Способ окомкования сыпучих материалов и устройство для его осуществления

(19) (11) Р 27 В 21/06 1)4 С 2 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КОМУ С ЕЛЬСТВ АВ ТЕ г,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОКОМКОВАНИЯ СЪПУЧИХ МАРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1, Способ окомкования сыпучихматериалов, включающий загрузкушихты в окомкователь, ее увлажнениес получением зародьппей и их последующим доокомкованием, о т л и ч ащ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности гранулометрического состава и прочности сырьмокатьппей, снижения содержания мелочменее 5,0 мм в готовом продукте,расхода топлива и потерь сырья припеределе, зародьппи, циркулирующиепо восходящей части тарели, подвергают уплотняющему воздействию путемприложения направленных внешнихусилий величиной 20-200 кг на 1 мциркулирующего слоя.2. Устройство для окомкованиясыпучих материалов, содержащее тарель с приводом вращения и укрепленньй вне тарели рабочий орган,о т л и ч а ю щ е е.с я тем, чторабочий орган выполнен иэ эластичного материала в виде конвейерной ленты, один конец которой закреплен жестко, а второй - свободный.,11715463, Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что рабочийорган установлен на восходящем участке тарели на расстоянии О, 1-0,3 еедиаметра от разгрузочного участка,4. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что длина свободно расположенной части рабочегооргана составляет 0,05-0,5 диаметратарели.Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при окомковании тонкозернистых шихт.Целью изобретения является повышение равномерности гранулометричес" кого состава и прочности сырых окатышей, снижение содержания мелочи менее 5,0 мм в готовом продукте, расхода топлива и потерь сырья при переделе.Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют направленное воздействие на поток шихты, ссыпаю- щейся по восходящей части тарели и состоящей преимущественно из зародьппей крупностью 6-8 мм, нормально распределенной нагрузкой величиной 20-200 кг на 1 м потока, передаваемой гибким рабочим органом. В результате происходит стабилизация гранулометрического состава зародышей, поскольку зазор между днищем тарели и свободным концом рабочего органа устанавливается самопроизвольно в зависимости от средней крупности ссылающейся шихты и эародьппи, не укладывающиеся в зазор, разрушаются. Кроме этого, торможение потока шихты между двумя плоскостями (неподвижной и подвижной) приводит к усилению вращения гранул при ссыпании и новьппенном трении их о плоскости днища тарели и рабочего органа. Это приводит к интенсивному уплотнению зародышей в результате обжатия их под нагрузкой,овьппенному влагопереносу иэ центра зародьппей на периферию, наслоению на поверхность порции неокомкованного материала,происходящему при вращении ссыпаю- шихся зародьппей в ограниченном пространстве зазора, куда попадает так-.же часть неокомкованной шихты которая,потеряв скорость, выпадает наднище тарели, чем уменьшается выносее из окомкователя.На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - вид Ана фиг. 2; на фиг. 3 - схема актив О ных сил, воздействующих на ссылающиеся зародьппи.Устройство содержит станину 1,на которой закреплена тарель 2с приводом 3 и очистные ножи 4. Внетарели 2 на станине 1 установленрабочий орган 5, выполненный из эластичного материала, например конвейерной ленты. Он имеет один конец жестко закрепленный, а Второй свободнопокоящийся на днище тарели 2. Назначение рабочего органа 5 состоитв том, чтобы подвергать поток ссыпающихся зародьппей уплотняющемувоздействию за счет приложения направленных внешних усилий .(фиг.1),Гибкое исполнение рабочего органа 5 обеспечивает автоматическоеизменение зазора между днищем тарели 2 и свободным концом гибкого 30 рабочего органа 5, зависящего открупности поступающих зародышей,которая в свою очередь зависитот производительности тарельчатого окомкователя, качества поступающей шихты, влажности ее и другихфакторов. Кроме этого, эластичныйматериал, деформируя на потокедвижущейся шихты, самоочищаетсяот налипающего гарнисажа.Гибкий рабочий орган установлен на восходящем участке вращающейся тарели 2, где происходит преимущественное движение зародышей крупностью 6-8 мм, имеющих промежуточную высоту подъема между готовыми окатышами и неокомкованной шихтой, на расстоянии 0,1-0,3 диаметра тарели 2 от ее разгрузочного участка.Величина этого расстояния должна О превышать размер зоны сегрегации окатышей кондиционной крупности у борта тарели 2, где происходит их разгрузка. Уменьшение этого расстояния менее 0,1 диаметра тарели 2 15 дестабилизирует разгрузку окатьппей, поскольку действие внешних сил препятствует выталкивающему усилию "постели" и в результате этого происходит переокомкование шихты и разусе реднение ее гранулометрического состава. При увеличении расстояния более 0,3 диаметра тарели. ухудшаются показатели гранулометрического состава окатьппей. 25Ллина свободно покоящейся части рабочего органа 5 составляет 0,05- 0,5 диаметра тарели 2. Уменьшение этого размера менее 0,05 приводит к снижению эффективности предлагаемо" З 0 го способа за счет сокращения пути дополнительного окомкования, проходимым зародышами в зазоре между днищем тарели 2 и поверхностью рабочего органа 5.35Увеличение свободно покоящейся части рабочего органа 5 свыше 0,5 диаметра тарели 2 нецелесообразно, так как его воздействие будет стабилизировать движение шихты у борта тарели 2, где происходит разделение шихты на элементарные струи и сложе" ние ссылающихся потоков и формирова" ние бортового пересыпания шихты.Проводят промьпппенные испытания 45 опытного образца тарельчатого окомко" вателя, оснащенного гибким рабочим органом, в ходе которых изменяют;величину внешнего уплотняющего воздействия (от 5 до 200 кг на 1 м ссыпающегося потока); расстояние между рабочим органом 5 и разгрузочной частью тарели 2 (от 0,05 до 0,35 диаметра тарели 2); длину свободно покоящейся части рабочего органа 5 55 от 0,04 до 0,6 диаметра тарели 2).ЭфФективность предлагаемого способа и показатели работы устройства оценивают по качеству получаемыхокатьппей, замеряют гранулометрическпйсостав и прочность сырых гранулкрупностью 10-15 мм. Ланные испытаний приведены в табл. 1.Ударный характер вибрирующего воздействия рабочего органа 5 на потокссыпающейся шихты является преобладающим в суммарном действии уплотняющих сил, поскольку величина статической нагрузки, обеспечивающейцелостность зародышей, составляет:для крупности 6 мм - 0,1 х 25000=2500 кг на 1 м потока;для крупности 8 мм - 0,4 х 10000=4000 кг на 1 м потока,где; О, 1 и 0,4 - минимальнаяпрочность зародьппей, имеющих крупность 6 и 8 мм соответственно, кг/ок;25000 и 10000 - плотность ссыпавщихся зародьппей крупностью 6 и 8 ммсоответственно в зазоре между днищем тарели 2 и рабочим органом 5,рассчитанная при условии, что зародыши расположены на днище тарели 2слоем в один окатьпп и имеют промежутки между собой, заполненные неокомкованной шихтой и воздухом, равныеполовине площади, окатыш на 1 м потока.В процессе испытаний на тарели 9 7,5 м устойчивый режим получения окатьппей по предлагаемому способу сохраняется при величине прилагаемых направленных внешних усилий 20-200 кг на 1 м ссылающегося потока. Превышение этих значений более 200 кг/м вызывает переиэмельчение щихты, Уменьшение усилий до величины менее 20 кг/м ссыпающегося потока приводит к заметному ухудшению гранулометрического состава шихты.Влияние параметров предлагаемых способа и устройства на качество подготовки шихты приведено в таблСущность способа и работы устройства для его осуществления заключается в следующем.Вращение тарели 2 посредством привода 3 вызывает упорядоченное движение сыпучего материала, помещенного в тарель, который на стадии подьема сегрегирует по крупности, причем, чем мельче частицы, тем высота их подъема больше. Зародыши крупностью 6-8 мм занимают промежуточное положение между готовыми окатышами и не 1171546окомкованной шихтой и зона их ссыпания в основном ограничена восходяпейчастью тарели 2.Этот поток ссылающихся зародьппейпопадает в зону направленно приложенной нормально распределенной нагрузки 1 (фиг. 1), осуществляемой с помощью рабочего органа 5; и дальнейшеедвижение их происходит в стесненныхусловиях при воздействии таких сил:направленной внешней нагрузки, ц,подъемной ;лы тарели,давления .;ьпающегося потока, Р;сил трения, возникающих между зародьпп.,ми и комкуемыми поверхностями, ГСовокупное действие укаэанных силвызывает вращение зародышей, М,Следовательно, окомкование сыпучих материалов происходит с воздействием на зародьппи в стадии ссыпаниякомплекса сил, главной из которыхявляется направленное внешнее усилие 1, При этом происходит объемное 2обжатие эародьппей, уплотнение ихсердцевины, выжимание влаги из внутренней части на поверхность и росткрупности, дсуществляемый путемупорядоченного накатывания на зародыши неокомкованной шихты с последующим уплотнением их поверхности.Осуществление указанного способапроисходит за счет того, что рабочийорган 5, укрепленный вне тарели 2,выполнен из эластичного материала,в данном лучае из конвейерной ленты,и имеет один конец жестко закрепленный, а второй свободно покоящийсяна движущемся потоке материала. Дви Ожение материала происходит в зазоремежду днищем тарели 2 и поверхностьюгибкого рабочего органа 5, величинакоторого автоматически устанавливается соответствующей среднему диаметру ссыпающихся зародьппей, превьппение отдельными гранулами указаннойкрупности приводит к их разрушениюв зоне действия направленных внешних усилий, т.е. происходит стабилизация гранулометрического состава зародьппей. Кроме этого, на поток ссыпающегося материала, движущегося в зазоре между днищем тарели 2 и поверхностью рабочего органа 5, действует вибрация, .:. едаваемая демфирующим свободно покоящимся концом рабочего органа 5, которая усиливает влагоперенос и уплотнение зародьппей,Все это приводит. к формированию зародьппей повьппенной прочности и обеспечивает их линейный рост в соответствии с достигнутой прочностью.С увеличением крупности формируемых гранул до 10-12 мм зона их ссыпания выходит за пределы воздействия направленной внешней нагрузки и ограничивается в основном пространством, прилегающим к бору тарели 2, где происходит их выгрузка.В табл, 2 представлены данные сравнительных опытно-промышленных испытаний по предлагаемой и известной технологиям.Для этого используют тарель с гибкой конвейерной лентой, установленной на расстоянии 0,2 диаметра тарели от разгрузочного участка, и длиной :вободно покоящегося участка равной 0,2 диаметра тарели, Получение окатьппей по предлагаемому способу окомл кования обеспечивает:увеличение гранул кондиционной крупности после окомкования на 12,9 ;увеличение прочности сырых окатышей на раздавливание на 20,5 и насбрасывание на 16,7%;снижение количества неокомкованной шихты, выносимой из тарели вместе с готовыми окатьппами на 5 , происходящее за счет улучшения сепарации материала по крупности в зоне направленно приложенной нагрузки.Это в свою очередь приводит к снижению содержания мелочи менее 5,0 мм в готовом продукте на 0,47% расхода природного газа для сушки и обжига окатьппей на 0,3 м /т окатышей и потерь сырья при переделе на,0,12%.1171546 Параметры предлагаемыхспособа и устройстваи их значения Гранулометрический состав окомкованноч шихты,7.+18 мм 8-18 мм -8 мм на сб ывани ра Кг/мссыпающе 2,9 0 Гося по- тока 4,2 3,2 О,5 1,8 929 0,04 В частях 13,3 диаметра 0,05 тарели 12,6,05 В частядиаметртарели 3,40 951 0 3,6 95,4 1 48 941 1 0,95 92 0,2 0,83 9,4 88,7 Величина внешне уплотняющеи нагрузки Длина свободнопокоящейся части рабочего Расстояние междурабочим органоми разгрузочнойчастью тарели Единицыизмерения 86,5 2,3 91,4 1,6 94,4 1,4 95,4 1,94,3 3,Таблица 1 Прочность сырыхокатышей на раздавлениекг/ок 3,0 0,75 3,2 0,83117154 б Таблица 2 Потери око Гранулометрический состав сырых окатьппей, 7. арабан ая про Прочность сы рых окатьппей Спос ков а раз ож ных мм 18 ока ь 1.- ей, 7 о давливание,о О Известный 15,1 82 длагае 3 56,2 3,3к Патент", г,ужгород ул.Проектная фил 9 Т ИИПИ Госуд по делам 35, Москва,аж 583ственного кобретений и