Пристрій для змішування та зволоження дисперсних шихтових матеріалів

(і 9) (ID (13) (505 С 22 В 1/14, С 22 В l/00 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО S і НА ВИНАХІД (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗМІШУВАННЯ ТА ЗВОЛОЖЕННЯ ДИСПЕРСНИХ ШИХТОВИХ МАТЕРІАЛІВ 1 {20)94240500,23.03.93 (21)4853239/02 (22) 16.08.90, SU (46)28.12.94. Бюл. Г* 7-І (56) Автооское свидетельство СССР Ne 1688591. кл. С 22 В 1/00, 1989. (71) Донецький політехнічний інститут (72) Клягін Генадій Сергійович, Ростовський Володимир Іванович, Короп Микола Антонович. Перістий Михайло Михайлович (73) Донецький політехнічний Інститут (57) 1. Устройство для смешивания и увлзжнения дисперсных шихтовых материалов, содержащее соединенный с вибратором корпус с наклонными направляющими пол Изобретение относится к области подготовки шихтоаых материалов к металлургическому переделу, в частности, может быть использовано в процессах подготовки пылей. уловленных в сухих газоочистках, для агломерационного производства. Известны различные способы подготовки металлургических дисперсных шихтовых материалов к транспортировке и утилизации путем смешивания и доведения их влажности до 6-15%. Наиболее рациональными техническими решениями являются способы и устройства для получения непылящего продукта с заданной влажностью с помощью механических смесителей (барабанных, винтовых, лопастных, вибрационных). Наиболее близким техническим решением по достигаемому эффекту является устройство для подготовки дисперсных шихтовых материалов к транспортировке и утилизации, позволяющее осуществить их аиброожижение, перемещение через зоны увлажнения и смешивания, ввод увлэжняю я ками, установленными каскадно, и сопла для подвода увлажняющего агента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что корпус в плоскости сечения полок выполнен ромбовидным с соотношением диагоналей 1:(1,25-3,0), при этом длина полки, а также расстояние а плоскости нижележащей полки между проекцией на нее свободней кромки вышележащей попки и стенкой корпуса со стороны разгрузки материала с полки равны 0.7-0,9 длины большей диагонали. 2. Устройстоо по п. ^ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что наклонные направляющие полки установлены на одной стороне корпуса. щего агента по ходу движения матесиалз. Дисперсный материал подают на слой увлажняющего агента, подвергаемого вибрации, с интенсивностью подачи увлажняемого материала 5-50 кг/(м2 с). Устройство представляет собой вибрационный смеситель-увлажнитель С направляющими полками, оборудованный соплами для подвода увлажняющего агента и вибратором. С помощью вибратора корпус смесителя-увлзжнитепя приводится о колебательное движение, которое способстЕует перемещению дисперсных материалов, например, железосодержащей пыли, с полки на полку, расположенных каекздно. По ходу движения материалов через сопла увлажняющий агент (техническая вода, пульпа шламов) вводится под слой дисперсного увлажняющего виброожиженного материала [1]. Реализация такого способа подготовки пылей на нескольких предприятиях с помощью описанной выше установки аыпвила ее существенные недостатки: качество ув S229 сти, но, о основном, за счет кинетической энергии сообщаемой частицам материала вибрирующим слоем увлажняющего агента. Материал попадает иа полку в ее узкой части, движется вдоль расширяющейся части полки. При этом слой материала утоняется, что способствует увеличению воздействия вибрации иа материал, так как известно, «то амплитуда и ускорение вибрации убывают по толщине СПОЙ по экспоненциальному закону. Пройдя расширенную часть полки, при дальнейшем движекк ' уплажненный материал проходит постепенно сужающуюся часть полки При этом отдельные струи материала участвуют также в поперечном движении к оси полки, что способствует их перемешиванию После разгрузки материала нз последующею полку процесс увлажнения и перемешивания повторяется. Заявляемое техническое решение обеспечивает повышение интенсивности перемешивания и уолалчекия дисперсных плохосмачиоасмьїх материалов, подвергаемых вибрации Это происходит за счет периодического изменения толщины обрабатываемого слоя материала на полках t4 сообщения отдельным струям материала дополнительного знакопеременного поперечного перемешивания в плоскости полок. 30 І юстаоленнэч задача реиіается тем, что На фиг. 1 представлена в качестве приь известном УСТ-^ОЙСТРВ для смешива:;мя и мера схема предлагаемой установки для увлажнения дисперсчик шихтовых материасмешивания и увлажнения дисперсных шихлов, содержащем соединенный о вибратотовых материалов, э на Фиг. 2 - схемз двиром кергзус с наклонными направляющими жения материала по полке в сечении А-А полками, /стбнавлечнымьчкескадио, сопла корпуса установки. для no^B?f,a увлажняющего агента, корпус G Установка состоит из рамы 1, на которой плоско-.п; сечения полок выполнен ромбопосредством пружинных амортизаторов 2 видлыь* с соотношением диагоналей подвешен корпус 3 смесителя-уалэжнителк с 1:(1,25-3 0), при этом длина полки, а также 40 каскадно расположенными ромбовидными расстояние в плоскости нижележащей пополками 4. Полки могут быть расположены на лки между проекцией на нее свободной противоположных или нз одной, как показано крпмкч вышележащей полки и стенкой кориа фиг. 1, сторонах корпуса. Для подвоза увпуса со стороны разгрузки материала с полажняющего агента предусмотрена система r *:cw рарны 0,7-0,9 длины большей сопел 5. Для сообщения горпусу колебаний он диагонали, оборудован вибратором 6. Установка может Нг.кппниь'е напраапяющие полки могут быть встроена в технологическую линию подбыть установлены на одной стороне корпуачи и обработки шихтооых материалов и в Cf? этом случае обслуживается двумя конвейераСущность предложения заключается в 50 ми* 7 - подающим сухие сыпучие материалы повышении иигенсийностм процессов уви 8 - отводящим подготовленную увлажнениажн? їм v> перэмешкэания за счет органиную смесь зации движения частиц увлажняемого Сечение корпуса в плоскостях полок материала не тс^ьеп в продольном, УО И В представляет собой ромб с соотношением Е'оперсччом нэпрзолении о плоскости подиагоналей 1-(1,25-3,0), при этом длина полки Сухие частицы плохоувражниемого (гидлки "Ь". а также расстояние в плоскости нипдфобнего) г^зтериз/їз, попадая на слой жележащей полки межд*' проекцией на нее \ чл?жняющего агента, внедряются под жидсвободной кромки вышележзщей полки и костную пленку не только за счет силы тяжестенкой корпуса со стороны разгрузки мате пэжнения и перемешивания увлажняемого материала получается невысоким Это прояиляетея а том, что а разных участка* сечения-выгрузочного отверстия установки смесь аыхачит с различной влажностью, влажность смеем в различных точках сечения выгружаемого материала отличается з 2-5 раз при использовании цилиндрического І с-рпуга смесителя-увлажнителя и до ^0 paj Е корпусах прямоугольного поперечною 10 сечения. Качество узяажиенмя и перемешивание улучшалось до определенного предепл npt* увеличении количества полок. О/ начо, з го резко увеличивало габариты установки и требовало Ьолеа мощных вибрато- 15 ров. В основу изобретзки*! положена задача усоаерШі-.чстповзгіия устройства для смешивания и увлажнения дисперсных шихтовых материалов га счет изменения конфигура- 20 ции корпуса и оптимального соотношения размеров каскадно установленных полок, «то обеспечивает нужную организацию движечия частиц обрабатываемого материала как в продольном, так и в поперечном на- 25 правлеиич о п юс кости полки, и в результате ПОЗРОЛРЄГ повысить качество получаемого продукта, в гзкже уменьшить гпбзриты уст 5229 ризлз с полки "а" равны 0,7-0,9 длины большей диагонали. относятся между собой как 1:(1,25-3,0) Такое соотношение определено теоретически и экспериментально с учетом двух противоречивых требований; необходимостью иметь достаточный путь движения материала вдоль полки для качественного увлажнения и достаточную по величине поперечную составляющую движения мзгериа/sa дтя обеспечения качественного перемещения. При соотношении диагоналей модее 1:1,25 путь движения и, следовательно, время совместной вибрационной обработки твердой и жидкой дисперсных фаз уменьшаются настолько, что возникает необходимость увеличивать количество полок в корпусе. Это увеличивает его габариты, массу, мощность вибратора. При соотношении диагоналей более 1:3,0 путь движения материала вдоль полки увеличивается, однако, резко снижается поперечная составляющая движения частиц материала, т.е. эффект перемешивания. Последнее обстоятельство характерно и для использования корпусов круглого v\ эллиптического сечений. Длина направляющих полок в центральном сечении корпуса "Ьн принята равной 0,7-0,9 длины большей диагонали сечения корпуса. Увеличение длины полки более 0,9 длины диагонали сечения невозможно, т.к. пгм этом начинаются явления кострения материала э отверстии между корпусом « кроткой полки. При Устройство работает следующим образом. Сухой сыпучий материал, поступающий по конвейеру 7, загружается через приемную ооронку в корпус 3 смесителя-увлажнителя. Сюда же по гибким шлангам через сопла 5 подаетсй увлажняющий агент (тех- 10 ническая вода, металлургические шламы) таким образом, чтзбы на направляющих полках 4 образовывался слой до 3 мм при выключенном вибраторе 6. Удельный расход увлажняющего агента составляет, как в про- 15 тотипе 0,5-6,0 кг/(м с). Расход сухого материала - 5-50 кг/(м с). При включенном вибраторе 6 (например, тмпа ИВ-105) корпус 3 смесителя-увлажнителя совершает круговые колебания в 20 вертикальной плоскости с частотой около 25 Гц, благодаря подвеске на гибких пружинных амортизаторах 2. Рама 1 установлена на упругом основании. 25 Жидкая и твердая дисперсные фазы контактируют между собой на направляющих полках. Твердые частицы материала на полке совершают сложное движение: подбрасываются вибрирующим основанием, 30 перемещаются вдоль полки, одновременно участвуя в поперечных перемещениях от продольной оси полки к боковым стенкам уменЬШЄНИі-ї ДЛИМЫ ПОРКІЇ МЄН0Є 0,7 ДЛИНЫ корпуса и обратно. Иа участках полок у оси диагонатл сечения возникает необходикорпуса толщина слоя материала становит- 35 мость уаеличиаать количество полок со всеся минимальной, что способствует повышеми вытекающими отсюда последствиями, нию интенсивности увлажнения. перечисленными выше. Передвигаясь с вышележащей полки на ниРасстояние "а" между проекцией свожележащую, материал увлажняется, частичбодной кромки вышележащей полки нч плоно окомковывается, перемешивается. 40 скость нижележащей полки и стенкой Объемы окомковзиной части, сухой пыли некорпуса со стороны разгрузки материала с усвоенной материалом влаги, попадая на полки в центральном сечении определяет нижележащую полку, разрушаются, происвзаимное расположение полок и, в частноходит их взаимное внедрение. Разрушенсти, место падения струи материала с вышеные влажные комочки впитывают часть 45 лежащей из нижележащую полку. При неусвоенной влаги, усваивают на своей повеличине этого расстояния более 0,9 длины верхности часть неуалажненной пыли, окомдиагонали часть материала будет попадать ковываются, перемешиваются, при на стенку корпуса, а не на полку. При велипереходе на нижележащую полку снова разчине этого расстояния менее 0,7 длины диагружаются и т.д. 50 гонали площадь полки используется неполностью, что также вызывает необходиНа выходе из смесителя-узлажнителя мость увеличения габаритов. получают непылящий сыпучий продукт с влажностью 6-12%, который может быть исП р и м е р . Технологическую агломерапользован в агломерационном производстционную пыль из батарейных циклонов Енаве. Готовая смесь транспортируется 55 киевского металлургического завода конвейером 9. увлажнили технической водой на опытной Размеры корпуса и полок выбраны из двухполочной вибрационном установке со следующих соображений. Диагонали ромбосменными полками. Влажность смеси £в видного сечения корпуса в плоскости полки среднем) составляла 9-10,5%. Частота виб 8 5229 рации 25 Гц, амплитуда колебаний 2 мм. аремя прохождения порции пыли через виброувлажнитель - 3,5-4,0 с при угле наклона полок 15°. Для определения влажности пробы смеси отбирались в четырех точках сечвиия выгрузочного отверстия. Данные опытов предстэелены в таблице. Предлагаемое устройство позволяет улучшить качество увлажнения и смешивания и смешивания плохосмачиваемых, особенно гидрофобных (термически обработанных) пылей и порошков, в 5-10 раз по сравнению с известными решениями. Положительный технический эффект от внедрения данного устройства нз металлургических предприятиях получается за счет исключения ныне используемого гидросмыва уловленной пыли и последующей стадии обезвоживания продукта перед его утилизацией. Значительно улучшается экояогичеекая обстановка при переработке пылей и порошков. Показатели процессов увлажнения и смешивания пыли N?rsfe Вариант верти Вариант формы Колебания (макс.) опытов кального корпуса полок влажности смеси Примечание Б различных точках выгрузочного отверстия 4,5-16.5 % Частичное эллиптическая, с длиной 280 мм, лылеиие. (0.79 длины большей оси} I Цилиндрический 0 325 мм 1. Смешивание неудовлет і { I I ворительное То же эллиптическая. То же Частичное с длиной 310 мм, пыление. (0,88 длины Смешивание большей оси неудовлетворительное. Наблюдаются случаи кост эллипса} * рения материала при пересыпке с полки на полку. • Ромбовидного сечения с дли Ромбовидная с Пы/тения нет. соотношением Качество смешива ной малой диагонали 325 мм 3. диагоналей 1:1 (квадрат). Длина полки 310 мм (0,95 длины ди ние неудовлетворительное. Пленка воды агонали) равномерная. на полке неСгустки переувлажненной смеси, 10 5229 Продолжение теблицы їм* Вариант верти Вариант формы Колебаний(макс] опытов кального корпуса полок влажности смеси Примечание в различных точках выгрузочного отверстий То же 4. Ромбовидная с 6,5-13% соотношением Качество смешивания кеудозлат диагоналей 1:1,2 Длина полки 310 мм (0,79 длимы большей диагонали) То же 5. Ромбовидная с 8,5-10,5% соотношением диагоналей 1:1,25 Смешиоание и увлажнение удовлетворительное Длина полки 370 мм (0,90 длины большей диагонали) То же 6. То же с длиной 3-11% НО ПЫТМТ. встречают полки 280 мм (0,69 длины большей диагонали) ся сгустки < смеси. Иоравномерная пленка воды :ча полке. 7. То же Ромбовидная с соотношением диагоналей 1:3. Длина полки 750 мм (0,72 длины боль ш е й ДИЗГОНЗЛИ; 6-14,5% Смесь неудовлеткачества. Мощность е^братора недостаточная 5229 /.25—J.Q ^ .2 Упорядник Г Клягин Замовлення 600 Техред М.Моргентал Коректор А.Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, - 254655. ГСП. Київ-53. Львівська пл., 8 Виробнича-шлдзвничий комбінат "Патент", м. Ужгород, еуп.Гагаріна, 101