книги / Металлургия, технология угля и неметаллических полезных ископаемых
..pdfустройства, а затем выбрасываются в атмосферу или частично возвращаются обратно в процесс сушки для использования их тепла. Просасывание дымовых газов через всю систему от топки до выброса их в атмосферу осуществляется вентилятором-дымо сосом.
Сушимый уголь загружается в барабан сушилки со стороны топки и движется вместе с потоком дымовых газов в направлении разгрузочной камеры. Тепло для сушки угля передается ему не посредственно дымовыми газами и нагретыми поверхностями на садок. Подача сушимого угля в барабан осуществляется диско выми или тарельчатыми питателями, сбрасывающими уголь из бункера в барабан через спускную трубу.
Основные параметры сушки каменных углей в газовых барабанных сушилках
Размеры сушильного барабана, м: |
4—30 |
длина |
|
диаметр............................. |
1—4 |
Угол наклона барабана, град . . . |
1—5 |
Скорость вращения барабана, об[мин . |
3—8 |
Производительность по сухому углю, т /ч . |
До 60 |
Производительность по испаренной влаге, т /ч . . |
10—30 |
Начальная температура газа—теплоносителя, °С . |
400—900 |
То же, на выходе из барабана, °С . |
70—120 |
Температура сушонки, ° С ............................................. |
70—90 |
Потребление тепла на 1 кг испаренной влаги, ккал ........................ |
800—1300 |
Скорость движения сушильного агента на выходе из барабана, м/сек |
1—3 |
Коэффициент заполнения углем сечения барабана |
0,2—0,3 |
Длительность сушки, мин . . . . |
10—40 |
Количество испаряемой влаги, т /ч . |
1—4 |
Для ориентировочного расчета основных размеров |
газовых |
|
барабанных сушилок пользуются следующими формулами: |
||
н а п р я ж е н и е о б ъ е м а |
сушильного барабана по |
влаге: |
А= |
, кг/мъ-ч, |
|
|
Vt |
|
где W — количество испаряемой влаги, кг/ч\
VQ— внутренний объем барабана, мг.
Величину А при сушке мелкого угля и угольного концентрата принимают 70—90 кг/мг-ч.
д и а м е т р б а р а б а н а
где р — коэффициент заполнения сечения барабана сушимым углем;
Vr — объем газов, выходящих из барабана, мъ/ч\
сог — скорость движения газов на выходе из барабана, м/сек\ д л и н а б а р а б а н а
м>
§ 5. Подготовка брикетной шихты
Брикетная шихта состоит из угля и связующего, вводимого в
шихту в твердом или жидком виде.
В случае применения твердого связующего — пека, последний, после измельчения его до крупности <1 мм присаживается к углю и предварительно механически смешивается с ним в шнеко вых смесителях или в дезинтеграторах. Далее брикетная шихта
Рис. 149. Агрегат, состоящий из вертикального парового смесителя, охлаждающего винтового конвейера и вальцового пресса:
/ — паровой смеситель; 2 — винтоьой конвейер; 3 — распределительная чаша вальцо вого пресса; '/ — вальцовый пресс; 5 — привод смесителя; 6 — привод пресса
направляется на смешение и пропарку в паровой смеситель, где пек плавится и, перемешиваясь с углем, покрывает поверхность угольных частиц тонкой пленкой. При выходе из смесителя бри кетная шихта имеет слишком высокую температуру, при которой связующие свойства пека понижены. Поэтому шихта направляет
ся |
в винтовой конвейер, где |
она |
охлаждается |
до |
температуры |
|
60—70° С и становится вязкой |
и пластичной, легко |
формующейся |
||||
в |
брикеты. Этим же конвейером шихта подается |
в |
распредели |
|||
тельную чашу вальцового пресса. |
связующего |
оно |
|
доставляется |
||
|
В случае применения жидкого |
|
на брикетную фабрику в специальных цистернах с термоизоля цией. Отсюда связующее перекачивается в обогреваемые резерву ары брикетной фабрики. По обогреваемым трубопроводам связу ющее периодически подается в питающие резервуары, откуда оно расходуется для присадки к углю. В случае необходимости свя зующее подогревается.
Жидкое горячее связующее при помощи форсунок в тонкораспыленном виде вводится в уголь и предварительно перемеши-
3G2
ваегся с ним в одном из смесителей. Далее брикетная шихта на правляется в паровой смеситель, откуда после охлаждения в вин товом конвейере поступает на прессование.
Агрегат, состоящий из вертикального парового смесителя бри кетной шихты, охлаждающего винтового конвейера и вальцового пресса показан на рис. 149.
Рис. 150. Гвризонтальный |
паровой |
смеситель |
для брикетной |
шихты: |
||
/ — транспортная лопасть; |
2 — смесительная |
лопасть; 3 — внутренний |
па |
|||
трубок |
для подачи пара; |
4 — паровая |
рубашка; |
5 — наружный патрубок |
||
|
|
для подачи пара |
|
|
|
|
Паровой |
вертикальный |
смеситель |
цилиндрической |
формы с |
теплоизоляцией рассчитан на перемешивание и пропарку шихты при температуре пара 250—350° С и давлении 3—5 ати. В центре смесителя установлен вал с лопастями для перемешивания шихты. Вал вращается в подшипниках со скоростью до 60—80 об/мин. Пар в смеситель подается по паропроводу через несколько коль цевых трубок, опоясывающих наружную поверхность смесителя. На стыке кольцевых трубок с корпусом смесителя имеются сопла, подающие пар под давлением непосредственно во внутреннюю часть смесителя. Длительность пропарки и смешения шихты опре деляется емкостью смесителя, производительностью вальцового пресса, свойствами связующего и угля и параметрами пара. Обычная продолжительность этого процесса 3—8 мин.
Горячая пропаренная шихта из смесителя по желобу подается в охлаждающий винтовой конвейер и затем — в распределитель ную чашу вальцового пресса.
Для смешения и пропарки брикетной шихты кроме вертикаль ного парового смесителя применяют также горизонтальные сме сители (рис. 150).
Количество каменноугольного пека в брикетной шихте состав
ляет 6—8%. Расход пара на пропарку шихты — от 80 до |
160 кг. |
На некоторых брикетных фабриках используются полностью |
|
автоматизированные смесительные установки, состоящие |
из ве |
сов-автоматов, обеспечивающих точную дозировку угля, дозиров щика жидкого связующего, вихревого смесителя и системы аппа ратов, служащих для подачи горячего жидкого связующего. Ука занные установки позволяют сократить расход связующих (5— 5,5% нефтебитума) и время смешения и улучшить гомогенность шихты. Аналогичная установка работает на Донецкой брикетной фабрике.
§ 6. Прессование брикетной шихты
Прессование брикетной шихты осуществляется в вальцовых прессах, развивающих давление до 800 кГ/см2. Практически для прессования каменных углей со связующими веществами' доста-
|
|
|
|
|
Р'ис. |
151. Вальцовый пресс: |
|
|
|
|
|
|||
а — с приводом |
от индивидуального |
двигателя; |
б — с приводом |
от общего |
двигателя; |
|||||||||
/ — вальцы; |
2 — распределительная |
чаша; |
3 — прямоугольные |
отверстия |
в |
дне |
чаши |
|||||||
для подачи |
брикетной |
шихты на |
вальцы |
пресса; 4 — вертикальный |
вал; |
5 — лопает^; |
||||||||
6 — течка |
для |
брикетной |
шихты; |
7 — щиток; |
8 — зубчатые Колеса; 9— 13 — зубчатая |
|||||||||
передача; |
14 — шкив; |
15 — электродвигатель; |
16 — рама пресса; |
17 — главный |
вал; |
|||||||||
18 — промежуточный вал; |
19 — вал |
для передачи движения вертикальному |
валу |
рас |
||||||||||
|
|
|
|
|
пределительной |
чаши |
|
|
|
|
|
точно давления 150—250 кГ/см2; повышенные давления применя ются в основном с целью экономии дефицитных связующих мате риалов.
В а л ь ц о в ы й пре с с (рис. 151) состоит из станины, на ко торой смонтирована одна или две пары прессующих вальцов, вра
Вальцы приводятся в движение от электродвигателя через ременную и зубчатую передачи. Электродвигатель 15 (см. рис. 151, а) через ременную передачу приводит во вращение шкив 14 на валу 13. На другой конец вала надета шестерня 12, передающая
|
|
|
|
вращение |
зацепленному |
с |
||||||||
|
|
|
|
ней зубчатому колесу 11 на |
||||||||||
|
|
|
|
валу 10. На этом же валу, |
||||||||||
|
|
|
|
посередине между |
прессую |
|||||||||
|
|
|
|
щими |
|
вальцами, |
|
насаже |
||||||
|
|
|
|
на шестерня |
9, |
передающая |
||||||||
|
|
|
|
вращение |
одному |
|
из зацеп |
|||||||
|
|
|
|
ленных с ней зубчатых ко |
||||||||||
|
|
|
|
лес 8, насаженных на валах |
||||||||||
|
|
|
|
прессующих |
вальцов. |
Оба |
||||||||
|
|
|
|
зубчатые |
колеса |
зацеплены |
||||||||
|
|
|
|
друг с другом и имеют ди |
||||||||||
|
|
|
|
аметр |
|
начальной |
|
окружно |
||||||
|
|
|
|
сти, |
|
зацепления, |
равный |
|||||||
|
|
|
|
расстоянию |
между |
осями |
||||||||
|
|
|
|
валов |
прессующих |
вальцов, |
||||||||
|
|
|
|
благодаря |
чему |
последние |
||||||||
|
|
|
|
вращаются синхронно, точно |
||||||||||
|
|
|
|
совмещая |
полуформы |
ячеек |
||||||||
|
|
|
|
брикетов |
при |
|
подходе |
их |
||||||
|
|
|
|
друг к другу. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Вальцовые прессы с при |
||||||||||
|
|
|
|
водом |
от общего |
(группово |
||||||||
|
|
|
|
го) |
электродвигателя |
(рис. |
||||||||
|
|
|
|
151, |
б) |
имеют |
в |
|
передаче |
|||||
|
|
|
|
главный |
17 |
и промежуточ |
||||||||
|
|
|
|
ный 18 валы, с насаженны |
||||||||||
|
|
|
|
ми на них зубчатыми коле |
||||||||||
Рис. 154. Схема процесса прессования бри |
сами. От |
главного |
вала |
че |
||||||||||
кетной шихты |
в вальцовом |
прессе: |
рез |
ременную |
передачу |
пе |
||||||||
/ — брикетная |
шихта; |
2 — брикет; 3, |
4 — прессую |
редается |
вращение валу |
19, |
||||||||
щие вальцы; |
D — диаметр вальцов; £)0 — условный |
|||||||||||||
диаметр окружности, на которой располагаются |
приводящему |
|
в |
|
движение |
|||||||||
ячейки; Р — сила нажатия вальцов; |
а0 ^ у г о л на |
через |
шкив |
|
вертикальный |
|||||||||
правления распорных |
усилий между вальцами |
|
||||||||||||
вал |
|
распределительной |
ча |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
ши пресса. |
|
|
|
|
|
|
||||
Брикетная шихта поступает на прессующие вальцы из распре |
||||||||||||||
делительной чаши, в дне |
которой имеются |
|
два |
прямоугольных |
отверстия над вальцами, куда шихта направляется вращающейся в чаше лопастью. В течке, по которой поступает шихта на валь цы, установлен щиток, перемещающийся по вертикали, для регу лирования подачи шихты.
П р е с с о в а н и е |
б р и к е т н о й ш и х т ы происходит в |
прост |
ранстве между вращающимися вальцами (рис. 154). |
и при |
|
Шихта при этом |
заполняет ячейки полуформ брикетов |
сближении их уплотняется и спрессовывается в брикет на линии касания вальцов, где происходит совмещение ячеек-полуформ бри кета. За линией центра ячейки вальцов расходятся и спрессован ные брикеты под действием сил упругого расширения и собствен ного веса выпадают из ячеек.
Рис. 155. |
Диаграмма давления прессования в |
вальцо |
||||||
|
|
вом прессе: |
|
|
|
|
|
|
1—2 — зона |
обжатия |
брикетной |
шихты; |
2—3 — зона |
упругого |
|||
расширения |
брикета; |
h i — первоначальная |
толщина |
слоя |
бри |
|||
кетной. шихты, определяемая углом захвата шихты |
вальцами; |
|||||||
hi — толщина брикета |
на линии касания |
вальцов; |
h3 — то же, на |
|||||
выходе из вальцов; а |
и 3 — углы |
зоны |
обжатия |
брикетной |
ших |
ты и упругого расширения брикета; р — сила нажатия вальцов
Давление прессования в вальцовом прессе не постоянно (рис. 155), оно зависит от степени заполнения ячеек брикетной шихтой, формы ячеек, характеристики брикетной шихты (крупно сти, влажности и т. д.).
Для повышения давления прессования (до 800 кГ/см2) у позво ляющего сократить расход связующих веществ, устанавливают перед прессующими вальцами различные агрегаты для предвари тельной подпрессовки брикетной шихты.
Наибольшее применение в практике брикетирования каменных углей (также и руд) получили вертикальные шнеки — подпрессов щики (рис. 156).
Прессы с подпрессовкой брикетной шихты применяют при тер мобрикетировании углей и «горячем» брикетировании руд без свя
зующих веществ. |
б р и к е т о в |
зависят от формы и раз |
Фо р м а и р а з м е р ы |
||
меров выфрезированных |
на бандажах |
вальцов ячеек — полубри- |
кетов. |
|
|
Большинство брикетных фабрик выпускает брикеты обтекаемой подушкообразной и яйцевидной формы (рис. 157) весом от 50 до
350 г.
Качество каменноугольных брикетов, выпускаемых отечествен
ными брикетными фабриками, |
нормируется |
теми же показате |
||||
|
|
лями, что и качество буро |
||||
|
|
угольных брикетов (см. гла |
||||
|
|
ву I, § 8). |
|
показа |
||
|
|
Дополнительным |
||||
|
|
телем |
для |
каменноугольных |
||
|
|
брикетов |
является |
слипае- |
||
|
|
мость. Она определяется пу |
||||
|
|
тем |
выдерживания |
пробы |
||
|
|
брикетов в термостате в те |
||||
|
|
чение 3 ч при температуре, |
||||
|
|
принятой |
для охлаждаемых |
|||
|
|
брикетов |
(50—70° С). |
|||
|
|
Качество связующих ве |
||||
Рис. 156. Шнек-подпрессовщик: |
ществ, поступающих .на бри |
|||||
1 — шнек: |
2 — прессующие вальцы |
кетные |
фабрики от |
постав |
||
ментацией, |
|
щика |
|
с технической |
доку |
|
контролируется периодически. |
|
|
|
|
Техническая характеристика вальцовых прессов приведена в табл. 42.
Рис. 157. Каменноугольные брикеты вальцовых прессов
П р о и з в о д и т е л ь н о с т ь в а л ь ц о в о г о пресса определяют по формуле:
Q = OfiQnmg, т/ч,
где п — скорость вращения вальцов, об/мин; т — число ячеек-полуформ брикета на вальце; g — вес брикета, кг.
|
|
Т а б л и ц а |
42 |
|
Техническая характеристика вальцовых прессов |
|
|||
Размеры вальцов (при ок |
Производитель |
Мощность |
||
ружной скорости вальцов |
||||
от 0,3 до 0,78 |
м/сек), мм |
ность по уголь |
электродви |
|
|
|
ным брикетам, |
гателя , |
|
диаметр |
ширина |
т/ч |
л. |
с. |
|
|
|
400 |
50 |
0,8—1 |
15 |
500 |
100 |
0,5—3 |
|
— |
150 |
5—14 |
___ |
— |
200 |
15—20 |
— |
630 |
300 |
До 20 |
30 |
— |
350 |
15—30 |
— |
800 |
400 |
20-30 |
50 |
900 |
500 |
30—45 |
— |
900—1000 |
550 |
40—48 |
60 |
1000 |
600 |
35—70 |
70 |
О с н о в н ы е п р а в и л а |
о б с л у ж и в а н и я |
вальцовых прес |
сов сводятся к наблюдению за параметрами процесса прессова ния.
Давление прессования регулируется изменением подачи коли чества шихты на вальцы пресса. С увеличением подачи шихты
давление |
прессования |
возрастает; при |
уменьшении подачи — па |
дает. На |
прессах с |
предварительной |
подпрессовкой брикетной |
шихты давление регулируется изменением степени предваритель ного сжатия шихты и расходом ее на прессование в единицу времеии.
Тщательность смешения и пропарки брикетной шихты зависит от параметров пара и длительности нахождения шихты в смеси теле. Хорошо перемешанная и пропаренная шихта обладает плас тичностью, легко прессуется и позволяет получать брикеты высо кой механической прочности.
Пуск вальцового пресса осуществляется следующим образом:
производят |
холостой |
запуск |
смесителя, затем |
в него |
подают |
||
брикетную |
шихту. После заполнения |
части объема |
смесителя |
||||
(0,5—0,7) |
начинают |
подавать |
в него |
перегретый |
пар |
и |
доводят |
загрузку смесителя шихтой до полного объема. После окончания пропарки и смешения шихты включают вальцы пресса и меха низм лопасти распределительной чаши пресса. Шихта подается винтовым охладительным конвейером в распределительную чашу и на прессование.
При остановке пресса сначала прекращают подачу брикетной шихты в смеситель; оставшуюся в смесителе часть шихты подают на прессование; постепенно уменьшают подачу пара, а после ос вобождения смесителя от шихты закрывают пар; все механизмы агрегата пресса останавливают.
Бандажи вальцовых прессов быстро изнашиваются при боль ших давлениях прессования и абразивных свойствах прессуемого
13 М. А. Менковский и др. |
369 |
материала. По мере изнашивания бандажей ухудшается качество брикетов, а иногда нарушается и ритмичная работа прессов.
Бандажи вальцовых'Прессов изготовляют из различных хро мистых сталей и после фрезерования ячеек-полуформ подвергают
закалке.
Поковки колец-заготовок для бандажей на Моспинской бри кетной фабрике изготовляют из стали марки Ст. 9Х. Срок службы этих бандажей 3—6 месяцев.
Применяются сегментные бандажи, закрепляемые на кольце вальцов. Для сегментов вместо дорогостоящей и дефицитной мар ки стали Ст. 9Х применяют сталь марок Ст. 25, 35 или 45. После механической обработки поверхности сегментов последние под вергают борированию для повышения абразивной и коррозийной стойкости К
Срок службы бандажей у вальцовых прессов с предваритель ной подпрессовкой брикетной шихты меньше, чем у обычных валь цовых прессов, так как эти прессы развивают более высокие дав ления.
Обычные бандажи из хромистых сталей выдерживаютна та ких прессах весьма ограниченные сроки эксплуатации.
§ 7. Охлаждение брикетов
Температура брикетов, выходящих из вальцового пресса, со ставляет 60—80° С. При этих температурах связующее находится в вязкожидком состоянии, поэтому брикеты имеют низкие показа тели прочности. С целью придания брикетам прочности их под вергают охлаждению до температур 30—50° С.
Особо важное значение имеет охлаждение брикетов для фаб рик, использующих в качестве связующего нефтяные битумы, так как последние затвердевают значительно медленнее, чем брикеты с каменноугольным пеком. Охлаждение брикетов предотвращает их слипание.
Брикеты охлаждаются различными способами — на охлади тельной рампе, на сетчатой металлической или прорезиненной ленте конвейеров, продувкой холодным воздухом, орошением во дой во время погрузки брикетов в ж.-д. вагоны и др.
Широкое распространение получил способ охлаждения брике тов на рампе, представляющей собой емкость с решетчатым дном, через которое продувается воздух, ускоряющий охлаждение бри кетов. Продолжительность охлаждения брикетов на рампе со ставляет от 20 до 60 мин. Объем рампы, в зависимости от произ водительности брикетной фабрики, составляет от 100 до 1000 г.
Охлаждение брикетов на рампе часто комбинируют с предва рительным охлаждением их на сетчатом конвейере. Иногда при-
1 Сальников В. Е. и др. «Повышение износостойкости бандажей вальцовых прессов». Сб. «Обогащение и брикетирование угля», № 12, М., изд-во «Недра», 19G6.