Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи

..pdf
Скачиваний:
50
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
18.2 Mб
Скачать

муфтой 2. Консольная часть напорного шнека вращается внутри гильз 8, запрессованных в разъемный цилиндр 7 Цилиндр соединен с одной стороны с загрузочным корпусом 6, с другой — со смеси­ тельной камерой 11. Радиальный зазор между внутренней поверх­ ностью гильзы и наружным диаметром шнека 0,3—1,5 мм.

В передней стенке смесительной камеры предусмотрен лаз со съемной крышкой 12 для монтажа и ремонта напорного шнека и клапана 16, а также фланец 14 для подсоединения транспортного трубопровода. В нижней части задней стенки смонтирован коллек­ тор 19 воздушной камеры с форсунками 17 для ввода сжатого воз­ духа в смесительную камеру. В верхней части камеры установлен манометр 10 с фильтром для контроля рабочего давления в камере. Обратный клапан 16 насажен на вал 15 с подшипниками качения, вмонтированными в боковые стенки камеры. Для предотвращения воздействия пыли на подшипники перед ними установлены резино­ вые уплотнения. Тарелка клапана шарнирно соединена с рычагом, что обеспечивает ей свободу перемещения, необходимую для плот­ ного прилегания тарелки к упорному кольцу 18. Клапан прижи­ мается рычагом 13 с перемещающимся по нему грузом. Подача цемента в загрузочную часть насоса регулируется шибером с руч­ ным приводом 5.

Для предотвращения пыления из загрузочной камеры в месте ввода вала установлено торцовое уплотнение 4. Торцовое уплотнение (рис. 72, б) состоит из графитового кольца 2, поджимаемого пружи­ нами 3 к закаленному кольцу 1, изготовленному из легированной стали. В уплотнение подводят сжатый воздух для создания плотной воздушной завесы.

Пневмовинтовой насос работает следующим образом. Материал, поступающий через шибер в загрузочный корпус, захватывается заборными витками шнека с большим шагом и подается во внутрен­ нюю часть гильз, откуда напорными витками с меньшим шагом через обратный клапан выдается в смесительную камеру насоса. Из смеси­ тельной камеры материал под давлением сжатого воздуха (скорость струи выше 100 м/с) выносится в транспортный цементопровод.

Техническая характеристика пневмовинтовых насосов приведена

втабл. 39.

§67. Аэрожелоба

Аэрожелоба применяют для транспортирования порошко­ образных материалов.

Аэрожелоб (рис. 77) представляет собой закрытый лоток 3, разделенный пористыми аэроплитами 4 или специальной пористой тканью типа «бельтинг». В нижнюю часть лотка вентилятором 1 нагнетается воздух давлением до 4,9 кПа, который проходит через аэроплиты и насыщает цемент, поступающий из бункера 2 в верхнюю часть желоба. В результате аэрации цемент приобретает текучесть и стекает вниз по желобу. Выгрузка может осуществляться в любой точке желоба по патрубку. Отработанный воздух из желоба пода­ ется па очистку в рукавные фильтры.

Уклоны аэрожелобов для транспортирования должны быть не менее 6% , а для сырьевой и клинкерной крупки — в пределах 15—20 %.

Ширину желоба принимают равной 125—500 мм при производи­ тельности соответственно 20—125 м3/ч, а длину — не более 50 м. Минимальный расход воздуха составляет 120-10-9 м3/ч на 1 м2 по­ верхности пористой перегородки.

Производительность желоба (в м3/ч)

П = ЗбООАЛ,

(106)

где F — площадь сечения слоя материала в желобе, м2; v — скорость движения материала, м/с; к — коэффициент, учитывающий сопротивление движению мате­ риала по аэроплитам, к = 0,9.

§ 68. Гидросепараторы

Гидросепараторами называют оборудование, предназна­ ченное для выделения из потока проходящего шлама или пульпы твердых частиц размером, превышающим допустимый. Использо­ вание гидросепарации позволяет выделить готовый продукт, а недоизмельченные частицы направить на вторичный помол и тем самым интенсифицировать процесс мокрого помола. Значение гидросепара­ ции возросло с широким внедрением высокопроизводительных мельниц самоизмельчения «Гидрофол», после измельчения в которых пластичных сырьевых материалов в пульпе содержится до 80 % го­ тового продукта. Из гидросепараторов различных типов в цементной промышленности находят применение гидроциклоны и дуговые сита.

Гидроциклон (рис. 78) представляет собой металлический кор­ пус внутренняя поверхность которого футерована износостойкими материалами (резиной, каменным литьем и др.). Верхняя часть корпуса имеет патрубок 2 прямоугольного сечения для подвода пуль­ пы, который расположен тангенциально к цилиндрической части корпуса. Пульпа, поступающая в гидроциклон с большой скоростью,

182

А-А

Рис. 78. Гидроциклон:

а — общий вид; б — схема работы

приобретает в цилиндрической части кор­ пуса вращательное движение. Под дей­ ствием центробежных сил относительно крупные частицы сырьевых материалов прижимаются к стенкам корпуса, дви­

жутся по спиральной траектории вниз и удаляются через выход­ ную насадку 1. Пульпа с оставшимися в ней мелкими частицами дви­ жется во внутреннем спиральном потоке, направленном вверх и вы­ водится из гидроциклона через патрубок 3.

Техническая характеристика выпускаемых промышленностью гидроциклонов и использующихся на цементных заводах приведена в табл. 40.

Опыт гидросепарации сырьевых материалов на цементных за­ водах показал, что вследствие различий в водоудерживающей способ­ ности, минералогическом составе и реологических свойствах полу­ чаемые продукты классификации имеют различные показатели, при­ чем основными определяющими факторами, являются реологиче­ ские свойства. Более тонкая классификация происходит в гидроциклонах с меньшим диаметром его цилиндрической части.

Ориентировочно производительность гидроциклона по исходной

пульпе (в м3/ч)

 

П = 1080441 rJH,

(107)

где 4 — эквивалентный диаметр питающего отверстия, м, 4 = 1,125 V bh (b, h — ширина и высота отверстия питающего патрубка, м); 4 —диаметр верхнего вывод­ ного отверстия, м; g — ускорение свободного падения, g ~ 9,81 м/с2; Н — напор в шламопроводе перед гидроциклопом, м.

Перспективным оборудованием для гидросепарирования грубо­ молотого шлама или пульпы являются дуговые сита, используемые на отдельных отечественных цементных заводах и за рубежом.

 

Показатель

 

ГЦ-250

ГЦ-360

ГЦ-500

ГЦ-710

ГЦ-1000

Диаметр

гидроциклона, мм

250

360

500

710

1000

Угол конусности, °

 

20

20

20

20

20

Эквивалентный диаметр пи­

40—60

50—85

65—150

120—200

170—320

тающего отверстия,

мм

 

 

 

 

 

Диаметр

выводного

отвер­

 

 

 

 

 

стия, мм:

 

50—100

70—150

100—220

150—300

200—400

верхнего

 

нижнего

 

17—35

24—50

34—180

48—200

80—250

Давление

пульпы, МПа

(0,03-ь0,25)

10°

(0,06 ч-0,415) 10°

Производительность,

м3/ч,

20—64

35—125

65—250

150—500

280—1000

при напоре 10 м

 

 

 

 

 

 

Размеры,

мм:

 

600

700

800

1100

1500

длина

 

ширина

 

650

750

900

1200

1600

высота

 

1400

1800

2500

3500

4500

Масса, т

 

 

0,25

0,4

0,7

1,5

3

Принцип работы дугового сита показан на рис. 79. Грубомолотый шлам 3 с высокой скоростью направляют на кривую поверхность сита, составленную из наложенных поперек струи клиновидных стержней 2, между которыми.предусмотрен зазор а. Благодаря высо­ кой скорости шлама максимальный размер б проходящих через щели частиц составляет примерно половину ее размера. Это предохраняет сито от засорения и обеспечивает быстрое разделение и высокую про­ изводительность. Крупные частицы шлама 4, не прошедшие через зазоры, направляют на домол.

Конструктивная схема дугового сита показана на рис. 80. Ис­ ходный шлам 1 с помощью сопла 2 подают на вогнутую поверхность сита 3. Шлам с заданными размерами частиц 5, прошедший через зазоры сита, направляют в емкости готового продукта, а надситный продукт 4 с крупными частицами, не прошедший через зазоры сита, направляют на домол в мельницу.

Опыт эксплуатации дуговых сит при сепарации грубомолотого шлама показывает, что для получения готового шлама в объеме 100м3/ч дуговые сита должны иметь следующую техническую характери­ стику:

Угол дуги сегмента рабочей поверхности сита,

270

Радиус дуговой поверхности сита, м

0,6

Рабочая ширина сита, м .

0,53

Полезная площадь сита, м2

1,32

Регулирование толщины струи шлама, мм

10—40

Давление шлама на входе, МПа

До 0,3

Винтовой гидроклассификатор ВГ-360 (рис. 81) представляет собой цилиндрический сварной корпус, внутри которого вертикально установлено цилиндрическое сито 6 из щелевидной колосниковой сетки. Над ситом установлена приемная камера 3 с тангенциально

184

Рис. 79. Принцип работы дугового сита

подернуто

Рис. 80. Конструктивная схема дуго­

Рис.

81. Винтовой гидроклассифика

вого сита

тор

ВГ-360

расположенным питающим патрубком 2. Внутри приемной камеры и цилиндрического колосникового сита помещана винтовая направ­ ляющая 5, обеспечивающая необходимое направление потока шлама при его движении по классифицирующей поверхности сита. В ниж­ ней части корпуса имеются патрубки 7 и 8 для отвода соответственно готового и грубомолотого шлама. Для контроля и регулирования режима классификации на питающем патрубке предусмотрены ма­ нометр 1 и затвор регулирования толщины потока исходного шлама. Затвор представляет собой шарнирную заслонку с фиксирующим винтом. Для очистки и ремонта сита на корпусе предусмотрены гер­ метичные люки 4.

Принцип работы винтового гидроклассификатора аналогичен принципу работы дугового сита. Однако рассматриваемая конструк­ ция, позволяющая увеличить путь прохождения исходного шлама через сито до нескольких витков, при своей простоте и сравнительно незначительных размерах более эффективна и производительна.

Винтовой гидроклассификатор ВГ-360 при стабильной произво­ дительности по готовому шламу 100 м3/ч имеет следующую техни­ ческую характеристику:

Размеры CHta, м:

0,4

диаметр

высота

0,656

0,82

Рабочая площадь сита, м2

Ширина щели между колосниками, мм

0,3

Рабочее давление, МПа

0,15—0,22

Размеры, м:

1,625

высота

длина

1

ширина

0,92

Масса, т

0,4

Использование рассмотренных гидросепараторов позволяет пере­ вести работу сырьевых мельниц на замкнутый цикл и увеличить их производительность в 1,5 раза.

Щ§ 69. Бункера

^Независимости от назначения и условий работы бункера по форме разделяют на пирамидальные (рис. 82, а), призмо-пира­ мидальные (рис. 82, б, г), цилиндрическо-конические (рис. 82, в). Разгрузка сырьевых материалов из бункеров может быть следующей: нормальной (рис. 82, д), при которой перемещается материал, на­ ходящийся в бункере, и смешанной (рис. 82, ж).

Выбор формы бункера, его размеров зависит от способа загрузки

ивыгрузки, физических свойств поступающих материалов, времени нахождения материала в бункере. При производстве вяжущих стро­ ительных материалов для кусковых материалов применяют пира­ мидальные и призмо-пирамидальные бункера, для пылевидных ма­

териалов цилиндрическо-конические.

Загружают материалы в бункера грейферными кранами, плас­ тинчатыми или ленточными транспортерами, ковшовыми элевато­ рами, шнеками, пневмотранспортом и др. В зависимости от вида за­ грузки и физических свойств материала их выполняют открытыми и закрытыми. При погрузке кусковатых материалов грейферным краном бункер изготовляют открытым. Для предотвращения попа­ дания в бункер негабаритных кусков или случайных металлических

предметов (арматуры и др.) верхнюю часть открытого бункера пере­ крывают съемной решеткой из металлических прутьев диаметром до 50 мм.

В зависимости от объема бункера и вида загрузки, его изготов­ ляют металлическим или железобетонным. Бункера для компонен­ тов шихты мельниц, как правило, железобетонные открытые. Метал­ лические бункера выполняют сварными из листов толщиной 10— 15 мм. Для увеличения жесткости с наружной поверхности его кор­ пуса приваривают ребра из металлических полос. Сужающиеся нижние части сварных бункеров дополнительно облицовывают ме­ таллическими листами.

Бункера устанавливают на колоннах или подвешивают на гори­ зонтальных балках. Для этого на корпусе бункера предусмотрены специальные кронштейны (лапы) или приливы.

Объем бункеров на цементном заводе колеблется в широких пре­ делах, достигая 100 м3 и более. Объем бункера (в м3) определяют в за­ висимости от расхода выгружаемого из него материала и от времени,

на

которое

создается

запас:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V = QtIK,

 

 

 

(108)

где Q— расход

материала,

м3/ч;

t — время, на которое создается

запас, ч;

К

коэффициент

наполнения бункера, К = 0,9.

 

 

 

 

 

и

Расход материала (в м3/ч) из бункера

определяют

так же,

как

расход

в

транспортных

устройствах

непрерывного

действия:

 

 

 

 

 

 

Q = 3600Fv,

 

 

 

(109)

где F — площадь

разгрузочного

отверстия, м2;

v — скорость истечения

мате­

риала, м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорости истечения материалов (в м/с):

 

 

 

 

 

при

нормальном истечении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v = %VWgR\

 

 

 

 

(ПО)

 

при

гидравлическом истечении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v = k-/2gh,

 

 

 

 

(111)

где X — коэффициент истечения,

зависящий от физических

свойств

материалов,

для пылевидных и влажных материалов

X == 0,22, для кусковатых

X = 0,4, для

зернистых X = 0,6;

R — гидравлический

радиус

отверстия,

равный

отношению

его площади F к периметру Л, м; h — высота материала

в бункере, м.

 

Минимально допустимые размеры разгрузочных отверстий квад­

ратной или круглой формы

(в мм)

 

а = K(D

+80) tg ф,

(112)

где а — размер стороны квадратного или диаметр круглого отверстия, мм; D — максимальный размер куска материала в поперечнике; мм; <р — угол естественного откоса материала в покое, ° (табл. 41); К — коэффициент, зависящий от уровня подготовки материала, для сортированного материала /( — 2,6, для несортирован­ ного К = 2,4.

 

 

Угол естествен-

 

 

 

ного отк<эса

мате-

 

Материал

Коэффициент

риала1 ф,

°

Коэффициент

внутреннего

 

 

 

трения

 

трения /о

в покое

в дви­

о сталь f

 

 

жении

 

Сухая мелкокусковая глина

0,5-0,9

50

 

38

0,75

Дробленный известняк

0,8—1

45

 

35

0,63

Шлак

0,6—1,1

50

 

35

1,19

Цемент

0,5—0,9

43

 

38

0,65

Следует иметь в виду, что при слишком малом разгрузочном от­ верстии в бункере могут образовываться своды и заторы, при которых снижается скорость выхода метериала и может остановиться питание основного агрегата. Для порошковых и мелкозернистых материалов площадь разгрузочного отверстия для полного опорожнения бункера должна быть не менее 0,09 м2. Наилучшая форма отверстия — квад­ ратная или круглая. По своей эффективности они одинаковы, если сторона квадратного отверстия равна диаметру круглого. Увеличение выгрузочного отверстия против расчетного вызывает увеличение размеров затворов и питателей, что, в свою очередь, связано с уве­ личением расхода энергии при их эксплуатации. г

Для обеспечения беспрепятственной выгрузки материалов из бункера угол а наклона стенок, а также ребер его конусной части (см. рис. 82) должен быть на 10 % больше естественного угла откоса материала в покое (см. табл. 41). Для беспрепятственной выгрузки материалов, склонных к залипанию или слеживанию, стенки бункера подвергают вибрации или применяют аэрирование материала^ ко­ нусной части бункера.

Пример 27. Определить основные параметры бункера для питания сырьевой мельницы известняком с крупностью D — 25 мм. Расход известняка Q = 20 т/ч, плотность известняка р = 1,6 т/м3.

Решение. В соответствии с требованиями объем бункера должен обеспечить запас известняка на время не менее 4 ч работы мельницы. Тогда объем бункера по формуле (108) с учетом заданной насыпной плотности известняка

V = 20-4/(0,9 1,6) = 55,6 м3.

По формуле (112) определяем минимально допустимые размеры разгрузечкего отверстия. Принимаем К = 2,6; D = 25 мм (из условия) ф = 45° (по данным табл. 41). Тогда

а = 2,6 (25 + 80) tg 45° = 273 мм.

Минимальный угол наклона стенок бункера

а = ф + 0,1ф = 45 + 0,1-45 = 49,5°.

Окончательные размеры и форму разгрузочного отверстия бункера уточняют после выбора питателя или затвора с учетом их посадочных размеров (форма и раз­ меры загрузочной части, количество и размеры крепежа). Определение размеров

188

бункера при заданном его объеме и рассчитанных выше параметрах сводится к ре­ шению обычной геометрической задачи с учетом возможности размещения бункера в конкретных условиях.

После уточнения размеров бункера проверяют условия выгрузки материала из разгрузочного отверстия. Преобразовав формулу (109), определяем скорость исте­ чения материала. Приняв в нашем примере разгрузочное отверстие квадратной

формы с размером стороны

а — 300 мм = 0,3 м,

получим

” =

= 3600 0,3е-1.6 =

0,039 м/с-

Принимаем призмо-пирамидальную схему бункера (см. рис. 82, г), обычно используемую в помольных агрегатах, с гидравлической разгрузкой материала. Тогда с помощью формулы (111) определим минимально допустимую высоту мате­ риала в бункере, обеспечивающую заданную производительность сечения отверстия

&0,039а

h = 2№g “ 2.0,42.9,81 = 0,0005 м.

Полученное значение показывает, что выбранная схема бункера и принятые размеры его разгрузочного отверстия позволяют стабильно питать мельницу извест­ няком практически до полной выработки бункера.

Р А З Д Е Л IV

 

ОБОРУДОВАНИЕ

ЦЕХОВ ОБЖИГА

Г л а в а

15

ЦЕХА

ОБЖИГА

§ 70.

Общие сведения

Цех обжига цементного завода предназначен для произ­ водства основного полуфабриката — клинкера, получаемого при вы­ сокотемпературной обработке сырьевых смесей во вращающихся печах. Это наиболее ответственный технологический передел цемент­ ного производства, качественно определяющий все основные пока­ затели предприятия.

В отличие от основного технологического оборудования других переделов, вращающиеся печи обжига эксплуатируются с макси­ мально возможной производительностью и высоким коэффициентом

технического

использования.

 

 

 

 

Годовая мощность Q цеха обжига, оснащенного однотипными пе­

чами (в т/год),

 

 

 

 

 

 

Q =

8760/гЯ/Ст. и,

 

 

(ИЗ)

где 8760 — годовое календарное время при круглосуточной работе печей,

ч;

/г —-

число однотипных печей в цехе

обжига; П — часовая производительность одной

печи, т/ч; /Ст. и — коэффициент

технического

использования

печей.

 

 

Производительность однотипных вращающихся печей, а также

коэффициент

/Ст. и зависят

от свойств

и влажности

сырьевых

сме­

т а б л и ц а 42.

Коэффициент технического использования

 

 

 

и производительность вращающихся печей

 

 

 

 

 

Тип вращающейся

печи

^ Т .

И

Г/,

т/ч

Печи мокрого способа:

 

0,89

76

5,6X 185 м

 

 

5Х 185 м

 

 

0,89

72

4Х 150 м

 

 

0,91

35

3,6Х 150 м

 

 

0,92

25

Печи сухого способа с циклонными теплообменниками:

 

132

7/6,4X95 м

 

 

0,8

5X75 м

 

 

0,85

70

4X60 м

 

 

0,9

35

Печи сухого способа с декарбонизаторами:

0,85

125

4,5X80 м

 

 

5Х 100 м

 

 

0,82

200