Віброживильник для випуску доменної шихти з бункера та завантаження її на грохот

Віброживильник для випуску доменної шихти з бункера та завантаження її на грохот, що містить робочий орган, опорні амортизатори, віброзбудники, який відрізняється тим, що віброзбудники встановлені симетрично до вертикальної осі, яка проходить через центр тяжіння живильника, а робочий орган виконаний у вигляді бункера з двома випускними витічниками, витічник для випуску надрешітного продукту забезпечений поворотною пластиною, а витічник для випуску підрешітного продукту забезпечений шиберним затвором, в порожнині робочого органу встановлено сито, причому кут нахилу сита виконаний менше кута зовнішнього тертя матеріалу шихти об матеріал сита і визначається по формулі: 40841 (21) u200813870 (22) 02.12.2008 (24) 27.04.2009 (46) 27.04.2009, Бюл.№ 8, 2009 р. (72) УЧИТЕЛЬ ОЛЕКСАНДР ДАВИДОВИЧ, UA, ГРИГОР'ЄВА ВІКТОРІЯ ГЕОРГІЇВНА, UA, ЯВНИЙ РОМАН ВІКТОРОВИЧ, UA, АНДРІЯШ ВІКТОР ВАСИЛЬОВИЧ, UA, КУЗНЄЦОВ ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, UA (73) УЧИТЕЛЬ ОЛЕКСАНДР ДАВИДОВИЧ, UA, ГРИГОР'ЄВА ВІКТОРІЯ ГЕОРГІЇВНА, UA, ЯВНИЙ РОМАН ВІКТОРОВИЧ, UA, АНДРІЯШ ВІКТОР ВАСИЛЬОВИЧ, UA, КУЗНЄЦОВ ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, UA 2 (11) 1 hR - відстань від сита до горловини бункера по осі симетрії, м; α - кут нахилу сита до горизонту, градус; fв - коефіцієнт тертя переміщуваного матеріалу об стінки жолоба. (19) де β - кут нахилу витічника до горизонту, градус; λ - коефіцієнт витікання матеріалу (для агломерату λ=0,5; для котунів λ=0,2; для коксу λ=0,4); Rг - гідравлічний радіус горловини бункера, м; UA l = 1,88 ⋅ cos β ⋅ ⎛ 8 ⋅ λ2 ⋅ RГ ⋅ sin2 α + 5 ⋅hR ⋅ sin2 α ⎞ / (7 ⋅ fB ⋅ cos β − 10 ⋅ sin β ) , ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ 3 40841 Корисна модель відноситься до вібраційної техніки, зокрема, до конструкцій вібраційних живильників і може бути використана в металургійній промисловості при випуску з бункерів, стабілізації й калібруванню шихтових матеріалів в системі тракту подачі шихти в доменну піч. Відомі віброживильники, що містять самобалансний інерційний вібратор, жорстко прикріплений до лотка, який спирається на раму через пружини [1]. Недоліками таких конструкцій є відсутність дії на шихту дотичних (що стирають) і нормальних (що подрібнюють) вібрацій, які забезпечують неоднорідне поле траєкторій, яке стабілізує шихту. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі, що заявляється, є віброживильник для сипких матеріалів, що містить лоток з вібратором, закріплений на рамі за допомогою шарнірно-важільної системи й пружин [2]. Недоліками такого віброживильника є малий час перебування на лотку матеріалу, що не забез 4 печує його цілковитої стабілізації; це обумовлено жорсткими вимогами до довжини лотка та продуктивності живильника. Мета корисної моделі полягає в тому, щоб за допомогою вібраційного живильника виконувати цілковиту стабілізацію шихти і частковий відсів утвореного дріб'язку, що дозволить підвищити якість шихти, яка завантажується в доменну піч, а також знизити руйнування механічно неміцної частини шихти безпосередньо в шахті доменної печі. Поставлена мета досягається тим, що віброзбудники встановлені симетрично до вертикальної вісі, яка проходить через центр тяжіння живильника, а робочий орган, згідно корисної моделі, що заявляється, є бункером з двома випускними витічниками (надрешітного і підрешітного продуктів), в порожнині якого встановлено сито під кутом, меншим кута зовнішнього тертя матеріалу шихти об матеріал сита, причому кут нахилу сита до горизонту визначається по формулі: ⎡ ⎡⎡ ⎤⎤ 1 ⎤ ⎢ ⎡ ⎤ 2 ⎡ ⎤ ⎥ α = arccos⎢K1 ⋅ K 2 ⋅ K 3 ⋅ ⎢ ⎢4 ⋅ dk ⋅ d2 + h ⋅ ⎢d2 ⋅ ⎛ h2 ⋅ K 2 ⋅ K 2 ⋅ K 2 − 4 ⋅ K 2 ⋅ K 2 ⋅ K 2 ⋅ d2 + 4 ⋅ d2 ⎞⎥ ⎥ / ⎢⎛ h2 ⋅ K 2 ⋅ K 2 ⋅ K 2 + 4 ⋅ d2 ⎞ ⋅ d⎥ ⎥ ⎥ , ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎢⎢ 1 2 3 1 2 3 1 2 3 k ⎝ ⎠⎦ ⎥ ⎣⎝ ⎠ ⎦⎥ ⎣ ⎢ ⎢⎢ ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎣⎣ ⎦⎦ ⎣ де K1 - коефіцієнт, що враховує матеріал сита (для гуми K1=1,05-1,08; для синтетичних сит K1=1,02-1,05; для сталі K1=1.0); K2 - коефіцієнт, що враховує форми отворів і частинок (для квадратних отворів і частинок у формі кола K2=1,05; для квадратних отворів та багатогранних частинок K2=1,15; для отворів у формі кола та багатогранних частинок K2=1,25; для отворів і частинок у формі кола K2=1,1; для щілинних отворів, розташованих уздовж сита K2=0,85; для щілинних отворів, розташованих упоперек сита K2=0,95); K3 - коефіцієнт, що враховує вологість матеріалу (при вологості до 3% K3=1,0; при вологості 36% K3=1,05; при вологості 6-12% K3=1,15); dк - найбільший розмір частинок матеріалу, м; d - розмір отвору, м; h - товщина сита, м, а довжина витічника для випуску надрешітного продукту може бути визначена по формулі: l = 1,88 ⋅ cos β ⋅ ⎛ 8 ⋅ λ2 ⋅ RГ ⋅ sin2 α + 5 ⋅hR ⋅ sin2 α ⎞ / (7 ⋅ fB ⋅ cos β − 10 ⋅ sin β ) , ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ дус; де β - кут нахилу витічника до горизонту, гра λ - коефіцієнт витікання матеріалу (для агломерату λ=0,5; для окатишів λ=0,2; для коксу λ=0,4); Rг - гідравлічний радіус горловини бункера, м; hR - відстань від сита до горловини бункера по вісі симетрії, м; α - кут нахилу сита до горизонту, градус; fв - коефіцієнт тертя переміщуваного матеріалу о стінки тічки. Приведені формули отримані на підставі фізичного моделювання процесу стабілізації шихти на пропонованій корисній моделі в процесі лабораторного експерименту. На Фіг.1 зображений загальний вид віброживильника; Фіг.2 - вид А на Фіг.1; Фіг.3 - траєкторія сита при першому режимі роботи віброживильника; Фіг.4 - траєкторія сита при другому режимі роботи віброживильника; Фіг.5 - траєкторія сита при третьому режимі роботи віброживильника; Фіг.6 траєкторія сита при четвертому режимі роботи віброживильника. Віброживильник містить робочий орган 1, в порожнині якого встановлено сито 2 з кутом нахилу меншим кута зовнішнього тертя матеріалу шихти о матеріал сита, віброзбудники 3 і 4, опорні амортизатори 5. Витічник для випуску підрешітного продукту 6 забезпечений шиберним затвором 7, а витічник для випуску надрешітного продукту 8 поворотною пластиною 9, встановленою на валу 10, який пелюстковою муфтою 11 пов'язаний з мотор-редуктором 12. Ущільнення в місці сполучення віброживильника і бункера 13 здійснюється пружним ущільнюючим кільцем 14. Віброживильник працює таким чином. Шихта з бункеру 13 потрапляє в порожнину робочого органу 1 на сито 2, при цьому послідовно реалізуються наступні режими роботи: - Перший режим: пластина 9 перекриває поперечний перетин витічника 8, віброзбудник 3 включений; при цьому сито 2 здійснює коливання (траєкторія сита показана на Фіг.3 тонкими лініями), близькі до нормалі площини сита; відбувається подрібнення «слабких» шматків шихти і часткове видалення дріб'язку, що утворився, в підрешітний простір сита 2. У цьому режимі, тривалість якого 5 складає частину пауз між подачами шихти через грохот у вагові воронки, відбувається стабілізація механічної міцності шихти, подрібнення «слабких» шматків, руйнування яких в шахті доменної печі призводило б до нарощування дріб'язку та погіршення ходу печі. - Другий режим: пластина 9 перекриває поперечний перетин витічника 8, віброзбудник 4 включений, при цьому сито 2 здійснює коливання дотичні до площини сита (траєкторія сита показана на Фіг.4 тонкими лініями); відбувається стирання поверхні шматків шихти, впорядкування її (поверхні) за рахунок видалення поверхневого шару, для якого властива наявність мікротріщин, скління (для агломерату), видалення нерівностей, які є концентраторами й джерелами подальших руйнувань шматків шихти. Пил, що утворився при цьому, видаляється в підрешітний простір сита 2. - Третій режим: пластина 9 перекриває поперечний перетин витічника 8, включені віброзбудники 3 і 4 з протилежними напрямами обертання; за рахунок самосинхронізації віброзбудників сито 2 здійснює вертикальні коливання (траєкторія сита показана на Фіг.5 тонкими лініями), сприяючи активному висіву всього дріб'язку, що утворився в процесі стабілізації. - Четвертий режим: пластина 9 відкриває поперечний перетин витічника 8, віброзбудники обертаються в одному напрямі (траєкторія сита показана на Фіг.6 тонкими лініями), що дозволяє подавати порцію стабілізованої шихти на грохот і через нього у вагову воронку. Таким чином, пауза між подачами шихти у вагові воронки використовується для стабілізації. При реалізації всіх режимів роботи віброживильника шиберний затвор 7 відкритий, його закривають тільки при виконанні ремонтних робіт для запобігання розсипу матеріалу. Відкриття (закриття) поперечного перетину витічника 8 пластиною 9 здійснюється за рахунок її оберту передаваним крутячим моментом від мотор-редуктора 12 через пелюсткову муфту 11 на вал 7. 40841 6 Для запобігання виділення пилу, в процесі стабілізації шихти, на зовні, виконується ущільнення місця сполучення віброживильника й бункера 13 пружним ущільнюючим кільцем 14. Економічний ефект від впровадження корисної моделі буде отриманий за рахунок зниження вмісту дріб'язку в залізорудній та паливо-відновленої частини шихти. Зниження дріб'язку на 1% призводе, як мінімум, до збільшення продуктивності доменної печі на 0,7% і зменшення витрати коксу на 0,5%. Зниження вмісту дріб'язку в рудній і паливній частині шихти буде отримано за рахунок двох чинників, які реалізуються пропонованою корисною моделлю: - перехід від однієї стадії грохочення до послідовних двох стадій (перша стадія реалізується за рахунок встановлення сита на віброживильник для випуску доменної шихти з бункера; друга стадія, як в ординарних схемах, на грохотах розсіювання сировини в підбункерних приміщеннях доменної печі). - за рахунок стабілізації механічних властивостей сировини, що подаються в доменну піч, шляхом попередньої дії на неї нормованих вібраційних навантажень, що призводять до руйнування «слабких» шматків сировини і виведення дрібних фракцій, що утворилися, до завантаження шихти в шахту доменної печі; цей процес є хвилевим процесом стабілізації механічних властивостей і може виконуватись в період пауз між подачами шихти у вагові воронки. Бібліографічний список 1. Пат. 11011 Україна, МПК В 65 G 27/04. Віброживлювач / Учитель О.Д. та ін. (Україна). №94042476; Заявл. 28.04.94; Опубл. 25.12.96, Бюл. №4. – 4с. 2. А.с. 663641 СССР, МПК В 65 G 27/04. Вибропитатель для сыпучих материалов / Учитель А.Д. и др. (СССР). - №2488386/29-11; Заявл. 20.05.77; Опубл. 25.05.79, Бюл. №19. – 2с. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 40841 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601