличие масла в масляных ваннах — по показаниям приборов и жезловым
указателем уровня;
— течь масла через уплотнения — визуально (течь не допускается);
— износ бортов — визуально.
4.4.4. Расчет параметров роликового грохота [3]
Расчет выполняется из условия рассева на три класса по крупности, т. е.
наличия двух участков грохочения со щелями 6, и Ь2.
Необходимое количество роликов mb шт., для участка со щелью bt
W\ — Q ^^i/qiKMlKpKwKkiQi(B — 0,25),
где
£i —
<71 —
производительность грохота по исходному питанию, т/ч;
содержание класса меньше ширины щели Ьх в питании грохота,
доли ед., по практическим данным составляет 0,6...0,7;
эффективность грохочения участка со щелью bi9 %\
удельная нагрузка (производительность) на 1 м щели, т/(м • ч),
принимается в зависимости от размера щели (рис. 2.36);
коэффициент зависимости содержания класса меньше размера
щели Ьх\ при Pi = 0,6...0,7 А'и1 = 1,2...1,4;
коэффициент зависимости содержания класса больше размера
щели 6|, при содержании 30...40% Кк1 = 1,0...0,95;
коэффициент отличия расчетной скорости ролика от принимаемой.
Кр = Vp/v»,
где vp — расчетная линейная скорость ролика, м/с.
vp = 0,86 - 2,2(Я/£)Р,
где Н — стрела арки, м;
L — длина пролета арки, м (см. рис. 2.37).
Отношение H/L зависит от гранулометрического состава и влажности ма-
териала и не должно выходить за пределы 0,055...0,185.
Отношение H/L определяется в зависимости от гранулометрического со-
става (Р) и влажности (РИ).
(Я/£)р = 0,195 - 0,15р.
(///£)„ = 4,1 РГ-0,3,
где W — влажность сырых окатышей, в расчетах принимается 0,9...1,05
(по технологическим данным).
142
Рис. 2.36. Зависимость удельной
производительности роликового
грохота от размера щели
a
Рис. 2.37. Схема для расчета привода ролика
роликового грохота
Отношение Н/L является расчетным и принимается равным одному из
больших значений (Н/Е)$ или
Фактическая линейная скорость ролика у„ м/с:
v, = лДл/бО,
где D — диаметр ролика, м;
п — частота вращения ролика, мин-1;
Kw— коэффициент влияния влажности, при (H/L)w > (H/L\
К* определяется из данных, приведенных ниже.
Числовые значения коэффициента влияния влажности:
т 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,0
0,40 0,50 0,59 0,68 0,76 0,84 0,91 0,97 1,0
т = (й/£)р : (Н/Е)&.
При (H/L)w< (H/L\ Kw= 1.
9 — коэффициент эффективности грохочения, принимается
в зависимости от эффективности грохочения е.
Числовые значения коэффициента эффективности грохочения:
е 0,60 0,70 0,75 0,80 0,85 0,89 0,92 0,95 0,98
Q 1,30 1,20 1,12 1,05 1,0 0,95 0,92 0,90 0,88
В — ширина грохота (длина рабочей части роликов), м.
Эффективность грохочения Ej и е2 для участков со щелью шириной bf и Ь2
определяется аналогично расчету главы 4.3, см. стр. 132.
143
Необходимое количество роликов для участка со щелью Ь2
2 <72^^2А^и.02ф-О,25)’
где р2 — содержание класса щели /ь, доли ед.
По практическим данным р2 принимается в пределах 0,05—0,1.
Длина роликового грохота
£/2 = 0,97{ [лл?! (Z> -н /?j)] — ах + fw2(£> + Z>2)]}cosoc,
где b{, b2 — ширина щелей, мм.
bi = di/0,95 cos a, b2 = d2/0,95 cos а,
где bi, d2 — диаметры окатышей, по которым производится грохочение, мм.
Угол наклона грохота а, град:
Высота арки, м,
tg а = 2(H/L)P.
Н= £ tg а/2.
Мощность привода ролика, кВт,
Np = КМп/9750х\,
где К — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения
нагрузки между роликами, принимается 1,2;
г] — к.п.д. привода;
М — суммарный необходимый вращающийся момент в период
пуска, Н • м,
Л/ Мст 4"
где Мст — момент сопротивления перемещению транспортируемого
материала по роликам и момент трения в подшипниковых узлах
роликов, прямо (без редуцирования момента) соединенных с
валом электродвигателя, Н • м;
М(}ин — суммарный момент на валу двигателя от сил инерции роликов
и сил инерции поступательного движения материала, Н • м.
Мст = Ю[(/Ир + mepp)Kd/2i 4- meppfD/2i\,
где тр — масса ролика, кг;
тгрр — масса материала, приходящаяся на один ролик, кг;
f — коэффициент трения скольжения материала по роликам,
принимается равным 0,5;
D — диаметр ролика, м;
К — коэффициент трения в подшипниках качения, принимается
равным 0,05;
d — диаметр внутреннего кольца подшипника, м;
/ — передаточное число редуктора.
144
i = n^lnp.
где пдв — частота вращения вала электродвигателя, мин
пр — частота вращения ролика, мин-1.
М$ин {Ip/l Т ?пост)£*
1р — момент инерции ролика (полый цилиндр), Н • м.
4 = ('",/#) (Я2 + г2),
где g — ускорение силы тяжести, м/с2;
R — наружный радиус ролика, м;
г — внутренний радиус ролика, м;
1пост — момент инерции поступательного движения материала,
приведенный к валу электродвигателя, Н • м.
Inocm = \QmD2/4 g
где mD — маховый момент поступательного движения массы,
приведенный к валу двигателя, Н • м.
mD2 = 365mtpP/n2h.
Угловое ускорение вала электродвигателя в период пуска, с-2,
е = со/тя,
где тя — время разгона инерционной системы «ролик-груз»
до номинальной скорости, с, принимается равным 1 с;
со — угловая скорость, с-1.
со = 2n/7de/60.
5. АГРЕГАТЫ
ДЛЯ ОБЖИГА ОКАТЫШЕЙ
Термоупрочняющий обжиг сырых окатышей осуществляется на различных
обжиговых агрегатах:
— - на конвейерных машинах;
— на установках «решетка — трубчатая печь — кольцевой охладитель»;
— в шахтных печах;
— на кольцевых машинах.
В последние годы доля производства окатышей на каждом из типов обжи-
говых агрегатов непрерывно изменялась.
В России и странах ближнего зарубежья преимущественное развитие полу-
чили обжиговые конвейерные машины, на которых производится примерно
80% окатышей [3].
Способ обжига окатышей на машинах конвейерного типа был разработан в
1952 — 1953 гг. и опробован на опытной установке в Кэррол виде, США. На
10 Э-437
145
основании этой работы были спроектированы и пущены в эксплуатацию в
1955 году на фабрике Сильвер—Бей (США) первые промышленные образцы
обжиговых машин площадью 93,7 м2.
В СССР работы по созданию обжиговых конвейерных машин начались в
конце пятидесятых годов. Опытные работы выполнялись на опытных установ-
ках Соколовско-Сарбайского ГОКа, г. Рудный, Казахстан, и Центрального
ГОКа, г. Кривой Рог, Украина.
Первая промышленная обжиговая машина площадью 108 м2 была пущена
в эксплуатацию 26 мая 1964 года на Соколовско-Сарбайском ГОКе. Она была
спроектирована и изготовлена на Уралмашзаводе.
За сорок лет развития обжигового оборудования на Уралмашзаводе были
спроектированы и изготовлены обжиговые конвейерные машины площадью
до 536 м2, а также разработан проект крупнейшей машины площадью 810 м2.
Обжиговые конвейерные машины — это сложный в конструктивном ис-
полнении агрегат, насчитывающий более 1000 узлов и деталей.
Рабочие органы машины рассчитаны на тяжелые эксплуатационные условия:
— циклический высокотемпературный режим (воздействие температур от
1300...1350°С до 20°С);
— абразивный износ деталей;
— воздействие агрессивной среды.
Обжиговые машины — это комплекс отдельных механизмов и устройств,
обеспечивающих загрузку сырыми и обожженными (постелью) окатышами,
их транспортировку через все технологические зоны машины, накопление и
выдачу готовых окатышей, создание требуемого для технологии температур-
ного режима в горнах машины, сбор и удаление просыпи окатышей, замену
тележек, требующих ремонта с минимальными остановками машины без сни-
жения температурного режима.
5.1. Устройство для загрузки
донной и бортовой постели
Устройство предназначено для укладки донной постели на колосниковую
решетку и бортовой постели к бортам обжиговых тележек для защиты их от
перегрева. Постель укладывается обожженными окатышами.
Укладчик донной постели (рис. 2.38) состоит из двух трактов 1 подачи
обожженных окатышей с секторными затворами. Вверху они подсоединяются
к бункеру с обожженными окатышами, а внизу к накопителю 2, который опи-
рается на каркас обжиговой машины.
Каждый из трактов подачи обожженных окатышей состоит из затвора сек-
торного типа 3 с ручным приводом 4 и патрубка. Затвор устанавливается на
накопитель, а патрубок крепится (подвешивается) к бункеру.
Затвор состоит из патрубка и собственно затвора секторного типа, шар-
нирно закрепленного на патрубке и воронке.
Привод состоит из двух втулочно-пальцевых цепей, закрепленных на внеш-
ней стороне секторного затвора, исполняющих роль зубчатой рейки и находя-
146
щихся в зацеплении с двумя звездочками, закрепленными на одной оси. Вра-
щение оси со звездочками осуществляется от червячного редуктора, установ-
ленного на кронштейне воронки. Тихоходный вал редуктора соединен с осью
затвора кулачковой муфтой, а на быстроходном валу установлена рукоятка.
Вращением рукоятки осуществляется открывание или запирание затвора по-
стели, так как вращающиеся при этом звездочки оси находятся в зацеплении с
цепями его сектора.
Накопитель 2 представляет собой бункер, дном которого является колос-
никовое поле обжиговых тележек. В верхней части по краям накопителя име-
ются прямоугольные фланцы, на которые опираются тракты подачи обожжен-
ных окатышей. Стенки накопителя футерованы плитками из каменного литья
для предохранения от абразивного износа.
Шибер 5 донной постели — секторного типа. Подъем и опускание шибера
осуществляется исполнительным однооборотным электрическим механизмом
6, вал которого через кулачковую муфту соединен с валом, снабженным двумя
звездочками, входящими в зацепление с цепями.
На нижней кромке сектора шибера установлены стальные пластины для
защиты рабочей кромки от абразивного износа.
При работе обжиговой машины окатыши из бункера, расположенного над
загрузочным устройством, поступают в накопитель по трактам укладчика дон-
ной постели, заполняя его объем как резервную емкость. Окатыши из нако-
пителя укладываются ровным слоем на движущиеся тележки и транспортиру-
ются вдоль обжиговой машины. Толщина слоя донной постели определяется
расстоянием между нижней кромкой шибера и колосниками обжиговой те-
лежки. При толщине 80... 100 мм слой выполняет функцию донной постели.
По сигналу о прекращении подачи сырых окатышей на загрузочное устрой-
ство шибер исполнительным механизмом (МЭО) поднимается на 300 мм над
колосниками тележек, образуя слой аварийной постели.
При ремонтных работах прекращение поступления окатышей в накопи-
тель осуществляется с помощью секторных затворов в трактах подачи донной
постели.
На передней стенке накопителя закреплено предохранительное устройство.
Предохранительное устройство служит для защиты корпуса накопителя от де-
формаций поднявшимися колосниками или посторонними предметами на
колосниках тележек и состоит из линейки, рамки, кронштейнов и конечного
выключателя с грузом.
Линейка длиной, равной ширине колосникового поля тележек, подвешена
к рамке. Линейку можно опускать и поднимать, изменяя расстояние от ниж-
ней ее кромки до колосникового поля тележек обжиговой машины. Рамка с
линейкой подвешиваются на кронштейны задней стенки накопителя. Кронш-
тейны под рамку и конечный выключатель привариваются при монтаже загру-
зочного устройства.
При работе обжиговой машины поднявшийся над колосниковым полем
колосник или инородное тело, попавшее на колосники каким-либо образом,
упираются в линейку предохранительного устройства и отклоняют ее вместе с
рамкой, что приводит к срабатыванию конечного выключателя и остановке
обжиговой машины.
147
Рис. 2.38. Устройство загрузки донной постели
Рис. 2.39. Устройство загрузки бортовой постели
При работе необходимо соблюдать условие, чтобы расстояние от линейки
предохранительного устройства до колосников обжиговых тележек было меньше,
чем от кромки корпуса накопителя до колосников на 10...20 мм.
Укладчик бортовой постели расположен после роликового питателя. Бор-
товая постель на обжиговые тележки подается из двух течек 1 (рис. 2.39), рас-
положенных по обе стороны машины, одновременно с загружаемыми сырыми
окатышами.
148
Течки верхними фланцами прикреплены к патрубкам бункеров бортовой
постели, а снизу снабжены секторными затворами 2 с ручным приводом 5,
регулирующими количество подаваемой постели. За секторными затворами
постель поступает в бункеры 4. Каждый бункер снабжен двумя течками 5. По
одной из них окатыши поступают в пространство между отбойным листом 6,
установленным вертикально и параллельно бортам обжиговых тележек, и бор-
тами тележек. Из второй течки окатышами прикрываются части бортов, выс-
тупающие над слоем уложенных окатышей.
В состав укладчика бортовой постели входит устройство загрузки аварий-
ной постели, состоящее из течки 7, пневмопривода 8, секторного затвора 9 и
накопителя 10. При прекращении подачи сырых окатышей на обжиговую ма-
шину устройство обеспечивает подачу аварийной постели на участок колосни-
ковой решетки, находящийся под роликовым питателем. При подходе слоя
аварийной постели, уложенной укладчиком донной постели, к устройству за-
грузки аварийной постели пневмоприводом 8 закрывается секторный затвор 9
и подача постели прекращается.
5.2. Устройства для загрузки сырых окатышей
на обжиговые машины
Устройства для загрузки сырых окатышей на движущиеся тележки обжиго-
вой машины должны обеспечить укладку слоя постоянной высоты как по
ширине, так и по длине машины. Компоновка (взаимное расположение) меха-
низмов загрузочного устройства должна обеспечивать минимальные высоты
падения окатышей для предотвращения их разрушения.
На первых обжиговых машинах с шириной тележки 2 м применялись ра-
диально качающиеся укладчики с горизонтальным расположением конвейера,
с которых сырые окатыши сгружались непосредственно на тележки. Приме-
нялась также комбинация механизмов — вибропитатель и широкий ленточ-
ный конвейер. Дальнейшие поиски и испытания конструктивных схем загру-
зочных устройств с учетом недостатков предыдущих привели к тому, что в
настоящее время на большинстве обжиговых машин как отечественного, так и
зарубежного изготовления применяются загрузочные устройства, состоящие
из качающегося укладчика, распределяющего окатыши по ширине роликового
питателя. Роликовый питатель производит отсев мелочи в зазоры между роли-
ками, окончательное распределение окатышей по ширине и укладку слоя на
обжиговые тележки.
Роликовые питатели применяют не только в черной, но и в цветной метал-
лургии, а также при производстве (обжиге) гранулированных строительных
материалов. Исследования роликовых укладчиков и опыт их эксплуатации
показывают, что удовлетворительные результаты по отсеву мелочи могут быть
получены при удельной производительности на 1 м ширины роликового пита-
теля в пределах 40...60 кг/с сырых окатышей. Однако при ширине конвейер-
ных решеток (тележек) более 2 м для повышения эффективности и равномер-
ности распределения потока сырых окатышей, поступающих со сборного кон-
149
вейера из отделения окомкования, перед роликовым питателем устанавливают
дополнительные устройства, предназначенные для распределения потока ока-
тышей по ширине роликового питателя. Это могут быть качающиеся укладчи-
ки, челноковые укладчики или рассекатели. Рассекатели потока окатышей,
сходящего со сборного конвейера, не нашли широкого применения из-за не-
равномерного распределения потока и необходимости постоянного наблюде-
ния и частой очистки от налипшего концентрата.
Наибольшее распространение получили комбинированные загрузочные
устройства в составе качающегося укладчика и роликового питателя.
Обжиговые машины последнего выпуска комплектуются наиболее совер-
шенным, обеспечивающим равномерную загрузку сырыми окатышами загру-
зочным устройством, состоящим из челнокового укладчика, широкого загру-
зочного ленточного конвейера и роликового питателя.
Качающиеся укладчики устанавливаются над роликовыми питателями так,
что поток сырых окатышей попадает между первым и третьим роликами.
На обжиговых машинах с шириной тележки 2 м устанавливают качающи-
еся укладчики типа УК-800 х 3000, на машинах с тележками шириной 3 м —
УК-1400^3000, на более крупных машинах с тележками шириной 4 и 5 м —
укладчики УК-1600х5000.
Все укладчики имеют сходную конструкцию и представляют собой наклон-
ный ленточный конвейер, качающийся в горизонтальной плоскости. Сырые
окатыши загружаются на конвейер укладчика в центре качения. По мере угло-
вых перемещений конца конвейера в горизонтальной плоскости окатыши рас-
пределяются по ширине роликового питателя.
5.2.1. Качающиеся укладчики
На рис. 2.40 изображен общий вид качающегося укладчика, устанавливае-
мого в загрузочной части обжиговой машины.
Укладчик состоит из следующих основных узлов: ленточного конвейера 1
обычного типа с приводом движения ленты от электродвигателя 2 через чер-
вячный редуктор 3 и муфты. Конвейер смонтирован на сварной раме 5. Рабо-
чая ветвь бесконечной резинотканевой ленты 6 транспортера, огибающей при-
водной 7 и натяжной 8 барабаны, поддерживается шестью, а холостая — тремя
роликоопорами 9. Натяжение ленты осуществляется при помощи винтов, пе-
ремещающих барабан. Рама 5 устанавливается на опоре 70, выполненной в
виде свободно вращающейся вместе со ступицей вертикальной осью, установ-
ленной на одном упорном и двух радиальных шарикоподшипниках, смонти-
рованных в неподвижной опорной трубе. На ступице закреплен кронштейн
рамы транспортера. К стойкам, приваренным к раме, болтами прикреплены
борта /7, ограждающие рабочую ветвь транспортера с двух сторон. К нижней
части бортов прикреплены резиновые уплотняющие шторки, которыми борта
примыкают к ленте. В разгрузочной части конвейера борта имеют шарнирное
крепление, что позволяет менять их положение в зависимости от расположе-
ния натяжного барабана.
150
Качание транспортера осуществляется кривошипно-шатунным механиз-
мом 72, привод которого состоит из электродвигателя 13, цилиндрическо-ко-
нического трехступенчатого редуктора 14 и муфты.
Изменение угловой амплитуды качания укладчика осуществляется уста-
новкой сменных кривошипов различной длины.
Рис. 2.40. Общии вид качающегося укладчика
Качающиеся укладчики УК-1600x5000 (рис. 2.41, 2.42) применяют с обжи-
говыми машинами площадью 520 м2 для распределения окатышей по ширине
роликового питателя. Укладчик устанавливается в технологической линии аг-
регатов фабрики окомкования и включен в общую систему автоматического
управления. Он монтируется на подшипниках центральной опоры, лента кон-
вейера 8 имеет ширину 1600 мм. Для предохранения консоли конвейера от
раскачивания при работе рама опирается на подпружиненные колеса, катаю-
щиеся по радиальному рельсу.
151
5000
роликовый
Рис. 2.41. Укладчик качающийся УК-1600x5000: / — рама конвейера; 2 — приводной барабан;
3 — центральная опора; 4 — опорная рама; 5 — кривошип; 6 — редуктор цилиндро-коничес-
кий; 7— электродвигатель привода качения; 8 — конвейер; 9 — подпружиненные опорные
колеса; 10— роликоопора; 11 — натяжной барабан; 12 — опора
Рис. 2.42. Укладчик качающийся УК-1600x5000: / — опорная рама; 2 — рама конвейера; 3 —
конвейер; 4 — привод конвейера; 5 — корпус копира; 6 — ролик-копир; 7 — электродвигатель
привода качания; 8 — редуктор цилиндрический; 9 — кулачковый барабан; 10 — траектория
паза на развертке поверхности кулачкового барабана; 11 — опорные колеса
152
Таблица 2.12
Техническая характеристика качающихся укладчиков
Тип УК-800х3000 УК-1400X3000 УК-1600x5000
Ширина укладки окатышей, мм 1800 2800 3600
Производительность конвейера, т/ч 130 440 650
Угловая амплитуда качания, град 18 18 15
Число двойных качаний поворотной части укладчика, мин 4 10,31 9,87 6,5...13
Ширина ленты конвейера, мм 800 1400 1600
Скорость ленты конвейера, м/с 1,03 0,53 0,1...0,4
Электродвигатель привода конвейера: тип мощность, кВт, при ПВ= 100% MTKH-211-6 3.6 MTKH-311-6 7 МТКН-311-6 7
Электродвигатель привода качания: тип мощность, кВт, при ПВ = 100% MTKH-211-6 3,6 МТКН-311-6 7 МТКН-311-6 7
Масса, т 3,7 4,52 9,5
Расчет параметров качающегося укладчика1 [3]
Ширина ленты конвейера, м, определяется из выражения:
в = <?73600v • °’8(А+5)У’
где Q — производительность, т/ч;
v — скорость ленты конвейера, м/с, для транспортировки сырых
окатышей принимается в пределах 0,5...1,0 м/с;
h — высота слоя окатышей, м, при угле наклона боковых роликов 30°
принимается равной 0,15 м;
у — насыпная масса окатышей, т/м3.
Высота слоя окатышей, м,
h = 0,85 tg а/4,
где а — угол, который образует материал на ленте, град,
tg а = JQ tg а0,
где Ка — поправочный коэффициент, учитывающий характер груза и тип
конвейера, принимается равным 0,6;
а0 — угол естественного откоса материала, град, для сырых окатышей
принимается равным 35°.
1 Расчет произведен по методике НИИтяжмаш ОАО «Уралмаш».
153
Преобразовав формулу для В заменой h для ширины ленты, получим:
в = yl(4Q / 3600v • 0,82 /ratgaoy) + 5.
Частота вращения барабана конвейера, мин-1,
п = 60v/nD,
где D — диаметр барабана, конвейера, м, принимается в зависимости от
ширины конвейера, скорости, нагрузки. Для условий
транспортирования сырых окатышей принимается
равным 0,2...0,4 м.
Мощность электродвигателя 7V, кВт, привода конвейера
Л = 1,ЗР v/1020t|,
где Р — тяговое усилие конвейера, Н;
т| — к.п.д. приводного барабана.
Р= \${WL,(q„ + qk) — HqM\ тх т2т3т4,
где W — коэффициент сопротивления, в расчетах принимается
равным 0,04;
Le — длина конвейера по горизонтали, м;
qu — масса метра длины материала, кг/м;
qk — масса метра длины движущихся частей конвейера, кг/м,
принимается в зависимости от ширины конвейера;
Н — расстояние между горизонтальными осями барабанов
конвейера, м;
/иь ш2, /и3, т4 — коэффициент, соответственно учитывающий длину
конвейера, прямолинейность конвейера, расположение
привода, расположение натяжной станции.
Для конкретных условий расчета /иь /и2, /и3, /и4 принимаются соответствен-
но равными 1,5; 1,2; 1,0; 1,0.
Масса метра длины материала
Чм = (2/3,6 v.
К.п.д. приводного барабана
П = 1/[1 + W6QKS- 1)],
где W6— коэффициент сопротивления барабана, принимается равным 0,05;
К5 — коэффициент, учитывающий угол охвата и состояние поверхности
барабана, принимается равным 1,7.
Число двойных качаний, мин-1, поворотной части укладчика
пу = ЗОг/лЯ,
где v — окружная скорость перемещения концевой части укладчика, м/с,
с целью равномерной разгрузки принимается равной скорости
конвейера vK;
R — радиус центра качания, м, принимается конструктивно.
154
Мощность электродвигателя, кВт, привода качания челнока
7V = PKv/1020n,
где W — сопротивление от перемещения укладчика, Н;
г| — к.п.д. механизма, принимается равным 0,8;
W = 10(^ + ту) (fd + 2K + fdx) C/D,
где mv — масса материала на ленте, кг;
т — масса укладчика (вращающихся частей), кг;
f — коэффициент трения в подшипниках, принимается равным 0,015;
d — диаметр цапфы опоры укладчика, м; d} — диаметр оси ходового
колеса, м;
d\ — диаметр оси ходового колеса;
С — коэффициент трения качения колеса по рельсу, принимается
равным 0,06;
С — коэффициент, учитывающий трение реборд колес, принимается
равным 2,5;
D — диаметр опорного колеса, м.
Масса, кг, материала на ленте
тм = qML.
При отсутствиии опорного колеса сопротивление от перемещения уклад-
чика, Н,
\0(тм + ту) df/2.
5.2.2. Челноковые укладчики
Для получения качественных обожженных окатышей при высокой произ-
водительности обжиговых машин необходима высокая степень равномерности
укладки сырых окатышей на колосниковую решетку. Качающиеся укладчики
не отвечали этим требованиям.
В последние годы за рубежом широкое применение нашли челноковые
укладчики и конвейеры с Челноковой головной частью, которые в комплексе с
широкими промежуточными конвейерами и роликовыми питателями заметно
улучшили равномерность укладки сырых окатышей на машину.
Для челнокового передвижения этих устройств используется гидропривод,
гидростанциями которого потребляется значительное количество электроэнер-
гии — до 35 кВт.
Для обжиговых машин с шириной колосниковой решетки 2, 3 и 4 м на
Уралмашзаводе были разработаны челноковые укладчики с механическим при-
водом хода, значительно менее энергоемким, чем гидравлический.
155
Таблица 2.13
Техническая характеристика челноковых укладчиков
Тип УЧ1-2,5х2,5х2* УЧ-3500х3100
Производительность, т/ч 375 650
Количество конвейеров, шт 2 1
Ширина ленты конвейера, мм 2500 3100
Длина конвейера, мм 2500 3500
Скорость ленты конвейера, м/с 0,25...0,6 0,25...0,6
Скорость движения укладчика, м/с 0,105...0,4 0,1...0,4
Величина хода укладчика, мм 1220 1615
Ширина укладки окатышей на промежуточный конвейер, мм 3150 4200
Электродвигатель привода лент: тип мощность, кВт ДМ 132 МВ 69 4,0 МТКН-311-6 7,0
Электродвигатель привода хода: тип мощность, кВт ДМ 132 МВ691 4,0 МТКН-311-6 7,0
Масса, т 13,0 12,5
* Для двухслойной загрузки окатышей.
Укладчик челноковый УЧ-3500><3100
Укладчики называются Челноковыми по их челночному возвратно-посту-
пательному движению перпендикулярно движению ленты обжиговых тележек.
Челноковый укладчик (рис. 2.43—2.45) предназначен для равномерной ук-
ладки сырых окатышей по ширине промежуточного конвейера.
Укладчик представляет собой ленточный конвейер /, установленный на
раму 2, которая на ходовых роликах 3 может совершать возвратно-поступа-
тельные перемещения по рельсовому пути 4.
Конвейер состоит из приводного 5, натяжного 6 барабанов, конвейерной
ленты 7 и роликоопор 8. Над конвейерной лентой установлены борта 9, а под
конвейерной лентой в зоне натяжного барабана установлено очистное устрой-
ство 10.
Приводной выполнен из трубы с приварными цапфами. Рабочая поверх-
ность барабана гуммирована. Барабан вращается на подшипниках качения.
Барабан натяжной выполнен из трубы, в которую вварены диски, имею-
щие расточки для установки подшипников качения. Барабан вращается на
оси, концы которой закреплены в опорах (ползунах), перемещающихся в на-
правляющих с помощью винтов. Перемещением барабана в ползунах обеспе-
чивается натяжение конвейерной ленты и центровка ее движения.
Роликоопоры, поддерживающие конвейерную ленту, также изготовлены
из трубы, в торцах которой установлены подшипники качения. Роликоопоры
вращаются на осях, закрепленных в кронштейнах.
156
Рис. 2.43. Укладчик челноковый.
Привод челнокового укладчика и направляющая не показаны
Рис. 2.44. Укладчик челноковый (вид А)
158
19
Б-Б
В-В
Рис. 2.45. Укладчик челноковый (разрезы Б—Б; В—В; вид Г)
159
Приводной барабан конвейера расположен на раме челнокового укладчика
в месте поступления сырых окатышей на загрузочное устройство.
Привод конвейера состоит из червячного редуктора 11 и электродвигателя 12.
Соединение редуктора с электродвигателем и с приводным барабаном осуще-
ствляется втулочно-пальцевыми муфтами 13.
Рама укладчика сварная и состоит из двух частей — собственно рамы и
опорной балки, на которую рама опирается. Рама и балка соединяются между
собой и свариваются при монтаже. На раме, кроме конвейеров, устанавлива-
ются четыре опорных ролика и направляющая 14 с замкнутой бесконечной
рейкой /5, являющейся составной частью привода хода укладчика.
Оси опорных роликов 3 закреплены в кронштейнах на раме укладчика, а
ролики катаются по рельсам 4, установленным на балках каркаса головной
части обжиговой машины. В роликах применены подшипники качения. Две
роликоопоры из четырех имеют еще дополнительные вертикальные ролики /6,
которые катаются по боковым поверхностям головки рельса и не позволяют
раме смещаться в горизонтальной плоскости.
Привод возвратно-поступательного перемещения укладчика состоит из
редуктора 17, электродвигателя 18 и качающегося водила (редуктора) 19, кото-
рые установлены на раме 23. Соединение редуктора с электродвигателем осуще-
ствляется втулочно-пальцевой муфтой 20, а с быстроходным валом водила —
зубчатой муфтой 21.
Рама привода состоит из двух частей:
— собственно рамы 23, на которой смонтированы электродвигатель, редук-
тор и водило;
— опорной рамы 22.
Между собой рамы соединяются болтами. При регулировке привода пере-
мещение рамы 23 в горизонтальной плоскости осуществляется упорными вин-
тами 24 кронштейнов опорной рамы.
Опорная рама устанавливается на каркас машины вертикально располо-
женными упорными винтами 25, позволяющими изменить положение приво-
да в вертикальной плоскости. По окончании наладочных работ опорная рама
фиксируется на каркасе приваркой пластин.
Направляющая 14 состоит из сварных элементов, соединенных между со-
бой болтами. К направляющей болтами крепятся рейки 15 и полушестерни 26
Выверка шага зубчатого зацепления в стыке рейка — полушестерня осуществ-
ляется подкладками. Направляющая цилиндрической опорой 27 устанавлива-
ется в паз рамы.
Поворачивая направляющую вокруг оси цилиндрической опоры, регули-
руют зубчатое зацепление, а передвигая направляющую вдоль оси опоры в
пазу рамы, регулируют положение направляющей относительно продольной
оси укладчика. После выверки направляющая закрепляется упорными винта-
ми, приваренными на раме укладчика.
Водило является цилиндрическим редуктором со сварным корпусом и пе-
редаточным числом 2,5.
Корпус водила имеет полые цапфы, которыми он опирается на подшипни-
ки качения. Корпуса подшипников водила установлены на стоиках рамы при-
вода. На этих цапфах водило качается при работе укладчика Цапфа имеет
160
расточки, в которых установлены подшипники качения быстроходного вала,
проходящего внутри цапф. На конце тихоходного вала, соосно размещены
ролик и приводная кремальерная шестерня, входящая в зацепление с замкну-
той зубчатой рейкой, жестко закрепленной на направляющей, на которую опи-
рается ролик водила.
Замкнутая зубчатая рейка и расположенная эквидистантно направляющая
имеют горизонтальные и криволинейные участки. Шестерня водила и зубча-
тая рейка имеют реборды, что обеспечивает нормальное зацепление.
Постоянство зубчатого зацепления рейки с шестерней обеспечивается еще
и двумя роликоопорами, охватывающими головку рельса. Охватывающие ро-
лики, прижимающиеся к бокам головок рельса, предотвращают разворот рамы
укладчика в горизонтальной плоскости от возникающих инерционных нагру-
зок в момент изменения направления ее движения.
Масса водила уравновешивается противовесом, который устанавливается
после монтажа привода укладчика.
Рельсовый путь является опорой для подвижной части укладчика и служит
для беспрепятственного ее перемещения при работе.
Рельсовый путь состоит из двух рельсов, закрепленных на балках каркаса
головной части машины с помощью болтов и стопорных планок, и четырех
стопоров для предотвращения от осевого смещения рельсов. Горизонтальность
головок рельсов регулируется с помощью набора прокладок.
Основой работы укладчика является совмещение возвратно-поступатель-
ного перемещения рамы вдоль рельсового пути с движением транспортерных
лент конвейеров, установленных на этой раме. Перемещение рамы осуществ-
ляется от стационарно установленного привода с качающимся редуктором (во-
дилом), ведущая шестерня которого находится в постоянном зацеплении с
замкнутой рейкой в направляющей, установленной на подвижной раме уклад-
чика. Шестерня, вращаясь, перемещает направляющую с рамой конвейеров
сначала в одну сторону, а затем с переходом по криволинейному участку на
другую сторону рейки осуществляет движение в обратном направлении. По-
стоянство зацепления обеспечивается кремальерной конструкцией рейки с
шестерней и роликом, соосно расположенным с шестерней, обкатывающимся
по замкнутой направляющей, размещенной эквидистантно зубчатой рейке.
Для обеспечения укладки сырых окатышей по ширине промежуточного
конвейера скорость движения конвейера челнокового укладчика должна быть
согласована со скоростью его возвратно-поступательного движения, для чего
применены приводы с плавным регулированием скоростей с помощью тирис-
торных преобразователей.
5.2.3. Промежуточные конвейеры
Промежуточный конвейер предназначен для формирования равномерных
по высоте слоев окатышей перед укладкой их на роликовые питатели и обес-
печения укладки окатышей одновременно на всю ширину питателей.
На Уралмашзаводе промежуточные конвейеры разрабатывались для обжи-
говых машин с шириной колосниковой решетки 3 и 4 м.
11 Э-437
161
Таблица 2.14
Техническая характеристика промежуточных конвейеров
Тип КП-3500 КП-4600х5300
Производительность, т/ч 375 400
Ширина ленты конвейера, мм 3500 4600
Длина конвейера, мм 2816 5300
Скорость ленты конвейера, м/с 0,017...0,107 0,017...0,107
Ширина укладки окатышей на роликовый питатель, мм 3000 4000
Максимальная высота слоя, мм 300 300
Электродвигатель привода ленты: тип мощность, кВт МТКН-311-6 7,0 МТКН-311-6 7,0
Масса, т 6,75 13,2
Конвейер промежуточный КП -4600x5300
Промежуточный конвейер (рис. 2.46—2.48) состоит из ленты 7, натянутой
между приводным 2 и натяжным 3 барабанами и поддерживаемой между ними
роликоопорами 4.
Вдоль рабочей ветви конвейера расположены борта 5, которые могут пере-
ставляться в направлении, перпендикулярном его оси. Под натяжным бараба-
ном, по его краям, установлены наклонные борта 6, которые определяют ши-
рину укладки потока сырых окатышей на роликовый питатель.
Под опорами натяжного барабана устанавливаются силоизмерительные дат-
чики для контроля веса потока сырых окатышей, транспортируемых лентой.
Приводной барабан выполнен из трубы с приварными цапфами. Рабочая
поверхность барабана гуммирована. Барабан вращается на подшипниках ка-
чения.
Конструкция натяжного барабана аналогична конструкции приводного. При
этом корпуса подшипников качения барабана с помощью винтов 7 могут пе-
ремещаться в направляющих, обеспечивая регулировку натяжения и центров-
ку ленты при ее движении.
Роликоопора для поддержания ленты состоит из ролика, вращающегося
на подшипниках качения, установленных в корпусах 8. Ролик изготавливает-
ся из трубы с приварными цапфами. Роликоопоры устанавливаются на бал-
ках конвейера. Две роликоопоры 9 служат для центровки движения ленты и
устанавливаются на балке 10. один конец которой закреплен шарнирно, а
второй может перемещаться вдоль балки конвейера при помощи специаль-
ного винта 11 или электромеханического привода (исполнительного меха-
низма МЭО).
Приводной барабан закрепляется на горизонтально установленной раме,
на которую также опираются роликоопоры. К другому концу каждой балки
подсоединяются направляющие для установки в них корпуса подшипников
натяжного барабана и балка, объединяющая их.
162
A
Рис. 2.46. Конвейер промежуточный
18 16 14 17
Рис. 2.47. Конвейер промежуточный (вид А)
Б
13 12
10
Рис. 2.48. Конвейер промежуточный (вид Б, сеч. В—В)
Для удаления с ленты налипшего материала после натяжного барабана по
ходу ленты установлено очистное устройство 12 скребкового типа с пружин-
ным прижимом 13 скребков к ленте. Сила прижима регулируется сжатием
пружин.
Привод промежуточного конвейера имеет свою отдельно стоящую на бал-
ке каркаса раму 14 с установленными на ней коническо-цилиндрическим ре-
дуктором 75, тормозом 16 и электродвигателем 77.
Электродвигатель с редуктором соединяется втулочно-пальцевой муфтой 18.
Одна из полумуфт является шкивом электромагнитного тормоза, служащего в
случае остановки для предотвращения движения ленты под действием силы
тяжести материала на промежуточном конвейере при возможном наклонном
его расположении.
Приводной барабан конвейера соединяется зубчатой муфтой 19 с редукто-
ром привода. Скорость движения ленты промежуточного конвейера регулиру-
ется плавным изменением скорости вращения электродвигателя с помощью
тиристорного преобразователя.
Высота слоя окатышей на ленте устанавливается в пределах 250...300 мм пу-
тем регулирования скорости ленты при наладке загрузочного устройства. В этих
165
пределах высота слоя может меняться при изменении нагрузки на машину по
сырым окатышам. При необходимости высота слоя может корректироваться
изменением скорости ленты, но при уменьшении высоты слоя расстояние между
гребнями соседних полос укладки увеличивается и соответственно появляется
неравномерность укладки сырых окатышей по длине машины.
5.2.4. Роликовые питатели
Роликовые питатели предназначены для укладки на обжиговые машины
сырых окатышей равномерным по ширине и высоте слоем и представляют
собой наклонный роликовый конвейер.
На первую обжиговую машину, запущенную в 1964 году на ССГОКе, Ка-
захстан, укладку окатышей производили качающимся укладчиком непосред-
ственно на колосниковую решетку. О равномерности укладки окатышей не
было и речи. Такая укладка не отвечала требованиям технологии термической
обработки окатышей.
Начались опыты применения роликовых питателей, которые значительно
улучшили равномерность укладки сырых окатышей на машину.
Уралмашзавод изготовляет роликовые питатели для обжиговых машин с
1964 года.
Первые образцы питателей были созданы с цепным приводом вращения
роликов и одним групповым приводом всех роликов. Каждый ролик приво-
дился во вращение короткой цепью от соседнего ролика. Из-за несовершен-
ства технологии (между роликами часто застревали твердые предметы) и боль-
шой нагрузки на приводные цепи приводной звездочки цепи часто разруша-
лись, вызывая остановку обжиговой машины.
На усовершенствованных образцах питателей был применен шестеренный
привод, с которым надежность работы питателя повысилась, а применение
вместо одного группового привода двух или трех окончательно решило про-
Рис. 2.49. Укладка окатышей на обжиго-
вую машину роликовым питателем
блему надежности.
На рис. 2.49 изображена укладка ока-
тышей на обжиговую машину роликовым
питателем.
Роликовое полотно питателя по тех-
нологическому назначению разделяется на
активную зону, где происходит распреде-
ление потока сырых окатышей по шири-
не, и на зону отсева мелочи размером до
6 мм. За счет вращения всех роликов в
одну сторону окатыши передаются в раз-
грузочную зону и далее ссыпаются на те-
лежки обжиговой машины с минималь-
ной высоты, что предохраняет окатыши
от разрушения.
Форма роликового полотна у питате-
лей бывает двух типов: с разными углами
166
наклона активной и разгрузочной зон и под одним общим углом наклона к
горизонту обеих зон полотна.
Питатели роликовые
с групповым шестеренным приводом
На обжиговых машинах ОК-108 и частично ОК-306 установлены ролико-
вые питатели типа ПР5-2000 и ПР4-3000 с шестеренным групповым приводом
(рис. 2.50).
Питатель состоит из рамы 7, роликов 2 и подвижных бортов 3.
Рама питателя устанавливается опорами на каркас головной части обжиго-
вой машины. Она состоит из двух балок, соединенных четырьмя траверсами.
Каждый ролик состоит из бочки, с обеих сторон которой запрессованы
цапфы. Для предотвращения налипания концентрата бочка ролика выполнена
из нержавеющей стали с отшлифованной поверхностью. На приводной цапфе
насажана шестерня 4 привода. Вторая цапфа — неприводная. Ролики установ-
лены на сферических роликоподшипниках.
Вращение от приводной вал-шестерни 5 передается каждому ролику через
шестерни 4, насажанные на цапфы ролика, и паразитные шестерни 6, смонти-
рованные на двух конических подшипниках. Оси паразитных шестерен за-
прессованы в балку рамы. Шестеренные передачи привода роликов защищены
от пыли и грязи кожухом. Для удобства доступа к шестерням привода кожуха
выполнены отдельными легкосъемными секциями, которые по внутреннему
периметру снабжены резиновыми трубчатыми уплотнителями.
Ширина потока окатышей может изменяться перемещением бортов. Борта
крепятся винтами к металлическим балкам, которые могут перемещаться по-
перек питателя вручную установочными винтами 7.
Рис. 2.50. Питатель роликовый с шестеренным приводом
167
Для смазки подшипников роликов и паразитных шестерен установлена
система густой смазки 8. Смазка подается от автоматической станции. Шес-
терни привода роликов смазываются от системы циркуляционной смазки, для
чего в комплекте с питателем поставляется станция жидкой смазки. Масло по
магистральному трубопроводу от станции подается к ряду масляных ванночек,
в которые окунаются зубья шестерен. Таким образом, масло перетекает из
одной ванночки в другую и стекает в бак по сливному трубопроводу. За счет
циркуляции в ванночки поступает чистое масло.
Основным недостатком питателей с групповым шестеренным приводом
является невозможность регулирования зазоров между роликами, которые уве-
личиваются при износе поверхности ролика.
Таблица 2.15
Техническая характеристика роликовых питателей
с групповым шестеренным приводом
Тип ПР5-2000 ПР4-3000
Рабочая ширина укладки, мм: наибольшая наименьшая 2000 1800 3000 2800
Диаметр роликов, мм 150 150
Число роликов 33 58
Частота вращения роликов, мин-1 30 20...60
Активная зона: длина, мм шаг роликов, мм угол наклона к горизонту, град 3410 155 6 4650 155 12
Разгрузочная зона: длина, мм шаг роликов, мм угол наклона к горизонту, град 1395 155 34 3950 153 34
Электродвигатель: тип число мощность, кВт, при ПВ = 100% частота вращения, мин"1 MTKH-211-6 1 3,6 935 ДП-41 2 5,5 740
Масса, т 10,2 20,15
Питатели роликовые
с индивидуальным приводом
На рис. 2.51 показан роликовый питатель ПР2-4000 к обжиговой машине
ОК-520.
Питатель предназначен для подачи на обжиговую машину сырых окаты-
шей с частичным (до 10%) отсевом мелочи.
Роликовый питатель работает в непрерывной технологической цепи фабри-
ки окомкования с обжиговыми машинами и имеет дистанционное управление.
168
Окатыши загружаются на активную зону питателя, где происходит распре-
деление сырых окатышей по ширине и отсев мелочи до 6 мм. За счет враще-
ния всех роликов в одну сторону окатыши передаются в разгрузочную зону,
где окатыши ссыпаются на тележки обжиговой машины с минимальной высо-
ты, что предохраняет окатыши от разрушения.
Роликовый питатель ПР2-4000 (рис. 2.51) состоит из рамы 7, роликов 2,
приводов 5, подвижных бортов 4 и кожухов 5.
Рама питателя устанавливается опорами на каркас головной части обжиго-
вой машины. Регулирование установки питателя по высоте производится под-
кладками, устанавливаемыми под опоры рамы. Рама состоит из двух балок,
соединенных двумя траверсами 6, каждая балка сварена из сортового и листо-
вого проката и имеет обработанные поверхности для установки на них мотор-
редукторов и корпусов подшипников роликов.
5826
Рис. 2.51. Питатель роликовый с индивидуальным приводом
169
Каждый ролик 2 состоит из бочки 10. с обеих сторон которой запрессова-
ны цапфы 7. Бочка ролика для предотвращения налипания концентрата вы-
полнена из нержавеющей стали с отшлифованной поверхностью. Приводная
цапфа каждого ролика соединяется упругой муфтой 8 с тихоходным валом
мотор-редуктора. Ролики цапфами устанавливаются на сферических ролико-
подшипниках, монтируемых в неразъемных литых корпусах Каждый ролик
имеет индивидуальный привод вращения от мотор-редуктора.
Ширина потока окатышей может изменяться перемещением бортов, вы-
полненных из тонких стальных листов. Борта прикреплены винтами к метал-
лическим балкам, которые могут перемещаться поперек питателя вручную ус-
тановочными винтами 9.
Для смазки подшипников роликов установлены винтовые пресс-масленки.
Смазка в масленки подается шприцем вручную. На некоторых комбинатах под-
шипники роликов смазываются автоматически от цеховой магистрали. В редук-
торы заливается жидкая смазка.
К преимуществам роликовых питателей с индивидуальным приводом сле-
дует отнести возможность регулирования зазоров между роликами.
Для уменьшения износа и расхода нержавеющей стали бочки роликов пи-
тателей выполняют со сменными рубашками или трубы из нелегированной
стали покрывают резиной (гуммируют).
В настоящее время испытываются ролики с покрытием рабочей поверхно-
сти полиуретаном, что позволит повысить их долговечность.
С целью уменьшения количества приводов специалистами Уралмашзавода
был разработан редуктор с регулируемым межосевым расстоянием выходных
валов. В этом редукторе осуществляется вращение двух роликов от одного
мотор-редуктора, при этом возможность регулировки межосевого расстояния
между валами обеспечивает регулировку зазоров между роликами.
5.2.5. Конвейеры уборки просыпи
Конвейеры уборки просыпи (рис. 2.51) из-под роликовых питателей по кон-
структивному исполнению — обычные ленточные транспортеры. Основное их
отличие состоит в том, что они при малой производительности (50... 150 т/ч)
имеют максимально возможную ширину ленты (3000...3500 мм) и минималь-
ную толщину (до 10 мм).
На фабриках окомкования, где технологической схемой предусматривает-
ся передача возврата окатышей в сгустители шлама, применяют гидросмыв
просыпи из-под роликовых питателей.
5.3. Двухслойная загрузка окатышей
на обжиговую машину [7, 8, 9]
Сырые окатыши, полученные в окомкователях, содержат значительное ко-
личество влаги. При быстром нагревании она бурно испаряется и разрывает
170
окатыши. Для обеспечения обжига окатышей без разрушения предусмотрен их
плавный нагрев. На первой стадии окатыши просушивают на колосниковой
решетке технологическими газами при температуре 300...350°С. При пропус-
кании газов через слой окатышей влага, испарившаяся из верхних горизонтов
слоя, конденсируется на холодных окатышах нижних горизонтов, переувлаж-
няя их. Такие окатыши теряют прочность и раздавливаются верхними слоями,
в результате чего ухудшается газопроницаемость слоя и снижается производи-
тельность машины.
Для исключения указанного недостатка используют реверсивную сушку.
Вначале окатыши продувают нагретым газом через слой снизу вверх, а затем
сверху вниз. Однако такой способ сушки оказался неэффективным, так как
влага из окатышей сначала перемещается в верхние горизонты, а затем вниз, в
результате чего не достигается полного просушивания окатышей. Идеально
высушить окатыши можно в низком слое, но дальнейшая обработка его не
экономична.
Была предложена укладка окатышей в два слоя: сушка первого низкого
слоя и укладка на него второго слоя сырых окатышей с последующей его суш-
кой. Нагретые газы подают сверху вниз. При этом низкий слой не только
высушивается, но и хорошо прогревается. При сушке верхнего слоя влага уже
не конденсируется на нагретых окатышах нижнего слоя, чем достигается вы-
сокое качество сушки.
Для двухслойной укладки окатышей на обжиговую машину с промежуточ-
ной сушкой разработано специальное устройство (рис. 2.52), которое состоит
из челнокового двухконвейерного укладчика с делителем потока, двух проме-
жуточных конвейеров, двух роликовых питателей, двух устройств для уборки
просыпи, укладчиков донной и бортовой постелей.
Челноковый укладчик 1 состоит из конвейеров 2 и 5, находящихся на
одной раме. Опорными катками рама установлена на рельсы, закрепленные
на машине, и соединена с механическим приводом оригинальной конструк-
ции, обеспечивающим ей возвратно-поступательные перемещения перпен-
дикулярно продольной оси обжиговой машины. Движение лент конвейеров
Рис. 2.52. Устройство для двухслойной загрузки окатышей
171
укладчика направлено к промежуточным конвейерам 5 и 6 во взаимно про-
тивоположные стороны.
Над загрузочными концами конвейеров 2 и 3 расположен делитель 4, раз-
деляющий поступающие на машину окатыши на два потока. Вершина делите-
ля может перемещаться специальным механизмом по сигналам от взвешиваю-
щих устройств, установленных в промежуточных конвейерах каждого потока,
обеспечивая их пропорциональное постоянное соотношение.
Для возвратно-поступательных перемещений укладчик снабжен зубчатой
парой, состоящей из ведущей кремальерной шестерни и закрепленной на его
раме бесконечной зубчатой рейки, которая состоит из двух параллельных го-
ризонтальных реек, объединенных в замкнутую зубчатую поверхность двумя
полушестернями. Ведущая шестерня пары закреплена на выходном валу кача-
ющегося водила, насаженного подвижно на ведущий вал, закрепленный на
неподвижном основании. Ведущая шестерня вращается электродвигателем
переменного тока через редуктор и зубчатые передачи водила. Обкатываясь по
рейке, ведущая шестерня перемещает укладчик сначала в одну сторону, затем
она переходит на другую прямолинейную часть рейки и перемещает укладчик
в другую сторону. Тем самым обеспечивается возвратно-поступательное пере-
мещение укладчика.
Привод каждого конвейера состоит из червячного редуктора и электродви-
гателя переменного тока. Редуктор соединен с электродвигателем и привод-
ным барабаном втулочно-пальцевыми муфтами. Скорость вращения электро-
двигателя каждого конвейера регулируют изменением частоты питающего на-
пряжения тиристорными преобразователями.
Для обеспечения необходимой ширины укладки сырых окатышей на ленту
каждого промежуточного конвейера скорости движения лент конвейеров ук-
ладчика должны быть одинаковыми и согласованными со скоростью возврат-
но-поступательного перемещения. Промежуточные конвейеры 5 и 6 предназ-
начены для формирования слоев окатышей перед укладкой их на роликовые
питатели и для укладки окатышей одновременно на всю ширину питателей.
Каждый конвейер состоит из резинотканевой ленты, натянутой между при-
водным и натяжным барабанами и поддерживаемой роликоопорами 7. Роли-
коопоры его верхней рабочей ветви установлены с минимально возможным
шагом, исключающим прогиб ленты, который приводит к деформации слоя
уложенных на нее окатышей и их раздавливанию. Приводы лент конвейеров
состоят из электродвигателей переменного тока и цилиндро-конических ре-
дукторов. Вдоль рабочих ветвей ленты установлены борта, ограничивающие
ширину укладки.
Под опорами натяжного барабана каждого конвейера установлены силоиз-
мерительные датчики 8 и 9, взвешивающие массу окатышей на конвейере.
Сигналами датчиков управляется делитель потока челнокового укладчика.
Скорости лент конвейеров регулируются; изменяя их, устанавливают задан-
ную высоту слоя окатышей.
Роликовые питатели 10 и 11 предназначены для равномерной укладки ока-
тышей на ленту тележек обжиговой машины и для отделения мелкой фракции
от кондиционных окатышей. Каждый роликовый питатель представляет собой
наклонный роликовый конвейер, состоящий из цилиндрических роликов, ко-
172
торые установлены на опорные балки. Рабочие поверхности роликов выпол-
нены из коррозионно-стойкой стали. Длина рабочей поверхности ролика со-
ответствует ширине укладки окатышей на машину. Каждая пара роликов при-
водится во вращение одним мотор-редуктором через редуктор с двумя выход-
ными валами.
Рабочая поверхность питателя разделена на зоны отсева и транспортирова-
ния. В зоне отсева между соседними роликами предусмотрен зазор, равный 6 мм,
а в зоне транспортирования — 3 мм. Зазоры регулируются с помощью пере-
движения роликов в направлении, перпендикулярном их оси. Этому передви-
жению не препятствует редуктор, обеспечивающий вращение двух соседних
роликов, так как он выполнен с регулируемым межосевым расстоянием валов.
Секция зоны отсева питателя установлена с углом наклона 25°, секция зоны
транспортирования — 40°.
Устройства 12 и 13 предназначены для удаления выделенной роликовым
питателем мелкой фракции сырых окатышей и представляют собой короткие
широкие ленточные конвейеры. Укладчик 14 донной постели предназначен
для укладки слоя классифицированных обожженных окатышей (постели на
колосниковую решетку обжиговой машины перед укладкой сырых окатышей
для защиты колосников от воздействия высоких температур). Укладчик пред-
ставляет собой накопительный бункер с приемными рукавами и шибером,
регулирующим высоту постели. Укладчик 15 бортовой постели состоит из двух
рукавов, по которым обожженные окатыши подаются к бортам обжиговых
тележек для защиты их от прямого воздействия высокотемпературных газов.
Под загрузочным устройством над обжиговыми тележками расположен
колпак зоны сушки 76, в который подаются нагретые технологические газы
для сушки первого слоя окатышей.
Сырые окатыши из отделения окомкования подаются ленточным конвей-
ером на делитель челнокового укладчика. Подача окатышей осуществляется
конвейером, расположенным вдоль оси обжиговой машины или перпендику-
лярно ей.
Вершина делителя устанавливается его приводом в такое положение, при
котором обеспечивается необходимое пропорциональное деление всех посту-
пающих на устройство окатышей на два потока. В случае нарушения заданно-
го деления по сигналам силоизмерительных датчиков промежуточных конвей-
еров привод делителя перемещает вершину его и автоматически восстанавли-
вает заданное деление.
С делителя окатыши поступают на конвейеры укладчика, движение лент
которых направлено во взаимно противоположные стороны. Возможна также
подача сырых окатышей на загрузочное устройство двумя конвейерами при
разделении их на два потока в отделении окомкования. При этом окатыши
подаются каждым конвейером «на свой» конвейер укладчика, минуя делитель.
С конвейеров укладчика окатыши пересыпаются на промежуточные конвейе-
ры. Укладчик передвигается возвратно-поступательно перпендикулярно оси
промежуточных конвейеров и укладывает окатыши на всю их ширину. По-
скольку скорости лент промежуточных конвейеров в 10 раз меньше, чем ско-
рости лент конвейеров укладчика, то на промежуточных конвейерах формиру-
ются высокие слои окатышей с небольшими гребнями (рис. 2.53).
173
Крайнее левое
положение укладчика
Рис. 2.53. Укладка окатышей на обжиговую машину загрузочным устройством в составе:
челноковый укладчик, промежуточный конвейер, роликовый питатель
С промежуточных конвейеров окатыши ссыпаются на всю ширину роли-
ковых питателей. Передвигаясь по наклонным просеивающим поверхностям
роликовых питателей, окатыши равномерно распределяются по ним, а мелочь
размером менее 6 мм проваливается между роликами, падает на конвейеры
устройств для уборки просыпи и удаляется ими в технологические тракты.
Далее окатыши двигаются по транспортирующим поверхностям питателей и
укладываются на ленту обжиговых тележек.
С питателя, направленного в сторону приводных звездочек машины, ока-
тыши укладываются на донную постель в первый слой, предназначенный для
тепловой обработки. Высота слоя донной постели регулируется шибером и
устанавливается в пределах 80... 100 мм. Высота первого слоя окатышей конт-
ролируется ультразвуковым датчиком 17. При достижении предельной высоты
слоя датчик подает сигнал на ее коррекцию увеличением скорости ленты об-
жиговых тележек и изменением положения вершины делителя потока.
Обжиговые тележки с уложенным на них первым слоем окатышей высотой
до 200 мм продвигаются под колпак первой зоны сушки. В этой зоне окатыши
хорошо просушиваются, а верхние горизонты их нагреваются до 300...350°С.
После выхода обжиговых тележек из-под колпака сушка продолжается просо-
сом атмосферного воздуха, который, нагреваясь от верхних слоев окатышей,
переносит тепло в нижние слои. При этом нельзя допускать значительного
охлаждения окатышей перед укладкой второго слоя, чтобы избежать конден-
174
сации паров влаги, поступающих из второго слоя. С питателя окатыши уклады-
ваются на первый высушенный и нагретый слой и направляются во вторую зону
сушки и последующие технологические зоны. Заданная высота слоя окатышей
на ленте обжиговых тележек автоматически выдерживается путем изменения
скорости движения ленты тележек по сигналам датчиков 18 высоты слоя.
Устройства для двухслойной укладки окатышей могут быть выполнены для
обжиговых конвейерных машин с шириной колосниковой решетки 2; 3; 3,5 и 4 м.
Применение устройства для двухслойной укладки окатышей позволит уве-
личить производительность обжиговой машины на 10... 15%, уменьшить удель-
ный расход топлива на 10... 15% и улучшить качество обожженных окатышей.
5.4. Указания по эксплуатации
загрузочных устройств
Указания мер безопасности
1. При эксплуатации загрузочного устройства необходимо руководствоваться
«Едиными правилами безопасности при дроблении, сортировке, обогащении
полезных ископаемых и окусковании руд и концентратов» (М.: Недра, 1978).
2. Эксплуатация и ремонт механизмов следует поручить подготовленному
по вопросам обслуживания и технике безопасности персоналу, на который
возлагается ответственность за работу загрузочного устройства.
3. На время ремонтных работ, при техническом осмотре и обслуживании
обесточить приводы загрузочного устройства и принять меры, предотвращаю-
щие включение приводов механизмов.
4. Закрыть затворы укладчиков постелей перед производством ремонтных
работ. Открыть затворы и шиберы только при работающей машине.
5. Проверить действие звукового сигнала перед пуском механизмов загру-
зочного устройства.
Техническое обслуживание
1. Перед началом работы произвести проверку болтовых соединений, при
ослаблении произвести подтяжку.
2. Следить за работой и состоянием механизмов и электрооборудования.
Своевременно обеспечивать нормальную работу всех механизмов.
3. Проверять периодически, но не реже одного раза в пять дней, состояние
конвейерных лент и их натяжение. Не допускать сползания лент с барабанов и
регулировать натяжными барабанами. На конвейере КП-3500 предусмотрена
дополнительная регулировка с помощью перекоса специальной роликоопоры.
Изношенные ленты конвейеров заменить новыми. Не допускать налипания
материала на ленту и на рабочие поверхности барабанов.
175
4. Следить за состоянием подшипников качения, не допускать их перегрева.
5. Контролировать уровень масла в редукторах по масломерной игле. Не
допускать работу редукторов при уровне масла меньше нижней отметки на мас-
ломерной игле. Производить заливку масла в редукторы через фильтр или сетку.
6. Смену масла в гидротолкателе тормоза рекомендуется производить не
реже одного раза в 6 месяцев. Сорт и количество масла заливать в соответ-
ствии с паспортом и инструкцией по эксплуатации тормоза.
7. Допускается замена рекомендуемых сортов смазки на другие сорта, при
этом должна быть изменена периодичность добавления или смены смазки, на-
пример, при замене смазки Литол-24 на Униол-2 добавку производить в 2 раза
чаще. Периодичность смазки уточнить при эксплуатации.
8. Промыть подшипники качения и подшипниковые полости, смазывае-
мые поверхности, зубчатые муфты при смене сорта смазки. Корпуса редукто-
ров промывать каждый раз при полной замене масла. Промывку производить
керосином.
9. Не допускать попадания посторонних предметов, которые могут прони-
кать в зазоры между роликами роликового питателя, заклинить или повредить
их поверхность.
10. Не допускать высыхания налипшего на ролики концентрата при дли-
тельных остановках роликового питателя. Роликовое полотно питателя при
длительных остановках полностью очистить от окатышей. Несоблюдение это-
го требования приведет к образованию комков и поломке питателя при после-
дующем пуске.
11. Категорически запрещается вставать на роликовое полотно роликового
питателя во время монтажа и ремонтных работ, это может привести к изгибу
роликов или другому их повреждению. Следует предусмотреть специальный
защитный настил.
12. Удалить после ремонтных работ с роликового полотна питателя все
посторонние предметы.
13. Установить фиксаторы, предусмотренные в роликовых питателях, для
фиксирования верхней секции питателя после установки ее в рабочее положе-
ние или после выкатывания ее в сторону при ремонтных работах.
14. Во избежание перегрева электродвигателей в приводах роликов роли-
кового питателя следует:
— не допускать налипания пыли (концентрата) на корпусах электродвигателей;
— не реже одного раза в месяц снимать кожух вентилятора и удалять пыль с
внутренней его поверхности;
— следить за исправностью вентилятора электродвигателя.
15. Безаварийная и продолжительная безремонтная работа загрузочного
устройства зависит от бережного обращения обслуживающего персонала с
механизмами, от быстрого и качественного устранения выявленных в процес-
се эксплуатации неисправностей, планового проведения всех видов ремонта и
соблюдения рекомендаций, приведенных в инструкциях и руководствах.
16. Ревизию механизмов, как правило, приурочивать к плановым ремонтам
и технологическим остановкам.
17. Персонал, которому будет поручена эксплуатация загрузочного устрой-
ства, должен ознакомиться с конструкцией устройства, а также со всеми тре-
176
бованиями, предъявляемыми по уходу, смазке и эксплуатации механического
и электрического оборудования. Не допускается к эксплуатации неквалифи-
цированный и неподготовленный персонал.
Перечень возможных неисправностей приведен в таблице 2.16.
Таблица 2.16
Возможные неисправности и способы их устранения
Наименование неисправности, внешнее проявление и дополнительные признаки Вероятная причина Метод устранения
Повышенный нагрев подшип- ника (выше температуры окружающей среды на 30°С) Нет смазки в подшипниках Грязь в подшипнике Неисправный подшипник Смазать подшипник Удалить грязь, промыть подшипник и смазать Найти причину попадания грязи и устранить ее Заменить подшипник
Отключение одного или более электродвигателей в роликовом питателе Искривление ролика Попадание между роликами обожженных окатышей, ме- таллических предметов (электроды, гайки, болты и т. д.) или других недробимых тел Не работает электродвигатель Не исправны муфты Заменить ролик Удалить недробимые тела Заменить электродвигатель Восстановить муфты
Смещение лент конвейеров Неравномерное натяжение лент по ширине конвейеров Загрязнение рабочей поверхности барабанов Перекос роликоопор Отрегулировать натяжным барабаном Очистить поверхность барабанов Установить роликоопоры перпендикулярно продольной оси конвейера
Уменьшение ширины укладки сырых окатышей Изменение соотношения скоростей конвейерных лент укладчика со скоростью его движения Отрегулировать соотношение скоростей
Сработало предохранительное устройство. Остановлена машина. Поднялся колосник Посторонний предмет на колосниках обжиговой тележки Установить колосник в рабочее положение Убрать посторонний предмет
Прекращение подачи бортовой постели в одном из трактов Засорение трактов подачи бортовой постели Устранить причину засорения трактов
Завышен слой донной постели Износ пластин рабочей кромки шибера Развернуть пластины другой стороной. Заменить пластины
12 Э-437
177
Возможные неисправности редукторов и мотор-редукторов и методы их
устранения изложены в паспортах на эти узлы.
При возникновении аварийной обстановки отключить электродвигатели.
Подготовка к работе
1. Осмотреть тщательно и выяснить готовность механизмов загрузочного
устройства к работе во взаимосвязи с обжиговой машиной.
2. Убрать посторонние предметы с роликового питателя.
3. Перед началом работы обжиговой машины открыть затворы донной и
бортовой постели. Поднять шибер над колосниковым полем тележек на высо-
ту 300 мм (на высоту слоя аварийной постели). По мере поступления сырых
окатышей на машину снижать высоту донной постели до проектной (100 мм).
4. Проверить работу исполнительного механизма (МЭО) в приводе делите-
ля потока челнокового укладчика.
5. Проверить исправность системы автоматического контроля и регулиро-
вания деления потока сырых окатышей.
6. Проверить прилегание пластин очистного устройства к рассекателю де-
лителя потока.
Порядок работы
1. Перед пуском любого из механизмов загрузочного устройства подать
звуковой сигнал.
2. Произвести пуск механизмов загрузочного устройства в следующей пос-
ледовательности:
а) подать донную и бортовую постель на колосниковое поле обжиговых
тележек;
б) включить приводы устройства для уборки просыпи, роликовых питате-
лей, промежуточных конвейеров, конвейеров челнокового укладчика и приво-
да его возвратно-поступательного движения;
в) включить привод ленты обжиговой машины;
г) включить тракт подачи сырых окатышей.
3. Во время работы загрузочного устройства проверить:
а) отсутствие бокового смещения движущихся конвейерных лент;
б) ширину укладки сырых окатышей на ленты промежуточных конвейеров;
в) равномерность укладки сырых окатышей по ширине обжиговой машины;
г) высоту уложенных сырых окатышей на обжиговые тележки в первом и
втором слое;
д) подачу донной и бортовой постели;
е) показания электроизмерительной аппаратуры, указанные в инструкциях на
электрооборудование, которые не должны выходить за пределы номинальных;
ж) смазку и температурный режим подшипниковых узлов.
4. Остановить работу механизмов загрузочного устройства в случае:
а) разрыва конвейерных лент;
178
б) нарушения центровки движения конвейерных лент (недопустимое боко-
вое смещение лент);
в) повышенного шума в редукторах;
г) неравномерного с рывками движения челнокового укладчика;
д) остановки вращения роликов роликового питателя.
5.5. Обжиговые конвейерные машины
Начиная с 1963 года конвейерные машины занимают доминирующее поло-
жение среди всех типов оборудования для обжига окатышей. Этому способство-
вали непрерывное совершенствование конструкции машин, повышение их еди-
ничной мощности, улучшение технологии обжига окатышей, механизация и
автоматизация производственных процессов и работы узлов и механизмов.
У отечественных обжиговых машин за 20 лет рабочая площадь увеличилась
в 7,5 раза. Рост рабочих размеров и соответственно единичной мощности агре-
гатов является одним из характерных направлений развития производства ока-
тышей на обжиговых конвейерных машинах. Разработаны конструкции обжи-
говых тележек рабочей шириной 5 м, на базе которых могут быть созданы
обжиговые конвейерные машины рабочей площадью 1000 м2 и более
Создание мощных агрегатов позволяет увеличить производительность тру-
да, снизить удельные энергетические затраты. Вместе с тем следует учитывать,
что остановка крупной машины влечет за собой резкое падение выпуска про-
дукции. Поэтому при создании агрегатов большой единичной мощности
предъявляются повышенные требования к надежности оборудования, к безот-
казности его в эксплуатации.
Количество выпущенных Уралмашзаводом обжиговых машин и место их
установки указаны в прилагаемом референц-листе.
Референц-лист
Обжиговые конвейерные машины
№№ п/п Страна Место установки Год выпуска Рабочая площадь, м2 Кол-во
1 Казахстан Соколовско-Сарбайское ГПО 1964-1965 108 2
2 Россия Комбинат «Печенеганикель» 1965 72 2
3 Казахстан Соколовско-Сарбайское ГПО 1966 108 3
4 Казахстан Соколовско-Сарбайское ГПО 1968-1970 108 5
5 Украина Центральный комбинат, г. Кривой Рог 1968-1970 108 8
6 Россия Качканарский комбинат, г. Качканар 1970-1971 108 4
7 Казахстан Соколовско-Сарбайское ГПО 1971 108 2
8 Украина Северный комбинат, г. Кривой Рог 1973 108 1
179
9 Украина Северный комбинат, г. Кривой Рог 1974-1975 306 2
10 Россия Лебединский комбинат 1975 306 2
11 Россия Михайловский комбинат 1976-1977 520 2
12 Россия Лебединский комбинат 1977 306 2
13 Россия Стойленский комбинат, г. Старый Оскол проект 1978 780/810 1
14 Россия АО «Карельский окатыш» 1982-1984 520/536 3
15 Украина КГОКОР, г. Долинек* проект 1986 560/576 3
16 Россия Качканарский комбинат, г. Качканар 1987-1993 228 4
17 Украина Северный комбинат, г. Кривой Рог проект 1988 306 2
18 Казахстан Кара-Тау 1989 520/536 1
19 Украина Центральный комбинат, г. Кривой Рог 1990-1995 324/336 2
20 Россия Ленинградская обл., г. Сланцы проект 1991 120 1
21 Казахстан Донской комбинат, г. Хромтау проект 1992 108 1
22 Россия Лебединский комбинат проект 1995 315 4
* Изготовитель — Румыния.
Обжиговая конвейерная машина предназначена для сушки, подогрева, уп-
рочняющего окислительного обжига и охлаждения железорудных окатышей.
Процесс тепловой обработки окатышей на конвейерной машине заключа-
ется в постепенном их нагреве до заданной температуры и последующем ох-
лаждении. Для этого окатыши, а также постель равномерно укладывают на
колосниковые тележки, образующие ленту конвейера, непрерывно движущу-
юся по замкнутым направляющим.
Над рабочей ветвью ленты обжиговых тележек с окатышами расположено
печное пространство, образованное горнами и колпаками, а под рабочей вет-
вью конвейера — газовоздушные камеры, служащие для прососа и продува
газов и воздуха через слой окатышей.
Тележки с окатышами последовательно проходят все технологические зоны
обжиговой машины.
Обычно машина по длине разбита на пять технологических зон: сушки, по-
догрева, обжига, рекуперации и охлаждения. В зоне сушки сырые окатыши под-
сушиваются нагретыми (250...400°С) газами, поступающими из высокотемпера-
турных зон машины. В горнах зон подогрева и обжига установлены топливо-
сжигающие устройства. Температура в рабочем пространстве этих зон посте-
пенно увеличивается по направлению движения тележки от 500 до 1350°С. Зоны
предназначены для предварительного нагрева и окончательного упрочняющего
обжига окатышей. В зоне рекуперации происходит высокотемпературный об-
жиг в нижних слоях окатышей путем рекуперативного переноса тепла из верх-
них слоев. В зоне охлаждения окатыши охлаждаются атмосферным воздухом.
Опыт эксплуатации первых зарубежных обжиговых конвейерных машин
рабочей площадью 93... 120 м2, а также отечественных машин ОК-108 (рабочей
площадью 108 м2) подтвердил эффективность теплотехнических газов. Было
180
установлено, что начальную сушку
окатышей следует вести с продувом
нагретых газов через слой снизу
вверх. Это препятствует переувлаж-
нению сырых окатышей в нижних
горизонтах слоя, предотвращает их
деформацию и разрушение. Для ох-
лаждения окатышей холодный воз-
дух следует подавать также путем
продува через слой снизу вверх. Это
предохраняет корпуса и колосники
обжиговых тележек от перегрева, а
раскаленные окатыши — от растрес-
кивания, так как холодный воздух,
проходя снизу через нагретые час-
ти обжиговых тележек, прогревает-
ся и вступает в контакт с раскисленными окатышами, будучи не холодным, а
подогретым. Было определено, что относительная площадь охлаждения обжи-
говой машины (18,5...22% от всей рабочей площади) должна быть увеличена
примерно вдвое.
Рис. 2.54. Обжиговая машина ОК-7-108
Рис. 2.55. Обжиговая машина ОК-6-108
Первые обжиговые машины ОК-
108 (рис. 2.54, 2.55), выпущенные
Уралмашзаводом, имели существен-
ные недостатки в виду несовершен-
ной схемы газопотоков (рис. 2.56),
разработанной предприятием Урал-
энергочермет. По этой схеме все тех-
нологические газы перекачивались
по зонам вентиляторами и дымосо-
сами, которые могут работать при
температурах не выше 500°С. Для
нормальной работы дымососов не-
обходимо высокотемпературные газы
разбавлять воздухом, дополнительно
загружая дымососы. Кроме того, из-
быток горячих технологических га-
Рис. 2.56. Схема газопотоков обжиговой машины
ОК-108: I — горн; 2 — горелки; 3 — слой
окатышей; 4 — вентилятор (дымосос);
5 — газоочистка
181
зов сбрасывается в трубу. Много тепла уходит и с обожженными окатышами
из-за малой площади зон охлаждения.
Окончательное охлаждение окатышей, полученных на обжиговых маши-
нах ОК-108, было предусмотрено:
— на Соколовско-Сарбайском ГОКе, Казахстан, поливанием водой на плас-
тинчатых конвейерах;
— на Центральном ГОКе, Украина, в вагонах железнодорожного транспорта;
— на Качканарском ГОКе в чашевых охладителях.
Перечисленные недостатки снижают экономические показатели обжиговых
машин: налицо увеличенный расход топлива и электроэнергии. В современных
конвейерных машинах ОК-306 и ОК-520 эти недостатки сведены к минимуму.
Техническая характеристика
отечественных обжиговых конвейерных машин
Таблица 2.17
Тип машины ОК- 108 ОК- 306 ок- 315Л ОК- 324/336 ОК- 520 ок- 520/536
Производительность, т/ч 90...110 280 454,6 259,2 391 360
Рабочая ширина, м 2,0 3,0 3,0 4,0 4,0 4,0
Рабочая длина, м 54 102 105 84 130 130
Рабочая площадь, м2 108 306 315 336 520 536
Высота слоя окатышей, мм 320 450 480 500 400 400
Количество газовоздушных камер, шт. 27 34 35 27 32,5 33
Размер газовоздушной камеры, МХМ 2x2 3x3 3x3 4x3 4x4 4x4
Количество обжиговых тележек, шт. 136 189 171 142 204 210
Размер обжиговых тележек, мхм 2x1 3x1,35 3x1,5 4x1,5 4x1,5 4x1,5
Масса обжиговоп тележки, т 3,23 6,8 8,21 9,48 9,05 10,5
Скорость движения обжиговых тележек, м/мин 0,5...3,0 0,63...3,78 1,5...3,5 0,72...2,5 1,8...5,6 1,8...3,12
Удельный расход тепла топлива, мДж/т (тыс.ккал/т) 1260 (301,0) 502 (120,0) 200 (47,6) 648 (155,0) 540 (129,0) 586 (140,0)
Максимальная температура над слоем окатышей в зоне обжига, °C 1350 1350 1280 1300 1300 1350
Максимальная температура в газовоздушной камере зоны рекуперации, °C 550 550 550 550 550 600
Температура окатышей на выходе из машины, °C 300 150 120 130 130 130
Мощность электродвигателя привода машины, кВт 20 47 22 22 32x2 32x2
Масса машины, т 1230 3500 2950 2610 4064 4580
182
В последующих образцах обжиговых машин, начиная с ОК-306, предус-
матривается использование тепла технологических газов, нагретых от охлаж-
даемых окатышей в высокотемпературных зонах (сушки, подогрева, обжига,
рекуперации), и как окислителя при сгорании топлива в горелочных устрой-
ствах. Предусмотрено полное охлаждение окатышей на обжиговых машинах
до 100...130°С.
Все прямолинейные конвейерные обжиговые машины представляют собой
агрегат с непрерывным процессом загрузки, сушки, обжига, охлаждения и раз-
грузки окатышей. Конвейер состоит из отдельных обжиговых тележек, колос-
никовое поле которых образовано штучными колосниками. Колосниковое поле
обжиговых тележек, расположенное между горнами вверху и газовоздушными
камерами внизу, образует рабочую, активную площадь машины.
Схему газопотоков рассмотрим на примере отечественной обжиговой ма-
шины ОК-1-520 (рис. 2.58.).
Рабочая площадь машины в соответствии с технологическим назначением
разбита на пять зон: сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения. Зона
сушки разделена на две зоны I и II, а зона охлаждения — на три зоны I, II и III.
Размеры и другие параметры технологических зон приведены в таблице 2.18.
Основные параметры технологических зон
Таблица 2.18
Зона № газо- воздуш- ных камер Плошадь Расчетное время пребывания окатышей в зоне, мин Температура газа- теплоносителя, °C Давление (+) или разрежение мв (—), Па
абсо- лют ная, м2 долевая, % от рабочей в горне в газо- воздуш- ных камерах в горне в газо- воздушных камерах
Сушки I IA. 1-4 72 13,8 5,2 60-70 250-300 -(60-80) +(4000-6000)
Сушки 11 СП 1 32 6,2 2,3 400-450 170-220 -(40-60) -(2000-2500)
Подогрева 7-9 48 9,2 3,5 700-900 120-150 -(30-50) -(3500-4000)
Обжига 10-17 128 24,6 9,3 1000-1280 150-450 -(30-50) -(4000-5000)
Рекуперации 18-19 32 6,2 2,3 800-900 450 +(30-60) -(3000-4000)
Охлаждение I 20-26 112 21,5 8,1 700-900 20 +(30-60) +(4000-5000)
Охлаждение II 27-29 48 9,2 3,5 300-400 20 0±20 +(3500-4500)
Охлаждение III 30-32 48 9,2 3,5 20 120 -100 -3500
Вся рабочая площадь — 520 100 37,7 — — — —
В зоне сушки I горячие газы, поступающие из последнего участка зоны
обжига и зоны рекуперации, продуваются через слой материала снизу вверх.
Для плавного нагрева верхних слоев окатышей перед их подачей в высокотем-
пературные зоны в машине предусмотрена зона сушки II с прососом газов
сверху вниз.
В горнах зон подогрева и обжига установлены горелки для сжигания при-
родного газа. Раскаленные продукты горения топлива в этих зонах просасыва-
ют через слой окатышей сверху вниз.
183
Рис. 2.58. Схема газопотоков обжиговой машины ОК-1-520
Рис. 2.57. Обжиговая конвейерная машина
В зоне рекуперации через слой материала просасывают сверху вниз горя-
чий воздух, перетекающий сюда из колпака зоны охлаждения I.
Охлаждают окатыши, продувая через них холодный воздух снизу вверх в
зонах охлаждения I и II и просасывая сверху вниз — в зоне III.
При прососе воздуха в концевой части рабочей поверхности машины улуч-
шаются санитарно-гигиенические условия в цехе обжига. Считают также, что
переменное направление подачи охлаждающего воздуха способствует сниже-
нию максимальных температур разгружаемых окатышей в случае расстройства
процесса их термообработки (остановка машины и др.). Однако следует иметь
в виду, что при реверсировании потока воздуха в зоне общая эффективность
охлаждения окатышей несколько снижается. Вследствие того, что на участке,
прилегающем к месту реверса, часть воздуха перетекает из дутьевой камеры в
вакуумную, минуя слой материала, средняя температура готовых окатышей
несколько выше, чем при работе зоны без реверса.
В новейших обжиговых машинах для повышения эффективности процесса
охлаждения окатышей предусматривают работу зоны полностью с продувом
воздуха снизу вверх. Для улучшения санитарно-гигиенических условий в хво-
стовой части машины за последней дутьевой технологической газовоздушной
камерой располагают аспирационную камеру, работающую с прососом возду-
ха сверху вниз.
Теплотехническая схема рассматриваемой машины ОК-1-520, как и других
современных обжиговых машин, принципиально отличается от схем первых
обжиговых машин. Относительная площадь зоны охлаждения увеличена до
40% от всей рабочей площади машины. Мощные вентиляторы обеспечивают
продув большого количества охлаждающего воздуха через слой раскаленных
окатышей в зонах I и II. Это, с одной стороны, дает возможность снизить
среднюю температуру разгружаемых с машины окатышей до 100... 130°С и транс-
портировать их далее на резиновых конвейерах. С другой стороны, обеспечи-
вается получение значительного количества горячего воздуха в колпаках над
слоем окатышей. В зоне охлаждения I температура нагретого воздуха достига-
ет 800...900°С. Этот воздух без помощи специальных вентиляторов, а только за
счет разности давлений в системе передается непосредственно из зоны охлаж-
дения I по переточному коллектору в зоны обжига, подогрева и сушки II, а
также перетекает в соседнюю зону рекуперации. Такая система рециркуляции
получила название «прямой переток газов». Отсутствие вентиляторов в систе-
ме с прямым перетоком газов позволяет не разбавлять холодным воздухом
высокотемпературный теплоноситель и, используя его в машине с большей
эффективностью, снизить удельный расход тепла топлива. Теплотехническая
схема с использованием прямого перетока газов позволяет также уменьшить
общее число тяго-дутьевых машин на фабрике.
Следует отметить еще ряд прогрессивных технологических решений, кото-
рыми отличается теплотехническая схема обжиговой машины ОК-1-520.
Работа зоны сушки I с продувом технологических газов снизу вверх может
вызвать загрязнение окружающего пространства в головной части обжиговой
машины вследствие выбивания запыленных нагретых газов через торец пер-
вой газовоздушной камеры, эффективно уплотнить который очень трудно.
Предусмотренный в схеме газопотоков отсос газов через так называемую «ну-
185
левую» камеру, расположенную перед первой газовоздушнои камерой, исклю-
чает выбивание газов через торцевую часть камер и обеспечивает нормальные
санитарно-гигиенические условия в головной части машины.
В зоне сушки I после продува через слой сырых окатышей возможно пони-
жение температуры газов до точки росы, при которой в колпаке над слоем
материала происходит конденсация паров воды. Для предотвращения этого
явления в колпак зоны сушки I подают нагретый воздух.
Отходящий из зоны охлаждения II нагретый воздух используют при сжига-
нии топлива в горелках зон подогрева и обжига, а также для подачи его в
колпак зоны сушки II. Этим достигают экономии расхода топлива.
Примененные в теплотехнической схеме обжиговой машины ОК-1-520
прогрессивные решения позволяют наиболее полно утилизировать тепло в са-
мом агрегате, свести к минимуму выбросы отработанных газов в атмосферу и
в окружающее машину пространство.
Оценивая теплотехнические схемы обжиговых конвейерных машин в целом,
можно отметить, что в современных машинах удельный расход тепла топлива
снижен по сравнению с первыми обжиговыми машинами в несколько раз и дове-
ден до 200...570 МДж/т, сведено к минимуму загрязнение окружающей среды.
Как и все тепловые агрегаты конвейерного типа, прямолинейная машина
(рис. 2.57) состоит из двух основных частей: тепловой и механической. Механи-
ческая часть, в свою очередь, состоит из подвижных и стационарных узлов.
К тепловой части машины относятся: колпаки 1 и 2 зон сушки I и II, горн
3 зоны подогрева и обжига с форкамерами 4 и горелочными устройствами 5,
колпак 6 зон рекуперации и охлаждения I, колпаки 7 и 8 зон охлаждения II и
III, коллектор 9 прямого перетока и газовоздушные камеры 10.
Обжиговая машина ОК-1-520/536 еще снабжена колпаком 11 зоны предва-
рительного нагрева.
К подвижным узлам механической части относятся: конвейер, состоящий
из отдельных колосниковых тележек /2, привод конвейера 13, приводные звез-
дочки 14 и разгрузочное устройство 15. Стационарные узлы включают: каркас
машины 16, направляющие движения тележек 17, продольные, поперечные и
бортовые уплотнения, площадки 18, ограждения 19, системы трубопроводов
смазки, водяного и воздушного охлаждений.
В 1984 году Уралмашзаводом в творческом содружестве с научно-произ-
водственным внедренческим предприятием ТОРЭКС создана новая экономич-
ная обжиговая машина четвертого поколения ОК-1-315Л, предназначенная
для замены устаревших машин ОК-306 Лебединского ГОКа. При использова-
нии технических решений, внедренных в эту машину, могут быть созданы
машины другой мощности.
Применив схему рециркуляции газов теплоносителей с максимально воз-
можным использованием тепла и новые конструкторские решения, удалось
обеспечить снижение удельного расхода тепла в 3 раза, электроэнергии — в 2,5
раза, выброса технологических газов в атмосферу — в 3 раза.
В этих машинах внедрен процесс SATOP, являющийся совместной разра-
боткой фирм SIEMENS (Германия) и ТОРЭКС (Россия).
К оригинальным узлам новых обжиговых машин (рис. 2.59) относятся: двух-
слойная загрузка окатышей /, зона сушки 2 первого слоя сырых окатышей под
186
Рис. 2.59. Обжиговая машина
загрузочным устройством, три коллектора перетока газов из зон охлаждения в
зоны нагрева и обжига (центральный 3 и два боковых 4), инжекционные горелки
5 для сжигания природного газа, продольные уплотнения повышенной герметич-
ности, газовоздушные камеры 6 с горизонтальными патрубками 7 отсоса газов.
Принципиальная технологическая схема обжиговой машины приведена на
рис. 2.60.
Двухслойная укладка окатышей и сушка первого слоя сырых окатышей
описана в разделе 5.3.
После укладки второго слоя сырых окатышей тележки с окатышами посту-
пают в зону сушки II, где второй слой высушивается прососом сверху вниз
газов с температурой 350°С, поступающих из газовоздушных камер зон обжига
и рекуперации. Окатыши второго слоя уложены на нагретые верхние горизон-
ты первого слоя, поэтому влага нижних горизонтов второго слоя, соприкаса-
ясь с нагретыми окатышами первого слоя, испаряется, исключая переувлаж-
нение окатышей при сушке.
Благодаря послойной сушке достигается высокое качество высушивания ока-
тышей. Высушенные окатыши поступают в зону нагрева прососом нагретых до
1100°С технологических газов, поступающих перетоком по центральному коллек-
тору (трубе постоянного диаметра) из зоны охлаждения I.
Нагретые в зоне нагрева окатыши поступают для окончательной термооб-
работки в зону обжига. Температура газов в зоне обжига достигает 1250 ...1350°С
за счет сжигания газа в инжекционных горелках и поступающего в них высо-
котемпературного газа окислителя до 800°С из зоны охлаждения II по боко-
вым коллекторам.
После зоны обжига окатыши проходят зону рекуперации, в которой окон-
чательно завершается процесс упрочняющего обжига нижних слоев обжигае-
мых окатышей переносом тепла из верхних обожженных нагретых слоев.
Из зоны рекуперации окатыши направляются в зоны охлаждения, где про-
дувом газов и воздуха снизу вверх они полностью охлаждаются до температуры
12О...15О°С. Газы, продуваемые сквозь слой нагретых окатышей, охлаждают ока-
тыши и нагреваются до высоких температур. Тепло нагретых в зонах охлажде-
ния газов используется для нагрева и обжига окатышей перетоком газов из зон
охлаждения I и И, а из зоны охлаждения III — передачей газов в газовоздушные
камеры зоны охлаждения I, где оно затем используется в зоне нагрева.
Благодаря сложной системе рециркуляции технологических газов по зонам
обжиговой машины достигается максимально возможное использование теп-
ла, что обеспечивает высокую экономичность процесса.
5.5.1. Обжиговая тележка
Обжиговая тележка (рис. 2.61) состоит из корпуса 7, бортов 2, штучных
колосников 5, уплотнений 4, ходовых 5 и грузовых 6 роликов. Кроме того, в
обжиговых тележках современных машин имеются пластины 7 бортовых уп-
лотнений.
Кинематические схемы тележечных конвейеров обжиговых и агломераци-
онных машин, а также конструкции роликов и нижних уплотнений обжиго-
188
вых и агломерационных тележек во многом аналогичны. В ряде случаев ходо-
вая часть и уплотнения обжиговых и агломерационных тележек полностью
унифицированы.
Однако из-за отличий в характере температурно-временной обработки ока-
тышей и агломерата скорости движения тележек обжиговых машин меньше,
чем агломерационных.
Обжиговые тележки работают круглосуточно в тяжелом термическом ре-
жиме, при котором нагрев их до высоких температур (7ОО...1ООО°С на колосни-
ках и до 45О...68О°С на подколосниковых полках корпусов) циклически чере-
дуется с охлаждением до 5О...15О°С. Отрицательное воздействие на элементы
обжиговой тележки оказывает резкая теплосмена при переходе из зоны реку-
перации (с прососом высокотемпературных газов сверху вниз) в зону охлажде-
ния (с продувом холодного воздуха снизу вверх). На тележки воздействуют
также газовые потоки, содержащие абразивную пыль, влагу и в ряде случаев —
оксиды серы. Число температурных циклов в среднем составляет 500...550 в
месяц. По данным теплотехнических исследований, проведенных на обжиго-
вых машинах ОК-108, температурный градиент (перепад) по высоте балок кор-
пуса обжиговой тележки составляет 1ОО...12О°С и имеет нелинейный характер,
что вызывает существенные температурные напряжения в корпусе. Особенно
опасны для обжиговых тележек частые остановки конвейера, главным образом
в период пуско-наладочных работ. Перепад температур по высоте балок кор-
пуса при этом может достигать 200°С, по ширине — 400°С. Температурные
напряжения в балках корпуса могут на порядок превосходить напряжения от
статических нагрузок, включающих нагрузки от собственной массы корпус-
ных деталей и колосников тележки, массы шихты и перепада давлений.
Рис. 2.61. Обжиговая тележка
189
В современных обжиговых машинах предусмотрены меры, исключающие
временную остановку тележечного конвейера после разогрева горнов. Напри-
мер, в случае прекращения подачи сырых окатышей на машину ОК-1-520 сра-
зу же поднимается шибер донной постели и ее толщина на колосниковой ре-
шетке увеличивается до 300 мм, предохраняя обжиговые тележки от перегрева.
Движение тележек продолжается, но с пониженной скоростью — для того,
чтобы расход постели свести к минимуму. Постель увеличенной толщины при-
меняется для защиты обжиговых тележек от перегрева также при первоначаль-
ной сушке и разогреве машины или при запуске ее после ремонта.
Большие температурные напряжения при циклическом характере терми-
ческих нагружений являются основной причиной деформации корпусов и ко-
лосников обжиговых тележек и возникновения на них трещин. В процессе
эксплуатации происходит также обгар подколосниковых полок корпусов, ко-
лосников и верхней части бортов.
По условиям работы к конструкции корпуса обжиговой тележки и к мате-
риалам для его изготовления предъявляются жесткие требования: стрела про-
гиба корпуса в течение полного срока его службы (не менее трех лет) не дол-
жна превышать 0,7...0,8% от его рабочей ширины. Материал должен обладать
окалиностойкостью в окислительной (в некоторых случаях — в восстанови-
тельной) среде, хорошей теплопроводностью, низким коэффициентом линей-
ного расширения. При этом он должен иметь высокие технологические свой-
ства в условиях серийного производства (по отливке, обрубке литья, механо-
обработке, свариваемости) и быть достаточно дешевым.
Обжиговая тележка (рис. 2.62) первых отечественных обжиговых машин
ОК-1-72, ОК-2-108, ОК-3-108 имела рамный корпус 7, состоящий из двух
половин 2, соединенных болтами и сваренных по верху и низу соединения. На
верхние полки корпусов установлены колосники 3, а на верхние фланцы —
борта 4. В пазах нижней части корпуса установлены уплотнительные пласти-
Рис. 2.62. Обжиговая тележка машины ОК-1-72; ОК-2-108; ОК-3-108
190
ны 5. В ступицы корпуса запрессованы оси 6, на которых установлены ходо-
вые 7 и грузовые 8 ролики на конических роликовых подшипниках.
В отличие от спекательных тележек агломерационных машин корпус и
колосники изготовлены из жаропрочных легированных сталей: корпус из ста-
ли 12Х18Н9ТЛ, колосники из сталей Х17 или ЧХ28Л.
Под действием высоких температурных напряжений при циклических на-
гревах-охлаждениях верхние полки корпусов, на которые установлены колос-
ники, приобретают необратимые формоизменения — укорочение.
Эти формоизменения вызывают прогиб корпусов вниз, и тележки начина-
ют цепляться за поперечные пластины газовоздушных камер, создавая ава-
рийную обстановку.
Срок службы тележек до первого ремонта составлял несколько месяцев.
Ремонт тележек был очень сложен и трудоемок.
С целью повышения долговечности и увеличения межремонтного срока
службы была разработана конструкция обжиговой тележки с составным по
высоте корпусом и расчлененными бортами.
Изображенная на рис. 2.63. обжиговая тележка отечественных машин ОК-108
имеет составной корпус и расчлененные борта. В корпусе, разделенном на две
части по высоте, нижняя несущая часть 1 защищена от воздействия высоких
температур подколосниковыми надставками 2. Рабочая температура металла
несущей части корпуса при нормальном технологическом режиме обжига не
превышает 200...250°С. Вместе с тем существенно уменьшены температурные
градиенты по высоте в каждой из частей нового корпуса по сравнению со
старым корпусом рамной конструкции. При нормальном технологическом
2550
Рис. 2.63. Обжиговая машина OK-4-108; OK-5-108; OK-6-108; ОК-7-108
191
режиме температурный перепад в нижней несущей части корпуса составляет
всего 2О...ЗО°С и практически отсутствует нелинейность распределения темпе-
ратур. Можно считать, что нижняя часть составного корпуса воспринимает
только механические нагрузки, а под колосниковая надставка — основные тем-
пературные нагрузки.
Составная конструкция корпуса обжиговой тележки позволила дифферен-
цированно подойти к выбору материалов для отдельных его элементов. Ниж-
нюю часть корпуса изготавливают из теплоустойчивой, технологичной при
изготовлении и сравнительно дешевой низколегированной стали. Подколос-
никовую надставку отливают из среднелегированной или хромоникелевой стали
(если в газах, омывающих детали, нет окислов серы).
Этим же принципам соответствуют конструкция и материалы для изготовле-
ния бортов обжиговых тележек. Борта расчленены по длине и по высоте. Нижние
борта 3 отливают из низколегированных сталей (в некоторых случаях — из жаро-
стойкого чугуна), а верхние 4, подвергающиеся воздействию более высоких
температур, — главным образом из среднелегированной стали. Внутренняя
поверхность бортов выполнена волнистой для увеличения сопротивления и
уменьшения интенсивности прохода газов у бортов.
Обжиговая тележка в целом и входящие в нее отдельные элементы являют-
ся сменными частями конвейерной машины. Применение составных и рас-
члененных конструкций позволило значительно повысить межремонтную стой-
кость и срок службы тележки в целом.
На фабрике окомкования Соколовско-Сарбайского горно-обогатительно-
го комбината обжиговые тележки с корпусом рамной конструкции имеют пол-
ный нормативный срок службы до списания 3 года, а тележки с составным по
высоте корпусом — 6 лет.
Для обжиговых машин второго, третьего и четвертого поколений (ОК-306,
OK-520, О К-228, OK-324/336, ОК-315Л) разработана конструкция обжиговой
тележки (рис. 2.61), получившая широкое распространение.
Корпус тележки состоит из трех частей: двух боковин 8 и средней перево-
рачивающейся рамы 7, соединенных между собой болтами. Для предотвраще-
ния смещения боковин и рамы
Рис. 2.64. Сечение корпуса обжиговой тележки
относительно друг друга в сты-
ковых поверхностях между
ними предусматривают шпун-
товое или шпоночное соедине-
ние, а также фиксирующие
болты или втулки. Несущие
балки средней рамы 7, на пол-
ках которых установлены ко-
лосники 5, имеют сечение дву-
тавровой формы (рис. 2.64).
Для повышения эксплуатаци-
онной стойкости подколосни-
ковые полки балок выполнены
утолщенными. Благодаря тому,
что средняя рама представляет
192
собой симметричную относительно своей горизонтальной оси конструкцию,
имеется возможность восстанавливать работоспособность прогнутой тележки
путем переворота средней рамы на 180° (прогибом вверх). В процессе эксплу-
атации среднюю раму корпуса переворачивают несколько раз. Для дополни-
тельного увеличения срока службы средней рамы можно при ее изготовлении
в отливке предусмотреть обратный прогиб, который равен по величине макси-
мально допустимому по условиям эксплуатации. Среднюю раму тележки от-
ливают из низколегированных сталей.
Для повышения долговечности средней рамы на крайних балках 2 (рис. 2.64),
наиболее испытывающей влияние температуры, выполнены скосы 3 [18].
Из всех деталей обжиговой тележки колосники 1 (рис. 2.64) испытывают
воздействие наиболее высоких температур. Их изготовляют из высоколегиро-
ванных материалов литьем или штамповкой.
Под воздействием высокой температуры колосники коробятся, обгорают,
их рабочие поверхности покрываются разгарными трещинами. Вследствие
коробления и обгара головок колосник может выпасть из тележки при ее пере-
вороте в разгрузочной части обжиговой машины. Если из одного ряда выпадет
несколько колосников, находящиеся в нем остальные колосники могут повер-
нуться на некоторый угол и образовать так называемую «елочку». Такой ряд
колосников очень неустойчив в корпусе тележки и при ее дальнейшем движе-
нии в разгрузочном устройстве или по нижней ветви направляющих может
полностью выпасть из тележки.
Для предотвращения «елочки» на Уралмашзаводе разработан колосник
(рис. 2.66), снабженный выступами и впадинами на его заплечиках, причем
выступы одного колосника входят во впадины соседнего и исключают их по-
ворот (рис. 2.67).
Наибольшую эксплуатационную стойкость имеют колосники, изготовлен-
ные из жаропрочных хромоникелевых сталей (более двух лет), срок службы
колосников из безникелевых сталей в 2...4 раза меньше. Однако нужно иметь
виду, что если в технологических газах машины содержатся оксиды серы, хро-
моникелевая сталь для изготовления колосников непригодна. В этом случае в
интервале температур 600...650°С образуется сравнительно легкоплавкое со-
единение никеля с серой, которое смывается с поверхности колосников газо-
вым потоком. И хотя колосники из таких сталей при работе практически не
коробятся, но при наличии серы настолько утоняются, что образуется такая
же «елочка», как и в случае выпадения колосников из ряда. Опыт показывает,
что в отличие от хромоникелевых сталей высокохромистые сплавы на никеле-
вой основе дают наилучшие результаты при работе колосников в среде серни-
стых газов.
В обжиговых конвейерных машинах применяют штучные колосники
(рис. 2.65) трех конструктивных разновидностей, отличающихся формой по-
перечного сечения: трапециевидные, ромбические и прямоугольные. Колос-
ники прямоугольного сечения, будучи более широкими и массивными, лучше
сопротивляются короблению и разгару. Колосники ромбического сечения лучше
других самоочищаются от застрявших между ними кусочков шихты, которые
забиваются при движении тележек по нижней ветви направляющих в перевер-
нутом положении.
13 Э-437 193
Рис. 2.65. Колосники, применяемые в обжиговых машинах
Рис. 2.66. Колосник обжиговог машины
Рис. 2.67. Колосниковая решетка обжиговой машины
194
Опыт эксплуатации обжиговых машин показывает, что колосниковая ре-
шетка с колосниками квадратного сечения (рис. 2.66) при использовании хо-
рошо отгрохоченной донной постели подвержена минимальному засорению и
может эксплуатироваться без применения специальных очистных устройств.
Щели в колосниковой решетке тележки, образованные благодаря наличию
местных выступов на боковых поверхностях колосников, расположены по на-
правлению движения конвейера. Оптимальная ширина щелей установлена в ре-
зультате многолетней практики эксплуатации обжиговых машин и равна 6 мм.
В зависимости от размеров тележки на ней расположено 3 или 4 ряда колосни-
ков. По два крайних колосника, расположенных в каждом ряду у бортов, вы-
полняют «глухими», т. е. без выступов, образующих щели. Отсутствие щелей в
решетке у бортов, как и волнистая внутренняя поверхность последних, пред-
назначены для уменьшения интенсивности прохода газов у бортов.
Помимо основных и бортовых колосников в комплект каждой тележки
входят 3 или 4 компенсационных колосника. Этот колосник имеет толщи-
ну, равную половине толщины основного колосника, и предназначен для
устранения лишних зазоров между колосниками в каждом ряду. Следует
иметь в виду, что слишком плотно набирать колосники в тележке не реко-
мендуется, так как это препятствует их свободному перемещению относи-
тельно друг друга при перевороте тележек в разгрузочном устройстве, вслед-
ствие чего колосниковая решетка будет плохо очищаться от застрявших в
ней кусочков шихты.
В боковине обжиговых тележек (рис. 2.68, а) запрессованы оси /, на кото-
рых установлены ходовые 2 и грузовые 3 ролики. Оси фиксируются от воз-
можной распрессовки во время эксплуатации винтами 4 и 5. Ходовые ролики
установлены на роликовые конические подшипники 6, а грузовые — на роли-
ковые радиальные 7 или на роликовые конические.
Долговечность подшипникового узла зависит от точной регулировки осе-
вого зазора конического подшипника, что в условиях эксплуатации при ре-
монтах не всегда соблюдается. Неправильно отрегулированный зазор приво-
дит к преждевременному выходу из строя узла.
Подшипниковые узлы заполняются закладной смазкой Литол 24, которая
заменяется через 6 месяцев работы тележки во время ремонта.
Для последних конструкций тележек разработан подшипниковый узел
(рис. 2.68, б) с тремя подшипниками в ходовом ролике. Радиальные нагрузки
при этом воспринимаются роликоподшипниками 8, а осевая нагрузка — сред-
ним шарикоподшипником 9. Этот узел не требует точной регулировки подшип-
ников. В качестве грузового ролика применен специальный ролик — подшип-
ник 10, наружное кольцо которого является рабочей поверхностью ролика.
Внутренние полости подшипников заполнены специальным твердосмазоч-
ным заполнителем и не требуют смазки за весь срок службы.
Разработанный подшипниковый узел обладает высокой надежностью, боль-
шим сроком службы и не требует ремонтов.
В нижнем пазу 11 (рис. 2.68, а) боковин установлено уплотнение, состоя-
щее из корыта 72, уплотнительной пластины 13 и спиральных пружин 14,
прижимающих пластины 13 к пластинам продольного уплотнения, установ-
ленным на газовоздушных камерах.
195
б
Рис. 2.68. Ходовые и грузовые ролики обжиговой тележки
196
При проектировании обжиговых машин ОК-1-520/536 Костомукшского
ГОКа для работы в повышенном температурном режиме переработки сернис-
тых руд были разработаны новые жаропрочные материалы для изготовления
корпусов тележек и колосников [15, 16].
Внесены были также конструктивные изменения в элементы тележек: уве-
личены размеры полки корпуса, на которой устанавливаются колосники, уве-
личено сечение колосника.
Таблица 2.19
Параметры тележек отечественных обжиговых машин
Параметр ОК- 108 ок- 306 ОК- 315Л ОК- 520 ОК- 324/336 ОК-228 ОК- 520/536
Число тележек 136 189 171 204 142/107 210
Размеры рабочей поверхности, мхм 1x2 1,35x3 1,5x3 1,5x4 1,5x4 1,5x4
Высота бортов, мм 355 475 527 480 480 480
Диаметр роликов, мм: ходового грузового 240 240 300 320 320 300 320 240 320 300 320 300
Колея, мм 2710-2750 4120 5800 5800 5800 5800
Размеры сечения колосника, ммхмм 29x50 40x40 50x40 40x40 40x50 50x50
Марка стали для изготовления: корпуса под колосниковой балки колосника верхних бортов 14ХМТЛ Х6СМТЛ (15Х11МФБЛ) ЧХ28 Х6СМТЛ 15Х11МФБЛ 40Х24Н12СЛ 40Х24Н12СЛ 15Х11МФБЛ 40Х24Н12СЛ 40Х24Н12СЛ 14ХМТЛ 40Х24Н12СЛ 40Х24Н12СЛ 14ХМТЛ 40Х24Н12СЛ 40Х24Н12СЛ 15Х11МФБЛ 20Х36Н40Л 40Х24Н12СЛ
Масса тележки, т 3,23 6,8 8,21 9,05 9,48 10,5
Таблица 2.20
Химический состав сталей, применяемых для изготовления обжиговых тележек
Марка стали Массовая доля элементов
С Si Мп Сг Ni Мо прочие s P
14ХМТЛ 0,11-0,17 0,20-0,45 0,40-0,70 0,90-1,20 <0,45 0,40-0,55 Ti = 0,06 <0,035 <0,035
15Х11МФБЛ 0,10-0,18 0,20-0,80 0,50-1,00 10,5-12,5 0,20-0,60 0,20-0,40 v = 0,10-0,18 Nb = 0,05-0,10 <0,025 <0,030
Х6СМТЛ 0,12-0,19 1,20-1,70 <0,70 5,00-6,50 <0,50 0,45-0,60 Ti = 0,08 <0,030 <0,035
ЧХ28 0,50-1,00 0,50-1,30 0,50-0,80 25,0-30,0 — — — <0,080 <0,100
40Х24Н12СЛ <0,40 0,50-1,50 0,30-0,80 22,0-26,0 11,0-13,0 — Cu<0,30 <0,030 <0,035
20X36 Н40Л 0,40 1,0-1,5 5,5-7,0 35,5-37,5 34,6-36,9 — Ti = 0,4-1,0 <0,035 <0,036
20Х18Н9ТЛ <0,20 <1,00 1,00-2,00 17,0-20,0 8,0-11,0 — Ti = 0,30-0,80 <0,030 <0,035
197
5.5.2. Привод ленты обжиговых тележек
Привод 13, 14 (рис. 2.57) ленты обжиговых тележек предназначен для их
подъема с нижнего холостого пути на верхний рабочий, а также для передви-
жения тележек по верхнему пути.
Привод крупнейших отечественных обжиговых машин типа ОК-520 (рис.
2.69, а) включает два приводных механизма. Каждый привод состоит из элек-
тродвигателя 1 постоянного или переменного тока, муфты 2 с тормозом 3 и
цилиндрического редуктора 4 с установленной на его выходном валу подвен-
цовой шестерней 6. От приводных механизмов вращение передается зубчато-
му венцу 7, который вместе с подвенцовыми шестернями укрыт кожухом. Зуб-
чатый венец 7 прикреплен к одной из приводных звездочек 8. Обе звездочки,
связанные между собой барабаном 11, насажены на ось 9, установленную на
подшипниках качения 10. Звездочка состоит из двух половин, соединенных
между собой болтами. На оси 9 при помощи шпонки фиксируется только одна
из звездочек. Крутящий момент от одной звездочки к другой передается через
барабан, благодаря чему ось 9 работает только на изгиб.
Рис. 2.69. Схема приводов ленты обжиговых машин:
а — типа ОК-520; б — рабочей площадью 278 м2
Схема приводов обжиговых машин типа ОК-108 и ОК-306 отличается от
рассмотренной схемы тем, что имеет один приводной механизм.
В более поздних конструкциях обжиговых машин привод состоит из при-
водных звездочек, планетарно-цилиндрического редуктора и электродвигате-
ля переменного тока. Кинематическая схема привода приведена на рис. 2.70.
Передаточное число редуктора подсчитывается по формуле
Звездочки 1 выполнены цельносварными и неподвижно запрессованы цап-
фами 2 и 5. Цапфами звездочки устанавливаются в корпусах на сферических
роликовых подшипниках 4 и размещаются на каркасе головной части. Цапфа
5 приводной звездочки соединена через зубчатую муфту 6 с цилиндро-плане-
тарным редуктором 7. Привод вращения звездочек осуществляется от электро-
198
двигателя 8 переменного тока, частота вращения которого регулируется измене-
нием частоты питающего напряжения тиристорным преобразователем. Элект-
родвигатель соединен с редуктором упругой муфтой 9 с тормозом 10.
6 7
Рис. 2.70. Кинематическая схема привода обжиговой машины
Рис. 2.71. Приводная звездочка
199
Система регулирования электродвигателей позволяет плавно изменять в
широких пределах их частоту вращения, величина которой контролируется
тахогенератором 5 (рис. 2.69, а). Таким образом обеспечено плавное контро-
лируемое изменение скорости движения обжиговых тележек машины.
Барабан, соединяющий звездочки, снабжен лопатками, наклоненными в
сторону вращения. Лопатки с обечайкой барабана образуют карманы, в кото-
рые собирается просыпь окатышей с обжиговых тележек при прохождении их
с нижней ветви на верхнюю и затем ссыпается в камеры осыпи.
Каждая звездочка (рис. 2.71) снабжена нечетным количеством зубьев 7 для
того, чтобы каждый зуб попеременно контактировал с грузовыми роликами
тележки, что обеспечивает повышенную долговечность зубьев.
На ободе звездочки закрепляют зубчатые сектора 2, которые содержат по
два или три зуба.
На обжиговых машинах ОК-1-520 зубчатые сектора закреплены на при-
зонных болтах, которые обеспечивают передачу момента от приводов. Такое
конструктивное решение имеет неудобство при замене изношенных зубчатых
секторов, т. к. требует больших трудозатрат.
В поздних конструкциях зубчатые сектора крепятся обычными болтами, а
крутящий момент передается вваренными в звездочку сухарями 5, входящими
в пазы зубчатых секторов. Замена изношенных секторов значительно упроща-
ется, т. к. нет необходимости в дополнительных подгоночных работах.
С целью сокращения времени на ремонты и экономии металла, рабочие
поверхности зубьев 4 (рис. 2.71) выполнены в виде съемных сегментов 5, за-
креплены на зубе болтами 6. Ремонт изношенных зубьев заключается в замене
сегментов 5.
Приводы последних зарубежных обжиговых машин выполнены по ки-
нематическим схемам типа Богифлекс. Одна из таких схем изображена на
рис. 2.69, б. Вращение от электродвигателя 22 передается через промежуточ-
ный редуктор 12 червячному редуктору 13 и через карданный вал 75 червяч-
ному редуктору 20. Зубчатый венец 77 закреплен на валу приводных звездо-
чек 16 обжиговой машины. С венцом входят в зацепление две диаметрально
расположенные ведущие шестерни 74, которые установлены на выходных
валах червячных редукторов 13 и 20. Зубчатый венец 77 имеет две располо-
женные на обоих его торцах кольцевые дорожки, на которые опираются ве-
дущие шестерни 14. Корпуса червячных редукторов 13 и 20 с помощью тяг
стянуты между собой и посредством стержней 18 связаны с торсионным ва-
лом 79, установленным на опорах 27. Такая кинематическая схема позволяет
равномерно распределить нагрузки на ведущие шестерни 74, уменьшить га-
бариты и массу привода. Однако привод требует тщательного надзора и ухо-
да в эксплуатации.
5.5.3. Направляющие движения обжиговых тележек
Направляющие движения обжиговых тележек включают направляющие
головной части, направляющие средней части и направляющие щек разгру-
зочного устройства.
200
Направляющие головной части (рис. 2.72) представляют собой криволиней-
ные сварные балки 7, на которых болтами закреплены сменные шины 2 и 3,
изготовленные из прочной углеродистой стали. Форма криволинейных направ-
ляющих выполнена таковой, что при подъеме обжиговых тележек приводны-
ми звездочками с нижней ветви направляющих средней части на верхнюю
ветвь полностью исключается контакт между соседними тележками до выхода
их на прямолинейный участок. При выходе тележек с криволинейных направ-
ляющих на прямолинейный участок направляющих средней части последний
выполнен сверху открытым для возможности замены изношенных обжиговых
тележек исправными специальным устройством для замены тележек.
Рис. 2.72. Направляющие головной части
Криволинейные балки закрепляются на каркасе головной части машины.
Направляющие средней части (рис. 2.73) состоят из крановых рельсов 1
для машин большой мощности или железнодорожных рельсов Р-50 для машин
малой мощности. Рельсы устанавливаются на сварные балки 2, закрепленные
на каркасе средней части обжиговой машины.
По длине машины рельсы соединены накладками, образуя ветви. Середи-
на каждой ветви закреплена болтами неподвижно. Каждый рельс закреплен на
балке 2 накладками 3 с возможностью удлинения рельсов в обе стороны от
места крепления при разогреве обжиговой машины.
201
Рис. 2.73. Направляющие средней части
Накладки 3 крепятся к балкам 2 болтами 4, горизонтальность рельсов обес-
печивается прокладками 5. Балки 2 закреплены на каркасе средней части.
Направляющие щек разгрузочного устройства описаны в разгрузочном ус-
тройстве.
5.5.4. Камеры осыпи
Для сбора просыпи окатышей, падающей с барабана приводных звездочек,
обжиговых тележек и загрузочного устройства, между приводными звездочка-
ми и газовоздушными камерами установлены камеры осыпи 20 (рис. 2.57).
Просыпь выводится из камер через рукава 21 на обе стороны машины и на-
правляется на конвейер в тракт уборки просыпи из-под машины.
202
Камеры осыпи футерованы металлическими листами, предохраняющими
стенки камер от абразивного износа, а рукава снабжены люками для осмотра и
прочистки течек.
5.5.5. Продольные и поперечные уплотнения
Продольные и поперечные уплотнения предназначены для ограничения до
минимума вредных подсосов холодного воздуха в газовоздушные камеры и
утечки газов из камер.
Устройство продольного уплотнения обжиговых машин зависит от конст-
рукции примененных обжиговых тележек, которые могут быть с неподвижно
закрепленными на тележках уплотнительными пластинами или со встроенны-
ми в тележку пружинными уплотнениями.
Тележки с неподвижно закрепленными пластинами применены на обжи-
говых машинах ОК-108, а со встроенными пружинными уплотнениями — на
всех крупных обжиговых машинах.
Продольное уплотнение обжиговых машин ОК-108 изображено на рис. 2.74.
Это уплотнение монтируется на балках газовоздушных камер и состоит из
металлических пластин 7, подвижных в вертикальном направлении, зафикси-
рованных от продольного перемещения упорами 2 и прижатых к пластинам 3
обжиговых тележек пружинами 4 через штыри 5. Эластичный уплотнительный
элемент 6 усилием прижимных
пружин 4 защемлен в верхней
части между прижимными план-
ками 7 и уплотнительными пла-
стинами 7. Прижимные планки
7 имеют поверхность в виде мно-
гогранника и входят в желоб уп-
лотнительных пластин, чем обес-
печивается необходимая плот-
ность соединения.
Усилие прижатия пружин ре-
гулируется втулкой <?, которая
ввернута в резьбовое отверстие
стакана 9.
В нижней части уплотнитель-
ный элемент прижат к балке ка-
меры 10 планкой 77 усилием кли-
нового соединения 12.
Все соединения обеспечивают
уплотнению необходимую гер-
метичность.
Продольное уплотнение
крупных обжиговых машин с те-
лежками, оборудованными встро-
енными пружинными уплотнени-
Рис. 2.74. Продольное уплотнение обжиговых машин
ОК-108
203
Рис. 2.75. Продольное уплотнение обжиговых машин ОК-1-520
ями (рис. 2.75), представляет собой неподвижные уплотнительные пластины 7,
установленные и закрепленные болтами 2 на балках 3 вдоль всех технологичес-
ких зон обжиговой машины. Балки 3 закреплены болтами 4 на полках 5 газовоз-
душных камер. Пластины 7 изготовлены из прочной углеродистой стали. Рабо-
чая контактная поверхность пластин обработана по высокому классу шерохова-
тости. На этой поверхности выполнена также смазочная канавка 6, а в теле
пластины — резьбовое отверстие 7 для подвода смазки.
Для обеспечения герметичности уплотнения и исключения коробления
пластин предусмотрено замковое соединение 8 соседних пластин. Пластины 1
установлены на балки 3 через уплотнительные прокладки 9, а между балками 3
и газовоздушными камерами установлены уплотнительные элементы 10 из
асбестовой набивки.
Пластины уплотнений обжиговых тележек, проходящих над уплотнения-
ми, усилиями пружин прижимаются к пластинам 7, обеспечивая герметич-
ность газовоздушных камер.
Поперечные уплотнения (рис. 2.76) предназначены для предотвращения
перетока газов на стыках газовоздушных камер под обжиговыми тележками в
местах реверса газопотоков, а также для предотвращения подсосов воздуха и
выдувов газов в начале и конце технологических зон.
Поперечные уплотнения установлены по ширине обжиговой машины пер-
пендикулярно ее продольной оси на кронштейнах газовоздушных камер. Они
состоят из рамы 7, качающихся вокруг оси 2 плит 3 и грузов 4, закрепленных
на рычагах 5.
Плиты 3 выполнены в виде сегментов, наружная криволинейная поверх-
ность которых футеруется сменной износостойкой накладкой 6.
Под действием силы тяжести грузов 4, поворачиваясь вокруг оси 2, плиты 3
накладками 6 прижимаются к нижним полкам корпусов обжиговых тележек.
По мере передвижения обжиговых тележек контакт плит 3 всегда осуществля-
ется с одной или двумя полками корпусов тележек, чем и достигается ограни-
чение перетока или подсоса газов.
Для осуществления постоянного контакта плит 3 с тележками необходимо,
чтобы сила тяжести грузов уравновешивала силу тяжести плит и силу давления
на плиту, вызванную перепадом давления газов над плитой и под ней.
Все стыки газовоздушных камер 7 (рис. 2.76, а) выполнены U-образными
накладками 2 и бетонным мостиком 3. U-образные накладки обеспечивают
герметичность стыка и не ограничивают подвижность камеры при нагревах, а
бетонный мостик препятствует перетокам газов из соседних камер.
5.5.6. Бортовые уплотнения
Все современные обжиговые машины снабжены бортовыми уплотнения-
ми, расположенными между боковыми стенками горна и бортами обжиговых
тележек по всей длине технологических зон. Эти уплотнения предотвращают
выбивание газов из горна машины, и сокращает вредные подсосы холодного
воздуха в горн, чем способствуют созданию разности давлений для осуществ-
ления прямого перетока газов через коллектор из зоны охлаждения I в высо-
котемпературные зоны.
205
А-А
Нижняя поверхность
обжиговых тележек
Футеровка
a
Рис. 2.76. Поперечное уплотнение
Уплотнение (рис. 2.77) состоит из сварных водоохлаждаемых секций 1, под-
вешенных к опорным плитам 2 горна. Каждая секция состоит из сварной балки
3 коробчатого сечения с кронштейнами 4, на которых крепятся уплотнительные
пластины 5. Каждая пластина 5 держится на двух осях 6, продетых через уши 7
пластин и свободно перемещающихся в вертикальной плоскости. Пластины 5
образуют непрерывную цепь по длине горна с обеих сторон машины.
206
2
Рис. 2.77. Уплотнение бортовое
В зонах рекуперации и охлаждения, работающих под давлением, устанав-
ливается два ряда пластин. В полость 8 между ними через патрубки 9 подается
вентиляторный воздух, создающий аэродинамический подпор, который пре-
пятствует выбиванию газов из горна.
В полостях 10 балок циркулирует охлаждающая вода. В ряде пластин пре-
дусмотрена подача смазки в места контакта их с пластиной обжиговой тележ-
ки от централизованной системы смазки машины.
При движении обжиговых тележек 11 пластины 5 скользят по уплотни-
тельным пластинам 72, прижимаясь к ним под действием силы тяжести, чем и
достигается герметичность уплотнения.
5.5.7. Разгрузочное устройство
Разгрузочное устройство предназначено для плавного и бесконтактного
спуска обжиговых тележек с верхней ветви направляющих средней части на
нижнюю ветвь и разгрузки обожженных окатышей с обжиговых тележек в
бункер-выравниватель температуры окатышей. При этом устройство не долж-
но препятствовать удлинению или укорочению ленты тележек при разогреве
или охлаждении обжиговой машины.
Бесконтактный спуск тележек по криволинейным направляющим в боль-
шинстве современных конвейерных машин достигается установкой на разгру-
зочном конце машины двух звездочек, насаженных на ось. Зубья звездочек,
входя в зацепление с грузовыми роликами обжиговых тележек, разъединяют
их и опускают вниз.
Первые обжиговые машины ОК-108 были оборудованы стационарными
разгрузочными устройствами с бесприводными звездочками.
207
Суммарная длина ленты тележек в холодном и разогретом состоянии нео-
динакова, причем разница достигает нескольких сот миллиметров. Для нор-
мальной работы конвейерной машины со стационарным разгрузочным уст-
ройством необходим некоторый гарантированный зазор в ленте тележек и после
ее удлинения в результате нагрева. Поэтому в холодном состоянии суммарный
зазор в ленте тележек должен быть несколько больше величины максимально-
го ее удлинения, так как возможны отклонения в нагреве тележек. В то же
время для правильного зацепления грузовых роликов тележек с зубьями звез-
дочек разгрузочного устройства он не должен превышать определенной вели-
чины. Поэтому иногда в процессе разогрева ленты тележек этот зазор необхо-
димо регулировать путем передвижения разгрузочного устройства с помощью
винтовых или гидравлических домкратов.
Это является существенным недостатком стационарного разгрузочного ус-
тройства с бесприводными звездочками. Его несовершенство заключается также
и в наличии постоянного зазора между тележками рабочей ветви, что приво-
дит к повышенному количеству просыпи окатышей.
Для устранения этого недостатка была разработана конструкция стацио-
нарного разгрузочного устройства с приводными звездочками, которые через
редуктор вращали электродвигатель, работающий в генераторном режиме и
тормозящий звездочку. При этом устранялся зазор между тележками на верх-
ней ветви и был перенесен на нижнюю ветвь. Тележки самоходом под дей-
ствием силы тяжести двигались к приводным звездочкам по наклонным на-
правляющим. Наклонная холостая ветвь увеличивает общую высоту машины
и не позволяет унифицировать приводные и разгрузочные звездочки, вакуум-
камеры и другие узлы.
Такими разгрузочными устройствами были оборудованы большинство об-
жиговых машин ОК-108 и первые машины ОК-1-306.
Сложность конструкции и трудоемкость в обслуживании подобных уст-
ройств вызвали необходимость реконструкции их, и все стационарные разгру-
зочные устройства были заменены на подвижные.
Перечисленные недостатки отсутствуют в машинах с разгрузочными уст-
ройствами подвижного типа. Поэтому новые конвейерные машины оснаща-
ются только такими разгрузочными устройствами. Основной признак такого
устройства — отсутствие зазора между тележками на прямолинейных участках
ленты.
Все применяемые в конвейерных машинах разгрузочные устройства под-
вижного типа выполнены в виде прижимных станций.
Прижим подвижного разгрузочного устройства к конструкциям средней
части обжиговой машины осуществляют грузами или гидроцилиндрами.
Прижимные части станции (боковые щеки и звездочки) выполняют либо
качающимися вокруг шарнира (рис. 2.78, а, б), либо перемещающимися в го-
ризонтальном направлении на роликовых опорах (рис. 2.78, в, г, д, е).
Из устройств с качающимися прижимными частями предпочтительна стан-
ция с верхним расположением шарнира, схема которой дает возможность умень-
шить массу грузов для прижима по сравнению со станцией с нижним располо-
жением шарнира. Недостатком качающихся устройств являются ограничен-
ные величины углов качания и, следовательно, хода прижимных частей.
208
Рис. 2.78. Схемы разгрузочных устройств конвейерных машин: 1 — звездочки; 2 — колоснико-
вые тележки; 3 — контргрузы; 4 — опорные ролики; 5 — месдоза; 6 — гидроцилиндры
Более универсальными являются разгрузочные устройства с перемещаю-
щейся подвижной частью в горизонтальном направлении на роликовых опо-
рах. Они могут быть выполнены практически с любым ходом передвижения.
В разгрузочных устройствах с нижним и верхним расположением опорных
роликов (рис. 2.78, в, г) имеет место их неравномерное нагружение, вызванное
моментом от усилия прижима. Это приводит к увеличению габаритов роликов.
14 Э-437
209
Конструкция, выполненная по схеме на рис. 2.78, д, является наиболее
прогрессивной. Особенностью этого устройства является то, что с целью обес-
печения равномерного распределения нагрузок на роликовые опоры, повыше-
ния их долговечности и уменьшения размеров контактная поверхность каче-
ния роликов находится в одной горизонтальной плоскости с геометрической
осью звездочек. В этой же плоскости действует и усилие прижима. Благодаря
этому в конструкции отсутствует момент, стремящийся опрокинуть прижим-
ную станцию, а нагрузки на опорные ролики распределяются равномерно.
При разогреве лента обжиговых тележек удлиняется и подвижная часть
устройства с находящимися на ней тележками откатывается на роликовых
опорах в сторону хвостовой части машины, преодолевая прижимное усилие.
При охлаждении лента тележек укорачивается. Под воздействием грузового
или гидравлического прижима подвижная часть устройства прижимается к
конструкциям средней части машины, что исключает образование зазора в
рабочей и холостой ветвях ленты тележек. Таким образом, разгрузочное уст-
ройство подвижного типа автоматически компенсирует изменения длины те-
лежечного конвейера в процессе работы машины и сводит к минимуму про-
сыпь окатышей благодаря отсутствию зазора в рабочей ветви ленты тележек.
В агломашинах одной из японских фирм разгрузочная часть установлена
на опорных роликах и не имеет звездочек (рис. 2.78, е). Между подвижной
разгрузочной частью и стационарными стойками каркаса агломашины уста-
новлены гидроцилиндры и месдозы. Заданный зазор в ленте тележек регули-
руется автоматически гидроцилиндрами.
В обжиговых машинах ОК-1-520, ОК-2-520/536, ОК-1-228 применены раз-
грузочные устройства качающегося типа с верхним расположением шарнира.
Разгрузочное устройство (рис. 2.79, 2.80) состоит из двух сварных щек / и 2,
шарнирно подвешенных на осях 3 к каркасу машины, двух звездочек 4, закреп-
ленных на оси 5, бункера 6 сбора и отвода просыпи, провалившейся в зазор
между тележками, винтовых домкратов 7, прижима 8 и конечного выключателя 9.
Щеки внизу соединены между собой шарнирными связями 10 и зафикси-
рованы от поперечного смещения направляющими, закрепленными на карка-
се. С внутренней стороны каждой щеки закреплены криволинейные направ-
ляющие 11 со сменными шинами. Форма криволинейных направляющих обес-
печивает бесконтактный спуск тележек на нижнюю ветвь, а при разгрузке спек-
шихся окатышей, исключает сильные удары о впереди идущую тележку.
В нижней части щек выполнены бункеры 12 для приема просыпи с лотков
звездочек и отвода ее в бункер — выравниватель температур.
Разгрузочные звездочки, как и приводные, выполнены сварными. Зубча-
тые секторы /5, изготовлены сменными и взаимозаменяемыми с секторами
приводных звездочек.
На звездочках с внутренней стороны машины закреплены конуса 14 с лот-
ками /5, проходящими в окна между спицами звездочек.
Конуса и лотки обеспечивают пропуск просыпи из бункера сбора просыпи
в бункера 12 щек. Звездочки насажаны на общую ось 5, установленную в под-
шипниках качения на балках щек. Выверку положения оси звездочек произво-
дят регулировочными подкладками, которые устанавливают под корпусами
подшипников. Для их горизонтального перемещения предусмотрены клинья.
210
A
Рис. 2.79. Разгрузочное устройство Рис. 2.80. Разгрузочное устройство качающегося
качающегося типа типа (разрез А-А)
Между звездочками установлен бункер 6 для сбора просыпи, который опи-
рается на четыре опорных ролика 16, Бункер четырьмя кронштейнами охваты-
вает ось звездочек, чем обеспечивается его перемещение вдоль машины вмес-
те с разгрузочным устройством.
К низу бункера прикреплены лотки /7 для вывода просыпи из бункера на
обе стороны машины и направления ее через конуса и лотки звездочек и бун-
кера щек под машину на конвейер готовой продукции.
Прижим разгрузочного устройства представляет собой грузы 18. располо-
женные с обеих сторон машины и подвешенные на стальных канатах, и систе-
му блоков и тяг. Сила тяжести грузов через систему блоков и тяг передается на
щеки, прижимая их к конструкциям средней части машины.
Тележками, скатывающимися по криволинейным направляющим устрой-
ства, создается усилие, которое отталкивает устройство от средней части. Это
усилие преодолевается силой прижима, которая складывается из усилия, выз-
ванного смещением центра тяжести разгрузочного устройства вместе с тележ-
ками, находящимися в нем, относительно оси подвеса устройства, и усилия
прижима грузов 18,
Прижим разгрузочного устройства создает постоянное усилие, прижимаю-
щее разгрузочное устройство к средней части машины, благодаря чему устра-
211
Рис. 2.81. Кинематическая схема разгрузочного
устройства с горизонтальным перемещением
няются разрывы в ленте обжи-
говых тележек, не препятствуя
термическому расширению
последних. Постоянный при-
жим устройства автоматически
компенсирует удлинение и уко-
рочение ленты тележек в про-
цессе нагрева и охлаждения ее
во время работы.
Для производства ремонтных
и монтажных работ возникает не-
обходимость отодвинуть и зафик-
сировать разгрузочное устрой-
ство. Для этой цели предусмот-
рено два винтовых домкрата,
представляющих собой червячно-
винтовые редукторы, закреплен-
ные на каркасе. Для передвиже-
ния и фиксирования разгрузоч-
ного устройства необходимо с
помощью серег соединить домк-
раты с кронштейнами щек.
Во время работы машины
домкраты должны быть отсое-
динены от щек.
Для предотвращения отхода разгрузочного устройства на величину, превы-
шающую допустимую, установлен конечный выключатель 9, который при на-
жатии линейки в крайнем положении щеки устройства подает сигнал на от-
ключение главного привода машины.
В обжиговых машинах ОК-3-520/536Ф и ОК-1-324/336Ц применены раз-
грузочные устройства с горизонтальным перемещением на роликовых опорах,
контактная поверхность качения которых находится в одной горизонтальной
плоскости с геометрической осью звездочек (рис. 2.78, д).
Кинематическая схема разгрузочного устройства изображена на рисунке 2.81.
В отличие от описанной выше конструкции щеки 7 этого разгрузочного
устройства (рис. 2.81) установлены на четыре опорных ролика 2, объединен-
ных четырьмя связями 3 и 4 в верхней и нижней части. Для обеспечения ус-
тойчивости щеки фиксируются восемью упорными роликами 5.
5.5.8. Колпак зоны предварительного нагрева
Колпак 77 (рис. 2.57) представляет собой сварную конструкцию из сталь-
ных листов с ребрами жесткости. В верхней части колпака установлен патру-
бок для подвода теплоносителя с температурой 350°С. Колпак футерован сна-
ружи теплоизоляцией. Прососом нагретых газов через слой окатышей предва-
рительно нагревается верхний слой сырых окатышей перед их сушкой.
212
5.5.9. Колпак зоны сушки I
Колпак И (рис. 2.57), 1 (рис. 2.82) предназначен для сбора и удаления
газов, продуваемых снизу вверх через слой сырых окатышей при сушке ниж-
них слоев.
Колпак выполнен сварным из стального листового и сортового проката с
ребрами жесткости 2 (рис. 2.82). В верхней части колпак имеет два патрубка 3
прямоугольной формы, которыми через компенсаторы 4 соединен с системой
газоотсоса. В боковых стенках колпака выполнены четыре окна, по два с каж-
дой стороны, к которым подсоединены патрубки 5 отсоса газов из-под аспи-
рационного укрытия 6. Укрытие 6 герметично соединено со стенками колпака
и предназначено для удаления горячих газов, выдуваемых через неплотности
продольных уплотнений. Газы из укрытия 6 через патрубки 5 отсасываются
под кожух /, в котором поддерживается пониженное давление. Снизу к колпа-
ку 1 подсоединены бортовые уплотнения 7. Снаружи колпак футерован тепло-
изоляционным материалом 8.
Рис. 2.82. Зона сушки продувом
213
5.5.10. Колпак зоны сушки II
Колпак I (рис. 2.57, рис. 2.83) зоны сушки II предназначен для подвода
газа теплоносителя, обеспечивающего окончательную сушку окатышей. Кол-
пак выполнен сварным из стального листового и сортового проката с ребрами
жесткости 2. Колпак снабжен двумя боковыми патрубками 3 круглого сечения
и одним верхним патрубком 4 квадратного сечения. В колпак через два боко-
вых патрубка 3 подводится нагретый (240°С) воздух из зоны охлаждения II.
Помимо этого, через верхний патрубок 4 предусмотрен подвод высокотемпе-
ратурного (8ОО...9ОО°С) воздуха из коллектора прямого перетока. Патрубок снаб-
жен дросселем 5 с приводом, подключенным к системе автоматики, что дает
возможность гибко регулировать температурный режим в зоне сушке II. Все
присоединения патрубков колпака к газопроводам осуществляются через лин-
зовые компенсаторы 6.
Колпак зоны сушки II, в связи с более высокой температурой газов, чем в
зоне сушке I, имеет внутреннюю футеровку 7, которую в новых обжиговых ма-
Рис. 2.83. Зона сушки прососом
шинах выполняют из огнеупор-
ного торкрет-бетона. Толщину
футеровки принимают равной
180 мм. В нижней части к кол-
паку присоединены бортовые
уплотнения 8. Колпак закреп-
лен на стойках каркаса.
5.5.11. Горн зон подогрева
и обжига
Для горнов высокотемпе-
ратурных зон подогрева и об-
жига используют различные
конструктивные решения.
В первых отечественных
обжиговых машинах типа
ОК-108 применена колпако-
вая конструкция горнов этих
зон. При этом горн состоит из
отдельных установленных на
каркасе машины сварных сек-
ций, футерованных изнутри
огнеупорным кирпичом.
Между секциями по длине
машины предусмотрены тем-
пературные зазоры. На прак-
тике наблюдается перегрев
силовых элементов колпаков
и каркаса.
214
В последующих образцах машины типа ОК-108, а также в современных
отечественных обжиговых машинах типа ОК-306 и ОК-520 колпаковая конст-
рукция сохранена только в горнах низкотемпературных зон сушки и охлажде-
ния II и HI. В высокотемпературных зонах применена панельная конструкция
горнов в сочетании с новой схемой каркаса средней части машины. Каркас 1
(рис. 2.84) состоит из ряда поперечных замкнутых рам, каждая из которых
образована двумя стойками, соединенными над сводом горна ригелем. Свар-
ные панели 2 изготовляют из стальных листов с ребрами жесткости. Длина
панели соответствует расстоянию между стойками рам каркаса, на которые
она крепится. С внутренней стороны горна панель футерована огнеупорным и
теплоизоляционным кирпичом. Общая толщина футеровки 3 стен в зонах
подогрева и обжига составляет 465...540 мм, из которых 348 мм приходится на
огнеупорный слой, выложенный высокоглиноземистым кирпичом, а остальную
теплоизоляционную часть составляет шамот-легковес. Между кладкой и ме-
таллической панелью проложен асбестовый картон. Кирпичная кладка стен
опирается на плиты 4,
прикрепленные болтами
к нижней части панелей.
Плиты изготовляют из
жаростойкого чугуна с
залитыми трубчатыми хо-
лодильниками, через ко-
торые пропускается вода
для охлаждения. Для по-
вышения стойкости плит
их торцы, обращенные к
печному пространству,
защищают огнеупорным
торкрет-бетоном.
На внутренней сторо-
не панелей шарнирно за-
креплены кляммеры, вы-
полненные в виде скоб,
которые замуровываются
в кирпичную стену.
Таким образом, фу-
терованные панели об-
разуют боковые стены
горна. Поскольку сило-
вые стойки рам каркаса
отнесены в поперечном
направлении от ее нагре-
той стенки, температур-
ные воздействия от гор-
на на силовые элементы
каркаса уменьшены и
исключен их перегрев.
Рис. 2.84. Горн зоны подогрева и обжига
215
Для уменьшения влияния тепловых расширений элементов в продольном на-
правлении на работоспособность конструкции каркаса его средняя часть по
длине разделена на отдельные блоки, между которыми предусмотрены ком-
пенсационные (температурные) стыки. Такая конструктивная схема обеспечи-
вает высокую работоспособность каркаса машины.
Горны высокотемпературных зон подогрева и обжига в первых обжиговых
машинах ОК-108 имели арочный свод, опиравшийся через пятовые кирпичи
на кладку боковых стен. Опыт эксплуатации выявил неудобства этой конст-
рукции. Стойкость кладки стен оказалась ниже стойкости свода. Однако при
замене футеровки стен приходилось менять и свод.
Более совершенна огнеупорная футеровка горна с независимым арочным сво-
дом, примененная в последующих обжиговых машинах типа ОК-108 и ОК-306.
Независимый арочный свод опирается не на пятовые кирпичи и кладку боко-
вых стен, а на металлические пятовые балки, закрепленные на каркасе машины.
Такая конструкция позволяет разгрузить футеровку боковых стен горна от дав-
ления свода, повысить ее стойкость и уменьшить время на ремонт футеровки.
В современных обжиговых машинах с рабочей шириной более 3 м обычно
применяют плоский подвесной свод горна. Свод 5 (рис. 2.84) состоит из фа-
сонных высокоглиноземистых кирпичей, свободно надетых на металлические
балки и специальные подвесы 6, которые посредством регулируемых по длине
тяг подвешены к верхним ригелям рам каркаса.
Сверху на кирпичи уложен слой бетона толщиной 50 мм и диатомового
кирпича толщиной 70 мм. Общая толщина свода составляет 350 мм. При экс-
плуатации обжиговых машин иногда наблюдаются сколы кирпичей подвесно-
го свода и, как следствие, оголение металлических балок. Поэтому балки для
повышения их надежности отливают из легированных сталей.
Применение плоского подвесного свода позволяет разгрузить силовые эле-
менты рам каркаса от значительных горизонтальных распорных усилий, име-
ющих место при использовании арочного свода, и облегчить всю конструк-
цию каркаса машины. Подвесной свод требует меньше времени на ремонт,
чем арочный. Эти преимущества становятся особенно заметными при перехо-
де к созданию крупных обжиговых машин с шириной свыше 3 м.
В современных крупных обжиговых машинах процесс сжигания топлива
в зонах подогрева и обжига с целью получения равномерного распределения
температур над слоем окатышей, вынесен из рабочего пространства горна в
специальные камеры сгорания (форкамеры), расположенные на обеих сто-
ронах горна. Форкамера 7 (рис. 2.84) представляет собой металлический ко-
роб, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом 8. В ее внешней торцо-
вой стенке имеется образованная специальными горелочными кирпичами
амбразура 9, куда вставлена горелка 10. Двухпроводные турбулентные газо-
вые горелки, применяемые в горнах современных обжиговых машин, устой-
чиво работают в широком диапазоне изменения расходных характеристик.
Производительность одной горелки по природному газу может изменяться
от 100 до 800 м3/ч, коэффициент избытка воздуха а = 0,6...2,5. Давление газа
перед горелкой составляет 30 кПа. В горнах обжиговых машин применяют
также инжекционные горелки, мазутные форсунки, комбинированные газо-
мазутные горелки.
216
В современных обжиговых машинах горелочные устройства снабжены си-
стемами для автоматического дистанционного розжига в комплекте с автома-
тикой безопасности.
Эта система должна обеспечивать индивидуальный или групповой розжиг
горелок, контроль работы аппаратуры автоматического розжига и сигнализа-
цию, а также обеспечить прекращение подачи топлива к горелкам при пони-
жении давления газа и воздуха менее допустимого, погасании пламени, нару-
шении тяги.
Система автоматического розжига включает запальник с запальным элект-
родом, датчик основного и запального факелов, отсекатель топлива, блок про-
граммного управления.
Отсекатель топлива представляет собой отсечной клапан с автоматизиро-
ванным приводом, обеспечивающим постепенное открывание клапана в тече-
ние 10...30 с и быстрое его закрывание за время не более 1 с.
Форкамера 7 (рис. 2.84) присоединена к закрепленной на каркасе машины
панели 2 горна, в которой имеется круглый вырез. Сверху к форкамере при-
мыкает футерованный трубопровод /7, по которому из коллектора прямого
перетока 12 поступает горячий воздух. В форкамере этот воздух интенсивно
перемешивается с продуктами сгорания топлива, и в рабочее пространство
горна поступает газовая смесь с равномерной температурой.
5.5Л2. Колпак зоны рекуперации и охлаждения I
Рабочее пространство зон рекуперации и охлаждения I можно представить
в виде футерованного изнутри колпака (рис. 2.57). Колпак зон рекуперации и
охлаждения I представляет собой единую конструкцию, включающую в себя
пространственный каркас 22, наклонный полуциркульный свод 25, подвешен-
ный к каркасу на тягах, и боковые стенки 24, состоящие из отдельных при-
крепленных к каркасу щитов. Внизу к боковым стенкам болтами крепятся
опорные плиты, поддерживающие огнеупорную футеровку. Конструкция плит
аналогична применяемым в зонах подогрева и обжига. К плитам прикреплены
бортовые уплотнения.
На своде колпака имеется патрубок 25, предназначенный для сброса из-
лишков горячего воздуха. Патрубок снабжен регулирующим дросселем и ком-
пенсатором, унифицированными с аналогичными элементами зоны сушки II.
В верхней части колпак зоны рекуперации соединяется с коллектором пря-
мого перетока. Разрезы по зонам рекуперации и охлаждения II изображены на
рис. 2.85.
217
3
8
Рис. 2.85. Зона рекуперации и охлаждения I: 1 — колпак; 2 — ребро жесткости; 3 — свод;
4 — футеровка; 5 — водоохлаждаемые плиты; 6 — бортовые уплотнения; 7 — патрубок сброса
горячих газов; 8 — дроссель
Рис 2.86. Зоны охлаждения II и III
5.5.13. Колпаки
зон охлаждения II и III
Колпаки 7 и 8 (рис. 2.57) пред-
ставляют собой сварные металло-
конструкции. В верхних частях кол-
паков / (рис. 2.86) имеются патруб-
ки 2, служащие для отсоса нагрето-
го воздуха из зон охлаждения II и
III. В боковых стенках колпаков
имеются ремонтные люки и дверцы
3. В нижней части колпаков уста-
новлены плиты 4 для поддержания
бетонной футеровки, к плитам при-
креплены бортовые уплотнения 5.
Колпаки изнутри футерованы огне-
упорным бетоном.
218
5.5.14. Разделительные стенки
В горнах обжиговой машины для разделения зоны сушки II от зоны подо-
грева, зоны обжига от зоны рекуперации, зоны охлаждения I от зоны охлажде-
ния II выполнены разделительные поперечные стенки из огнеупорного кир-
пича, выложенного на сводах. Кирпичная кладка, выполненная под сводами,
удерживается сварными водоохлаждаемыми балками. Снаружи балки футеро-
ваны огнеупорным бетоном. По внутренним полостям балок циркулирует ох-
лаждающая вода.
5.5.15. Коллектор прямого перетока
Коллектор прямого перетока 9 (рис. 2.57), расположенный над горном зон
подогрева и обжига, представляет собой опирающийся на каркас трубопровод
переменного сечения с несколькими температурными компенсационными сты-
ками по его длине. На обжиговых машинах ОК-306 он выполнен постоянным
сечением по всей длине. Основной недостаток этой конструкции — неравно-
мерное распределение газов по длине высокотемпературных зон. На обжиго-
вых машинах ОК-1-520 и ОК-2-520/536 выполнен коллектор переменного се-
чения. Он состоит из трех разного диаметра секций, соединенных конусными
вставками. При такой конструкции осуществлено более равномерное распре-
деление газов по длине зон, но сохраняется неравномерное распределение его
в пределах одной цилиндрической секции.
В обжиговых машинах ОК-3-520/536 и ОК-1-324/336Ц применен коллек-
тор, представляющий собой усеченный конус, нижняя образующая которого
расположена горизонтально. Этот коллектор обеспечивает наиболее равномер-
ное распределение газов по зонам. Большим диаметром коллектор присоеди-
нен к колпаку зон рекуперации и охлаждения I, а малым — к патрубку отводя-
щему горячий воздух в зону сушки II. От коллектора отходят боковые патруб-
ки 26, примыкающие ко всем форкамерам 4 горнов подогрева и обжига.
Изнутри коллектор и боковые патрубки футеруются огнеупорными и теп-
лоизоляционными материалами.
Коллектор опирается на неподвижные опоры каркаса машины и опоры на
катках для компенсации возможного удлинения секций при нагреве машины.
Коллекторы прямого перетока современных крупных обжиговых машин
представляют собой весьма внушительные сооружения. Например, коллектор
обжиговой машины ОК-780/810 имеет длину, превышающую 50 м, а его внут-
ренний диаметр на начальном участке, примыкающем к зоне рекуперации,
составляет 7 м.
Обжиговые машины четвертого поколения (рис. 2.59) оборудованы тремя
коллекторами: центральным 3 и двумя боковыми 4. По боковым коллекторам
теплоноситель из зоны охлаждения II подается в форкамеры зоны обжига, а
по центральному — из зоны охлаждения I в зону нагрева.
219
5.5.16. Камеры газовоздушные
Газовоздушные камеры /0(рис. 2.57) охватывают рабочую поверхность ко-
лосниковой решетки снизу и служат для прососа и продува технологических
газов и воздуха через слой окатышей, транспортируемых обжиговыми колос-
никовыми тележками. Каждая газовоздушная камера 10 состоит из сварной
верхней горловины 27, патрубка 28 и компенсатора 29, который воспринимает
температурные изменения размеров конструкции. Газовоздушные камеры,
работающие при высоких температурах, изнутри футерованы огнеупорными
материалами. Ряд камер покрыт снаружи слоем теплоизоляции.
Ранее, когда газовоздушные камеры футеровали кирпичом, патрубки име-
ли круглое сечение, а кирпичная кладка — соответственно кольцевую форму,
обеспечивающую наилучшую работоспособность футеровки. При создании
новых крупнейших обжиговых машин потребовались значительно большие
поперечные проходные сечения патрубков. Круглая форма патрубков оказа-
лась неприемлемой, так как существенно увеличивала габариты сборочных
единиц. Освоение нового покрытия внутренних поверхностей газовоздушных
камер армированным торкрет-бетоном вместо кирпича позволило перейти к
более компактным патрубкам прямоугольного сечения.
Одновременно с целью уменьшения высоты машины патрубки стали распола-
гать не наклонно, а горизонтально. Камера с горизонтальным патрубком (рис. 2.59)
имеет в нижней части приемник 8 в виде воронки, куда собирается просыпь. Отвод
просыпи из приемника производится с помощью двухклапанного затвора 9.
Во всех дутьевых камерах и патрубках крупных отечественных обжиговых
машин с рабочей шириной 3 м и более установлены направляющие лопатки 9
(рис. 2.82), предназначенные для равномерного распределения газов и воздуха
по ширине колосниковой решетки обжиговых тележек.
Патрубки вакуумных камер для регулирования газопотоков оборудованы
дроссельными заслонками 30 с автоматически управляемыми приводными
механизмами.
На горловинах этих камер имеются ремонтно-вентиляционные люки 31
(рис. 2.57) двойного назначения. При ремонтах они служат для доступа персо-
нала внутрь камер. При эксплуатации люками на камерах высокотемператур-
ных зон пользуются для предохранения обжиговых тележек от перегрева при
длительных (свыше 5 мин) остановках машины. Для этого в новых машинах
крышки люков снабжены автоматически управляемыми пневмоприводами.
Несмотря на то что при длительной остановке ленты тележек горелки будут
притушены, а затем выключены, отсос горячих газов вентиляторами должен
продолжаться во избежание перегрева конструкций и футеровки горна. При
этом возможен перегрев обжиговых тележек, остановленных в высокотемпе-
ратурных зонах. Этого можно избежать, открыв люки на камерах высокотем-
пературных зон. Через люки в тракт, подключенный к вентилятору, засасывы-
ется воздух из окружающего пространства, соответственно уменьшая количе-
ство горячих газов, просасываемых через слой окатышей.
После значительного усовершенствования управления процессом обжига
необходимость открывания люков для сохранности тележек при остановках
отпала, и люки используются только в качестве ремонтных.
220
На продольных стенках горловин камер имеются кронштейны, служащие
опорами неподвижных пластин нижнего продольного уплотнения машин. На
поперечных стенках горловин имеются фланцы и полки, на которых установ-
лены межкамерные уплотнения. Конструкция межкамерных стыков изобра-
жена на рис. 2.76. Зазоры между полками 1 горловин соседних камер перекры-
вают металлические гофрированные листы 2, исключающие вредные подсосы
воздуха или выбивание газов и компенсирующие температурные расширения
конструкции. В местах реверса газопотоков в стыках камер помимо гофриро-
ванных листов с целью уменьшения перетоков установлены поперечные уп-
лотнения. Поперечные уплотнения с грузовым прижимом имеются также пе-
ред первой и последней газовоздушными камерами.
Как указывалось выше, при работе первой и последней зон с продувом
снизу вверх происходит выбивание горячего газа или охлаждающего запылен-
ного воздуха через торцевые уплотнения. Для устранения этого недостатка и
улучшения санитарно-гигиенических условий в головной части обжиговых
машин необходимо предусматривать установку «нулевой» камеры, работаю-
щей с прососом. А для решения той же задачи в хвостовой части машины
целесообразно устанавливать за последней дутьевой технологической камерой
аспирационную камеру, работающую с прососом воздуха. В патрубках первых
и последних технологических газовоздушных камер должны быть установлены
регулирующие дроссельные заслонки.
5.5.17. Система водоохлаждения
Система водоохлаждения обжиговой машины предусматривает подвод воды
к водоохлаждаемым опорным плитам горна, секциям бортового уплотнения
и к поперечным водоохлаждаемым балкам от общий магистрали водоохлаж-
дения машины. Слив воды осуществляется через сливные воронки, соеди-
ненные трубами с магистральным сливным трубопроводом. На сливной тру-
бе водоохлаждаемой балки в зоне обжига установлен датчик замера темпера-
туры воды.
5.5.18. Горелочные устройства машин
с переточным коллектором
Горелка вихревая газомазутная
Сжигание топлива в горнах с переточным коллектором происходит в фор-
камерах в две стадии: с первичным воздухом, подводимым в горелки, а затем с
вторичным переточным воздухом, поступающим в форкамеры. Причем в ос-
новном процесс перемешивания в факеле происходит за счет энергии первич-
ного воздуха.
Разработано несколько конструкций горелок, принципиальное отличие
которых заключается в степени использования первичного воздуха для орга-
низации горения.
221
Если предполагается для предварительного смешения топлива и воздуха
использовать воздух с температурой 300...350°С, отбираемый из последних зон
охлаждения, применяют вихревые газомазутные горелки ВНИИМТ-Уралмаш.
Общий вид горелок показан на рис. 2.87.
Рис. 2.87. Вихревая газомазутная горелка ВНИИМТ-Уралмаш: 1 — подвод газа; 2 — подвод
воздуха; 3 — центральная труба; 4 — завихритель; 5 — наконечник; 6 — горелочный туннель;
7 — форсунка; 8 — втулка; а — общий вид горелки с газовым соплом; б — горелочный узел с
пневматической форсункой
Горелка состоит из воздушного корпуса, выполненного с внутренней теп-
ловой изоляцией. У выходного торца воздушного корпуса установлен завихри-
тель с тангенциально расположенными лопатками. По оси горелки установле-
на центральная труба, в которую в зависимости от вида сжигаемого топлива
помещают либо газовую трубу с наконечником, либо мазутную форсунку.
В горелке при сжигании газа предусмотрены два варианта газовых сопел.
В варианте, показанном на рис. 2.87, газовый наконечник имеет сплошную
кольцевую щель для выхода газа. Торец газового сопла, обращенный в сторону
топки, защищен огнеупорной обмазкой.
При переводе горелки на сжигание мазута вся газовая часть демонтируется
и в центральную трубу устанавливается пневматическая форсунка.
Сжигание газа происходит в форкамерах, в которые подается дополнитель-
ный воздух, предварительно подогретый до 8ОО...11ОО°С путем фильтрации его
через слой обожженного материала. Поэтому характеристики факела зависят
от коэффициента расхода первичного воздуха алер, определяющего степень
предварительного перемешивания в горелочном туннеле, и суммарного коэф-
фициента расхода воздуха, определяющего интенсивность выгорания топлива
по длине форкамеры в потоке вторичного воздуха.
Для отопления горнов обжиговых машин с переточным коллектором ис-
пользуются также мазутные горелки с регулируемыми характеристиками фа-
222
кела. Общий вид горелки показан на рис. 2.88. Горелка имеет корпус с улиточ-
ным вводом воздуха и перегородкой, разделяющей горелку на два канала. Внутри
каналов имеются поворотные лопатки, позволяющие изменять степень крутки
центрального и периферийного воздушных потоков.
Торцевая стенка горелки выполнена съемной и теплоизолированной. Она
имеет отверстия для установки направляющей трубы форсунки, электричес-
кого запальника, фотодатчика наличия пламени и для наблюдения за факе-
лом. На ней расположены также рукоятки приводов воздушных завихрителей
и механизмы перемещения форсунки и запальника.
Электрический или пневматический привод обеспечивает перемещение
форсунки и запальника в рабочее положение и вывод из него при отключении
подачи топлива.
Горелка имеет центробежную форсунку высокого давления с обратным сли-
вом, выполненную из двух коаксиально расположенных труб, и наконечник.
Рис. 2.88. Мазутная горелка ВНИИМТ-Уралмаш: 1 — воздушный корпус; 2 — шибер;
3 — завихритель; 4 — форсунка; 5 — привод; о — запальник; 7 — стабилизатор; 8 — амбразура
Таблица 2.21
Технические и конструктивные характеристики
вихревых газомазутных горелок ВНИИМТ-Уралмаш
Параметр и характерный размер Тепловая мощность, МВт
0,5 6,5
Расход газа номинальный, м3/ч 50 650
Расход мазута, кг/ч 46 575
Расход воздуха, м3/ч 500 6850
223
Расход распылителя (компрессорного воздуха), кг/ч 17 380
Давление газа, кПа 25 18,5
Давление воздуха, кПа 3,5 3,0
Давление мазута, МПа 0,15 0,3
Давление распылителя, МПа 0,3 0,3
Коэффициент расхода первичного воздуха 1,08 1,1
Диапазон изменения коэффициента расхода воздуха 0,75... 1,36 1,1...2,5
Коэффициент рабочего регулирования 6,0 8,0
Характерный размер, мм:
О, 35 135
60 219
D, 105 420
D, 160 630
D, 255 1020
1. 50 200
L 200 780
L 60 230
15 60
I 360 1500
H 245 620
A 95 380
В 158 630
n 5,5 22
m 0,75 3
Таблица 2.22
Технические характеристики мазутной горелки ВНИИМТ-Уралмаш
Параметр Величина
Номинальная тепловая мощность, МВт 8,9
Расход мазута, кг/ч 800
Давление мазута перед горелкой, МПа 3,0
Температура мазута, °C 150
Расход воздуха, м3/ч 9330
Температура воздуха, °C 300
Давление воздуха перед горелкой, кПа 4,0
Диапазон регулирования расхода мазута, кг/ч: при растопочном наконечнике при основном наконечнике 40...200 200...800
Коэффициент избытка воздуха (номинальный) 1,1
Коэффициент рабочего регулирования 4,0
Длина факела, м: вихревого прямоструйного 3,0 8,0
224
Устройство горелочное инжекционное
Горелочное инжекционное устройство предназначено для отопления гор-
нов обжиговых машин сжиганием природного газа в форкамерах горна с под-
водом одного потока воздуха с температурой 20...50 °C непосредственно в ка-
нал горелки и другого потока с температурой до 1000 °C в форкамеру через
опускной патрубок переточного коллектора и состоит из двух основных час-
тей: горелки и монтажной плиты.
Горелка (рис. 2.89) выполнена в виде двух коаксиально расположенных
труб, соединенных между собой фланцами. Первичный воздух подается в на-
ружную трубу, природный газ — во внутреннюю. На выходном конце внутрен-
ней трубы насажен съемный наконечник из жаропрочного материала. Монтаж-
ная плита выполнена в виде сварной, футерованной жаростойким бетоном съем-
ной панели с закладными частями для установки датчика наличия пламени и
запальника, а также смотровым окном с откидывающейся крышкой. В нижней
части плиты расположен патрубок с трубкой, через которую подается сжатый
воздух для очистки от пыли нижнего канала газохода.
Закладная часть для датчика наличия пламени снабжена ниппелем для под-
вода охлаждающего воздуха.
Рис. 2.89. Газовоздушная часть инжекционной горелки: 1 — воздухоподводяшии патрубок;
2 — корпус; 3 — установочный фланец; 4 — стенка монтажной плиты; 5 — периферийная
рама; 6 — огнеупорный бетон; 7 — плита изоляционная; 8 — направляющая труба корпуса;
9 — наконечник воздушный; 10 — наконечник газовый; 11 — направляющая труба запальника;
12 — запальник; 13 — патрубок для подвода сжатого воздуха; 14 — съемная заглушка
Горелочное устройство болтами крепится на фланцы форкамеры (рис. 2.90).
В форкамере выполнен горелочный туннель по типу трубы Вентури.
15 Э 437
225
Рис. 2.90. Горелочное инжекционное устройство на форкамере: / — горн; 2 — форкамера;
3 — персточный патрубок горячего воздуха; 4 — горелка; 5 — горелочная плита
Устройство может быть включено в общую систему автоматического уп-
равления технологическим процессом (АСУТП).
Розжиг горелки осуществляется при помощи устанавливаемого на монтаж-
ной плите электрогазового запальника.
При работе горелки газ и первичный воздух вытекает коаксиальными стру-
ями в горелочный туннель. Соотношение воздуха и газа поддерживают 2:1.
Вытекающие струи создают разряжение у выходного отверстия горелочного
туннеля, вследствие чего высокотемпературный вторичный воздух через пере-
точный канал подсасывается в вытекающую из горелки струю. Смесь газа,
первичного и вторичного воздуха воспламеняется у выходной кромки туннеля
при розжиге запальником.
226
Таблица 2.23
Технические характеристики инжекционных горелочных устройств
Параметры и размерность Тепловая мощность, МВт
2,0 3,5
Расход газа максимальный, м3/ч 200 350
Давление газа, кПа 30 100
Расход первичного воздуха, м3/ч 400 500
Давление первичного воздуха, кПа 5,0 5,0
Температура первичного газа, °C 20...50 20... 50
Расход вторичного воздуха, м3/ч 13400
Давление вторичного воздуха, кПа 0,1 0,1
Температура вторичного воздуха, °C 700 до 1000
Коэффициент рабочего регулирования 4,0 4,0
Параметры вспомогательного воздуха: — для охлаждения фотодатчика расход, м3/ч давление, кПа — для обдува смотрового окна расход, м3/ч давление, кПа — для очистки канала от пыли расход кратковременный, м3/ч давление, кПа 108 5,0 1,8 5,0 108 100 108 5,0 1,8 5,0 108 100
5.5.19. Системы смазки обжиговой машины
Для обслуживания обжигового оборудования, имеющего большое количе-
ство смазываемых точек, применяют централизованные системы подачи мас-
ла к узлам трения. По принципу работы централизованные системы бывают
двух типов: петлевые и конечные. Они отличаются друг от друга конструкцией
золотникового распределителя, разводкой мазепроводов по оборудованию:
конечные магистрали не возвращаются к реверсивному клапану станции, а
прокладываются вдоль смазываемого оборудования до последнего дозирую-
щего питателя. Петлевые системы, несмотря на больший расход магистраль-
ных трубопроводов из-за наличия обратных (петлевых) линий, более надежны
в работе и легки в наладке. Обжиговые машины, а также другое комплектую-
щее технологическое оборудование современных фабрик оснащают система-
ми смазки петлевого типа.
На примере системы густой смазки обжиговой конвейерной машины типа
ОК-520 рассмотрим состав оборудования. В связи с большой протяженностью
машины вся схема густой смазки петлевого типа для обеспечения прокачива-
емости мази разделена на две самостоятельные системы. Первая располагает-
ся в головной части машины и предназначается для смазывания пластин про-
дольного и бортового уплотнений до середины машины, а также подшипни-
227
ков редукторов привода машины, головной звездочки и качающего укладчика.
Вторая система густой смазки расположена в конце машины и подает смазку
на вторую половину пластин продольного и бортового уплотнений, в подшип-
ники звездочек разгрузочной части, опорных роликов бункера сбора просыпи,
оси подвеса щек разгрузочной части. Обе системы работают независимо и
имеют самостоятельные схемы управления смазочными станциями. Каждая
система состоит из двух станций централизованной смазки 0600-1-1-1 (одна
рабочая, другая резервная), дозирующих питателей, магистральных трубопро-
водов и мазепроводов от питателей до смазываемых узлов.
Электродвигатели станций сблокированы с электродвигателем привода об-
жиговой машины: при включении привода машины включается подача смазки,
блокировка предусмотрена также при выключении привода машины. В случае
перерыва в подаче смазки включается аварийный звуковой сигнал. При нор-
мальной работе систем смазки на пульте горят зеленые лампы.
Работа системы смазки происходит следующим образом. Станция 0600-1-1-1
через дозирующие питатели подает смазку к узлам трения. После срабатыва-
ния всех дозирующих питателей давление во всей системе начинает повы-
шаться до тех пор, пока реверсивный клапан станции не перекидывает золот-
ники на подачу смазки во вторую линию. После срабатывания дозирующих
питателей второй линии конечный выключатель отключает станцию и вклю-
чает реле времени. По истечении временной установки (10...20 мин) оно дает
импульс на включение электродвигателя насоса, и цикл смазки повторяется.
Дозирующие питатели срабатывают в следующем порядке: при нагнетании
смазки от станции по магистрали / (см. положение А на рис. 2.91) золотник 7,
переместившись вниз до упора, открывает проход маслу в дозирующую камеру
над поршнем 2 по каналу а. Поршень 2 опускается вниз до упора, выталкивая
через каналы би с оставшуюся от предыдущего цикла смазку к точкам трения.
При нагнетании масла по магистрали II (см. выше описание работы станции),
как показано на рис. 2.91, положение Б, золотник 1 переместится вверх, смаз-
ка по каналу b поступает под поршень 2, переместит его вверх до упора штока
индикатора 3. Поршень 2
Рис. 2.91. Питатель двухлинейный дозирующий
подает оставшуюся над ним
от предыдущего цикла
смазку по каналам а и с к
точкам трения. Во время
работы станции следят за
положением штоков инди-
каторов 3. Они должны за-
нимать одинаковое поло-
жение у всех дозирующих
питателей: либо приподня-
тое до упора вверх, либо
крайнее нижнее. Если в
конце рабочего цикла стан-
ции положение какого-ни-
будь индикатора иное, чем
у всех остальных, то это
228
Рис. 2.92. Форсунка
означает, что питатель не сра-
ботал и смазка к точке не
подана. Изменение объема
подаваемой порции смазки
производят путем регулирова-
ния (ограничения) хода пор-
шня 2 винтом 4.
В составе смазочных сис-
тем обжиговой машины ОК-
520 имеется автономная уста-
новка централизованной смаз-
ки подвенцовой шестерни.
Подвенцовую шестерню сма-
зывает двухлинейная станция
0600-1-1-1 (ГОСТ 11700-73)
через трубопроводы с арма-
турой и распылительную фор-
сунку (рис. 2.92). Распыление
смазки производится возду-
хом. Он поступает в форсун-
ку, когда мазь под давлением
от станции заходит в полость
а и перемещает вниз золот-
ник 2, который хвостовиком открывает шариковый клапан, сжимая пружину 5.
Смазка далее поступает в полость 6, а воздух — в кольцевой канал с. Выходя из
отверстий сопла 4, воздух захватывает, разбивает и тонко распыляет смазку.
При окончании цикла подачи порции мази в форсунку пружина 3 закрывает
шариковый клапан, перекрывая доступ воздуха в форсунку. В централизован-
ных системах применена смазка УНИОЛ-2.
На обжиговой машине ОК-520 предусмотрена закладная смазка обжиго-
вых тележек Литол-24 с периодичностью замены один раз в 6 месяцев.
Испытываются подшипники с твердосмазочным заполнителем в роликах
обжиговых тележек. При положительных результатах применения твердосплав-
ных заполнителей смазка роликов тележек не потребуется, а срок службы под-
шипниковых узлов увеличится.
Смазка зубчатых зацеплений и подшипников редукторов заливная. В неко-
торых редукторах для смазки подшипников применяется густая смазка от цен-
трализованной системы.
5.5.20. Устройство очистки колосников
Устройство 32 (рис. 2.57); 10 (рис. 2.59) очистки колосников установлено
под нижней ветвью направляющих обжиговых тележек и состоит из ротора,
привода и опорных балок. Балки опираются на строительную конструкцию.
Вал ротора установлен на подшипниках и имеет по рабочей ширине тележки
шесть лопаток, которые соединены попарно осями с насаженными на них
229
билами, представляющими собой стальные кольца либо пластины из транс-
портерной ленты, согнутые в виде замкнутой петли, концы которых скрепле-
ны болтами. При вращении ротора билы под воздействием центробежных сил
ударяют по колосникам и очищают их
5.5.21. Двухклапанные затворы
Двухклапанный затвор предназначен для выпуска просыпи из приемников
просыпи газовоздушных камер и обеспечивает их герметичность.
Двухклапанный затвор (рис. 2.93) состоит из двух клапанов 7 и 2, герметич-
но соединенных между собой болтами. В корпусе 3 каждого клапана установле-
ны воронка 4 и ось 5, на которой жестко закреплены три рычага. К среднему
рычагу 6 шарнирно прикреплена заслонка 7. На крайний запорный рычаг 8
надеты грузы 9, прижимающие заслонку 7 к воронке 4. Рычаги, закреплен-
ные на оси с другой стороны клапана, являются управляющими; воздействуя
Рис. 2.93. Затвор двухклапанный
230
на них кривошип привода открывает поочередно заслонки 7. Для привода
затвора применен электрический однооборотный исполнительный механизм
МЭО-1600/25-0,25, установленный на раме, прикрепленной к нижнему клапану.
На боковых стенках корпусов установлены герметично закрывающиеся
люки 10, предназначенные для осмотра внутреннего пространства затвора.
В закрытом положении затвора обе заслонки прижаты к воронкам, обеспечи-
вая герметичность затвора. Просыпь, падающая с обжиговых тележек, собира-
ется в воронке верхнего клапана.
Для вывода просыпи через клапан включается привод затвора. Кривошип
привода роликом воздействует на управляющий рычаг верхнего клапана и от-
крывает его заслонку. Просыпь, накопленная на верхней заслонке, ссыпается
в межклапанное пространство на нижнюю заслонку. Продолжая движение,
кривошип освобождает управляющий рычаг верхнего клапана, и верхняя за-
слонка под действием грузов закрывается, но нажимает на рычаг нижнего кла-
пана и открывает нижнюю заслонку. Просыпь с заслонки ссыпается в обвод-
ную течку, а кривошип, продолжая движение, освобождает управляющий ры-
чаг нижнего клапана, и заслонка закрывается.
В дальнейшем весь цикл может повториться.
5.5.22. Каркас
Все узлы машины смонтированы на сварном каркасе 16 (рис. 2.57), кото-
рый состоит из силовых стоек, соединенных поперечными и продольными
ригелями.
Для компенсации тепловых расширений в средней части каркаса предус-
мотрены температурные стыки, разделяющие конструкцию машины на от-
дельные блоки. К каркасу также относятся: опора привода, балки под направ-
ляющие, балки бункера разгрузочной части.
Элементы каркаса опираются на строительные конструкции цеха по про-
изводству окатышей.
5.5.23. Площадки
Площадки 18 (рис. 2.57) предназначены для обслуживания узлов обжиго-
вой машины: взрывных клапанов, датчиков КИП и А, дроссельного клапана
между кожухами зон сушки I и II, привода, загрузочного устройства, звездочек
и подшипников разгрузочного устройства.
5.5.24. Укрытие и ограждения
В машине предусмотрено укрытие 19 (рис. 2.57) мест интенсивного пыле-
выделения и возможных выбросов газов, укрытие движущихся частей.
К укрытию относятся: укрытия головной части машины, ограждения верх-
ней ветви обжиговых тележек, укрытие разгрузочной части машины, козырь-
231
ки нижней ветви, камеры аспирационные зоны сушки I и зоны охлаждения I
с рукавами просыпи.
Укрытие головной части машины состоит из торцевой и боковых стенок.
Собирается оно из отдельных щитов и крепится к стойкам каркаса; имеется
дверь для захода на площадки, размещенные внутри укрытия и предназначен-
ные для осмотра тележек. Укрытие снабжено патрубками с фланцами для под-
соединения системы аспирационного отсоса запыленного воздуха. Боковые
стенки укрытия продлены до бункеров осыпи, выполняемых в составе строи-
тельной части цеха обжига окатышей.
На холостой ветви предусмотрены защитные козырьки, протянутые над
ходовой частью тележек. Козырьки закреплены на строительных опорах ма-
шин и предохраняют замасленные пластины продольного уплотнения тележек
от просыпи.
Разгрузочная часть машины полностью закрыта укрытием, собранным из
щитов. Зазоры между подвижными элементами разгрузочной части и стацио-
нарно установленными щитами перекрыты гибкими уплотнительными эле-
ментами. Для прохождения обжиговой тележки в торцевой стенке укрытия
предусмотрен проем. Со стороны газовоздушных камер имеется дверь с лест-
ницей и площадкой для осмотра разгрузочного устройства. В боковых щитах
имеются двери, а в верхней части — патрубок прямоугольного сечения для
аспирации.
Аспирационные камеры зон сушки I и охлаждения I состоят из легкосъем-
ных боковых щитов, прикрепленных к стойкам кожухов горна, и стационар-
ного потолка с аспирационными патрубками. Для герметизации пространства
камер с торцов установлены шлюзы для прохождения роликов тележек. В ас-
пирационных патрубках установлены регулировочные шиберы. Снизу камеры
перекрыты бункерами рукавов просыпи с заслонками, открывающимися по
мере накопления просыпи.
В обжиговых машинах четвертого поколения аспирационные камеры ус-
тановлены по всей длине технологических зон и выполнены из щитов 11
(рис. 2.59), герметично соединенных вверху с бортовыми уплотнениями /2 и с
камерами 13 осыпи внизу. Камеры осыпи герметично соединены с газовоз-
душными камерами и снабжены рукавами 14 с заслонками 15.
Щиты, бортовые уплотнения, камеры осыпи и боковины обжиговых теле-
жек образуют герметичные каналы 16 [28], уплотненные с торцов шлюзами [29].
В зонах, работающих с прососом технологических газов сквозь слой, в ка-
налах создается разрежение отсосом газов через неплотности в уплотнениях,
под действием которого отсасываются газы, выбиваемые через уплотнения от
зон, работающих с продувом.
Использование «вредных» прососов в уплотнениях для аспирации выбивае-
мых из машины газов исключает применение аспирационных вентиляторов.
5.5.25. Устройство для замены тележек УЗТ-12
Трудоемкой операцией при ремонтах обжиговой машины является съем с
машины и установка на нее обжиговых тележек.
232
Съем и установка на машину обжиговых тележек мостовым краном с за-
чалкой вручную требует сравнительно длительной остановки обжиговой ма-
шины, что влечет за собой необходимость снижения ее температурного режи-
ма, нарушает стабильность процесса обжига окатышей и снижает производи-
тельность машины.
Для оперативной замены обжиговых тележек без длительных остановок об-
жиговой машины и без снижения ее температурного режима разработано уст-
ройство для замены тележек УЗТ-12, снабженное автоматическим захватом.
Устройство для замены тележек УЗТ-12 предназначено для съема с обжи-
говой машины обжиговой тележки, требующей ремонта, и установки на ее
место исправной тележки.
Устройство применяется на обжиговых машинах для термической обра-
ботки окатышей с шириной колосниковой тележки 4 м и предназначено для
обслуживания одной обжиговой машины.
Таблица 2.24
Техническая характеристика
Наименование Величина
Число грузоподъемных тележек, шт. 2
Грузоподъемность каждой тележки, т 12,5
Скорость подъема, опускания, м/с 0,05
Высота подъема, опускания, м 2,5
Скорость передвижения грузоподъемной тележки, м/с 0,3
Мощность электродвигателя механизма подъема при ПВ 40%, кВт 11
Мощность электродвигателя механизма передвижения при ПВ 40%, кВт 3
Масса устройства, т 35
Устройство для замены тележек (рис. 2.94) представляет собой две само-
ходные грузоподъемные тележки 7, передвигающиеся по одним рельсовым под-
весным путям 2, подвешенным к каркасу головной части 3 обжиговой маши-
ны и строительной части здания. На стальных канатах к грузоподъемным те-
лежкам подвешен автоматический захват 4. Электрическое питание к тележ-
кам осуществляется токоподводом 5. Управление тележками осуществляется с
подвесного пульта 6.
Каждая грузоподъемная тележка (рис. 2.95) состоит из рамы 7, механизма
передвижения с двумя парами ходовых колес, механизма подъема, шкафа уп-
равления 7 и ограждений.
Рама представляет собой сварную конструкцию. На раме смонтированы
механизмы передвижения и подъема, конечные выключатели, шкаф управле-
ния 7 и ограждения. В нишах рамы установлены балки 20. служащие опорами
рамы в случае схода колес 13 и 18 с направляющих путей. К раме подвешен
подвесной пульт управления устройством.
Механизм передвижения включает привод и две пары двухребордных хо-
довых колес: приводных 13 и неприводных 18. Все валы ходовых колес уста-
233
A
Продольная ось обжиговой машины
Рис. 2.94. Устройство для замены тележек
234
Рис. 2.95. Грузоподъемная тележка
новлены в опоры на конических роликоподшипниках. Привод механизма пере-
движения состоит из электродвигателя 12 и цилиндрического редуктора 10. со-
единенных втулочно-пальцевой муфтой 11. На быстроходном валу редуктора
насажен тормозной шкив и установлен тормоз 8. Оба конца тихоходного вала
редуктора 10 соединены зубчатыми муфтами 9 с приводными колесами 13.
Конечные выключатели, ограничивающие ход тележки, установлены на раме
и на концах направляющих путей. Кроме того, на концах направляющих пре-
дусмотрены упоры, а на раме — деревянные буфера.
Механизм подъема включает привод и два барабана 15. Привод состоит из
электродвигателя 4 и цилиндрического редуктора 19. соединенных втулочно-
пальцевой муфтой 6. На быстроходном валу редуктора 19 насажен тормозной
шкив и установлен тормоз 5. Оба конца тихоходного вала редуктора соедине-
ны зубчатыми муфтами 16 с валами барабанов 15. на которых закреплены
концы каната. Один барабан имеет правое, а другой — левое направление
канавок для навивки каната. На всех опорах валов барабанов применены сфе-
рические роликоподшипники.
На торце вала подъемного барабана установлен путевой выключатель 17
для контроля конечного положения траверсы при подъеме. Для аварийного
прекращения подъема в верхнем положении предусмотрен конечный выклю-
чатель 14.
Токоподвод 5 (рис. 2.94) к устройству осуществлен посредством гибкого
кабеля 7, закрепленного на каретках 8. Каретки токоподвода перемещаются
по монорельсу 9 и соединены между собой тросиком 10. передающим усилия
натяжения при перемещении кареток. Ролики кареток установлены на под-
шипниках качения. Каретка, расположенная первой от рамы, отличается от
235
остальных наличием штанги (водила) 11 и дополнительного опорного ролика,
предотвращающего заклинивание каретки при перемещении устройства.
Электрокабель подводится к шкафу управления, в котором расположена
аппаратура управления. Длина кабеля позволяет устройству передвигаться по
всей длине направляющих путей.
Подвесные пути 2 выполнены в виде балок двутаврового сечения с прива-
ренными к ним рельсами из квадратной заготовки.
В концах подвесных путей выполнены площадки с ограждениями для об-
служивания грузоподъемных тележек, а в строительной части здания выпол-
нены лестницы для захода на площадки.
Высота специального устройства, предназначенного для замены обжиго-
вых тележек, ограничена расположением устройств для загрузки окатышей
над обжиговыми тележками.
На ОАО Уралмаш разработан и изготовляется автоматический захват для
специального грузоподъемного устройства, предназначенного для работы в
стесненном пространстве.
Автоматический захват предназначен для зачаливания, подъема, транспор-
тирования, опускания и освобождения обжиговой тележки при снятии ее с
машины и установки на ее место исправной тележки.
Захват (рис. 2.96) состоит из сварной U-образной рамы 7, двух захватных
лап 2, двух канатных блоков 5, механизмов стопорения лап 4 и механизма
синхронизации 5, установленных в раму 7.
Рама 1 сварена из гнутых профилей. С обоих концов рамы в ее вертикаль-
ных стенках выполнены сквозные отверстия, предназначенные для установки
захватных лап, канатных блоков и блоков звездочек 6и /механизмов стопоре-
ния, а в нижней стенке в середине рамы выполнено отверстие, предназначен-
ное для установки коромысла 8 механизма синхронизации.
Захватная лапа состоит из крюка 9, на нижнем конце которого установле-
но качающееся коромысло 10. а верхним концом крюк жестко закреплен на
оси 11. установленной на бронзовых втулках в отверстия рамы. На концах
этой оси жестко закреплены два противовеса 72, предназначенные для частич-
ного уравновешивания лапы. В одном противовесе выполнен вертикальный
паз и горизонтальное отверстие для соединения с тягой 13 механизма синхро-
низации. На верхнем конце крюка закреплена вилка 14. снабженная двумя
зубьями 75 и 16. смещенными один относительно другого по высоте и в гори-
зонтальной плоскости. Зубья 75 и 16 вилки, взаимодействуя с зубьями звездо-
чек механизма стопорения, удерживают лапы в верхнем поднятом положении
или освобождают их.
Канатные блоки закреплены на осях в раме и служат для подвески захвата
на канатах к грузоподъемной тележке.
Механизм стопорения представляет собой две звездочки 6 и 7, объединен-
ные в один блок и установленные на оси 77 в раме. Звездочка 6 имеет четыре
остроконечных зуба, расположенных равномерно по периметру звездочки. Зу-
бьям звездочки 7 придан оригинальный профиль, рабочие поверхности которо-
го выполнены, исходя из их функционального назначения. Так, поверхность
скольжения 18 обеспечивает поворот звездочек под воздействием зуба 16 в сто-
рону, противоположную направлению движения зуба; поверхность 19 обеспе-
236
чивает стопорение лапы зубом 16 в транспортном положении без груза, а поверх-
ность 20 — поворот звездочек в направлении, противоположном движению
зуба 16 для обеспечения зацепления зуба 15 со звездочкой 6. Каждая звездочка
входит в зацепление с одним из зубьев вилки, закрепленной на крюке лапы.
Противовесы и тяги механизма синхронизации закрыты защитными лис-
тами 21.
Механизм синхронизации состоит из коромысла 8, закрепленного на ниж-
ней стенке рамы. Каждое плечо коромысла соединено тягами 13 с противове-
Рис. 2.96. Автоматический грузоподъемный захват
237
сами лап. Механизм синхронизации обеспечивает синхронную работу обеих
захватных лап.
На канатах, перекинутых через блоки, установленные в раме, захват подве-
шен к самоходной грузоподъемной тележке устройства для замены обжиговых
тележек. В транспортном положении без груза лапы захвата в раскрытом по-
ложении зафиксированы зубьями /6, находящимися в зацеплении с поверхно-
стями 19 звездочек 7. Для зачаливания обжиговой тележки захват опускается
на нее до появления слабины в канатах, крюки лап входят в контакт с бортами
тележки, а рама проваливается между бортами. Работу механизма стопорения
рассмотрим на примере работы одной из сторон захвата (рис. 2.96). При опус-
кании захвата лапа поворачивается против часовой стрелки и зубом /5 повора-
чивает блок звездочек по часовой стрелке, открывая при этом свободный про-
ход зуба 16 через впадину звездочки 7. При подъеме захвата лапа, опираясь
крюком на борт обжиговой тележки, поворачивается по часовой стрелке. При
этом зуб 16, воздействуя на поверхность 18, поворачивает блок звездочек по
часовой стрелке, а затем, свободно пройдя через впадину звездочки 7, повора-
чивает блок против часовой стрелки. Коромысло 10 лапы заходит под гори-
зонтальную полку боковой части тележки, и при дальнейшем подъеме захват
надежно зачаливает обжиговую тележку для обеспечения ее безопасного подъема
и транспортирования.
Для освобождения тележки от захвата после установки ее на место рама
захвата движется вниз, проваливаясь между бортами тележки, до появления
слабины в канатах. Лапа, упираясь крюком в борт, поворачивается против
часовой стрелки. При повороте лапы зуб 16 через звездочку 7, а затем зуб 15
через звездочку 6 поворачивают блок звездочек по часовой стрелке. При подъеме
захвата вверх лапа поворачивается по часовой стрелке и зуб 16 входит в зацеп-
ление с поверхностью 20 звездочки 7, поворачивая блок звездочек по часовой
стрелке для обеспечения нормального зацепления зуба 15 со звездочкой 6 при
операции зачаливания тележки, а затем стопорится поверхностью 19, удержи-
вая лапу в верхнем транспортном положении. При дальнейшем подъеме захва-
та он снимается с обжиговой тележки и может быть использован для зачалива-
ния следующей тележки.
Применение автоматического захвата в устройстве для замены обжиговых
тележек на обжиговых конвейерных машинах позволяет производить работы
по зачаливанию и освобождению тележек без применения ручного труда.
Устройство для замены тележек обжиговой машины работает следующим об-
разом. Для сокращения времени операций по замене тележек и простоя обжиго-
вой машины одновременно используют два грузоподъемных механизма: первый
для съема неисправной обжиговой тележки с машины, второй для установки ис-
правной тележки на обжиговую машину. Один грузоподъемный механизм с за-
хватом устанавливают над работающей обжиговой машиной таким образом, что-
бы ось захвата совпадала с осью ленты тележек обжиговой машины.
В момент нахождения заранее отмеченной неисправной обжиговой тележ-
ки в месте проема направляющих головной части обжиговую машину останав-
ливают. Затем зачаливают неисправную обжиговую тележку, поднимают ее и
транспортируют за пределы обжиговой машины в сторону, противоположную
от площадки складирования.
238
Таким образом освобождают место для другого грузоподъемного механизма,
с помощью которого предварительно поднимают с площадки складирования
исправную обжиговую тележку и перемещают непосредственно к ленте обжиго-
вой машины. После установки исправной тележки в обжиговую машину авто-
матический захват поднимают и производят пуск обжиговой машины. Грузо-
подъемную тележку перегоняют к месту складирования исправных тележек.
Управление механизмами передвижения и подъема устройства осуществ-
ляют в толчковом режиме с помощью кнопок подвесного пульта. Необходи-
мую скорость подъема выбирают при пусконаладочных работах или в процес-
се эксплуатации. На подвесном пульте имеются аварийный выключатель и
кнопка «Сигнал» для включения сирены, установленной на устройстве. Сире-
на может включатся во время передвижения от блок-контактов пускателя. Пульт
снабжен переключателем «Ключ-марка», гарантирующим безопасность веде-
ния стропальных работ.
При использовании двух грузоподъемных механизмов устройства время на
замену обжиговой тележки сокращено до 1...4 мин. Если в головной части
обжиговой машины недостаточно места для двух грузоподъемных механизмов,
можно применить устройство с одним грузоподъемным механизмом. В этом
случае замена обжиговой тележки длится не более 5 мин.
Применение специальных грузоподъемных устройств для замены обжиго-
вых тележек вместо цеховых кранов позволяет при выполнении этой операции
сократить время простоя обжиговой машины в 2...3 раза. Существенное значе-
ние имеет то обстоятельство, что остановка конвейера при замене тележки не
превышает 5 мин, благодаря чему в стабильно работающих обжиговых маши-
нах, имеющих современные теплотехнические схемы и системы автоматиза-
ции, можно при этом не снижать нормальный температурный режим в горне.
Автоматические захваты, примененные на обжиговых машинах ОАО «Ка-
рельский окатыш» (Костомукшский ГОК), ОАО «Ванадий» (Качканарский ГОК)
в России и ОАО «Центральный ГОК» на Украине, показали их высокую на-
дежность и удобство использования.
5.5.26. Основные положения
по эксплуатации обжиговых машин
При эксплуатации машины необходимо соблюдать:
«Правила безопасности в газовом хозяйстве заводов черной металлургии»
(М.: Металлургиздат, 1970).
«Правила безопасности в газовом хозяйстве» (М.: Недра, 1980).
«Единые правила безопасности при дроблении, сортировке, обогащении
полезных ископаемых и окусковании руд и концентратов» (М.: Недра, 1978).
Правила безопасности, изложенные в рабочих инструкциях цеха производ-
ства окатышей для обслуживающего персонала, с учетом местных условий.
«Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и пра-
вила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребите-
лей» (Днепропетровск: «Промшь», 1973).
239
Запрещается:
— поднимать обжиговые тележки за отверстия в бортах;
— располагать на площадках машины грузы, масса которых превышает допу-
стимые нагрузки, указанные в чертежах площадок;
— работа машины без отсоединения домкратов разгрузочного устройства от
кронштейнов щек;
— пуск машины без восстановления снимаемых во время осмотров и ремон-
тов защитных приспособлений и ограждений, предусмотренных проектом
для безопасной работы обслуживающего персонала на машине.
Перед пуском обжиговой машины необходимо:
— проверить техническое состояние узлов машины;
— убрать посторонние предметы с обжиговых тележек, площадок обслужива-
ния и других частей машины;
— проверить исправность системы автоматического контроля и регулирова-
ния температуры и давления газов;
— включить систему водоохлаждения и проверить циркуляцию воды в системе;
— проверить наличие смазки в открытой зубчатой паре, на пластинах про-
дольного и бортового уплотнений и уровень масла в ванне редуктора, а
также наличие смазки в подшипниках.
Пуск машины произвести в следующем порядке:
— подать звуковой сигнал, оповещающий о пуске машины;
— включить автоматическую систему смазки;
— включить систему водоохлаждения, рабочее давление — 0,25 Мпа
(2,5 кгс/см2);
— включить линию загрузки постели;
— включить привод машины на минимальной скорости с загруженной на
колосниковое поле постелью толщиной 300 мм из обожженных окатышей
размером 10...20 мм.
По мере увеличения загрузки машины сырыми окатышами постепенно
снизить высоту донной постели до проектной и постепенно увеличить ско-
рость движения обжиговых тележек до рабочей, соответствующей технологии
обжига окатышей.
Во время работы обжиговой машины необходимо контролировать:
— равномерность подачи и высоту слоя постели и сырых окатышей на тележ-
ках;
— показания электроизмерительной аппаратуры, указанные в инструкции
на электрооборудование, которые не должны выходить за пределы номи-
нальных;
— смазку всех трущихся частей;
— температурный режим подшипниковых узлов;
— температуру в рабочем пространстве горна в соответствии с технологичес-
ким режимом обжига;
— температуру газов в газовоздушных камерах; температура газов, замеряе-
мая непосредственно под тележками, не должна превышать 550°С;
240
— работу зубчатых зацеплений;
— правильность зацепления звездочек привода ленты и разгрузочного уст-
ройства с грузовыми роликами тележек;
— болтовые соединения составных частей машины;
— температуру воды на выходе из охлаждающих систем, которая не должна
быть выше 45°С; с повышением температуры увеличивать расход воды.
При эксплуатации запрещается остановка машины более чем на 3 минуты
без снижения расхода топлива в топливосжигающих устройствах. Если требует-
ся остановка более 3 минут, то для предохранения узлов обжиговой машины от
перегрева тепловой режим машины автоматически снижается по алгоритму,
разработанному Криворожским отделением УГППКИ «Металлургавтоматика».
При прекращении подачи сырых окатышей на машину также автоматически
на тележки нагружается слой аварийной постели высотой 300 мм и устанавли-
вается скорость движения тележек, соответствующая аварийному режиму.
Запрещается работа машины в случае:
— движения тележек рывками;
— повышенного шума в редукторе или в открытой зубчатой передаче;
— усиленного трения реборд ходовых роликов о направляющие, пластин бор-
тового уплотнения о пластины тележек;
— прекращения подачи на машину донной и бортовой постели;
— неисправности корпусов (прогиб более 30 мм, отсутствие или ослабление
крепежных болтов), бортов, ходовых и грузовых роликов обжиговых теле-
жек; отсутствия бортов, роликов, колосников на тележках;
— внезапного прекращения подачи топлива, воздуха, смазки или воды.
Таблица 2.25
Перечень основных проверок технического состояния изделия
Что проверяется и при помощи какого инструмента, приборов. Способ проверки Технические требования
Тележка обжиговая
Наличие колосников. Положение колосников на балках корпуса. Наружный осмотр, измерительный инструмент Колосниковое поле должно быть полностью укомплектовано и не должно иметь «елочки», т. е. колосники должны быть установлены перпендикулярно полкам балок корпуса тележки. При плотно сдвинутых в одну сторону колосниках зазор между крайними колосниками и боковиной не должен превышать 25 мм
Состояние колосников. Наружный осмотр, измерительный инструмент Колосники не должны иметь коробления в горизонтальной плоскости более 3 мм, в вертикальной плоскости более 10 мм, а также трещин, обгара головок и износа контактных площадок, нарушающих работоспособность машины
Положение бортов и корпуса относительно боковины. Наружный осмотр, измерительный инструмент Зазоры между бортами должны быть в пределах 3...4 мм. Верхние и нижние борта, а также корпус не должны выступать за торцевые поверхности боковины
16 Э-437
241
Исправность уплотнений тележки и положение пластин бортового уплотнения Корпуса пружинных уплотнений и пластины бортового уплотнения не должны выступать за торцевые поверхности боковины. Поверхности скольжения пластин уплотнений не должны иметь задиров, концы пластин должны иметь фаски и закругления не менее 3 мм. Головки винтов не должны выступать над поверхностью скольжения. Пластины пружинного уплотнения во время работы должны свободно перемещаться в вертикальном направлении. Западание пластин не допускается
Вращение ходовых и грузовых роликов на оси Болтовые соединения. Гаечные ключи Ролики должны проворачиваться от руки. Не допускается ослабление болтовых креплений и нарушение их стопорения. Один раз в три месяца подтянуть болтовые соединения и установить средства от самоотвинчивания
Звездочки приводные и разгрузочное устройство
Износ рабочей поверхности сегмента зуба звездочки и отклонение от профиля. Шаблон. Измерительный инструмент Износ рабочей поверхности сегментов зуба допускается не более 10 мм от первоначального профиля
Нагрев подшипников качения звездочек. Термометр Допускается не более 60°С
Подача смазки на открытую зубчатую передачу. Визуальный осмотр Наличие смазки на зубьях, подаваемой согласно режиму смазки
Болтовые соединения. Гаечные ключи. Не допускается ослабление болтовых креплений и нарушение их стопорения. Один раз в три месяца подтянуть болтовые соединения и установить средства от самоотвинчивания
Привод ленты обжиговых тележек
Правильность зацепления в открытой зубчатой передаче. Измерительный инструмент, щуп, свинцовые пластины Всобранной зубчатой паре должно быть: пятно контакта по высоте зуба не менее 30%, по длине — не менее 40%. Непараллельность и перекос осей по ширине колеса не более 0,12 мм
Состояние подшипников качения редуктора. Визуальный осмотр, гаечные ключи Подшипники качения не должны иметь бороздчатой выработки, отслаивания или усталостного выкрашивания на телах качения или беговых дорожках, трещин на кольцах и телах качения подшипника, повреждения сепаратора, неукомплектованности подшипников телами качения
242
Перечень наиболее часто встречающихся
или возможных неисправностей
Таблица 2.26
Наименование неисправностей, внешнее проявление и дополнительные признаки Вероятные причины Метод их устранения. Примечание
Тележка обжиговая
Прогиб корпуса тележки Перегрев корпуса под нагрузкой Разобрать тележку и перевернуть корпус прогибом вверх
Увеличенный зазор между сдвинутыми в одну сторону колосниками и боковиной тележки Износ при эксплуатации Установка дополнительного компенсационного или бортового колосника
Коробление колосника в горизонтальной плоскости более 3 мм, в вертикальной — более 10 мм, а также обгар головок и износ контак- тирующих площадок, нару- шающих работоспособность машины Перегрев колосниковой решетки и износ при эксплуатации Замена колосника
Износ или повреждение поверхности скольжения пластин уплотнений Длительная или неправильная эксплуатация Замена пластин Допустимый износ пластин для бортового уплотнения до 10 мм, плас- тин пружин- ного уплотне- ния — до 15 мм
Западание пластины пружинного уплотнения Деформация корыта и заклинивание пластины в корыте окатышами Замена пружинного уплотнения
Износ поверхности качения и реборды ходового ролика Длительная эксплуатация Замена ролика Износ не должен превышать по реборде 5 мм, по 0320 мм — 2,5 мм
Не проворачиваются ходовые и грузовые ролики Загрязнение подшипников во время эксплуатации Разобрать ролики, промыть и сменить смазку в роликах
Ослабление болтовых соединений крепления боковин к корпусу тележки и верхних бортов к нижним бортам Вытяжка болтов при циклических нагрузках Подтянуть болтовые соединения
243
Звездочки приводные
Повышенный нагрев подшипников вала, ненормальный шум во время работы и выбрасывание смазки из подшипников Загрязнение подшипника, избыток или отсутствие смазки, трение сопряженных с подшипником деталей, неправильный монтаж или разрушение деталей подшипников Вскрыть подшип- никовый узел и опре- делить состояние и возможность дальней- шей эксплуатации подшипников, ис- правность уплотняю- щих и маслоподво- дящих устройств
Износ рабочей поверхности сегментов зуба Длительная эксплуатация Заменить изношенные сегменты Допустимый износ рабочей поверхности сегментов — до 10 мм. Износ проверить шаблоном, изготовляемым заказчиком
Привод
Повышенный нагрев подшипников качения в редукторе, ненормальный шум во время работы и выбрасы- вание смазки из подшипников См. подраздел «Звездочки приводные» См. подраздел «Звездочки приводные»
Нагрев масла в редукторе Загрязнение и недостаточный уровень масла в ванне редуктора Долить или сменить масло
Устройство разгрузочное
Неплотное поджатие обжиговых тележек на верхней ветви направляющих Недостаточное усилие прижима (зависание грузов) Отрегулировать усилие прижима, перемещая грузы по рычагам
Повышенный нагрев подшипников вала, ненормальный шум во время работы и выбрасывание смазки из подшипников См. подраздел «Звездочки приводные» См. подраздел «Звездочки приводные»
Бортовое и продольное уплотнения
Износ или повреждение поверхности скольжения уплотнительных пластин Длительная эксплуатация Замена пластин Допустимый износ пластин бортового уплотнения — до 35 мм, пластин продольного уплотнения — до 10 мм
244
Техническое обслуживание подразделяется на:
— внутрисменное межремонтное обслуживание;
— периодические осмотры и ревизии;
— текущие и капитальные ремонты.
Целью внутрисменного обслуживания является предупреждение аварий-
ных простоев машины из-за неправильной эксплуатации (несоблюдения тех-
нологических режимов, невыполнения правил технического обслуживания).
Ремонтный и эксплуатационный персонал во время работы машины дол-
жен контролировать состояние оборудования по контрольно-измерительным
приборам и наружным осмотром.
Выявленные при внутрисменном обслуживании неисправности и дефек-
ты, которые могут привести к аварийной остановке машины, должны немед-
ленно устраняться ремонтным персоналом.
Периодические осмотры и ревизии предназначены для проверки состоя-
ния деталей и узлов машины, недоступных для непосредственного наблюде-
ния при ежесменном обслуживании.
Выявленные при периодических осмотрах и ревизии неисправности и де-
фекты, которые могут привести к аварийной остановке машины, должны не-
медленно устраняться ремонтным персоналом.
Текущий и капитальный ремонты проводить согласно годовому графику
ремонтов, составленному в соответствии с «Временным положением о техни-
ческом обслуживании и ремонтах механического оборудования предприятий
системы МЧМ СССР» (ВНИИчермет, 1983).
При выполнении текущего ремонта должны быть использованы данные
осмотров и ревизий, занесенные в агрегатные журналы, на их основе состав-
лена дефектная ведомость.
Капитальные ремонты должны выполняться на основании данных обсле-
дования, ревизий, текущих ремонтов машины и ведомостей дефектов обору-
дования.
5.5.27. Расчет мощности привода
агломерационных и обжиговых машин [2]
Расчет мощности приводного двигателя тележечного конвейера приведен
для машины современной конструкции с беззазорной лентой тележек и раз-
грузочной частью подвижного типа. Мощность двигателя привода ленты теле-
жек расходуется на преодоление сопротивлений движению конвейера: трения
качения в ходовых роликах тележек, трения скольжения в нижних продоль-
ных, торцевых и бортовых уплотнениях при движении тележек, трения в за-
цеплениях и трения при загрузке шихты на машину. Вместе с тем следует
учитывать, что агломерат или окатыши, находящиеся на не разгрузившихся
еще тележках разгрузочной части, создают движущий момент, облегчающий
работу привода.
1. Определяем силу сопротивления движению тележечного конвейера от
трения качения в ходовых роликах тележек.
245
Нагрузки, действующие на ходовые ролики колосниковых тележек в состо-
янии покоя
'lmmgL/lm9
где Pi — вес порожних тележек, находящихся на прямолинейных
участках верхней и нижней ветвей направляющих, Н;
L — расстояние между осями приводной и разгрузочной звездочек, м;
1т — длина тележки, м;
тт— масса тележки, кг;
g — ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.
Р2 bmhnlnyng,
где Р2 — вес донной постели на тележках, находящихся на верхней ветви
направляющих, Н;
Ьт — рабочая ширина ленты тележек, м;
hn — толщина слоя донной постели, м;
/л — расстояние от начала загрузки донной постели на колосники
тележек до оси разгрузочных звездочек, м;
уп — насыпная масса постели, равная 2000 кг/м3.
Рз 1/2 (Ьт "l” Ьб) Ьш1шушg^
где Р3 — вес шихты на тележках, находящихся на верхней ветви
направляющих, Н;
Ь6 — ширина ленты тележек по верху бортов, м;
— толщина слоя шихты (для обжиговых машин толщина слоя
сырых окатышей), м;
1Ш — расстояние от начала загрузки шихты на тележки до оси
разгрузочных звездочек, м;
уш — насыпная масса шихты, равная: для агломерационных машин
1950 кг/м3; для обжиговых машин 2200 кг/м3.
Pj Ьт (^1пс &рпс Ппв Дрпв),
где Р4 — вертикальная нагрузка от перепадов давлений технологи-
ческих газов или воздуха, действующих на тележки с ших-
той, Н;
Це и 1М — длина участков рабочей поверхности машины, работаю-
щих соответственно с прососом и с продувом, м;
Дрлс и Дрлв — перепады давлений технологических газов или воздуха на
участках соответственно с прососом и с продувом, Па.
Ps = 4rnmgR/lm,
где Р5 — суммарное нормальное усилие на ходовые ролики тележек
находящихся на криволинейных участках направляющих
головной и разгрузочной частей машины, Н;
R — радиус начальной окружности звездочки, м.
246
мтд
Рис. 2.97. Схема нагрузок для расчета мощности привода ленты тележек конвейерной машины
Fk = К (P, + P2 + P3 + P4 + P5)(pJ4 + 2f)/dp,
где Fk — сила сопротивления движению конвейера от трения качения
в ходовых роликах тележек, Н;
ц — приведенный коэффициент трения в подшипниках качения
ходовых роликов, принимаемый обычно 0,01;
f — коэффициент трения качения ходовых роликов по направляю-
щим путям, принимаемый 0,0005, м;
(1Ц — диаметр цапфы ходового ролика (сепаратора подшипника), м;
dp — диаметр ходового ролика, м;
К — коэффициент, учитывающий трение в ребордах и уплотнениях
роликов, К= 1,15...1,25.
2. Определяем силу сопротивления движению тележечного конвейера от
трения скольжения в уплотнениях:
F\ Pn.yJciJk /Imi
где Ft — сила сопротивления движению тележек от трения скольжения в
нижних продольных уплотнениях, Н;
Р„.у — сила прижатия пластин нижнего продольного уплотнения на дли-
не одной тележки с обеих ее сторон, Н;
4 — длина контакта пластин в нижнем продольном уплотнении
с одной стороны машины, м;
fCK — коэффициент трения скольжения стали по стали в условиях
плохой смазки, равный 0,2.
Для пружинных уплотнений с витыми пружинами
PlЧ.у Z Рпр
где Р„р— максимальное усилие, развиваемое одной пружиной, Н;
z — число пружин в уплотнении на длине одной тележки с обеих ее
сторон;
т„ — масса подвижных пластин уплотнения на длине одной тележки с
обеих ее сторон, кг.
Для уплотнений с гидравлическим прижимом
Рц.у Mlrui&i
где bp — ширина контактной поверхности рукава уплотнения
с пластиной, м;
р — давление в рукаве, Па;
mM — масса опирающихся на рукава пластин уплотнения на длине
одной тележки с обеих ее сторон, кг.
2
yjCK9
где F2 — сила сопротивления движению тележек от трения скольжения
в торцевых уплотнениях, Н;
Рту — сила прижатия одной уплотнительной плиты в торцевом
уплотнении, Н;
Zm.y — общее число уплотнительных плит в торцевых уплотнениях.
248
^*3 Zfi.y Шб.у g fc.K,
где F3 — сила сопротивления движению тележек от трения скольжения в
бортовых уплотнениях, Н;
Zo.y — общее число пластин бортовых уплотнений на обеих сторонах
машины;
т6у — масса одной пластины бортового уплотнения, кг.
FCk = Fi + F2 + F3,
где FCK — сила сопротивления движению тележек от трения скольжения в
уплотнениях, Н.
3. Определяем силу сопротивления движению тележечного конвейера от
трения при загрузке шихты на машину:
Fia = znmutgq>,
где FM — сила сопротивления движению тележек от трения при загрузке
шихты на агломерационную машину или окатышей постели на
обжиговую машину, Н;
Zn — число питателей шихты агломерационной машины
(для обжиговой машины z>t — 1);
тш — масса шихты перед шибером питателя (для агломерационной
машины) или окатышей в бункере-накопителе питателя донной
постели (для обжиговой машины), кг;
<р — коэффициент трения при загрузке материала на конвейерную
машину, ф = 0,7...0,8.
4. Определяем облегчающий работу привода машины движущий момент,
создаваемый в разгрузочной части машины агломератом или окатышами:
Mfi ^u/Pl^m/^n 4" Ру 1т/
где Мд —
Яш
Рш —
ZlU
П1 —
движущий момент, создаваемый в разгрузочной части машины
агломератом или окатышами, не разгруженными еще с нахо-
дящихся здесь тележек, Н • м;
коэффициент, учитывающий положение тележек с шихтой
в разгрузочном устройстве в зависимости от угла наклона
поверхности колосников к горизонтали при разгрузке
(для агломерационных машин с углом 60° аш = 0,16;
для обжиговых машин с углом 40° аш = 0,08);
радиус окружности, проходящей через центр тяжести агломерата
или окатышей, находящихся на тележке, м;
число тележек с агломератом или окатышами в разгрузочном
устройстве;
коэффициент, учитывающий потери на трение в зацеплении
грузовых роликов тележек со звездочками, r)j = 0,93.
17 Э-437
249
5. Определяем рабочий момент на приводных звездочках конвейера и мощ-
ность двигателя привода ленты тележек:
Мр = (FK + FCK + FJ R— Мд,
где Мр — рабочий момент на приводных звездочках, Н • м.
N = Л/рл/(9550г|)
где N — мощность двигателя привода ленты тележек, кВт;
п — скорость вращения приводных звездочек, мин-1;
г) — общий коэффициент полезного действия привода, равный r|j щ т|3;
г)2 — коэффициент полезного действия открытой зубчатой передачи,
г|2 = 0,94;
г|3 — коэффициент полезного действия редуктора, г|3 = 0,98* (5 — число
ступеней редуктора).
В соответствии с расчетной мощностью по каталогам выбирают электро-
двигатель с ближайшей большей номинальной мощностью. Обычно для при-
водов ленты тележек обжиговых и агломерационных машин применяют ме-
таллургические или крановые двигатели в продуваемом исполнении. Практи-
ка эксплуатации конвейерных машин показывает, что надежная работа элект-
родвигателя обеспечивается, если его каталожная мощность превышает рас-
четную на 20%.
Следует иметь в виду, что после длительной стоянки конвейерной машины
сопротивления перемещению колосниковых тележек конвейера имеют повы-
шенные величины. Поэтому при выборе пускового питающего устройства элек-
тропривода машины необходимо исходить из момента, равного 1,5Л/Р.
В конвейерных машинах с тормозным приводом в разгрузочной части
между тележками, находящимися на криволинейном участке пути, и тележ-
ками, расположенными на нижней холостой ветви направляющих, образует-
ся зазор. В связи с тем что тележки, расположенные в разгрузочном устрой-
стве, в этом случае не создают движущего момента, мощность привода кон-
вейера должна быть соответственно увеличена.
6. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА
ТЕРМООБРАБОТКИ (ОБЖИГА) ОКАТЫШЕЙ
Наиболее простая структура системы управления обжиговой машины мо-
жет быть получена, если формирование управляющих воздействий осуществ-
лять по показателям качества окатышей и производительности агрегата. Одна-
ко такую систему практически трудно реализовать из-за отсутствия средств
прямого контроля качества и значительных запаздываний при получении ин-
формации.
Для создания АСР, удовлетворяющей поставленным задачам, возможны
два основных пути. Первым является уменьшение запаздывания путем при-
250
менения средств контроля результатов термообработки в промежуточных зо-
нах машины. Этот путь связан с известными трудностями реализации опера-
тивного контроля физико-химических процессов в слое при высоких темпе-
ратурах. Поэтому практически за главное направление принимают стабили-
зацию основных параметров процесса обжига в соответствии с заранее отра-
ботанными технологическими схемами, устанавливающими оптимальные
условия протекания процесса обжига. При этом на всех этапах, соответству-
ющих определенным зонам обжиговой машины, вводят ограничительные
условия: скорость фильтрации газов, их максимально допустимую темпера-
туру, время нахождения окатышей в зонах, а также критические скорости
протекания процессов.
Одним из решающих условий нормализации процесса обжига является та-
кая работа грануляторов, при которой обеспечивается их постоянная произво-
дительность и крупность сырых окатышей, подаваемых на обжиговую маши-
ну. При этом термической обработке подвергается слой постоянной высоты и
газопроницаемости, и регулирующие воздействия сводятся к минимуму. Если
же имеют место отклонения производительности, то приходится стабилизиро-
вать высоту слоя изменением скорости движения тележек, что приводит к
появлению возмущений во всех зонах машины. В ином случае слой по длине
машины будет неравномерным, а величина возмущений, связанных с наруше-
нием высоты слоя и, следовательно, его газопроницаемости, будет большей,
чем при изменении скорости тележек.
Статические характеристики процесса обжига окатышей можно рассмат-
ривать как в целом для всего агрегата, так и по зонам. Основные переменные
параметры при обжиге на конвейерных машинах, наиболее широко использу-
емых в отечественном производстве и за рубежом, приведены ниже.
Возмущающие воздействия: 1) скорость движения тележек; 2) высота слоя
окатышей; 3) влажность окатышей; 4) физико-химические свойства; 5) круп-
ность окатышей; 6) скорость фильтрации газа через слой; 7) температура газа
на входе в слой; 8) давление (разрежение) газа на выходе из слоя; 10) газопро-
ницаемость слоя; 11) температура окатышей; 12) прочность сырых окатышей.
Параметры контроля и регулирования: 1) влажность окатышей; 2) скорость
сушки; 3) температура окатышей; 4) температура газа на входе в слой; 5) дав-
ление газа на входе в слой; 6) температура газа на выходе из слоя; 7) давление
(разрежение) газа на выходе из слоя; 8) расход топлива; 9) коэффициент
избытка воздуха на горение; 10) отношение газ—газ; 11) температура в горне;
12) наличие пламени горелок; 13) прочность обожженных окатышей.
Приведенное разграничение параметров на возмущающие, контролируемые
и регулируемые является в значительной мере условным. Ряд параметров одно-
временно относится к возмущающим и регулирующим. Например, скорость
движения тележек, которую обычно регулируют с целью поддержания постоян-
ной высоты слоя окатышей, является возмущающим параметром на входе в
зону сушки, а также другие последующие зоны. Аналогично можно рассматри-
вать температуру газа и его давление на входе в слой. Эти параметры могут быть
отнесены к возмущающим, когда их изменения являются результатом неста-
бильности процесса обжига, и регулирующим, если они меняются с целью под-
держания заданной стабильности процесса. Такие параметры, как скорость дви-
251
жения тележек, высота слоя окатышей и их крупность, являются общими для
всех зон обжиговой машины, и их изменения оказывают взаимосвязанное вли-
яние на стабильность протекания процесса обжига во всех зонах.
6.1. Системы управления процессом
Регулирование процесса обжига в зависимости от поставленной задачи в
принципе можно осуществлять различными способами. Например, если ко-
нечной задачей в процессе обжига является получение окатышей заданной
прочности, то время обжига и температура должны быть соответствующим
образом установлены и поддерживаться по показателю прочности. В реальных
условиях выполнение такой схемы весьма затруднительно по следующим при-
чинам: во-первых, информация о прочности обожженных окатышей получа-
ется со значительным запаздыванием и, во-вторых, зависимость прочности
окатышей от температуры и продолжительности обжига является весьма слож-
ной, так как наблюдается влияние значительного количества трудно учитыва-
емых факторов, таких, как минералогические и петрографические характери-
стики шихтовых материалов и свойства сырых окатышей, обусловленные про-
цессом окомкования. В связи с этим такие основные показатели, как темпера-
тура обжига, его скорость и продолжительность, устанавливают эксперимен-
тально и затем реализуют автоматической стабилизацией процесса.
С точки зрения экономичности предпочтение можно отдать системе регу-
лирования соотношения расхода теплоносителя в зависимости от количества
обожженных окатышей. Однако при этом, как в предыдущем варианте, возни-
кает трудность в определении оптимального значения удельного расхода теп-
ла, которое также приходится устанавливать экспериментально. Аналогично
может быть построена система управления процессом обжига с регулировани-
ем расхода тепла на тонну сырых окатышей (по производительности окаты-
шей), и в этом случае оптимизация процесса требует выяснения сложных за-
висимостей, которые устанавливают по опытным данным.
Значительно проще регулируется завершенность обжига окатышей по тем-
пературе в газовоздушных камерах зоны обжига. Такой метод ведения процес-
са основан на контроле температуры газа-теплоносителя на выходе из слоя,
значение которой экстраполируется по показаниям термопар, устанавливае-
мых в газовоздушных камерах зоны обжига. Однако и в этом варианте завер-
шенность процесса и температура в газовоздушных камерах находится в зави-
симости от таких факторов, как соотношение высоты слоя к донной постели,
разрежение в камерах, количество подсасываемого через неплотности воздуха
и особенно характеристики потока теплоносителя, просасываемого через слой.
Структура систем автоматического управления обжигом окатышей в боль-
шой степени зависит от устройства, конструкции и технологических схем об-
жиговых машин, особенно если обжиг производится на машинах различного
типа. На обжиговых машинах типа ОК-108 Соколовско-Сарбайского ГОКа
отсасываемые из зоны обжига и рекуперации газы удаляются в атмосферу, что
связано с повышенным содержанием в них серы в виде ее оксидов. Горячий
252
воздух из зоны охлаждения используют для сушки окатышей при продуве сни-
зу. На аналогичных машинах Центрального ГОКа, где обжигают окатыши из
мелкосернистых концентратов, газы из зоны рекуперации поступают в зону
сушки, где просасываются дымососом сверху вниз. На машинах такой же пло-
щади Качканарского ГОКа газы в зону сушки I для продувки снизу подают из
зоны рекуперации, а в зону сушки II — для продува сверху из зоны охлажде-
ния. На обжиговых машинах ОК-306 (Лебединский ГОК, Северный ГОК) пло-
щадью 278 м2 (Северный ГОК) и ОК-520 (Михайловский ГОК) газы подаются
для продувки в зону сушки 1 дымососами из зон обжига и рекуперации, а в
зоне сушки II просасываются из зоны охлаждения.
Для обеспечения стабильного режима в зоне сушки I регулируются следу-
ющие основные параметры: температура газа, подаваемого в слой окатышей,
и давление под колпаком на выходе газов из слоя. Соблюдение второго усло-
вия необходимо в связи с тем, что при повышении давления газов под колпа-
ком происходит унос пыли и газа через неплотности и попадание их в окружа-
ющее пространство. Поэтому над слоем обычно поддерживается небольшое
разрежение порядка 30...40 Па.
Подача газа на сушку слоя окатышей продувом снизу производится из зоны
обжига и рекуперации дымососами через газовоздушные камеры, в которых
создается напор в пределах 3500...6000 Па и температура газа поддерживается
на уровне 350°С. В связи с тем что температура газов, отсасываемых из высо-
котемпературных зон, может колебаться, заданное значение их температуры
поддерживается изменением количества подсасываемого холодного воздуха с
помощью регулирования положения дросселя, устанавливаемого перед дымо-
сосом.
Принципиальная схема регулирования температуры газа и разрежения в
зоне сушки I показана на рис 2.98, из которого видно, что температура в
газовоздушных камерах зоны сушки I контролируется установленными в них
термопарами температура Л перед дымососами Д и Д2 сравнивается с за-
данным /3. Величина их рассогласования поступает на регулятор Р, который
управляет с помощью исполнительного механизма ИМ дросселем Др таким
образом, чтобы, изменяя количество подсасываемого холодного воздуха, под-
держивать заданную температуру газа, поступающего в слой. При этом следует
иметь в виду, что наряду со стабилизацией температуры газа не исключаются
колебания производительности спаренных дымососов Д и Д2, и особенно рас-
хода газов через слой, а значит, и давления в газовоздушных камерах. Кроме
указанного, на величину давления оказывает влияние сопротивление слоя ока-
тышей за счет колебания их крупности и высоты слоя. Чтобы обеспечить воз-
можно большее постоянство (наряду с температурой) скорости фильтрации
газов через слой, дымососы должны быть оборудованы направляющими аппа-
ратами, с помощью которых можно автоматически изменять их газодинами-
ческую характеристику.
Значение разрежения Р2 над слоем сравнивается с заданным Л, величина
которого составляет примерно 30...60 Па и поддерживается постоянной с помо-
щью регулятора, управляющего через исполнительный механизм дросселем Др2.
В зону сушки II газ-теплоноситель (t = 800°С) поступает прямым перето-
ком из зоны охлаждения I. Заданная температура поступающего в слой газа
253
поддерживается на уровне 35О...45О°С за счет разбавления его воздухом, посту-
пающим из зоны охлаждения I. Разрежение над слоем зоны II поддерживается
на уровне 20..Л00 Па и регулируется изменением количества теплоносителя.
В зоне подогрева теплоноситель (/ = 800°С) просасывается через слой сверху
вниз и подается через переточный коллектор прямым перетоком из зоны ох-
лаждения I. В связи с тем что температуры этого теплоносителя недостаточно
для подогрева окатышей, к нему добавляют продукты сгорания природного
газа, сжигаемого в горелках, установленных в этой зоне. Его сжигание произ-
водится в атмосфере подогретого воздуха (/ = 350°С), поступающего на горел-
ки из зоны охлаждения II. Избыток воздуха по отношению к газу поддержива-
ется в соотношении ЮЛ, а температура теплоносителя — в пределах 900...1000°С.
Разрежение в зоне автоматически поддерживается на уровне 50...90 Па путем
изменения расхода воздуха, подаваемого в зону охлаждения. Протекающие в
зоне подогрева, и особенно обжига, процессы вызывают необходимость высо-
кой стабилизации температур в горне, чтобы обеспечить получение прочных
окатышей и достаточно высокий срок службы огнеупорной футеровки. Стаби-
лизация процесса нагрева слоя окатышей, когда в нем аккумулируется посто-
янное удельное количество тепла, способствует и более стабильной утилиза-
ции его в других зонах, что приводит к общему повышению экономичности
процесса.
В зоне обжига основное стабилизирующее воздействие осуществляется
регулятором, поддерживающим постоянную температуру в горне изменени-
ем расхода газа на горелки с одновременным регулированием соотношения
газ—воздух в целях наиболее эффективного сжигания газообразного топли-
ва. Наиболее распространенную схему регулирования выполняют таким об-
разом, что в зависимости от температуры в горне, которая контролируется
обычно с помощью двух термопар, расположенных на противоположных сто-
ронах горна, изменяется расход газа на одну из горелок, а расход на вторую
горелку автоматически дублируется. Этот контур регулирования называется
«газ—газ» и обязательно дополняется на каждой горелке регулятором соот-
ношения «газ—воздух». Описанная схема регулирования схематично показа-
на на рис. 2.99.
При расчете этой системы особое внимание должно быть уделено обеспе-
чению, по возможности, линейных характеристик органов, регулирующих расход
газа в необходимом диапазоне.
В зоне рекуперации, где заканчивается процесс обжига и дальнейшее уп-
рочнение окатышей происходит за счет переноса тепла из верхней части слоя
обожженных окатышей в нижнюю, осуществляется контроль температуры от-
ходящих газов, которая должна поддерживаться на уровне 420...500°С в газо-
воздушной камере, расположенной в конце зоны рекуперации, что соответ-
ствует температуре окатышей на границе слой-постель около 1ООО...125О°С.
При продолжительном отклонении этой температуры от установленного зна-
чения должен быть сделан анализ причин, в числе которых могут быть, прежде
всего, несоответствие между скоростью машины и приходом тепла, а также
такие, как отклонение влажности сырых окатышей, изменение их крупности,
неравномерность укладки на обжиговые тележки и ряд других. В зоне рекупе-
рации автоматически поддерживается давление на уровне 20950 Па.
254
Рис. 2.98. Схема автоматического регулирования режима в зоне сушки
(а — обжиговая машина)
Газ Воздух
Газ Воздух
Рис. 2.99. Система регулирования температуры горна
Несмотря на применение описанных и других систем регулирования, ре-
жим обжига практически на всех фабриках протекает недостаточно стабильно.
Например, на рис. 2.100 показаны диаграммы записи типичных колебаний
ряда основных параметров в течение одной смены работы машины ОК-520 в
автоматическом режиме. Как видно из диаграмм, основным возмущением яв-
ляется расход сырых окатышей и связанное с ним изменение скорости маши-
ны с целью поддержания стабильности высоты слоя. Наибольшие отклонения
от установленного режима наблюдаются в зонах сушки подогрева, а также в
начале зоны обжига, о чем свидетельствуют колебания температуры в соответ-
ствующих газовоздушных камерах. К концу ленты неравномерность процесса
сглаживается, однако полностью не устраняется и как бы переходит в некон-
тролируемую область качественных показателей, которая проявляется затем
255
Рис. 2.100. Диаграммная запись основных параметров работы обжиговой машины ОК-520.
Цифры у кривых соответствуют номерам газовоздушных камер
при механических испытаниях окатышей. В связи с этим возникает задача
изыскания путей для дальнейшей стабилизации процесса обжига.
В этом направлении возможны частные решения, такие, как повышение
стабильности качества сырых окатышей и производительности окомковате-
лей. Возможно также дооборудование машин устройствами, которые будут
снижать влияние неравномерности нагрузки по окатышам (например конвей-
ер-накопитель).
6.2. Автоматизация горелок
обжиговых машин
Конвейерные обжиговые машины оборудуют значительным количеством
горелок, контроль работы которых, и особенно розжиг, являются трудоемкой
и ответственной задачей. Самопроизвольное погасание пламени или подача
газа без его воспламенения могут привести к хлопкам и даже взрывам. Поэто-
му при эксплуатации горелок необходимо обеспечить решение следующих двух
основных задач: во-первых, надежный контроль подачи и устойчивого горе-
ния топлива и, во-вторых, воспламенение топлива при розжиге.
Розжиг горелок производится в следующем порядке: сначала с помощью
запального устройства зажигается растопочный факел, от которого затем вос-
пламеняется топливо, подаваемое в основную горелку. Запальник (рис. 2.101)
256
Рис. 2.101. Запальник и индикатор
наличия пламени: / — электрод;
2 — корпус; 3 — изоляция; 4 — ионизаци-
онный электрод; 5 — индикатор пламени;
Г — горелка; Т — высоковольтный
трансформатор
представляет собой электрод, на кото-
ром образуется искровой разряд в мо-
мент подачи высокого напряжения. Од-
новременно с подачей напряжения сра-
батывает отсечной вентиль, газ поступа-
ет в межэлектродный промежуток и про-
исходит его воспламенение. Для обеспе-
чения контроля зажигания факела за-
пальника имеется изолированный от зем-
ли электрод ионизационного датчика.
При наличии факела сопротивление
между ионизационным электродом и
«землей» снижается и срабатывает реле,
подающее соответствующий сигнал.
Конструктивно запальник должен
быть выполнен таким образом, чтобы
обеспечить достаточно высокую проч-
ность изоляции электрода при высокой
температуре. После воспламенения факела запальника осуществляется подача
газа и воздуха в основную горелку. При этом необходимо обеспечить надеж-
ный контроль зажигания и устойчивого горения газа в рабочем пространстве
(горне) обжиговой машины. Для обеспечения равномерного нагрева и обжига
окатышей по ширине машины горелки обычно располагаются друг против
друга с некоторым смещением, а расстояние между ними выдерживают таким,
чтобы факел не зажигался соседней горелкой. После кратковременных оста-
новок обжиговой машины разжигать горелки можно и без специального за-
пальника от температуры раскаленных стенок горна, но в этом случае необхо-
дим надежный контроль наличия пламени при подаче на них газа.
Задача обеспечения надежной индикации наличия пламени перед горел-
кой является довольно сложной и ответственной. В настоящее время практи-
чески нет типовых однозначных решений этой задачи. В процессе их решения
у нас и за рубежом разработаны различные методы индикации пламени и сред-
ства для их реализации, перечень которых приведен в табл. 2.27.
Методы и средства индикации пламени горелки
Таблица 2.27
Характеристика способа Чувствительный элемент
Прямой метод
Инфракрасное излучение Ультрафиолетовое излучение Ионизация пламени Спектральная характеристика Фотоэлемент, фоторезистор, фотодиод Ионизационная лампа, фотоэлемент Высокотемпературные электроды Спектрометр
Косвенный метод
Состав газовой фазы Искусственная окраска пламени Аэродинамические характеристики Газоанализатор Светофильтр с фотодатчиком Дифманометр, напорная трубка
257
В последнее время наибольшее распространение получают индикаторы
наличия пламени, контролирующие зажигание газа с помощью ионизацион-
ных ламп или фотоэлементов. Более сложно решаются вопросы автоматичес-
кого розжига и контроля работы горелок на мазутном топливе, что связано с
трудностью воспламенения мазута. Для его воспламенения могут быть исполь-
зованы запальники на газе или, например, керосине, которые, однако, не обес-
печивают достаточно высокой надежности горения мазута. В последние годы
разрабатываются запальники с использованием зажигания, обеспечивающие
большую надежность розжига мазутного факела; такие схемы автоматического
управления и контроля при использовании мазута в связи с увеличением ко-
личества единиц запорной арматуры и ее конструктивными особенностями
являются более сложными.
Система автоматического управления должна получать полную информа-
цию как о подаче топлива, его воспламенении и горении, так и о состоянии
исполнительных механизмов и арматуры; оперативный персонал должен по-
лучать информацию о работе каждой горелки и всей системы управления.
6.3. АСУ ТП фабрики производства окатышей
На рис. 2.102 представлена структура АСУ ТП (автоматизированная систе-
ма управления технологическим процессом) фабрики окомкования. Непос-
редственное оперативное руководство производством осуществляет диспетчер
фабрики с помощью вычислительного комплекса, основой которого является
управляющая вычислительная машина УВМ. Управление основными техно-
логическими участками фабрики ведут с соответствующих операторских пун-
ктов ОП при помощи локальных систем контроля и автоматического регули-
рования процессов. Вычислительный комплекс фабрики связан с автоматизи-
рованной системой управления предприятием (комбинатом, заводом) АСУП.
АСУ ТП окомкования предназначена для выполнения информационных,
советующих и управляющих функций, причем роль и доля последних должны
постоянно увеличиваться. Информационные и советующие функции АСУ ТП
состоят в сборе, регистрации и первичной обработке параметров, характе-
ризующих ход технологических процессов и состояние оборудования. Сюда
же относят диагностику и прогнозирование хода процессов, а также опера-
тивное отображение информации и выдачу рекомендаций обслуживающему
персоналу. Управляющие функции АСУ ТП состоят в стабилизации, регу-
лировании и оптимизации отдельных технологических процессов и процес-
са окомкования в целом.
В соответствии с выполняемыми функциями АСУ ТП окомкования струк-
турно выполняют в виде иерархической системы. Такое строение системы обес-
печивает ее повышенную устойчивость к внешним возмущениям и позволяет
локализовать конфликты, возникающие внутри системы. Низшей ступенью
(нулевым уровнем) АСУ ТП является комплекс локальных систем контроля и
автоматического регулирования. Более высокими по иерархии ступенями яв-
ляются соответственно информационная и управляющая подсистемы АСУ ТП.
258
Локальные системы контроля и регулирования
Рис. 102. Структура АСУ ТП фабрики окомкования
АСУ ТП имеет информационное, математическое и техническое обеспече-
ние. Основной задачей информационного обеспечения является измерение,
регистрация, передача, обработка, хранение и выдача технической и экономи-
ческой информации. Информационное обеспечение предусматривает ввод в
вычислительную машину предварительно формализованных и однозначно
представленных данных о состоянии технологических процессов и переработ-
ку этих данных в соответствии с определенной программой и алгоритмами, а
также представление обработанной информации в виде производственных до-
кументов.
На рис. 2.103 представлена частичная схема потоков информации фабрики
окомкования. Информация, поступающая диспетчеру фабрики от УВМ, обес-
печивает ему возможность осуществлять оперативную координацию работы
технологических участков и контролировать ход выполнения сменных зада-
ний участками и фабрикой в целом. Информационные потоки между диспет-
черским пунктом фабрики и вычислительным комплексом включают инфор-
мацию, вводимую в УВМ для АСУ ТП /, необходимую для решения техноло-
гических задач 2, поступающую из УВМ для диспетчера 3 и поступающую на
цифропечать 4. Последний из указанных потоков содержит данные о технико-
экономических показателях работы отдельных участков и фабрики, результа-
ты экспресс-анализов, значения удельных (на тонну концентрата и на тонну
обожженных окатышей) расходов компонентов шихты и данные о выполне-
нии плана и отгрузки окатышей за смену. Информационные потоки между
УВМ и операторским пунктом участка окомкования и обжига содержат ин-
формацию о параметрах технологических процессов, вводимую в УВМ, и уп-
равляющие сигналы, поступающие от УВМ в локальные системы регулирова-
ния 5; информацию, поступающую от УВМ для оператора 6; данные о расходе
259
компонентов шихты; параметры температурного и вакуум-дутьевого режимов
процесса обжига окатышей; сводку показателей работы за смену 7, выводимых
на цифропечать.
Рис. 2.103. Частичная схема потоков
информации фабрики окомкования
Математическое обеспечение АСУ ТП включает алгоритмы управления и
обработки технологической и экономической информации, а также программное
обеспечение. Алгоритмическое описание предусматривает оптимальную реа-
лизацию отдельных функций АСУ ТП и ее функционирования в целом. Алго-
ритмизация технологических процессов представляет собой создание матема-
тического описания (математической модели) объекта и последовательности
математических и логических операций для решения задач управления. Про-
граммное (стандартное и прикладное) обеспечение предназначено для осуще-
ствления алгоритмов функционирования АСУ ТП. Стандартное программное
обеспечение является принадлежностью вычислительной машины, и его ис-
пользуют для автоматизации программирования, отладки программ управле-
ния, выпуска рабочей и отчетной документации. Прикладное (функциональ-
ное) программное обеспечение представляет собой совокупность программ для
реализации функций АСУ ТП в сочетании с конкретным технологическим
объектом.
Техническое обеспечение АСУ ТП представляет собой комплекс техничес-
ких средств, состоящий из периферийных устройств для сбора информации
(датчиков и устройств ручного ввода сигналов), средств хранения, обработки,
передачи и отображения информации, локальных систем автоматического ре-
гулирования и средств вычислительной техники.
Если фабрика окомкования или аглофабрика является относительно само-
стоятельным предприятием, то в целом АСУ фабрикой выполняют в составе
двух подсистем. Одной из них является АСУ ТП, а другой — автоматизирован-
ная система оперативного управления производством АСОУП. Функции со-
стоят в накоплении, обработке и анализе документальной технико-экономи-
260
ческой информации и выработке решений по оптимальному управлению орга-
низацией производства. Основными задачами АСОУП являются оперативный
анализ технико-экономических показателей работы фабрики в течение смены,
суток, месяца и года, оценка затрат на производство и себестоимость продук-
ции, а также календарное планирование. С помощью указанных подсистем в
АСУ фабрики в реальном масштабе времени осуществляется общесистемная
организация решения задач комплексного управления технологическим про-
цессом и производством в целом. Обе подсистемы связаны между собой ин-
формационно и аппаратурно-программными средствами, т. е. в целом образу-
ют интегрированную АСУ фабрикой.
261
Приложение
ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ
ОБЖИГОВЫХ ТЕЛЕЖЕК *
Проектные технологические режимы обжига окатышей
и температурная нагруженность колосников
и корпусов тележек
Технологические режимы обжига окатышей
Для формирования необходимых показателей качества готовых окатышей
требуются различные уровни нагрева и продолжительность выдержки слоя при
высоких температурах. Теплотехнический расчет машин предполагает получе-
ние таких данных и выдачу их машиностроителям в техническом задании [31].
Теплопотребление и условия термообработки слоя обжигаемых окатышей
могут характеризоваться суммарным параметром Er, • т„ где /, — уровень тем-
пературы на границе «слой—постель» на /*-м участке рабочей длины машины,
т, — продолжительность сохранения температуры на уровне
Параметр Ег, • т„ рассчитанный по термограмме для горизонта «постель—
колосники» вместе с максимальной температурой определяет уровень тепло-
вого воздействия на колосники и корпуса тележек.
В качестве примера можно представить описание термограммы обработки
слоя окатышей на машине ОК-2-520/536 Костомукшского ГОКа при произ-
водстве неофлюсованных окатышей. Максимальная температура в горне, рав-
ная 135О°С, сохраняется на протяжении девяти газовоздушных камер (ГК), на
границе «слой—постель» 1300°С сохраняется на одной-двух ГК, на границе
«постель — колосники» температура 1180°С достигается к концу зоны рекупе-
рации и сохраняется на половине ГК. Температура отходящих газов в зоне
* Глава составлена по монографии Оленевой В. А. «Расчеты и исследования прочности кон-
вейерных тележек агломерационных и обжиговых машин», НИИТяжмаш ПО «Уралмаш», Екате-
ринбург: 1992, с. 112.
262
рекуперации по предварительным оценкам равна 690°С. Эти термограммы
получены при скорости ленты 3 м/мин, высоте слоя сырых окатышей 300 мм,
постели 100 мм, уровне серы в сырых окатышах 0,7%. Разрежение в ГК в зонах
обжига — 7000 Па.
Обобщенный параметр термообработки слоя для этого режима составил
17160°С*мин. На границе «постель — колосники» для тех же условий пара-
метр Ег, • т, равен 10400°С • мин. Определены обобщенные проектные парамет-
ры термообработки слоя и нагрева колосников на обжиговых машинах ПО
«Каратау», КГОКОРа, Михайловского и Качканарского ГОКов, Ермаковского
химзавода, Северного и Центрального ГОКов.
На рис. 1 приведены расположенные по возрастанию значения параметра
Ег, • т, для колосников обжиговых машин различных комбинатов.
Из этих данных следует, что наиболее тяжелым режимом для оборудования
является режим на Качканарском ГОКе (проектный). Затем следует режим на
машинах ПО «Каратау» и реальный режим на машинах Костомукшского ГОКа.
Наименее термонапряженным режимом обжига являются режимы на СевГОКе
и ЦГОКе, а также на КГОКОРе.
Из всего ряда технологических режимов по тяжести воздействия на обору-
дование при одинаковой постели 100 мм и проектной производительности
машин можно выделить следующие три диапазона:
диапазон I (Е/, • т, < 10000°С • мин),
диапазон II (10000 < Е/, • т, < 15000°С • мин),
диапазон III (Er, • т, > 15000°С • мин).
При такой систематизации обжиговые машины ОК-228 Качканарского ГОКа
попадают в диапазон III, Костомукшского ГОКа и ПО «Каратау», Ермаковс-
кого завода и Михайловского ГОКа — в диапазон II, КОГКОРа, ЦГОКа, Сев-
ГОКа — в диапазон I.
Рис. 1. Обобщенный параметр I/, • т, на уровне колосников для обжиговых машин различных
комбинатов: 1 — СевГОК, 2 — ЦГОК; 3 — КГОКОР; 4 — Ермаковский ХЗ; 5 — МихГОК;
6 — ПО «Каратау»; 7 — КачГОК
263
Как показала практика, параметры реального режима обжига окатышей
могут отличаться от проектных; естественно, могут быть и другие значения
параметра Е/, • т,. На машине ОК-2-520/536 Костомукшского ГОКа основное
отличие реальных параметров от расчетных относится к разрежению в ВК,
которое в реальных условиях составило не более 4000 Па против 7000 Па по
проекту. Это связано с большей, по сравнению с принятой в расчетах, газо-
проницаемостью слоя. В результате этого температура отходящих газов в ГК
зоны рекуперации была равна 55О...58О°С. Требуемое качество окатышей на
границе «слой—постель» обеспечивалось при температуре 1170...1180°С. Пара-
метр Ег, • т, для слоя составил 12615°С • мин.
С переходом на производство офлюсованных окатышей реальный техно-
логический режим обжига был дополнительно изменен с тем, чтобы исклю-
чить спеки на верхнем его горизонте. Температура в горне снижена до
1300...1280°С, а для сохранения необходимых условий формирования качества
окатышей увеличена подача топлива в зону подогрева и снижена скорость
ленты. Обобщенный параметр Ег, • т, для этого режима составил 11000°С * мин,
что ниже, чем при производстве неофлюсованных окатышей.
Сопоставление приведенных данных для проектного и реальных режимов
обжига окатышей в условиях Костомукшского ГОКа показывает, что на прак-
тике требуемое качество окатышей достигнуто при меньшей тепловой интен-
сивности обработки слоя. Это необходимо учитывать при анализе фактичес-
кой стойкости обжиговых тележек.
Прочность корпусов обжиговых тележек
в проектных режимах обжига
С использованием методик, изложенных в монографии, и исходных дан-
ных по термообработке слоя, содержащихся в технических заданиях на проек-
тирование, проведены расчеты температурных полей и напряжений в балках
корпуса тележек обжиговых машин.
На рис. 2 приведено изменение максимальной температуры колосников,
крайних и средних балок тележек в зависимости от обобщенного параметра
Ег, • т, (граница «постель—колосники»). Расчетная максимальная температура
колосников и средних балок хорошо коррелируется с обобщенным парамет-
ром Е/, • т,.
Крайние балки, имеющие различную защищенность полок головками ко-
лосников, на различных машинах нагреваются по-разному, и их температура в
большей степени зависит от температуры нижнего слоя постели, чем у сред-
них балок.
Наибольшие температуры, 600°С в средних и 700°С в крайних балках, по-
лучены для машин ОК-228 КачГОКа. Расчетная оценка по проектным режи-
мам обжига и последующая эксплуатация машин подтвердили необходимость
применения для машин ОК-228 материала повышенной жаропрочности.
В обжиговых машинах, предназначенных для производства окатышей, тре-
бующих для формирования нужного качества значений параметра Ег, • т, <
10000°С • мин., ожидается температура на верхних полках в крайних балках не
более 500°С, в средних — 400°С.
264
900
Параметр It • т, • 10-3, °C • мин
Рис. 2. Изменение температуры колосников (♦), средних (о) и крайних (х) балок в зависимос-
ти от параметра Е/, • т„ А — крайние балки, закрытые колосниками
Таким образом, в корпусах обжиговых тележек машин, работающих в раз-
личных режимах, классифицированных по параметру Z/, • х„ в балках, полно-
стью закрытых головками
колосников, ожидаются следующие уровни макси-
мальных температур:
Z/, • х, < 10000
10000 < Zr, • х, < 15000
15000 < Zr, • х, < 20000
t6 = 400°С
t6 = 520°С
t6 = 630°С
На рис. 3 приведено распределение температуры в крайних и средних бал-
ках корпуса тележки обжиговой машины ОК-2-520/536 КостГОКа в проект-
ном режиме обжига безосновных окатышей. Эпюры соответствуют времени
их наибольшего нагрева. Здесь же даны соответствующие этим полям расчет-
ные температурные напряжения по сечению балок. Механические напряже-
ния в балках тележек этой машины составили порядка 10 Н/мм2.
С использованием специальной программы для расчета стержневых сис-
тем определены изгибающие моменты и нормальные усилия в балках корпуса
от реальных значений параметров ДГ2 и Д/3, которые характеризуют неравно-
мерность нагрева элементов корпуса.
Расчет всех составляющих напряженно-деформированного состояния ба-
лок тележки на примере обжиговой машины ОК-2-520/536 показал, что ос-
новной вклад в напряженное состояние вносят напряжения, обусловленные
параметром ДГЬ Дополнительно в конструкции корпуса возникают напряже-
ния от неравномерного нагрева по ширине (ДГ2) и длине (Д/3), величина кото-
18 Э-437
265
рых достигает примерно 20% от уровня напряжений от Д/ь Эти дополнитель-
ные напряжения могут догружать участки балок или разгружать их в зависи-
мости от знака Д/2 и Д/3. Наиболее нагружены сечения у бортов тележки.
-122
Рис. 3. Распределение температуры и напряжений в балках тележки машины ОК-520/536
КостГОКа. Проектный режим
В табл. I приведены обобщенные данные по максимальной температуре,
уровню механических и температурных напряжений в крайней и средней бал-
ках, обусловленному неравномерным распределением температуры по сече-
нию, т. е. параметром ДГЬ для различных машин. Здесь же даны коэффициен-
ты запаса прочности балок по термоусталостному разрушению.
266
Таблица 1
Параметр ОК-520/536 КостГОК ОК-228 КачГОК ОК-324 ЦГОК ОК-520 ПО «Каратау»
Крайняя балка Средняя балка Крайняя балка Средняя балка Крайняя балка Средняя балка Крайняя балка Средняя балка
Максимальная температура, °C 618 432 675 585 376 295 572 446
о,„, Н/мм2 ±8 ±10 ±10,5 ±14 ±15 ±20 ±8 ±10
о , Н/мм2 -527 -122 -411 -73 -288 -58,5 -391 -76,5
Коэффициент запаса прочности 0,9 6,5 0,78 8,1 1,56 8,05 1,71 12,9
Основной результат, полученный расчетом применительно к проектным
режимам, показывает, что элементы корпуса нагружены неравномерно. Наи-
более слабым элементом корпуса во всех машинах являются крайние балки.
Здесь реализуются наибольшие температуры, а также наибольший уровень тем-
пературных напряжений. Коэффициент запаса прочности в средних и край-
них балках тележки отличается на порядок. Коэффициенты запаса прочности
корпусов в различных машинах могут отличаться в 2 раза.
Исследование путей снижения
неравномерности нагрева корпусов тележек
Влияние параметров колосников
на нагрев и уровень напряжений в корпусе
Оптимизация конструктивных решений корпусов тележек должна быть на-
правлена на выравнивание температурного поля по элементам, устранение сла-
бых звеньев в тележке и выравнивание коэффициентов запаса прочности в работе
машин при производстве окатышей в различных технологических режимах.
Наиболее эффективным путем устранения слабого звена в тележке и сни-
жения максимальной температуры в корпусе является устранение участков
полок балок, не защищенных колосниками.
Расчеты для тележек ряда обжиговых машин показали, что полное пере-
крытие полок балок колосниками дает снижение температуры в крайних бал-
ках на 100— 150°С, а температурных напряжений в 2...2,5 раза.
В табл. 2 даны результаты расчетов, выполненных на стадии проектирова-
ния машин ОК-228, ОК-520/536, ОК-108, ОК-324Ц, в которых отражено ко-
личественное влияние колосников на нагрев и уровень температурных напря-
жений в крайних балках корпуса.
В итоге получено, что за счет увеличения головки колосников таким обра-
зом, чтобы полка крайней балки оказалась полностью закрытой колосниками,
267
максимальная температура в корпусе тележек может быть снижена для маши-
ны ОК-2-520/536 на 155°С, для ОК-228 - на 35°С, для ОК-324Ц - на 87°С,
для ОК-108 — на 95°С.
Таблица 2
Машина Высота головки колосника Степень перекрытия полки t , °C о , Н/мм2 течп *
ОК-228 28 неполное 675 -402
40 неполное 667 -421
28 полное 575 -212
40 полное 535 -180
ОК-2-520/536 33 полное 463 -214
33 неполное 618 -527
ОК-324Ц 28 неполное 375 -270
28 полное 290 -115
ОК-108 33 неполное 440 -292
33 полное 337 -85
Величина температурных напряжений в крайних балках при этом снижается
в 2...2,5 раза, а коэффициенты запаса прочности увеличиваются в 2,5...3 раза.
Увеличение массивности колосников, в частности увеличение высоты го-
ловки, благоприятно сказывается на снижении общего нагрева корпусов. Прак-
тически имеется линейная связь между высотой головки колосников и степе-
нью снижения температуры корпуса: на 1 мм увеличения высоты головки ко-
лосника приходится 2,5°С снижения температуры корпуса.
Следует дополнительно оговорить, что такое снижение тепловой нагружен-
ное™ корпусов будет иметь место только при полном перекрытии полок колос-
никами. При наличии открытых участков полок увеличение массивности ко-
лосников оказывает вредное влияние, так как при этом увеличивается перепад
температуры по ширине полки между открытыми и защищенными участками
полки и, соответственно, увеличиваются температурные напряжения.
Так, в машине ОК-228 с увеличением высоты головки с 28 до 40 мм без
полного перекрытия полок расчетная максимальная температура открытых
участков составляет 675 и 667°С соответственно, а перепад по ширине полки
возрастает со 100 до 130°С, что в свою очередь приводит к повышению напря-
жений в крайней балке с 402,5 Н/мм2 до 421,5 Н/мм2, несмотря на отмеченное
выше снижение максимальной температуры по верху балки.
Эффект снижения температуры в крайних балках подтвержден экспери-
ментально при испытании на заводском испытательном стенде ОАО «Урал-
маш» опытных конструкций балок для машины ОК-2-520/536, а также во вре-
мя испытания машины ОК-228 № 1 на Качканарском ГОКе.
Таким образом, применение в конструкциях обжиговых тележек полного
перекрытия балок колосниками является целесообразным и необходимым. При
268
этом появляется дополнительный фактор снижения нагруженности корпусов
за счет высоты головок колосников.
Единообразие колосников может быть достигнуто двумя путями:
— за счет изменения расстояния между балками и уширения полки средней
балки (рис. 4, а), при этом порядок укладки колосников также должен
быть определенным: удлиненные головки располагаются на крайних и тре-
тьей балках;
— за счет определенной укладки колосников, как показано на рис. 4, б. При
этом конструкция корпуса остается неизменной.
26
69
674
337
288
__। № в оу ь
—"Я//57—\g\pb/—
103
112
35
216
69
311
26
320
35
320
148
а
69
35
69
Рис. 4. Предлагаемые варианты защиты верхних полок балок
асимметричными колосниками
269
Влияние параметров сечения балок на прочность корпуса
В практике создания обжиговых и агломерационных конвейерных машин
утвердился цельный корпус с профилем средних балок двутаврового типа, край-
них — с усеченными наружными частями верхних и нижних полок.
Высота подколосниковых балок выбирается исходя из уровня механичес-
ких напряжений, обусловленных собственным весом тележки, слоя окатышей
и колосников, а также давления фильтрующихся через слой горновых газов.
Уровень напряжений ограничивается 25,0 Н/мм2. Высота подколосниковых
балок выбирается по соотношению:
и 400 • /
" =
где / — момент инерции сечения;
q — распределенная нагрузка по длине 7 балок.
Однако выбранная таким образом высота не является оптимальной с точки
зрения величины температурных напряжений, обусловленных неравномерным
нагревом балок по сечению. Уровень температурных напряжений возрастает с
увеличением высоты сечения.
Расчеты температурных полей и напряжений в балках корпуса тележки
машины ОК-228 показали, что изменение высоты балок с 360 мм до 500 мм
повышает уровень температурных напряжений на 30%. Таким образом, для
снижения уровня температурных напряжений следует стремиться к снижению
высоты сечения балок. Однако уменьшение высоты балок следует проводить
также с учетом максимальных температур в корпусе и уровня возможных оста-
точных деформаций балок. На рис. 5 дано изменение остаточного прогиба
Высота сечения, мм
Рис. 5. Изменение остаточного прогиба балки тележки в зависимости от высоты сечения при
различной максимальной температуре полки: / — tMaKC = 750°С, 2 — tMdKt = 660°С, 3 — tMaKt = 580°С
270
(ВЛ), в зависимости от высоты сечения балок при различных температурных
полях с максимальной температурой по верхнему поясу 580, 660 и 750°С. Из
графиков видно влияние максимальной температуры на уровень остаточного
прогиба балок, накопленного за расчетное время высокотемпературной вы-
держки 5 часов. При максимальной температуре 580°С остаточный прогиб ба-
лок из стали 15X11МФБЛ практически не образуется. При температурах 660°С
и выше оценку корпусов следует вести с учетом остаточного прогиба балок.
Зависимость остаточного прогиба балок для тележек шириной 4, 3 и 2 м
при tMaKC = 750°С даны на рис. 6. Из скорости накопления остаточного прогиба
вытекает, что для тележек шириной 4 м предельная высота балок должна быть
ограничена снизу 400 мм, а для тележек с шириной ленты 2 и 3 м высота балок
должна быть не менее 250 и 300 мм соответственно.
Рис 6. Изменение остаточного прогиба балки в зависимости от высоты сечения для различной
ширины тележки при t4aKl = 750°С: / — £ = 4м, 2 — £ = 3м,5—L = 2m
Такой подход к выбору высоты балок должен применяться для режимов с
обобщенным параметром нагрева Ег, • т, более 15000°С • мин. В таких режимах
температура корпуса ожидается около 660°С и для его изготовления требуются
материалы повышенной жаропрочности и жаростойкости.
В режимах с Ег, • т, < 10000°С • мин температура корпуса ожидается не
более 500°С, и явление ползучести в низколегированных (НЛ) и высоколеги-
рованных (ВЛ) материалах, применяемых для изготовления корпусов в на-
стоящее время будет проявляться в меньшей степени. Высота корпуса может
выбираться, исходя из уровня коэффициента запаса прочности по термоуста-
лостному разрушению, с учетом механических и температурных напряжений.
Так, для тележек с шириной ленты 2 м высота сечения балок составит для
таких режимов около 250 мм.
Оценка влияния высоты полки на напряженное состояние средней балки
тележки иллюстрируется результатами расчета для машины ОК-520/536 ПО
271
«Каратау». Расчетами установлено, что, изменяя толщину полки, можно снизить
температуру и напряжения в балках тележки. Но с увеличением высоты полки
эффект уменьшается. Так, если с увеличением высоты полки от 41 до 57 мм
напряжения уменьшаются со 145 до 76,5 Н/мм2 (в 1,9 раз), то дальнейшее увели-
чение полки до 70 мм (на 13 мм) дает снижение напряжений только на 10%.
Поэтому увеличение полки более 57 мм нецелесообразно. Поскольку тол-
щина полки оказывает влияние на уровень напряжений и нагрев, одновремен-
но изменяя момент инерции сечения и металлоемкость корпуса, то высоту
полки следует использовать как изменяемый параметр при создании конст-
руктивного ряда обжиговых тележек.
На примере корпуса тележек машины ОК-520/536 ПО «Каратау» исследо-
вано влияние ширины полки и толщины стенки на его прочность. Расчетом
получено, что при исследовании полок шириной от 105 до 145 мм нагрев бал-
ки изменяется на 5%, а коэффициент запаса прочности на 6%.
С точки зрения параметра, регулирующего термопрочность корпуса, ши-
рину полки можно не учитывать. Этот результат аналогичен данным для теле-
жек агломерационных машин.
Влияние толщины стенки балок на нагрев и напряженное состояние кор-
пуса тележки оценивалось при толщине 28 и 48 мм. Результаты расчетов пока-
зывают, что этот конструктивный параметр существенно влияет на распреде-
ление температур по сечению балок. При толщине стенки 28 мм происходит
больший ее прогрев, чем при толщине 40 мм, вследствие чего происходит
уменьшение нелинейности температурной кривой и снижение уровня темпе-
ратурных напряжений как в наиболее нагретой точке, так и по всему сечению.
Поэтому толщина стенки должна выбираться минимальной исходя из техно-
логических возможностей изготовления литых корпусов.
Исследование способа снижения напряжений в раме корпуса
Основной вклад в уровень напряжений в корпусе вносят напряжения о(ДГ|)
от неравномерного нагрева сечений несущих элементов по их высоте. Наи-
большие напряжения возникают, как правило, в крайних балках, которые из-
за формы сечения и избыточного нагрева нагружены существенно выше, чем
средние. Например, в машине ОК-228 № 1 Качканарского ГОКа в максималь-
но нагруженной точке крайней балки (наружный угол верхней полки) в ряде
опытов расчетное напряжение о(Д/|) достигало 554 Н/мм2 с коэффициентами
запаса прочности по термоусталости 1,45.
Величина дополнительных составляющих напряжений До = о(Дг2) + о(Д/3)
по абсолютной величине несколько ниже, чем о(ДЛ), но в зависимости от
знака параметров ДГ2 и Д/3, которые изменяются по мере продвижения обжиго-
вой тележки по рабочей ветви машины, опасная точка сечения в крайних бал-
ках может либо догружаться на величину До, либо разгружаться.
Обработка экспериментального материала показала, что параметр Д/3 все-
гда положителен, так как ребра нагреваются больше бокового ригеля корпуса,
который соприкасается с выступающей в окружающее пространство боковой
частью тележки. Реальные значения параметра Д/3 составляют 30...200°С.
272
Параметр ДГ2 может быть как положительным, так и отрицательным (Д/2 счита-
ется положительным в том случае, когда среднеинтегральная температура край-
ней балки выше, чем средней). Такая неопределенность знака Дг2 связана с
наличием зазора на стыке тележек, величина которого может быть разной.
Реальные значения Д/2 лежат в пределах ±50°С.
Результаты расчета составляющих ДГ2 и ДГ3 для нескольких конструкций
корпуса отражены в табл. 3, откуда видно, что наибольшие сжимающие на-
пряжения, вызванные неодинаковым нагревом элементов корпуса, реализу-
ются в начале участка 1—6 и в конце участка 39—47, т. е. на участках крайних
балок, примыкающих к боковому ригелю (см. расчетную схему рис. 7). В силу
кососимметричности конструкции такие же напряжения будут соответственно
в конце участка 46—51 и в начале участка 5—13. Суммарные значения напря-
жений оЕ на участках 1—6 и 39—47 при параметрах Д/2 = — 30°С и Дг3 = 200°С
равны соответственно 109,2 и 112 Н/мм2, что составляет приблизительно 20%
от уровня о(Дб) и является существенным в формировании суммарных напря-
жений в балках.
Рис. 7. Расчетная схема корпуса тележки исходного конструктивного варианта
и варианта с разрезами А ригелей 1—5, 47—51 для температурного воздействия Дг2 и Дг3
Сечение 1-1
F = 238.9 см2
J2 = 1053.3 см4
Jx = 53156 см4
Сечение 11—11
F = 296.5 см2
J2 = 2338 см4
Jx = 77278 см4
Сечение Ill-Ill
F = 129.6 см2
Л = 453,3 см4
Jx = 7803,5 см4
Сечение IV—IV
F = 164,5 см2
J2 = 693 см4
Jx = 7049,1 см4
273
Таблица 3
Тип конструкции Элемент.тип балки о(Д/р Д/2) Н/мм2 аг(Д1,) Н/мм2
Д'з дг2
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20
Исходная 1-6 начало кр.б. 30 -48 -36 -23 -11 1,6 14 о (ДГ.) . = 1' кр.б = -5,5 ±0,5 о (ДЛ.) , = 2 х 2'ср б = -3,8 ± 0,5
100 -73 -61 -48 -3,6 -24 -11
200 -109 -97 -23 -72 -60 -47
39-47 конец кр.б. 30 -56 -40 -25 -10 4,9 20
100 -79 -54 -49 -34 -19 -3,8
200 -ИЗ 98 -83 -68 -53 -38
6-14 начало кр.б. 30 -17 -9,4 -2,1 5.2 13 20
100 -25 -17 -10 17 25 32
200 13 20 27 35 42 49
31-39 конец кр.б. 30 -7.7 -3,2 1,3 5,8 11 15
100 5,7 10 15 19 24 28
200 25 29 34 38 43 47
7-10 начало ср.б. 30 -71 -52 -33 -14 5,2 24
100 -104 -85 66 -47 -27 -8,2
200 -151 -131 -112 -93 -74 -55
4-9 конец ср.б. 30 -34 -29 -24 -19 -14 -8,8
100 -78 -73 -68 -63 -58 -53
200 -141 -136 -131 -126 -121 -116
С клеточным расположением элементов 1-6 начало кр.б. 30 -55 -40 -25 -9,5 5,7 21
100 -77 -62 -47 32 -17 -1,3
200 -109 -94 -79 -63 -48 -33
4-9 конец ср.б. 30 -56 -43 -31 -18 5 -76
100 -97 -85 -72 -59 -47 -34
200 -157 -144 -131 -118 -106 -93
Предполагаемая (с шахматным расположением ребер и разреза- ми ригеля) 1-6 начало кр.б. 30 Использование колосников с удлиненной головкой снизит о(Д/) в крайних балках в 2 раза
100 200 разгружены
39-47 конец кр.б. 30 100
200
6-14 начало кр.б. 30 -60 -49 -37 -26 -14 -2,5 9 21
100 -56 -54 -43 -31 -19 —8,2 3.3 15
200 — 74 62 -51 -39 -28 -16 -4,9 6,6
31-39 конец кр.б. 30 -60 -48 -3,6 -24 -12 -0,3 12 24
100 -61 -49 -37 -25 -13 -1,2 11 23
200 -62 -50 -38 -26 -14 -2,4 9,5 21
4-9 конец ср.б. 30 -22 -21 -19 -18 -17 -16 -14 -13
100 -58 -57 -56 -54 -53 -52 -50 -49
200 0 -109 -107 -105 -105 -103 -102 -101
274
С точки зрения напряженного состояния проанализирована конструкция
корпуса с клеточным расположением ребер. Доля составляющих До в таком
корпусе практически такая же, что и в исходной конструкции.
Уменьшить дополнительные напряжения До в корпусе или полностью ис-
ключить их можно, снизив уровень параметров Д/2 и Д/3. Если на параметр ДГ2
можно воздействовать размерами колосников и зазором на стыке тележек, то
разность нагрева ригеля и ребер (параметр Д/3) при этом остается неизменной.
Уменьшить дополнительные напряжения в корпусе от Дг3 можно за счет
применения разрезов ригеля между балками [32]. При этом полностью разгру-
жаются наиболее нагруженные участки балок 1—6, 5—13, 39—47, 46—51 от
дополнительных напряжений Да, вызванных и параметрами ДГ2 и ДГ3.
Таким образом, полное перекрытие полок балок колосником, разрезы между
балками корпуса с обеспечением перемещения крайних балок относительно
средних по всей длине позволят существенно снизить уровень температур и
напряжений в корпусе и повысить его прочность.
Конструктивный ряд тележек для обжиговых машин
Приведенные выше исследования позволяют разработать конструктивный
ряд корпусов обжиговых тележек, имеющих уменьшенную разно напряжен-
ность корпуса и выравненные коэффициенты запаса прочности.
Изменяемыми факторами, позволяющими достичь приемлемой нагружен-
ное™ корпуса при различной технологии обжига, являются материал корпуса
и параметры сечения балок. Дополнительно в корпусе целесообразно ввести
полное перекрытие полок крайних и средних балок головками колосников,
выполнить разрезы ригеля в раме корпуса как минимум в четырех пролетах,
примыкающих к крайним балкам, сохранив при этом шахматное расположе-
ние поперечных ребер.
В зависимости от величины обобщенного параметра Е/, • т„ отнесенного к
колосникам, рекомендованы основные конструктивные характеристики кор-
пусов тележек, параметры сечений подколосниковых балок, оценен уровень
их нагрева и коэффициенты запаса прочности в корпусах тележек шириной 2,
3, 4 м. Прогнозируемый уровень нагрева элементов тележки может быть ори-
ентиром для назначения соответствующих материалов.
Полученные данные являются исходными при начале проектирования ма-
шины. После окончательного выбора параметров корпусов и других элементов
тележки и уточнения режима обжига должен проводиться поверочный расчет.
275
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИСОК
1. Ладыгичев М.Г., Чижикова В.М., Лобанов В. И. и др. Сырье для черной
металлургии. Справочник. Т.1. М.: Машиностроение 1, 2001.
2. Фастовский М.Х., Дакалов Г.В., Носовский А.А. Механическое и транспорт-
ное оборудование агломерационных фабрик. М.: Металлургия, 1988.
3. Бессараб В.Н. Проектирование и эксплуатация оборудования фабрик оком-
кования. М.: Металлургия, 1986.
4. Базилевич С. В., Бабошин В.И., Белоцерковский Я.Л. и др. Теплотехнические
расчеты агрегатов для окускования железорудных материалов. М.: Метал-
лургия, 1979.
5. Кокорин Л.К. Чашевые окомкователи нового поколения // Сталь. 2000.
№ 11.
6. Кокорин Л.К., Флягин Ю.Д., Литвинов Ю.А. и др. Окомкователь чашевый.
Св. на П.М. 13087. РФ. Б.И., 2000, № 8.
7. Кокорин Л.К. Двухслойная загрузка окатышей на обжиговую машину //
Сталь. 2000. № 11.
8. Абзалов В.М., Бойко Г.Х., Кокорин Л.К. и др. Способ сушки окатышей на
конвейерных машинах. А. Св. 1587067. СССР. Б.И., 1990, № 31.
9. Кокорин Л.К, Флягин Ю.Д. Устройство для загрузки обжиговой машины.
А. Св. 2089806. РФ. Б.И., 1997, № 25.
10. Общие правила безопасности для предприятий и организаций металлур-
гической промышленности. М.: Металлургия, 1979.
276
И. Единые правила безопасности при дроблении, сортировке, обогащении
полезных ископаемых и окомковании руд и концентратов. М.: Недра. 1978.
12. Галанов П.И., Литвинов Ю.А., Носовский А.А. и др. Способ очистки внут-
ренней поверхности барабанных окомкователей. А. Св. 423654. СССР.
Б.И., 1974, № 14.
13. Литвинов Ю.А., Носовский А.А. и др. Челноковый распределитель шихто-
вых материалов (его варианты). А. Св. 898247. СССР. Б.И., 1982, № 2.
14. Кокорин Л.К., Литвинов Ю.А., Флягин Ю.Д. Роликовый грохот. А. Св.
2118774. Б.И., 1998, № 25.
15. Фарафонов В.К., Чадов Г.А., Захаров В.Н. и др. Сталь. А. Св. 954492. СССР.
Б.И., 1982, № 32.
16. Фарафонов В.К., Рослик А.К., Чадов Г.А. и др. Сплав на основе никеля.
А. Св. 1092986. СССР. Не опубл.
17. Кокорин Л.К, Фастовский М.Х. Колосник обжиговой тележки конвейер-
ной машины. А. Св. 285940. СССР. Б.И., 1970, № 34.
18. Кокорин Л.К. Фастовский М. X. и др. Тележка конвейерной обжиговой
машиы. А. Св. 1130726.СССР. Б.И., 1984, № 47.
19. Кокорин Л.К, Бойко Г.Х., Ивин В.И. и др. Колосник для агломерационных
машин. А. Св. 1437659. СССР. Б.И., 1988, № 42.
20. Кокорин Л.К., Доронин А.Н. Поперечное уплотнение тележек конвейерной
обжиговой машины. А. Св. 1822487. СССР. Б.И., 1993, № 22.
21. Бережной Н.Н., Мерлин А.В. Машинист окомковательных и обжиговых
машин. М.: Недра. 1970.
22. Кокорин Л.К., Фастовский М.Х., Кулакова Т.А. Устройство уплотнения об-
жиговых и агломерационных машин ленточного типа. А. Св. 265Q10. СССР.
Б.И., 1970, № 11.
23. Кокорин Л.К., Фастовский М.Х. Разгрузочное устройство агломерационных
и обжиговых машин конвейерного типа. А. Св. 669166. СССР. 1979, № 23.
24. Кокорин Л.К, Столяров О.Д., Фастовский М.Х. Разгрузочное устройство
агломерационных и обжиговых машин конвейерного типа. А. Св. 1006900.
СССР. Б.И., 1983, № 11.
25. Котельников БД. Бойко Г.Х. Фастовский М.Х. и др. Конвейерная машина
для тепловой обработки рудного сырья. А. Св. 846961. СССР.
277
26. Кокорин Л.К. Крановый захват для штучных грузов. А. Св. 787336. СССР.
Б.И., 1980, № 46.
27. Кокорин Л.К Устройство для замены тележек обжиговых и агломерацион-
ных машин. А. Св. 723345. СССР. Б.И., 1980, № 11.
28. Кокорин Л.К Обжиговая конвейерная машина. П.М. 19910. Р.Ф. 2001.
29. Логачев И.Н., Черненко Л.М., Кокорин Л,К, Швецов В.Л. Обжиговая маши-
на. А. Св. 1592698. Б.И., 1990, № 34.
30. Временные положения о техническом обслуживании и ремонтах механи-
ческого оборудования предприятий системы МЧМ СССР. ВНИИчермет.
1983.
31. Статников Б.Ш. Управление рациональным использованием природного
газа на фабриках окомкования железорудных концентратов. Обзорная
информация. Вып. 6. М, 1980.
32. Бойко Г.Х., Оленева В.А. и др. Исследование допустимых режимов об-
жига окатышей по критерию прочности обжиговых тележек // Сталь.
1989. № 2.
33. Оленева В.А. Расчеты и исследования прочности конвейерных тележек
агломерационных и обжиговых машин. Екатеринбург: НИИТяжмаш, ПО
Уралмаш, 1992.
278
Кокорин Л.К., Лелеко С.Н.
ПРОИЗВОДСТВО
ОКИСЛЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ
Технология
Оборудование
Корректор С. Никитина
Верстка О. Васюхиной
Подписано в печать 05.06.04.
Формат 70x100/16. Гарнитура «Таймс».
Печать офсетная. Тираж 1000 экз.
Заказ № Э-437
Уральский центр ПР и рекламы — «Марат»
Отпечатано в типографии ГУП ПИК «Идел-Пресс»
•лном соответствии с качеством предоставленных диапозиг
420066, г. Казань, ул. Декабристов, 2