Пристрій для змішування та гранулювання сипучих матеріалів

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья к переделу в черной металлургии и может быть применено для окомкования шихты из концентратов цветных металлов и других сыпучи х материалов. Известно устройство для смешивания и гранулирования сыпучих материалов, содержащее вращающуюся емкость с осевым разгрузочным отверстием и расположенные над рабочей поверхностью емкости перемешивающие лопатки, разгрузочный рециркуляционный нож, снабженный одним из известных механизмов перемещения и разбрызгиватели связующего агента. Данное устройство не позволяет эффективно регулировать гранулометрический состав и обладает небольшой производительностью. Наиболее близким по технической сущности и характеру решаемой задачи является горизонтальный чашевый окомкователь, содержащий расположенную над разгрузочным конвейером вращающуюся емкость с осевым разгрузочным отверстием в виде горизонтального диска с боковой стенкой, представляющей собой металлическую обечайку, и приспособлением для ее очистки, выполненном в форме лопаток криволинейного профиля, размещенных вместе с приводным разгрузочным рециркуляционным ножом и оросителями над рабочей поверхностью диска. Размещение разгрузочного отверстия в центре технологически связано с тем, что в процессе принудительной разгрузки перемещением в вертикальной плоскости разгрузочного рециркуляционного ножа смешанный материал разделяется на два непрерывных потока, один из которых срезается и направляется через осевое разгрузочное отверстие на разгрузочный конвейер, а другой поток, пройдя под ножом, соединяется с входным потоком материала и подвергается повторному смешиванию и гранулированию. Проведенные в условиях завода "Запорожсталь" испытания известного устройства показали, что на боковых стенках чаши образуется уплотненный слой гар-нисажа, что приводит к повышению трении между боковой стенкой и рабочим гранулирующим органом лопаткой. Это обуславливает непроизводительный расход энергии. Кроме того, нарушаются траектории движения гранулируемого материала и снижается прочность гранул. Кроме этого, разгрузочный рециркуляционный нож не в полной мере обеспечивает эффективное регулирование гранулометрического состава и при подъеме рециркуляционного ножа гранулы проходят через зазор между режущей кромкой ножа и днищем чаши, что на практике приводит к раздавливанию готовых гранул. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для смешивания и гранулирования сыпучих материалов, в котором изменением формы приводной емкости известного устройства и способа соединения ее с приводом, а также оптимальным размещением комплектующи х обеспечивается снижение трения между боковой стенкой и лопатками в процессе непринудительной разгрузки готового продукта под действием сил вращения и за счет этого снижение расхода электроэнергии, улучшение качества продукции. Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем расположенную над разгрузочным конвейером вращающуюся емкость в виде горизонтального диска с боковой стенкой и приспособлением для ее очистки, выполненном в форме лопаток криволинейного профиля, размещенных вместе с приводным разгрузочным рециркуляционным ножом и оросителями над рабочей поверхностью диска, согласно изобретению боковая стенка выполнена в виде приводного ремня, соединенного с находящимся за пределами диска приводом вращения и охватывает диск в секторе угла 200 - 280°, при этом разгрузочный рециркуляционный нож установлен с возможностью продольного перемещения у свободной от огибающей боковой стенки наружной кромки диска, являющейся разгрузочной под острым углом 30 - 70° к межцентровой оси диска и приводного барабана в сторону их вращения, причем разгрузочный конвейер расположен под просветом между разгрузочным сектором диска и приводным барабаном, перед которым над конвейером размещено дополнительное приспособление для очистки приводного ремня. Выполнение боковой стенки емкости в виде приводного ремня из прорезиненной армированной ткани обусловлено тем, что при этом предотвращается налипание материала на боковую стенку, которое приводило к образованию уплотненного слоя гарнисажа и к повышению трения между боковой стенкой и рабочим гранулирующим органом лопаткой, что обуславливало непроизводительный расход энергии. Кроме этого нарушалась траектория движения гранулируемого материала и снижалась прочность гранул. Боковая стенка соединена с приводом вращения, который находится за пределами диска и охватывает диск в секторе угла 200 - 280°. Такое месторасположение объясняется тем, что при угле меньше 200° необходимо устанавливать приводной барабан диаметром, близким по размерам диаметру диска, что создает громоздкость установки, увеличивает длину разгрузочного ножа, что приводит к образованию просыпи в большом, открытом от огибающей боковой стенки, секторе. Увеличение угла свыше 280° невозможно, т.к. для этого необходимо иметь маленький диаметр приводного барабана, что вызовет пробуксовку при вращении диска и приблизит его к торцу диска, при этом уменьшится просвет, необходимый для выгрузки готового продукта на конвейер, размещаемый под этим просветом. Благодаря продольному перемещению разгрузочного рециркуляционного кожа в горизонтальной плоскости обеспечивается исключение раздавливания образовавшихся гранул и увеличивается качество окомкованного материала за счет селективного отбора кондиционных гранул в процессе непринудительной разгрузки под действием центробежных сил. Выбор угла установки ножа в 30 - 70° к межцентровой оси диска и приводного барабана в сторону их вращения обеспечивает возможность изменения кратности внутренней рециркуляции материала, т.е. возврат некондиционных фракций на дальнейшее окомкование. При угле меньше 30° будет увеличиваться коэффициент трения между движущимся по периметру диска материалом и поверхностью разгрузочного ножа, возможны удары гранул о поверхность ножа, что может привести к разрушению готовых гранул. Увеличение же угла свыше 70° нежелательно, т.к. будет сложно добиться рециркуляции материала, а значит снизится заданное качество готовой продукции. Перемещением разгрузочного рециркуляционного ножа, расположенного у свободной от огибающей боковой стенки наружной кромки диска, регулируется скатывание готовых гранул, под действием центробежных сил, в свободный от охвата боковой стенкой сектор диска, являющийся разгрузочным. Готовые гранулы попадают на разгрузочный конвейер, расположенный под просветом между разгрузочным сектором диска и приводным барабаном. Дополнительное приспособление очистки приводного ремня выполнено в виде щетки и служит для удаления в конвейер остатков сыпучих материалов, что предотвращает образование гарнисажа и их налипание на приводной барабан. На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства, общий вид; на фиг.2 - схема расположения лопаток, элементов подвода материалов и связующего агента. Устройство для смешивания и гранулирования сыпучих материалов содержит диск 1 с осевым отверстием 2 для выгрузки мелочи, установленный на опорно-упорные подшипники, закрепленные в опорах 3. По периметру диска 1 у его торца размещены ребра 4, для исключения проскальзывания охватывающей их и торец диска 1 замкнутой ленты 5, например из прорезиненной армированной ткани (конвейерная лента), выступающей ввер х над основанием диска 1, образуя боковую стенку диска в секторе угла охвата a = 200 - 280°. Замкнутая лента 5 натянута на барабан 6, ось которого параллельна оси вращения диска, который связан с приводом вращения 7. Под осевым отверстием 2 диска 1 находится емкость 9 для отвода мелочи, а конвейер 8, отвода готового продукта установлен под просветом между приводным барабаном 6 и торцом диска 1. У кромки осевого отверстия диска установлены гранулирующие лопатки 10, а у торца диска по его периметру установлены лопатки 11. Разгрузочный рециркуляционный нож 12 размещен в открытом от замкнутой ленты 5 секторе основания диска 1 под острым углом b = 30 - 70° к межцентровой оси диска и приводного барабана 6 в сторону их вращения. Разгрузочный рециркуляционный нож 12 связан с механизмом горизонтального перемещения 13. В качестве механизма перемещения может быть использован один из известных приводов. Торцы замкнутой ленты 5 зафиксированы от вертикального смещения роликами 14 и вращающимися упорами 15. Над рабочей поверхностью диска 1 установлен загрузочный лоток 16. Устройство также имеет трубопровод 17 для подачи связующего агента, снабженный оросителями 18. Для сброса гарнисажа со стенки ленты 5 над конвейером 8 установлено дополнительное приспособление для очистки 19 и подпружиненный упор 20 для натяжения ленты 5. Устройство работает следующим образом. Диск 1 приводится во вращение замкнутой лентой 5, натянутой на его торец и охватывающей ребра 4 и барабан 6, связанный с приводом вращения 7. Подлежащий грануляции материал через загрузочный лоток 16 подают на рабочую поверхность диска 1 и перемещают в сторону разгрузочного ножа 12. По мере движения материал орошается связующим агентом, поступающим через оросители 18, многократно происходит скатывание материала рабочими поверхностями гранулирующих лопаток 10, 11. На образованной замкнутой лентой 5 стенке чаши не накапливается гарнисаж, т.к. лента выполнена из прорезиненной армированной ткани с небольшим коэффициентом адгезии и в процессе грануляции очищается за пределами диска, расположенным над конвейером приспособлением для очистки щеткой 19, вращающейся навстречу движения ленты, подпружиненной упором 20. Разгрузка готовых окатышей осуществляется с помощью разгрузочного рециркуляционного ножа 12, перемещением его с помощью механизма перемещения 13 в горизонтальной плоскости. Такое устройство позволит осуществить непринудительную разгрузку, т.е. разгрузку за счет центробежных сил. Кондиционные гранулы заданного размера и прочности под действием центробежных сил будут сдвигаться в сторону наружной кромки диска, где в открытом от ленты 5 секторе попадут на конвейер 8. В процессе грануляции мелочь попадет в емкость отвода мелочи 9 через осевое отверстие диска 1. В процессе работы механизмом перемещения 13 разгрузочный нож 12 устанавливается в определенное положение, обеспечивающее заданный коэффициент рециркуляции для используемого сыпучего материала. Для подтверждения соответствия заявляемого технического решения критерию "промышленная применимость" в идентичных полупромышленных условиях АЛ ДМЗ им. Петровского был проведен сопоставительный анализ технико-экономических параметров работы известных и предлагаемого устройства для гранулирования сыпучих материалов. Состав исходной шихты: 85% железосодержащие шламы; 5% - известь, 10% связующее. Вращение диска по наружному диаметру 2 4м/с, при скорости вращения диска 5 - 10об/мин. Производительность - 0,5т/ч. Результаты испытаний предлагаемого и существующи х устройств для смешивания и гранулирования сыпучих материалов при идентичных линейных скоростях вращающегося диска и эквивалентной производительности приведены в таблице. В связи с соответствием заявляемого технического решения критериям новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость просим выдать патент сроком на 5 лет.