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

книги / Металлургия, технология угля и неметаллических полезных ископаемых

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
21.04 Mб
Скачать

устройства, 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.