Устройство для увлажнения, смешения и окомкования сыпучих материалов

(5 р С 22 В 1/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С Ф ОсудАРственный кОмитет ссПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Донецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института по очистке технологи ческих газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (83) 669.1:622.781(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 382298, кл. С 22 В 1/24, 1973.2. Авторское свидетельство СССР 9 505722, кл. С 22 В 1/24, 1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ,СМЕШЕНИЯ И ОКОМКОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее барабан с приводом вращения, ротор, размещенный вполости барабана, и вертикальныйлист, контактирующий с ротором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюинтенсификации процессов увлажнения,смешения и окомкования, ротор выполнен в виде веретенообразных стержнейс углом при вершине конической. части30-90 и шириной цилиндрической части, равной 0,27-1,00 диаметра стержня.Изобретение относится к подготовкетонкодисперсных железосодержащих материалов к металлургическому переделуи может быть использовано на предприятиях черной металлургии,Известно устройство для смешивания и окомкования мелкозернистыхматериалов, состоящее из двух коаксиально установленных цилиндрическихбарабанов с торцовыми крышками, приводом,. лопастными шнековыми направляющими, сита в разгрузочном концебарабана, трубы с насадками для по.дачи жидкости и жестко укрепленныхк торцовым крышкам параллельных стержней 1,. 15Недостаток устройства - плохое ка-честно окомкования вследствие плохого распределения влаги в массе шихты,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае. мому результату является устр 8 йстводля увлажнения, смешения и окомконания сыпучих материалов, содержащеебарабан с приводом вращения, ротор,размещенный в полости барабана и свободно плавающий в шихте, вертикальныйлист, контактирующий с ротором 2 3.Однако устройство обладает низкимкачеством окомкования иэ-за слабогоперемешивания шихты в объеме барабанаРотор затягивается массой увлажненного материала, теряет подвижность,движется вместе с налипшим материаломи не оказывает воздействия на смешивание и увлажнение сыпучего материала. 35Цель изобретения - интенсификацияпроцесса увлажнения, смешения, оком.кования,,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем барабан 40с приводом вращения, ротор, размещенный в полости барабана, и вертикальный лист, контактирующий с ротором,ротор выполнен н виде веретенообразных стержней с углом при веРшине конической части 30-90 ф и шириной цилиндрической части, равной 0,271,00 диаметра стержня.На фиг. 1 изображена схема размещения ротора в барабане; на фиг, 2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-5веретенообразный стержень.Угол с при вершине конуса равен30-90 . Ширина цилиндрической частистержняО равна 0,27-1,00 диаметрастержня. Стержень выполнен иэ матери ала повышенной прочности.Подготовка шихты осуществляетсяследующим образом.В барабан 1 помещают ротор 2,представляющий собой набор веретенообразных стержней. Через загрузочнуютечку 3 подают обрабатываемый сыпучий материал, через форсунки 4 - увлажняющий агент, и частности техническую воду. Количество неретенооб 65 разных стержней И, находящихся в ба рабане, определяют из условия обработки 2-10 кг шихты в секунду на каждый квадратный метр поверхности ротора. В этом интервале обрабатываемый материал не перекрупняется и не измельчается до состояния, приближающегося к исходному, при,времени пребывания его в барабане 1,5-3 мин. Барабан с помощью привода приводят во вращение. Окомкованный материал через центральное отверстие в листе 5 выводят из барабана и выгружают через разгрузочную течку 6, Налипакщий на поверхность барабана материал удаляют скребком 7.Ротор выполнен в ниде веретенообразных стержней из условия большей подвижности их по сравнению с ротором иэ одной или нескольких труб длиной, приближающейся к длине образующей барабана. Выполнение стержней веретенообразными с указанными выше признаками позволяет избежать скопление их в какой-либо части барабана из-за некоторого уклона барабана в ту или другую сторону или в результате воздействия материала, движущегося от загрузки к выгрузке, и содействовать их вращению таким образом, чтобы ось веретенообразного стержня, проходящая через вершины конических частей, и обраэукщая барабана были параллельны, т.е. чтобы практически вся поверхность веретенообразных стержней участвовала в процессе.обработки сыпучего материала. удельная поверхность веретена превосходит удельную поверхность трубы (м 1/мЭ) того же диаметра в 1,5-3,0 раза, что оказывается на повышении качества окомкования при одинаковой степени заполнения барабана ротором. Подвижные веретенообразные стержни самоочищаются при взаимном контакте даже при наличии переувлажненного материала. Диаметр веретенообразного стержня при этом должен составлять 70-200 мм. Угол о при вершине конической части выбран в пределах 30-90 . Наиболее приемлемы углы 50-70 . При углах менее ЗОО стержень получается удлиненным, Силы, заставлякщие стержень занимать положение, при котором потенциальная энергия его была бы минималь ной, незначительны. Подвижность веретен резко снижается, они накапливаются у выгруэочного отверстия барабана, процесс обработки материала нарушается. При угле с более 90 у веретен нет преимущественной оси вращения, ротор не интенсифицирует процесс обработки сыпучего материала.Ширина цилиндрической части веретена выбрана в пределах 0,27-1,00 наибольшего диаметра из условия устойчивости оси вращения веретена параллельно образующей барабана. Вертикальная проекция центра масс веретена должна проходить через образукщую цилиндрической части веретена, когда веретено лежит на образуяцей конической части. Наименьшее значение интервала соответствует углу сС, равному 30 а, наибольшее - углу 90 О. При больших значениях ширины цилиндрической части веретена накапливаются у выгрузочного отверстия. При меньших эначе ниях ширины цилиндрической части веретен вращение их вокруг оси, параллельной образукицей барабана, неустойчиво, появляется вероятность хаотического вращения веретен, снижанщего 15 эффективную поверхность окомкования.Устойчивое вращение веретенообразного стержня, при котором ось стержня, проходящая через вершины конусов параллельна образующей барабана, может быть лишь в случае, когда вертикальная проекция центра масс веретенообразного стержня проходит через образующую цилиндрической части вере. тена; если веретено расположить на горизонтальной плоскости конической частью. Образующийся момент сил относительно точки сопряжения образующих цилиндрической и конической частей стержня вынуждает стержень располагаться горизонтально.30Неустойчивое вращение веретенообразного Стержня может быть в случае когда вертикальная проекция центра масс веретенообразного стержня проходит через образующую конуса, если веретено расположить на горизонтальной плоскости конической частью. В этом случае отсутствует вынуждающая сила, заставляющая стержень принять горизонтальное положение (Фиг. 3). 40Существует минимальный угол при вершине конической части, при котором веретенообразный стержень перестает бытьподвижным, его длина приближается к длине тРУбной и стержневой 45 насадки, когда случайно развернутый стержень может разместиться по диаметру барабана или по хорде окружности барабана, размером близким кего диаметру.Так, при использовании веретенообразного стержня с углом конической части при вершине 25 длина стержня при диаметре цилиндрической его части 100 мм равна 500 мм. Такая насадка малоподвижна, склонна к образованию фкостровф и может накапливать ся у выгрузочного устройства, затрудняя его работу. При организации выгрузки через щелевые отверстия такойстержень может заклинить их. Эти не гативные явления и наблюдались в барабане при работе с ротором из стержней диаметром в цилиндрической части, ,70 мм и углом при вершине конической части около 30 . Ширина цилиндричес-. 65 кой части стержня 310 мм, общая длина стержня 310 мм Количество стержней 6 шт, крайними величинами угла при вершине конической части выбраны 90 и 30С другой стороны при контактирочванин стержней наибольшая вероятность их совместного вращения,. соприкасаясь цилиндрическими частями, соответствует наибольшей ширине цилиндрической части стержня. Для того, чтобыстержни не только вращались по образующей барабана, и но и равномернораспределялись вдоль образующей, ширина их цилиндрических частей должнабыть чуть больше минимально необходимой для устойчивого вращения.Исходя иэ фиг. 4, наименьшая ширина цилиндрической части АВ стержняравна произведению Ьт - на диаметре цстержня ОВ, т.е. равна 0,27-1 диаметра цилиндрической части стержня.Были изготовлены три вида роторас оптимальными размерами элементов:1) с диаметром (с.цилиндрическойчасти 70 мм, длинойверетена160 мм, шириной (а) цилиндрическойчасти 50 мм. Количество (И) испытанных веретен 10 шт;2) д = 70 мм) Г= 167 мм 1 а=40 мм;И= 10 шту,3) с 3: 100 ммр В = 230 мм) а=70 мм;И= 5 шт.П р и м е р. На барабанном грануляторе диаметром 500 мм и длиной600 мм со стальными веретенами: 1 Я=- 70 мм, Р = 160 мм, а = 50, и = 10 у2/с 3 = 100 мм, 6 = 230 мм, а = 70 мм,и = 5; и заглушенными-с торцов трубами длиной 450 мм, в количестве 3 штдиаметром 90 мм, весом 7,5 кг каждаяобрабатывают аспирационную пыль бункерных эстакад и литейных дворов доменной печи. Необходимую влагу вводят струей в барабан. Размер основной массы частиц пыли около 20-50 мкм. Емкость барабана по шихте 30 кг. Время пребывания материала в барабане 1,5- 2 мин.При оптимальной влажности окомкования, равной 12,5, наблюдают зарастание труб, они увеличиваются увлажненной массой шихты до уровня скребка, выхода калиброванных гранул не наблюдается,При окомковании шихты в барабане с веретенообразными стержнями вся шихта, выводимая иэ барабана равномерно увлажнена и окомкована. Размер гранул 2-4 мм.Использование ротора иэ элементов с оптимальными размерами позволяетполучить увлажненный и сгранулированный продукт при скорости вращения барабана 20 об/мин в периодическомрежиме работы за 1-1,2 мин. Повышение скорости вращения барабана до 25- 30 об/мин позволяет снизить времяобработки материала до 40-45 с. При этом условия работы скребка значительно облегчены, так как толщина слоя гарниссажа при больших оборотах практически не возрастает после зоны действия веретенообразных стержней,Во время непрерывной работы барабана выгрузка увлажненного и окомкованного материала осуществляется через отверстие-зазор между гарнисажем барабана и листом, контактирующим с 10 ротором, шириной 20 мм и зарешеченное центральное отверстие диаметром ЗВО мм. Отверстие, выполнено с указанным размером для удобства визуального контроля процесса увлажнения и 15 окомкования пыли. Подача воды - струй ная, на материал, поступакщий в барабан непосредственно у загрузочной течки.В промышленнйй условиях выгруэочное устройство может быть выполнено и иным образом, например с двумя или большим количеством кольцевых зазоров, выполненных на вращающемся или неподвижном листе, контактирующем с ротором. Размер щелей должен быть меньше диаметра цилиндрической части веретена.Внедрение устройства позволит улучшить условия труда обслуживающего персонала, решить вопрос сухого транспортирования металлургической пыли и возвращения ее в металлургический передел. На действующих барабанах позволит повысить производительность и качество окомкования.Годовой экономический эффект за счет утилизации подготовленной аспирационной пыли ДП 6 в агломерационном производстве НЛМЗ составит 200 тыс. руб. при производительности установки окомкования около 36000 т сухой пыли в год.1014946 Составитель А Техред М,Тепе е ректор М. Шароши Юск 39/24 ак Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тира ВНИИПИ Гос но делам 13035, Москваб 27арственногозобретенийЖ, Раущс мит ткр на одписно СССР Й д. 4/