Колосник рухомого візка агломераційної або обпалювальної машини

Колосник рухомого візка агломераційної або обпалювальної машини, що складається з робочої 3 тою по дузі із співвідношенням величини радіуса дуги Rк до довжини робочої частини колосника lр, рівному 0,7...3. Це забезпечує підвищення продуктивності агломераційних або обпалювальних машин за рахунок збільшення об'єму шихти або окатишів, що укладається на колосникові грати рухомих візків, без збільшення висоти шару матеріалу над колосниковими балками, а також сприяє підвищенню довговічності колосників в процесі експлуатації. Заявлена корисна модель ілюструється схемами, де на фіг. 1 зображений загальний вигляд запропонованого колосника, на фіг. 2 показана розрахункова схема параметрів запропонованого колосника, а на фіг. 3 зображений рухомий візок агломераційної або обпалювальної машини з колосниками запропонованої конструкції. Колосник (фіг. 1) довжиною lк складається із робочої частини 1 довжиною lр, голівок 2 з приливами 3, замків 4, забезпечених зівами 5 для кріплення колосників у підколосникових балках. Робоча частина 1 колосника виконується увігнутою за дугою радіуса Rк, з прогином hnp і в поперечному перерізі має клиновидну форму, що забезпечує мінімальний гідравлічний опір робочої зони (Теорія і практика управління агломераційним процесом. Під ред. В.А. Мартиненко. - Кривий Ріг, 2006. С.289). На фіг. 2 показана розрахункова схема параметрів запропонованого колосника. У трикутнику ABC з кутом при вершині α: lр - довжина робочої частини колосника 1; hnp - висота прогину робочої частини колосника; Rк - радіус дуги робочої частини колосника; b - хорда півдуги прогину. Трикутник ABD - прямокутний з кутом при вершині α/2. Із трикутника ABD маємо таке співвідношення параметрів: lp a = sin , (1) 2Rк 2 звідки lp Rк = , (2) a 2 sin 2 Кут α при вершині А трикутника ABC може змінюватися в залежності від висоти прогину hnp і радіуса дуги робочої частини колосника Rк. Проаналізуємо вплив кута а на конструктивні параметри колосника рухомого візка агломераційної або обпалювальної машини. Значення кута α=0° характерно для колосників відомих конструкцій з плоскою поверхнею колосникових ґрат рухомих візків агломераційних або обпалювальних машин. При цьому радіус дуги робочої частини колосника Rк=∞. (3) Кут α більший 0° характерний для колосників агломераційної або обпалювальної машини з увігнутою робочою поверхнею, які розглядаються в даному винаході. Пропорційно до збільшення кута α зростає висота прогину робочої частини колосника hnp, що забезпечує збільшення додаткового об'єму шихти або окатишів, які укладаються на колосникові грати. Термічна обробка додаткового об'єму шихти або окатишів, які укладаються на 44490 4 колосникові грати, сприяє зростанню загальної продуктивності машини. Враховуючі 10 % похибку виготовлення та монтажу колосників у грати, похибки завантаження шару шихти або окатишів на колосникові грати, можливий діапазон гранулометричного складу матеріалу шихти, виникнення початкового позитивного ефекту від використання запропонованих колосників агломераційної або обпалювальної машини з увігнутою робочою поверхнею можна очікувати при α/2=9-10°, тобто при α=18-20°. При цьому радіуси дуги робочої частини колосника Rк, виражені через довжину робочої частини колосника lр, знаходяться так: lp Rк = = 3,03lp » 3,0lp . (3) 19o 2 sin 2 У виробництві можуть використовуватися колосники загальною довжиною lк=320 та 396 мм з довжиною робочої частини відповідно lр=226 і 440 мм. При α=18-20° радіуси дуги робочої частини колосника Rк будуть дорівнювати відповідно 978 і 1188 мм. Вільний схід готової сировини із колосникових ґрат при розвантаженні агломераційної або обпалювальної машини забезпечується до максимально можливого значення кута α=90°. При цьому lp Rк = = 0,707lк » 0,7lк . (4) 90o 2 sin 2 При значенні кута α=90° забезпечується максимальна висота прогину hnp і відповідно максимальна ефективність колосників при їх впровадженні у виробництво. При цьому радіуси дуги робочої частини колосника Rк будуть дорівнювати відповідно 228 і 277 мм. При куті α більшому 90° не забезпечується нормальний процес розвантаження агломераційної або обпалювальної машини, так як частина матеріалу може залишатися у ввігнутій частині колосників. Тому такий кут не може використовуватися при виготовленні запропонованих колосників. Таким чином, співвідношення між радіусом дуги робочої частини колосника Rк і довжиною робочої частини колосника lр, при якому досягається позитивний ефект від винаходу, знаходиться в діапазоні Rк=(0,7...3,0)lк. Висота прогину hnp робочої частини колосника знаходиться із ∆ABD: 2 æ lp ö ç ÷ + Rк - hnp ç2÷ è ø ( )2 = Rк2 ; 2 2 hnp - 2Rк hnp + 0,25lp = 0 . (5) При радіусі дуги робочої частини колосника Rк=0,7lр одержимо рівняння 2 2 hnp - 1 4lphnp + 0,25lp = 0 , , рішення якого має два значення hnр.1=1,19lp, hnp.2=0,21lp. Перше значення кореня виходить за межі реального технічного рішення, тому приймаємо максимальну висоту прогину робочої частини колосника hnp.2=0,21lp. 5 44490 При радіусі дуги робочої частини колосника Rк=3,0lр одержимо рівняння 2 2 hnp - 6lphnp + 0,25lp = 0 , рішення якого має два значення hnр.1=5,96lp, hnp.2=0,04lр. Перше значення кореня виходить за межі реального технічного рішення, тому приймаємо мінімальну висоту прогину робочої частини колосника hnp.2=0,04lр. Таким чином, висота прогину робочої частини колосника hnp знаходиться в межах hnp=(0,04...0,21)lр. Хорда півдуги b знаходиться так: 2 æ lp ö 2 b2 = ç ÷ + hnp , (6) ç2÷ è ø 2 lp 2 + hnp . (7) 4 Підставивши значення hnp=(0,04...0,21)lр, одержимо b= b= 2 lp 4 2 + hnp = 2 lp 4 +( ) 2 0,04 ...0,21 lp = (0,54 ...0,67 )lp . (8) Візок агломераційної або обпалювальної машини (фіг. 3) складається із рами 1 з опорними роликами 2, бортами 3 і підколосниковими балками 4, на які монтуються колосники 5, що разом створюють колосникові грати. На грати завантажується сировина 6, що піддається термічній обробці - агломераційна шихта або сирі окатиші. В процесі термічної обробки тепловий фронт (зона максимальних температур) 7 рухається з поверхневих шарів до колосникових грат. При використанні колосників запропонованої конструкції зона максимальних температур підходить одночасно і рівномірно до всієї поверхні колосника - як до робочої частини, так і до голівок. Як видно із фіг. 3, маса завантаженого на візок матеріалу при цьому збільшується в кожному ряді колосників ґрат на величину, яка пропорційна висоті прогину hnp колосника при незмінній загальній висоті шару матеріалу hш. Одночасний і рівномірний підхід зони максимальних температур до всієї поверхні колосника сприяє підвищенню довговічності колосників в процесі експлуатації, так як робоча частина і голівки колосника прогріваються рівномірно, що виключає створення термічного удару та навантаження на матеріал колосника. Крім того, на холостій (нижній) частині стрічкової агломераційної або обпалювальної машини 6 робочі частини пропонованих колосників перевертаються увігнутою поверхнею вверх. Ця частина колосника стає вищою голівок з приливами, що приводить до нестійкої рівноваги колосників, яка сприяє їх переміщенню і самоочищенню колосникових ґрат від матеріалу, який заклинило в зазорах. Розрахуємо очікуваний приріст продуктивності агломераційної або обпалювальної машини при використанні колосників, що пропонуються. При трьох рядах колосників у рухомого візка агломераційної або обпалювальної машини з плоскими колосниковими гратами, який має довжину, наприклад, 1000 мм, ширину В і висоту шару шихти на колосникових гратах hш=250 мм об'єм шихти Vnл, яка піддається термічній обробці, дорівнює Vnл=1000x250x5=2500005 мм3. (9) Площа сегменту Sдуг, яка визначає кількість шихти, що знаходиться у ввігнутій робочій частині колосників, виконаних за дугою радіусом Rк, знаходиться за формулою hnp Sдуг = 6lср + 8b , мм2 . (10) 15 При максимальних значеннях параметрів hnp і b та трьох рядах колосників площа сегментів Sдуг дорівнює 3hnp (6lр + 8b) = 3 × 0,21lр (6lр + 8 × 0,67lр ) = 0,48lр, мм2 . (11) S дуг = ( 15 ) 15 При використанні колосників з довжиною робочої частини lр=226 мм площа сегментів Sдуг дорівнює Sдуг=0,48·2262=24516 мм2. (12) Сумарна площа поздовжнього перерізу Sдуг при цьому зросте до величини Sдуг=250000+24516=274516 мм2. Об'єм шихти Vnл яка піддається термічній обробці на рухомому візку агломераційної або обпалювальної машини шириною В з колосниковими гратами, набраними з колосників, що пропонуються, дорівнює Vдуг=SдугВ=274516 В, мм3. В процентному відношенні очікуваний приріст продуктивності ∆Vдуг агломераційної або обпалювальної машини при використанні колосників, що пропонуються, дорівнює ∆Vдуг=(274516-250000)5-100/250000 В=9,8 %. При використанні колосників прототипу з опуклою робочою поверхнею колосників виграш буде вдвічі більший, тобто 9,8x2=19,6 %, так як порівняно з плоскими гратами шихтою не заповнюється ще один сегмент площі колосникових ґрат. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 44490 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