6.2 Барабанный смеситель.

Относится к наиболее распространенным машинам в агломерационном производстве.

Под влиянием вращения возникающая сила трения между стенками барабана и шихтой, усиленной тангенциальной силой энергии, поднимает материал. Подъем материала длится до тех пор, пока сила тяжести не начнет превышать усилие, прижимающее шихту к барабану. После отрыва от стенок барабана материал по параболической кривой падает на слои, расположенные в нижней части барабана (рис.17), многократные подъемы – падения вызывают перемешивание материала.

Эксплуатация смесителей показывает, что более эффективное перемешивание при водопадном режиме.

Рис. 17 Движение материала в смесителе

При этом режиме работы материал вначале поднимается по стенке барабана и после отрыва от нее падает на нижележащие слои на некотором расстоянии от внутренней стенки. Данное расстояние должно быть таким, чтобы придвижении вдоль материал имел возможность хорошо перемешиваться. При увеличении скорости барабана участок исчезает и барабан переходит в циклический режим, при котором осуществляется только подъем материала и его падение без интенсивного перемешивания.

Предельной границей, разделяющей циклический и водопадный режимы является переходная скорость n₁:

, где

- угол осыпания сегмента шихты от стенки барабана;

- половина центрального угла сегмента;

- радиус барабана, м.

Углы и зависят от физико-механических и гранулометрических свойств шихты. Центральный угол определяется степенью заполнения барабана, для случая смешивания агломерационной шихты принимаемой не более 0,25.

Далее установлено, что при водопадном режиме для агломерационной тонкоизмельченной шихты угол отрыва материала превышает угол естественного откоса на 5 - 10º. Так как для агломерационной шихты угол естественного откоса составляет примерно 25 - 40º, величина = 30 - 50º. Таким образом, суммарный максимальны угол для водопадного режима не превышает 106º, откуда переходная скорость .

При уменьшении скорости вращения барабана ниже минимальных значений барабан работает в режиме переката (рис. 18)

Рис. 18 Схема режима переката

При этом режиме материал не отрывается от нижележащих частиц – на участке АОВ, он движется по круговым траекториям совместно с барабаном, затем медленно перекатывается по нижнему слою материала. Перекатному режиму соответствует степень заполнения = 0,1 – 0,18. Переходная скорость .

Анализ полученных практических значений частот изменения скорости показывает, что скорость вращения серийных барабанных смесителей незначительно превышает нижнюю границу теоретических рекомендуемых значений.

Объясняется это тем, что у барабанных смесителей с зубчатым приводом и опорными стальными роликами при вращении барабана возникают сильные вибрационные нагрузки. Причиной их возникновения следует считать удары в зубчатом зацеплении из-за периодического осыпания материала. Поэтому в ряде агломерационных фабрик значительно снижены частоты вращения барабана.

Производительность барабанного смесителя регулируется степенью заполнения и скоростью вращения. При этом чем больше степень заполнения барабана, тем хуже качество перемешивания.