ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ 1
• Операции предварительной подготовки первичного и вторичного сырья, а также флюсов к металлургической переработке: • складирование, • усреднение, • дробление, • грохочение, • измельчение, • окускование, • сушка, • пакетирование и др. 2
• Склады могут быть открытыми и закрытыми. • Закрытые склады более дорогие, но и более эффективные при любых климатических условиях: • сокращаются потери ценных материалов, • улучшаются условия работы обслуживающего персонала, машин и оборудования. • Емкость склада выбирают из расчета 10— 20 -суточного запаса сырья. • Поступающие вагоны грузоподъемностью 62, 95, 125 т или специальные контейнеры (1, 5— 4, 0 т) разгружают в траншеи, разделенные на отсеки. • Склады закрытого типа обслуживают грейферными мостовыми кранами, бульдозерами или экскаваторами. • Склады предприятий большой производительности оборудуют специальными приемными устройствами, включающими вагоноопрокидыватель, бункера с пластинчатыми питателями. 3
Разрезы складов: а — склад, оборудованный грейферным краном; б— бункерный склад; 4
Склад концентратов с железнодорожной эстакадой: 1 — здание склада; 2 — отсеки; 3 — разгрузочная эстакада; 4 — отсек для оттаивания контейнеров; 5 — отсек для мойки контейнеров; 6 — место для порожней тары; 7 — люк для разгрузки концентратов; подаваемых автотранспортом; 8 — мостовой кран; 9 — грейферный кран; 10 — бункер концентратов; 11 — ленточный питатель; 12 — ленточный транспортер 5
• Склад шатрового типа: • 1 — транспортер; 2 — сбрасывающая тележка; 3 — бульдозер; 4 — распределительное устройство; 5 — ленточный 6 транспортер
• Бункерное оборудование состоит из собственно бункеров, бункерных затворов и питателей. • Его назначение — хранение сыпучих материалов на 8— 10 часов работы, выдача этих материалов, составление шихты по массе отдельных ее компонентов, подаваемых на сборный транспортер. • Используют бункера прямоугольной, круглой и корытообразной формы. • Бункер увеличенной высоты называют силосом; его изготавливают из металла или железобетона. • Металлические бункера имеют небольшую массу, они просты в изготовлении и монтаже. При хранении влажных материалов они быстро корродируют. • Железобетонные бункера долговечны и стойки по отношению к влаге, но имеют большую массу и дороже металлических. • Наиболее рациональны комбинированные бункера, имеющие стальной каркас, выложенный изнутри железобетонными плитами. • Бункерные затворы служат для закрывания и открывания выпускных отверстий бункеров, для потока сыпучего материала. • Привод затворов — электромеханический, гидравлический или пневматический. 7
8
• Питатель — подбункерная транспортирующая машина, предназначенная для выдачи сыпучих материалов непрерывно или порциями в заданном количестве. • Известны различные конструкции питателей; их тип выбирают с учетом характеристики материала, производительности, точности дозировки, конструкции бункера. • Ленточные питатели используют для выдачи сухих материалов с крупностью кусков до 100 мм и насыпной массой до 2, 6 т/м 3. Ширина ленты 400— 1200 мм, ее скорость 0, 02— 1, 3 м/с, производительность питателя до 450 т/ч. 9
Питатели шнековые • • Питатели шнековые с ворошителем ПШ применяются для непрерывного и равномерного транспортирования и дозирования сыпучего сырья в различных технологических процессах, а также возможно применение в процессах перемешивания материалов. Бункер шнекового питателя оснащен ворошителем материала, основной задачей которого является исключение залегания материала. Следует отметить, что влажность исходного материла не должна превышать 8%. Современные питатели шнековые с ворошителем просты в обслуживании, не имеют наружных двигающихся частей механизма. При этом нормы эксплуатации питателя допускают возможность изменения частоты вращения вала двигателя для варьирования дозировки сырья, исходя из технологии. Частота вращения вала двигателя может изменяться от 20% до 110% от номинальной. 10
• Пластинчатые питатели предназначены для работы в особо тяжелых условиях (крупнокусковый, горячий материал). • Выпускают с шириной полотна (пластины) 800, 1000, 1200, 1500, 1800, 2400 и длиной 2— 18 м, имеют скорость 0, 02— 0, 4 м/с, производительность до 2000 т/ч, угол наклона к горизонту до 28°. Пластины изготавливают из стального листа толщиной 3— 5 мм. 11
• Дисковые питатели предназначены для выдачи из бункеров среднекусковых и зернистых материалов крупностью до 150 мм и плотностью до 2, 5 т/м 3. • Рабочий орган питателя — горизонтальный вращающийся диск, ось которого совпадает с центром выпускного отверстия бункера. • Питатели бывают двух типов: тяжелый (ДТ) — для кусковых материалов плотностью более 1, 8 т/м 3 и легкий (ДЛ) — для порошкообразных и зернистых крупностью до 3 мм и плотностью ниже 1, 8 т/м 3. • Частота вращения диска 4— 22 мин-1, максимальная производительность 900 т/ч. • 1 – бункер; 11 – винтовое регулировочное устройство; 12 – диск; 13 – нож. 12
• Барабанные питатели применяют при загрузке вагон-весов, агломашин и др. • Диаметр рабочего колеса доходит до 2, 7 м, частота вращения 1, 2— 7, 9 мин-1, производительность до 1750 т/ч. • 1 – бункер; 2 – шиберная задвижка; 33 - барабан 13
• Электровибрационные питатели предназначены для равномерной разгрузки материалов различного гранулометрического состава (от особо крупных до зернистых и порошкообразных). Материалы должны быть сыпучими, крупностью до 100 мм, с влажностью до 4 %, содержать пыли не более 20 %. • • • 1 – бункер; 2 – шиберная заслонка; 14 – короб; 15 – электровибропривод; 16 – упругая подвеска 14
• Лотковые питатели применяют для материалов крупностью до 350 мм, ширина лотка 300, 500, 750, 1000, 1200, 1500 мм. • Высота бортов примерно равна ширине лотка, ход лотка 50— 200 мм, частота качаний 0, 15— 1, 1 с-1. 1 — регулирующая заслонка; 2 — лоток; 3 — опорный ролик; 4 — эксцентриковый механизм привода 15
ДРОБЛЕНИЕ • Уменьшение размеров различных материалов используют на металлургических предприятиях для подготовки шихты и обработки полупродуктов. • Дробление и измельчение — весьма энерго- и металлоемкие процессы. Удельные затраты энергии на эти процессы составляют 15— 40 к. Вт-ч/т, расход футеровочного материала (легированной стали) 200 г/т, шаров — 1, 5 кг/т обрабатываемого материала. • Дробление — это разрушение твердого материала крупностью более 5 мм; при измельчении получают частицы крупностью менее 5 мм. • В дробилках рабочие органы не соприкасаются не только при рабочем режиме, но и при работе вхолостую. • В мельницах измельчающие детали отделены друг от друга слоем материала только под нагрузкой, а при работе на холостом (частично и на рабочем) ходу они соприкасаются непосредственно 16
• Способы разрушения при дроблении и измельчении: • а — раздавливание; б — раскалывание; в — излом; г 17 — срезывание; д — истирание; е — удар
• • Дробление: Крупное от 1500 – 500 мм до 350 – 100 мм Среднее от 350 – 100 мм до 100 – 40 мм Мелкое от 100 – 40 мм до 30 – 5 мм Измельчение: Грубое от 3 – 5 мм до 5 – 2 мм Тонкое от 5 – 2 мм до 1 – 0, 5 мм Сверхтонкое от 1 – 0, 05 мм до 0, 01 – 0, 005 мм 18
• В цветной металлургии применяют дробилки следующих видов: • щековые (дробление за счет сжатия материала между щеками), • конусные (дробление сжатием материала между эксцентрично расположенными коническими поверхностями), • валковые (дробление осуществляется сжатием материала между вращающимися валками или между валком и неподвижной плитой), • роторные, или молотковые (дробление за счет удара бил (молотков), жестко (шарнирно) закрепленных на вращающемся роторе). 19
• • • Щековые дробилки используют для крупного и среднего дробления, степень дробления 2— 8. Дробилки характеризуются разнообразием типоразмеров, размер кусков в питании — от 50 до 1300 мм. Щековые дробилки просты по конструкции и в обслуживании, но для них характерны забивание рудой, получение неравномерного по крупности продукта, высокая энергоемкость (0, 4— 1, 4 к. Вт-ч/т материала). Схемы щековых дробилок: а — с простым качанием щеки; б — со сложным качанием щеки 1 — неподвижная щека; 2 — подвижная щека; 3, 11 — неподвижные оси; 4, 7 — передняя и задняя распорные плиты; 5 — шатун; 6 — эксцентриковый вал; 8 — клиновое устройство; 9 — тяга; 10 — пружина 20
Вариант размещения щековой дробилки на производственной площадке Общий вид щековой дробилки Мобильная щековая дробилка на гусеничном шасси 21
• Конусные дробилки — наиболее распространенный вид дробильного оборудования; различают дробилки крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления. • Степень дробления изменяется от 3 до 10, размер кусков в питании 40— 1200 мм. Производительность конусных дробилок 5— 2300 м 3/ч. • Для конусных дробилок характерны непрерывность работы, небольшие вибрации, высокая производительность и по сравнению со щековыми дробилками меньшие удельные энергозатраты и более высокая надежность. • Однако они сложнее в обслуживании, монтаже и ремонте, требуют более высоких помещений. Удельный вес дробилок данного типа в цветной металлургии доходит до 40 %. 22
• • Схема конусной дробилки 1 – шаровой шарнир; 2 – вал; 3 – подвижный конус; 4 – неподвижный конус; 5 – эксцентрик; 6 – зубчатое коническое колесо 23
Габариты установки дробилка привод на совместной раме с дробилкой площадка обслуживания несущая рама разгрузочная воронка А от 3080 до 5500 мм В от 4400 до 7500 мм С от 2420 до 3820 мм маслостанция, электрораспределитель, централизированная система смазки 24
25
26
Мобильные установки с дробилкой • • Мировая тенденция - использование мобильного оборудования. Повсеместное его внедрение не является аксиомой, так как необходим комплексный подход и анализ конкретной задачи потребителя. Но преимущества мобильного оборудования перечислить всё же стоит, это снижение транспортных расходов при использовании мобильной техники малый срок от начала производства оборудования до выхода готовой продукции, так как монтаж оборудования практически не нужен, в случае гусеничного оборудования он отсутствует совсем отсутствие необходимости рассчитывать какие-либо фундаменты и, следовательно, делать проект, а затем защищать в Ростехнадзоре малая площадь, занимаемая установкой, что важно в условиях переработки строительного мусора на площадке возможность автономной работы 27
• на колёсном шасси 28
• на гусеничном шасси 29
• Валковые дробилки используют для среднего или мелкого дробления материалов средней твердости. • Они составляют до 20 % парка дробилок. • Наибольшее распространение получили двухвалковые дробилки с гладкими или рифлеными валками. Степень дробления 4— 10. Диаметр валков изменяется от 400 до 1500 мм, а их длина составляет 250— 2000 мм, наибольший размер загружаемых кусков 30— 85 мм. • Производительность валковых дробилок колеблется от 4 до 75 м 3/ч, расход электроэнергии 0, 25— 1, 5 к. Втч/т. • Схемы валковых дробилок: • одновалковая; двухвалковая; четырехвалковые 30
31
Зубчатая двухвалковая дробилка • Строение: приводной механизм, корпус, дробильные валки, рессорная установка, 32 механизм сцепления.
• • • Технические параметры двухвалковой зубчатой дробилки Входящий размер (мм) 80 – 400 Выходящий размер (мм) от 15 Производительность (тонн /час) до 400 Мощность (к. Вт) 25 - 150 Вес (кг) 4000 – 15000 Четырёхвалковая зубчатая дробилка используется для более мелкого дробления сырья. Верхняя пара валков дробит курпную фракцию, которая затем поподает на нижнюю пару, предназначеных для тонкого измельчения сырья. • • • Технические параметры четырехвалковой зубчатой дробилки Входящий размер (мм) 50 – 250 Выходящий размер (мм) от 10 Производительность (тонн /час) до 460 Мощность (к. Вт) 75 - 320 Вес (кг) 16000 – 41000 33
• Горячие материалы (спек нефелино-известняковой шихты, , агломерат, прокаленные окатыши) дробят при температуре 420— 1200 К. • В производстве агломерата и окатышей применяют одно- и двухвалковые зубчатые дробилки. Их устанавливают непосредственно за разгрузочной частью агломашины. • • Валковые зубчатые дробилки горячего агломерата: а — одновалковая дробилка агломашины; б — звездочка дробилки 1 — колосниковый грохот; 2 — корпус дробилки; 3 — устройство для регулирования разгрузочной щели; 4 — зубчатый дробильный валок; 5 — грохот; 6 — отсекающее устройство; 7 — разгрузочная часть агломашины; 8 — бункер возврата; 9 — ступица; 10 34 — самозатачивающийся зуб; 11 — клин
• • 1 – корпус, 2 – вал, 3 – диски, 4 – загрузочное отверстие, 5 – ось дробящей плиты, 6 – дробящая плита, 7 – пластина, 8 – тяга, 9 – пружина Одновалковая зубчатая дробилка состоит из корпуса 1, внутри которого на валу 2 насажены диски 3 с закрепленными на них зубчатыми бандажами. Бандажи делают съемными, так как их по мере износа приходится заменять. 35
• Внутреннюю поверхность корпуса аглодробилок футеруют плитами из абразивостойкой жаропрочной стали. Вал ротора и другие элементы дробилок охлаждают водой. • Частота вращения зубчатого валка составляет 1— 9 мин-1 производительность доходит до 900 т/ч, крупность дробленого продукта 40— 200 мм. • • Валковые зубчатые дробилки горячего агломерата: а — одновалковая дробилка агломашины; б — звездочка дробилки 1 — колосниковый грохот; 2 — корпус дробилки; 3 — устройство для регулирования разгрузочной щели; 4 — зубчатый дробильный валок; 5 — грохот; 6 — отсекающее устройство; 7 — разгрузочная часть агломашины; 8 — бункер 36 возврата; 9 — ступица; 10 — самозатачивающийся зуб; 11 — клин
• Роторные дробилки — это класс дробилок ударного действия, они быстроходны и предназначены для крупного, среднего и мелкого дробления. • Разрушение кусков происходит в результате удара била по куску, куска об отражательную поверхность, а также соударения кусков. • Степень дробления до 30— 40. • Диаметр ротора может достигать 2500 мм, а его длина 3300 мм, производительность 1500 т/ч. • Окружная скорость бил ротора 20— 50 м/с. • Била — быстроизнашивающийся элемент дробилок, его изготавливают из хромистых и марганцовистых сталей. • Капитальные затраты на роторные дробилки по сравнению с затратами на конусные дробилки на 30 % ниже, металлоемкость в 2, 5 раза меньше, эксплуатационные затраты в 1, 5 раза ниже. • Недостаток дробилок — быстрый износ, особенно при работе на абразивных материалах. 37
• • • Дробленый материал Схема роторной дробилки: 1 — приемный лоток; 2 — корпус; 3 — ротор; 4 — отбойный барабан; 5 — очистители 38
• Однороторная дробилка предназначена для мелкого дробления исключительно хрупких и мягких материалов средней прочности и влажности, при которой не происходит замазывания колосниковых решёток. Степень производительности дробилки СМД-147 равна 14. В отличие от других видов дробилок, однороторная дробилка расходует электроэнергию экономно. 39
• • Степень дробления у роторных дробилок высока и составляет 27 – 30. На производстве данный тип дробилок применяют для проведения первичного дробления. Роторные дробилки дробят материал избирательно и предназначены для дробления материалов, прочность которых не превышает среднее значение (например шлаков). Дробилки данного типа очень экономичны и расходуют мало электроэнергии. 40
• В сравнении с другими дробилками, роторные имеют меньшую металлоемкость. Это позволяет применять их в передвижных дробильно-сортировочных установках. Малые габариты дробильного агрегата, также являются неоспоримым плюсом. Мобильная роторная дробилка на гусеничном шасси 41
• Молотковые дробилки. Удары наносятся материалу молотками, шарнирно подвешенными на вращающемся с большой угловой скоростью роторе. • Сила удара определяется массой молотка. • Молотковые дробилки успешно работают при дроблении материала с повышенной (до 30— 40 %) влажностью. • Степень дробления 30— 40. Окружная скорость ротора от 40— 65 до 120 м/с. Максимальная производительность — до 2400 т/ч. Масса молотков 3— 180 кг. • Стоимость молотковых дробилок на единицу производительности в 1, 5— 2, 0 раза ниже, чем щековых и валковых, масса в 3— 4 раза, а расход энергии в 1, 5 раза меньше. 42
• Главная рабочая часть кольцевой молотковой дробилки - ротор с кольцевыми молотками. • Материал автоматически подаётся в дробилку и долбится, сжимается, истирается под воздействием быстровращающихся кольцевых молотков и ударяясь друг с другом. При достижении необходимого размера материал проходит сквозь отверстия, установленного под ротором экрана. Более крупные частицы остаются в дробилке пока не достигнут заданного размера. 43
ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ 44
• Размольные аппараты разделяют на два типа: механические мельницы с мелющими телами и аэродинамические, пневматические мельницы без мелющих тел. • В цветной металлургии используют в основном механические барабанные мельницы, которые в зависимости от измельчающей среды разделяют на шаровые, стержневые и мельницы самоизмельчения. • • • Схема механических мельниц: а — барабанная (шаровая, стержневая, галечная, рудного самоизмельчения); б — ролико-кольцевая; в — чашевая (бегуны); г — дисковая (истиратель, жернова) 45
• Различают мельницы с центральной и периферической разгрузками измельченного материала, которые проводят через торцевую решетку. В мельницах осуществляют сухой и мокрый помол. • • • Мельницы с центральной разгрузкой: а – шаровая; б — стержневая с разгрузкой через цапфу; в — стержневая с разгрузкой через окна; г — шаровая однокамерная; д — шаровая многокамерная с межкамерными перегородками и шаро-удерживающей диафрагмой в разгрузочной цапфе; α — угол наклона потока пульп 46
47
• В шаровых мельницах измельчающей средой являются чугунные или стальные шары одного или разных диаметров. Применяют также шары из фарфора, корунда, каменного литья. Диаметр шаров 25— 100 мм, масса шаров от массы измельчаемого материала — 10— 30%. • В стержневых мельницах измельчающую среду составляют из стальных стержней одного или нескольких диаметров (50— 150 мм), длина стержней близка к внутренней длине барабана. • Расход измельчающих тел зависит от их качества и физических свойств обрабатываемого материала; расход шаров составляет 0, 35— 1, 5, стержней — 0, 2 — 0, 8 кг/т. • В рудногалечных мельницах измельчающей средой является крупнокусковая фракция. 48
• Диаметр барабана мельниц изменяется от 900 до 4500 мм и может доходить до 6000 мм, длина барабана 900— 6000 до 8500 мм. • Рабочий объем мельниц 0, 45— 80, 0, максимум 220 м 3. Частота вращения — 12— 42 мин-1. 49
ГРОХОЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ • Эти технологические операции предназначены для разделения материалов на классы различной крупности. Для этих целей используют различные устройства и аппараты: • грохот — устройство для разделения исходного материала на два и более класса по крупности на просеивающей поверхности; • дуговое сито — аппарат для мокрой классификации и обезвоживания пульпы на неподвижной просеивающей поверхности; • гидроциклон — аппарат для гидравлической классификации под влиянием центробежных сил, возникающих при тангенциальной подаче исходной пульпы к осевой разгрузке продуктов разделения; • классификатор — аппарат для разделения исходного материала на два и более класса по крупности без применения просеивающей поверхности. 50
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ШИХТЫ • Приготовление шихты на современных заводах механизировано. • Для этого используют шихтовочные и усреднительные машины, работающие в закрытых помещениях — шихтарниках. • Наиболее распространены для приготовления, хранения и выдачи шихты метод послойного штабелирования и бункерная шихтовка. 51
• Механизированный шихтарник послойного штабелирования чаще всего состоит из трех отсеков (пролетов) • Механизированный шихтарник: • 1, 2, 7, 8 — транспортеры; • 3 — сбрасывающая тележка; 4 — штабель шихты; • 5 — шихторазгрузочная машина; • 6 — сборочный транспортер; 9 — автоматические весы; 10 — дробилка; 11 — передаточная тележка 52
• Разгрузка с конвейера производится автоматической тележкой, которая, перемещаясь вдоль отсека, рассыпает компоненты шихты тонкими горизонтальными слоями. • В каждом отсеке создается штабель шихты длиной 60— 70, шириной 16 и высотой 5— 6 м, в штабеле до 8000 т шихты. • • • Механизированный шихтарник: 1, 2, 7, 8 — транспортеры; 3 — сбрасывающая тележка; 4 — штабель шихты; 5 — шихторазгрузочная машина; 6 — сборочный транспортер; 9 — автоматические весы; 10 — дробилка; 11 — передаточная тележка 53
• Разгрузку штабеля производят с помощью шихторазгрузочной машины, представляющей самоходный четырехколесный мост с ведущими ходовыми колесами. 54
55
• Шихтовочная машина, перемещаясь вдоль штабеля, с помощью бороны (рыхлителя) разрыхляет, перемешивает шихту и сбрасывает ее на скребковый транспортер. 56
• • Далее через воронку перегрузки шихта поступает на сборный ленточный конвейер, расположенный в траншее вдоль каждого отсека. Борона делает 5— 7 ходов в минуту. 57
• По сборному конвейеру 6 шихта поступает на конвейеры, куда подаются дополнительно необходимые материалы (восстановитель, возврат, отходы и т. д. ). • Шихту взвешивают на автоматических весах, при необходимости дорабатывают в дробилках и затем направляют на металлургическую переработку. • • • Механизированный шихтарник: 1, 2, 7, 8 — транспортеры; 3 — сбрасывающая тележка; 4 — штабель шихты; 5 — шихторазгрузочная машина; 6 — сборочный транспортер; 9 — автоматические весы; 10 — дробилка; 58 11 — передаточная тележка
• Нормальная работа механизированного шихтарника организуется по схеме: в одном отсеке постоянно находится подготовленный и опробованный штабель шихты, в другом — разгрузка штабеля и передача шихты в металлургический передел, в третьем — заполнение шихтовыми материалами. • Метод послойного штабелирования обеспечивает выдачу более однородной, лучше перемешанной шихты постоянного состава (отклонение от расчетного обычно не превышает 5 %). • При этом достигаются высокая степень механизации и лучшие санитарно-гигиенические условия. • К существенным недостаткам относятся: сравнительно низкая производительность, недостаточная эффективность использования площади шихтарника. 59
• При бункерном методе приготовления шихты шихтовые материалы хранят в отдельных бункерах, из которых они послойно дозируются на ленточный конвейер. • • Схема бункерного шихтарника: 1 — бункер; 2 — питатель; 3 — ленточный транспортер; 4— 6 — концентраты; 7 — обороты; 8 — кварц; 9 — известняк; 10 — шихта 60
• Основным недостатком бункерного метода является малый запас шихты в бункерах (8— 10 часов). • Устраняет этот недостаток дополнительно сооружаемый закрытый склад, обеспечивающий необходимый запас сырья, флюсов, топлива. • • Схема бункерного шихтарника: 1 — бункер; 2 — питатель; 3 — ленточный транспортер; 4— 6 — концентраты; 7 — обороты; 8 — кварц; 9 — известняк; 10 — шихта 61
• Отдельные металлургические технологии для своей реализации (агломерация, обжиг в КС, автогенные процессы и др. ) требуют дальнейшего смешения усредненной шихты. • Для этой цели используют: • лопастные (шнековые) смесители, • барабанные смесители, • дезинтеграторы. 62
• Лопастные смесители применяют для перемешивания мелко размолотых материалов. Они бывают одно- и двухвальные, последние разделяют на прямо- и противоточные. • Материал загружают через воронку, перемешанная шихта разгружается через отверстие. • • Схема прямоточного смесителя: 1 — короб; 2 — редуктор; 3 — электродвигатель; 4 — зубчатая передача; 5 — 63 загрузочная воронка; б — уплотнение; 7 — подшипник; 8 — лопасти; 9 — вал; 10 — разгрузочное отверстие
• Лопасти изготавливают из чугуна, износостойких сталей с наплавкой из твердых сплавов на рабочей части лопатки. • Максимальная производительность лопастных и шнековых смесителей 50— 60 т/ч. • Лопастные смесители просты в изготовлении и эксплуатации, но имеют сравнительно низкую производительность и не обеспечивают тщательного смешивания материала. • • Схема прямоточного смесителя: 1 — короб; 2 — редуктор; 3 — электродвигатель; 4 — зубчатая передача; 5 — загрузочная воронка; б — уплотнение; 7 — подшипник; 8 — лопасти; 9 — вал; 10 64 — разгрузочное отверстие
• Барабанные смесители (рис. 2. 25) наиболее распространены в агломерационном производстве. Через загрузочную воронку во вращающийся цилиндрический барабан подается шихта. • • Барабанный смеситель: 1 — загрузочная воронка; 2, 12 — бандажи; 3 — зубчатый венец; 4 — насадки; 5 — лопастной перемешиватель; 6 — шестерня; 7 — ролики; 8 — опора; 9 — стенка; 10 — разгрузочная камера; 11 — воронка; 13 — упорные ролики; 14 — барабан; 75 — торсионный вал; 16 — передающий вал; 17 — редуктор; 18 — электродвигатель 65
• Перемешенная готовая шихта выходит из неподвижной разгрузочной камеры в воронку. • Барабан устанавливают с углом наклона 1— 2, 5° в сторону разгрузки • • Барабанный смеситель: 1 — загрузочная воронка; 2, 12 — бандажи; 3 — зубчатый венец; 4 — насадки; 5 — лопастной перемешиватель; 6 — шестерня; 7 — ролики; 8 — опора; 9 — стенка; 10 — разгрузочная камера; 11 — воронка; 13 — упорные ролики; 14 — барабан; 75 — торсионный вал; 16 — передающий вал; 17 — 66 редуктор; 18 — электродвигатель
• Барабанные смесители имеют диаметр барабана 2, 5 — 5, 0 м, его длина 5— 26 м, скорость вращения 5— 11 мин-1, производительность по шихте изменяется от 300 до 1200 т/ч. • • Барабанный смеситель: 1 — загрузочная воронка; 2, 12 — бандажи; 3 — зубчатый венец; 4 — насадки; 5 — лопастной перемешиватель; 6 — шестерня; 7 — ролики; 8 — опора; 9 — стенка; 10 — разгрузочная камера; 11 — воронка; 13 — упорные ролики; 14 — барабан; 75 — торсионный вал; 16 — передающий вал; 17 — 67 редуктор; 18 — электродвигатель
68
• Барабанные смесители по сравнению с лопастными имеют значительно большую производительность, обеспечивают высокое качество перемешивания материала. • С другой стороны, это громоздкие, большой массы машины, работа которых сопровождается вибрациями и ударами. 69
• Дезинтегратор иногда применяют в качестве смесителя шихты, хотя чаще его используют для дробления мягких или хрупких материалов. • Смеситель-дезинтегратор представляет собой два ротора, вращающихся один внутри другого и в противоположные стороны. Они жестко закреплены на отдельных валах. • Дезинтеграторы — быстроходные смесительные машины. В зависимости от диаметра ротора скорость вращения изменяется от 150 (для крупных машин) до 1250 мин-1 (для малых). • Дезинтеграторы имеют диаметр от 400 до 2500 м и ширину от 100 до 700 мм. Производительность колеблется от 10 до 75 т шихты в час. • Достоинства дезинтегратора: • высокая удельная производительность при сравнительно малых габаритах, • одновременность перемешивания и измельчения материала, • небольшое пылевыделение. • Недостатки: • непригодность для влажных глинистых материалов, • чувствительность к попаданию недробимых предметов, • небольшой срок службы. 70
71
Обезвоживание шихты • Для каждого металлургического процесса существуют свои нормы влажности поступающей исходной шихты. • Обжиг в печах кипящего слоя и плавку сульфидного сырья в отражательных печах можно вести с влажностью шихты 5— 8 %, • при электроплавке максимальное содержание влаги до 3 %, • в автогенных процессах во взвешенном состоянии допустимая влажность шихты 0, 1— 0, 3 %. • Гидрометаллургические процессы практически не ограничивают влажность исходного сырья. 72
• Для обезвоживания материалов используют сгущение, фильтрацию, центрифугирование и сушку. • После сгущения в материале содержание влаги 40 — 70 %, • после фильтрации и центрифугирования 7— 20 %. • При сушке влажность шихты снижают до 0, 1— 6, 0 %. • При сушке влага удаляется испарением. Различают естественную сушку (при температуре окружающего воздуха) и искусственную, термическую, сушку за счет нагрева влажного материала. 73
• Для сушки шихты широко используют • вращающиеся трубчатые печи – (барабанные сушилки) • аппараты с испарением влаги во взвешенном состоянии — трубысушилки, • сушилки с кипящим слоем – распылительные сушилки и др. 74
• Барабанная сушилка представляет собой стальной цельносварной цилиндрический кожух (толщина стенки 12 — 18 мм) длиной до 27 м и диаметром 1, 0— 3, 5 м, установленный под углом 1— 4° в сторону разгрузки. • Трубчатая сушильная печь: 1 – топка; 2 — корпус печи; 3 — фундамент; 4 — привод; 5 — опоры; 6 — бункер; 7 — питатель; 8 — переходная камера; 9 — циклонный пылеуловитель 75
Технические характеристики Производительность , кг/ч Температурный диапазон нагревания, °С Время нахождения материала, мин Интервал регулировки угла наклона печи, град. Частота вращения печи, об/мин Мощность электродвигателя, к. Вт Масса, кг 4900 до 2000 100 ÷ 900 60 ÷ 20 0÷ 5 2 ÷ 10 4, 0 Печь-сушилка ПСК 630/5100 используется для сушки и обжига сырья при температуре 100 ÷ 900 °С. Применяется в печи-сушилке ПСК 630/5100 конвективный способ передачи тепла. Для нагрева печь-сушилка ПСК 630/5100 использует газ. Газовое оборудование печи закреплено на раме и устанавливается стационарно. Рама позволяет изменять угол наклона печи благодаря узлу регулировки. Вращающаяся часть печи-сушилки опирается фланцевыми цапфами через подшипниковые узлы на стойки рамы. Концы вращающейся трубы закреплены неподвижно и оснащены аэродинамическими затворами. 76
• Вращение сушилки со скоростью 2— 8 мин-1 производится от электродвигателя через редуктор и зубчатый венец. • Обогрев печи осуществляется топочными газами, образующимися за счет сжигания газообразного или жидкого топлива в стационарных топках. • Движение шихты и дымовых газов в печи прямоили противоточное. • Температура газов на входе допускается 1000— 1100 °С (типично 700— 800 °С), на выходе — 70— 120 °С, • скорость движения газов в барабане 2— 4 м/с, длительность сушки 15— 40 мин. • Коэффициент заполнения может достигать 0, 15— 0, 25. 77
• Удельная производительность сушильных трубчатых печей на 1 м 3 объема барабана составляет 40— 80 кг/ч влаги, • расход условного топлива 1— 5 %, пылевынос до 3— 8 % от массы загружаемых материалов. • Содержание влаги в подсушенной шихте — 4— 6%. 78
• Достоинства сушки во вращающихся трубчатых печах: • высокая производительность; • непрерывность; • возможность автоматизации • процесс пригоден для сушки материалов различного гранулометрического состава. • Недостатки: • повышенный пылевынос, что требует дополнительных затрат на очистку газов; • значительная металлоемкость оборудования; • большая масса вращающихся частей; • необходимость больших производственных площадей 79
• Трубы-сушилки и распылительные сушилки в сравнении с барабанными имеют большую удельную производительность и свободны от отмеченных недостатков • Здесь совмещается глубокая сушка материалов (до 0, 1 – 0, 5 % влаги) с одновременным перемешиванием системой пневмотранспорта. 80
• • Схема сушки шихты в трубах 1 – узел отсева крупных фракций (10 мм); 2 – газовая топка; 3 – питатель; 4 – бункер влажной шихты; 5 – труба для сушки и транспортирования шихты; 6, 7 – циклоны; 8 – вентилятор; 9 – электрофильтр; 10 – дымосос; 11 – разгрузочное устройство пневмотранспорта пыли; 12 – бункер оборотной пыли; 13 – бункер сырой шихты 81
• Диаметр трубы 900 – 1200 мм, высота 20 – 25 м. • Теплоноситель – дымовой газ с температурой 300 – 500 °С подается снизу со скоростью 10 – 40 м/с, увлекая за собой шихту, подаваемую в приемное устройство трубы. • Влажность исходного материала может достигать 8 – 10 %. • Разделение газов и шихты осуществляется в циклонах и электрофильтрах. • Удельная производительность по испаряемой влаге 200 – 260 кг/(м 3·ч) • Расход топлива 1, 2 – 1, 4 % от массы шихты. • Недостаток – необходимость герметизации системы и сложная схема газоочистки (запыленность газов более 1500 г/м 3). 82
• Распылительные сушилки позволяют осуществлять глубокую сушку сгущенных пульп (содержание влаги 30— 40 %) концентратов цветных металлов. • Работа их основана на распылении влажной шихты в горячей газовой среде на капли. • За счет тепла капли высыхают и образуют гранулы. • Применяют механические (центробежные и струйные форсунки, вращающиеся диски и др. ) и пневматические (воздушные, газовые, паровые форсунки) распылители. • В струйных и центробежных форсунках диаметры отверстия сопла составляют 2— 35 мм, давление распыляемой суспензии 1, 3— 20, 0 МПа. • В пневматических форсунках суспензия выбрасывается со скоростью 1— 3 м/с газовым потоком с давлением 0, 3— 0, 6 МПа и скоростью 50 — 300 м/с. 83
• • Распылительная сушилка: 1 — насос пульпы; 2 — расходный бак; 3 — фильтр; 4 — вентиляторы; 5 — воздуховоды; 6 — калорифер; 7 — распределитель; 8 — распылительное устройство; 9 — сушильная камера; 10 — отсасывающая труба; 11 — козырек; 12 — воздухопровод; 13 — циклоны; 14 — затвор; 15 — виброхолодильник 84
• Начальная температура газов для сушки пульпы медного концентрата 760, никелевого — 320 °С. • Диаметр распылительного диска 200— 350 мм, скорость вращения 6400— 8700 мин-1, а окружная скорость до 100 м/с. • При диаметре сушильной камеры 9 м производительность дискового распылителя 22 т/ч. 85
• Сушилки с кипящим слоем весьма просты в исполнении, не имеют вращающихся или движущихся частей, в них осуществляются быстрый нагрев и интенсивная сушка материала за счет теплоты горячих дымовых газов или воздуха. • Сушилки КС работают под давлением, что требует тщательной герметизации. • Однозонные сушилки используют для сушки термостойких, двухзонные — термочувствительных материалов. 86
• Схемы сушилок с кипящим слоем: • а — однозонная; б — двухзонная 87
ОКАТЫВАНИЕ • Окатывание (грануляция) — это операция укрупнения тонкодисперсных руд, концентратов, пылей и порошков, при которой происходит окомкование материала и он превращается в круглые окатыши (гранулы), сохраняющие свою форму и размеры при дальнейшей переработке. • Окатывание осуществляют в барабанных или чашевых (тарельчатых) грануляторах (окомкователях). 88
• Барабанный гранулятор практически не отличается от барабанного смесителя. За счет малого числа оборотов барабан работает в режиме переката, «наматывания» на окатыши тонких классов шихты, что приводит к росту их размера и продвижению в сторону разгрузки. • используют барабанные окомкователи диаметром 2, 8— 3, 5 м, длиной 8— 12, 5 м, их угол наклона 1— 6°, скорость вращения барабана 4— 12 мин-1. • Производительность от 40 до 450 т/ч, диаметр окатышей 6— 12 мм. • Недостатком барабанных окомкователей является получение неоднородных по размеру окатышей, налипание на футеровку барабана гранулируемой шихты. 89
• Чашевый гранулятор представляет собой цилиндрическую чашу диаметром до 7, 5 м с плоским днищем и прямым бортом высотой до 650 мм, наклоненную к горизонту под углом 40 — 60° и вращающуюся с частотой 4— 9 мин-1. • Чашевый гранулятор выдает кондиционные окатыши требуемой крупности, которая зависит от скорости вращения, размеров, наклона чаши и свойств материала. • Производительность грануляторов этого типа изменяется от 30— 40 до 120— 140 т/ч. • Прочность сырых окатышей относительно мала, для повышения ее применяют искусственную сушку при температуре 200— 400 °С или прокалку при температуре 800— 1100 °С. 90
• Чашевый гранулятор: • • • 1 — чаша; 2 — нож; 3 — рама; 4 —электродвигатель; 5 — редуктор 91
БРИКЕТИРОВАНИЕ • Брикетирование — процесс обработки сыпучих и рыхлых материалов прессованием с получением кусков правильной и единообразной формы — брикетов. • Масса брикетов достигает 3 кг. • Брикеты должны обладать достаточной механической и термической прочностью, не подвергаться истиранию. • Брикет должен выдерживать нагрузку на сжатие в пределах 3— 10 МПа, не разрушаться при падении во время перегрузок. 92
• Для изготовления брикетов используют прессы различных типов: • валковые, • штемпельные, • столовые, • рычажные, • ленточно-вакуумные, кольцевые. • Они могут быть непрерывного и периодического действия, с односторонним и двухсторонним обжатием материала, холодного и горячего (до 1000 °С) брикетирования. 93
• Валковый пресс: • 1 — рама; 2 — вал; 3 — загрузочная воронка; 4 — бандажи; 5 — вальцы 94
• Валковой пресс представляет собой два валка, вращающихся навстречу другу. • На валки закреплены сменные бандажи с ячейками в виде различных симметричных полуформ брикетов. • Бандажи выполняют из износостойких хромистых сталей. • Шихта подается в пространство между валками, заполняет ячейки, которые при вращении валков точно совпадают друг с другом, и таким образом спрессовывается в брикеты. 95
• Валковые прессы обеспечивают давление прессования до 160 МПа, • диаметр валков составляет 700— 1400 мм, • ширина 300— 1200 мм, • скорость вращения валков 4— 10 мин-1, • производительность 50— 200 т/ч. • объем брикета 70— 200 см 3, • масса — 150— 500 г. 96
• Штемпельные прессы менее распространены в цветной металлургии, чем валковые. • Брикетирование в штемпельных прессах идет в периодическом режиме путем одновременного сжатия загруженной в форму шихты верхним и нижним штемпелями. • Брикеты получают в виде цилиндра (диаметр 90— 110 мм, высота 75— 80 мм, масса 2, 0— 2, 5 кг) или параллелепипеда (кирпича) массой 4— 7 кг. • Усилие прессования в штемпельных прессах до 100— 120 МПа. • Штемпельные прессы малопроизводительны, имеют большие габаритные размеры и высокий расход электроэнергии (в 3— 5 раз выше в сравнении с валковыми). 97
Скачать презентацию ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ 1
1. Подготовка сырья.ppt