Ударно-валковые дробилки

Последние достижения дробильной техники заключаются в создании одно- и двухроторных ударно-валковых дробилок, производимых фирмами Германии Thyssen Krupp и HAZЕMAG (рис. 10, 11). Принцип работы ударно-валковых дробилок заключается в следующем. Дробление материала осуществляется между специальным ротором (2) и отбойной плитой (4), поэтому отсутствует бронированный корпус дробилки. Подача материала в дробильную полость производится скребковым транспортером (3). Вследствие отсутствия ограждающих ротор броней и пониженной окружной скорости наблюдается пониженный износ дробящих элементов и расход электроэнергии.

Рис.10- Схема однороторной ударно-валковой дробилки: 1 – корпус, 2 – ротор, 3 – скребковый транспортер, 4 – отбойная бронеплита

Параметры однороторной ударно-валковой дробилки

Максимальный размер исходного куска D_max= 0,65 D _рот.≈ 1,5 м

Допустимая влажность материала W <15%

Допустимое содержание глинистой породы m_глины ≤ 8%

Длина ротора L _рот. = 1,1 D_рот.

Окружная скорость V =25…35 м/с

Кратность дробления і=D_max/d_max=10…15

Производительность G =300…500 т/ч.

Удельный расход электроэнергии Э=0,3…0,5 кВт· ч/т.

Как видно из рисунка 11, вторичный ротор находится в глубине корпуса за первичным. Производительность таких дробилок в значительной степени зависит от угла размещения роторов к горизонтальной плоскости.

Рис. 11 - Схема двухроторной удорно-валковой дробилки: 1 – корпус, 2 – ротор, 3 – скребковый транспортер, 4 – отбойная бронеплита

Параметры двухроторной ударно-валковой дробилки

Максимальный размер исходного куска D_max=0,65D_рот. ≈ 1,5 м

Допустимая влажность материала W <15%

Допустимое содержание глинистой породы m_глины ≤ 15%

Длина ротора L _рот. = 1,8 D _рот.

Окружная скорость V =25…35 м/с

Кратность дробления і= D_max/d_max =30…50

Производительность G =300…500 т/ч.

Удельный расход электроэнергии Э=0,7…1,0 кВт ч/т.

Куски породы крупностью около 1500 мм за один проход через дробилку измельчаются в зерна, 95% которых имеет крупность менее 25 мм. Первичный ротор служит для грубого дробления, а вторичный измельчает материал до заданной крупности зерен.

В последние годы получили распространение мобильные установки, располагаемые в карьере на подвижной платформе, на которых устанавливаются различные дробилки. От такой установки дробленый материал подается на завод ленточными транспортерами (рис. 12). Такая система дробления и транспортировки сырья с карьера на завод исключает затраты на строительство здания дробильного отделения, а также снижает транспортные расходы. Мобильные установки производятся фирмами Германии Thyssen Krupp и HAZEMAG.

Рис. 12- Мобильная установка с ударно-валковой дробилкой

Описать измельчение сырьевых материалов по мокрому способу производства.

С увеличением тонкости помола сырья возрастает поверхность взаимодействия и реакционная способность частиц материалов. Для обеспечения оптимальной скорости протекания физико-химических процессов клинкерообразования осуществляется помол сырьевой смеси до остатков на ситах №02 (2…3%) и №008 (10...15%) или до удельной поверхности ~ 300 м²/кг. При мокром способе производства сырьевые материалы измельчают и смешивают в присутствии воды до образования водной суспензии (шлама с влажностью 30...40 %). Проникая в поры и микротрещины, вода оказывает расклинивающее действие и тем самым способствует измельчению материала. Мягкие породы, такие как мел, глина, суглинки и лесс, при перемешивании в воде диспергируются, «самораспускаются», «размучиваются». Мокрый помол считается более эффективным, так как обеспечивает высокую однородность сырьевой смеси.

Описать изменение состава материала по длине печи при различной гранулометрии клинкера.

Усредненные данные, полученные на многих цементных заводах, об особенностях состояния материала по длине печей при клинкерном пылении и оптимальной гранулометрии клинкера приведены на рис.13.5 и 13.6.

Полученные данные свидетельствуют, что независимо от размера печи, типа холодильника, вида сырья и топлива при клинкерном пылении на расстоянии 20...30 м от выходного обреза печи иногда может происходить полная грануляция клинкера, и отсутствовать клинкерная пыль (рис. 13.5).

В последующем, при продвижении материала к горячему концу, эти гранулы частично разрушаются с образованием пылевидной фракции, количество которой на выходном обрезе может достигать 40...70%. Этот факт свидетельствует о том, что во вращающейся печи наряду с агрегированием клинкера происходило разрушение образовавшихся гранул.

Химический и минералогический составы материала по длине печи свидетельствуют о существенном смещении процессов клинкерообразования при клинкерном пылении к холодному концу, которое составляет около 15 % ее длины, следовательно, для печи 5x185 м эта величина равна 25...30 м (рис. 13.6).

Таким образом, при клинкерном пылении наблюдается длительная выдержка готового клинкера в области высоких температур в факельном пространстве, в результате которого происходит разрушение гранул в пыль.

Описать использование горючих отходов при сухом способе производства.

Так как при сухом способе температура материального и газового потоков в циклонном теплообменнике совпадает, то недопустима подача топливосодержащих отходов в сырьевую смесь, вследствие того, что горючая составляющая, как правило, возгоняется до воспламенения топлива и, следовательно, потенциальная теплота его сгорания теряется безвозвратно. Кроме того, при этом возникает опасность взрыва в электрофильтре, и ухудшается экология окружающей среды. Поэтому сжигание таких отходов в печных системах сухого способа осуществляется путем подачи их в зону горения вращающейся печи и в декарбонизатор. В тех же случаях, когда используются техногенные материалы с невысоким содержанием горючего вещества, при их подаче в печную систему возникает проблема стабилизации химического состава клинкера. Поэтому при высоком содержании минеральной составляющей применяется специальная технологическая схема с реактором для предварительного сжигания горючего вещества и выделением минеральной части, подаваемой в сырьевую мельницу (рис. 15.5).

Подобная схема реализована фирмой KHD Humboldt Wedag на заводе Rudersdorf, где для сжигания различных топливо содержащих отходов, в частности золы, установлен специальный реактор взвешенного слоя. В него для поддержания горения подается дополнительное топливо, сжигание которого осуществляется с некоторым недожогом, чтобы температура продуктов горения была около 900°С. Газовая фаза, содержащая СО, поступает в декарбонизатор, где происходит дожигание неполных продуктов горения и разложение СаСО₃. Минеральная часть осаждается в циклоне и в качестве сырьевого компонента направляется в сырьевую мельницу.

Описать использование печной пыли в других отраслях народного хозяйства.

Пыль из электрофильтров печей, вследствие особенности ее состава, может использоваться в сельском хозяйстве для раскисления почвы, в дорожном строительстве при приготовлении асфальта, в нефтедобывающей промышленности при тампонировании скважин, для получения шлакощелочных вяжущих веществ и для других целей

Описать использование техногенных материалов при обжиге клинкера.

Другими эффективными техногенными материалами являются топливосодержащие отходы, которые могут частично заменить ценное форсуночное топливо. В качестве горючих материалов могут использоваться бытовые отходы, углеотходы, золы, горючие сланцы, отработанные автомобильные шины и др. Характеристика отдельных техногенных материалов приведена в табл. 15.2.

Следует иметь ввиду, что необходимо применять различные технологические способы использования горючих отходов при мокром и сухом способах производства. Это связано со следующими обстоятельствами. В подготовительных зонах вышеприведенных печных систем проявляются различные условия теплообмена (рис. 15.2).

Рис. 15.2. Изменение температуры газа t_г и материала t_M при сухом и мокром способах производства

В печи мокрого способа в зонах сушки, подогрева и декарбонизации тепло во вращающейся печи передается через поверхностный слой, и поэтому температура газового потока превышает температуру материала более, чем на 700°С. Учитывая, что при нагревании многих горючих материалов выход летучих веществ происходит при 150...500°С до воспламенения топлива (~650°С), то при мокром способе, где температура газа в этой области выше 800°С и, следовательно, обеспечится воспламенение и сгорание летучих (рис. 15.3).

Рис. 15.3. Выход летучих веществ из углесодержащих отходов

Поэтому горючие вещества при мокром способе можно подавать в сырьевую мельницу при приготовлении шлама.

При сухом же способе теплообмен в подготовительных зонах в циклонах и декарбонизаторе, где материал в пылевидном состоянии распределен в газовом потоке, происходит за доли секунды. Поэтому температуры материала и газа практически выравниваются, и если подавать выгорающие отходы в сырьевую смесь, то в первом циклоне при ~ 350°С будет происходить выход летучих без их выгорания, что приведет к безвозвратной потере тепла, к возможному взрыву в электрофильтре и загрязнению окружающей среды. Поэтому при сухом способе выгорающие отходы нельзя подавать в сырьевую смесь.

Применение выгорающих техногенных материалов. Применение минеральных техногенных материалов.

Одним из рациональных вариантов экономии топлива при обжиге клинкера является использование техногенных материа­лов в качестве сырьевого компонента, которые можно по своему воздействию разделить на два вида: минеральные - снижающие теплоту клинкерообразования и топливосодержащие - заменяющие основное технологическое топливо на горючие отходы.