книги / Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строительных материалов
..pdfмуфтой 2. Консольная часть напорного шнека вращается внутри гильз 8, запрессованных в разъемный цилиндр 7 Цилиндр соединен с одной стороны с загрузочным корпусом 6, с другой — со смеси тельной камерой 11. Радиальный зазор между внутренней поверх ностью гильзы и наружным диаметром шнека 0,3—1,5 мм.
В передней стенке смесительной камеры предусмотрен лаз со съемной крышкой 12 для монтажа и ремонта напорного шнека и клапана 16, а также фланец 14 для подсоединения транспортного трубопровода. В нижней части задней стенки смонтирован коллек тор 19 воздушной камеры с форсунками 17 для ввода сжатого воз духа в смесительную камеру. В верхней части камеры установлен манометр 10 с фильтром для контроля рабочего давления в камере. Обратный клапан 16 насажен на вал 15 с подшипниками качения, вмонтированными в боковые стенки камеры. Для предотвращения воздействия пыли на подшипники перед ними установлены резино вые уплотнения. Тарелка клапана шарнирно соединена с рычагом, что обеспечивает ей свободу перемещения, необходимую для плот ного прилегания тарелки к упорному кольцу 18. Клапан прижи мается рычагом 13 с перемещающимся по нему грузом. Подача цемента в загрузочную часть насоса регулируется шибером с руч ным приводом 5.
Для предотвращения пыления из загрузочной камеры в месте ввода вала установлено торцовое уплотнение 4. Торцовое уплотнение (рис. 72, б) состоит из графитового кольца 2, поджимаемого пружи нами 3 к закаленному кольцу 1, изготовленному из легированной стали. В уплотнение подводят сжатый воздух для создания плотной воздушной завесы.
Пневмовинтовой насос работает следующим образом. Материал, поступающий через шибер в загрузочный корпус, захватывается заборными витками шнека с большим шагом и подается во внутрен нюю часть гильз, откуда напорными витками с меньшим шагом через обратный клапан выдается в смесительную камеру насоса. Из смеси тельной камеры материал под давлением сжатого воздуха (скорость струи выше 100 м/с) выносится в транспортный цементопровод.
Техническая характеристика пневмовинтовых насосов приведена
втабл. 39.
§67. Аэрожелоба
Аэрожелоба применяют для транспортирования порошко образных материалов.
Аэрожелоб (рис. 77) представляет собой закрытый лоток 3, разделенный пористыми аэроплитами 4 или специальной пористой тканью типа «бельтинг». В нижнюю часть лотка вентилятором 1 нагнетается воздух давлением до 4,9 кПа, который проходит через аэроплиты и насыщает цемент, поступающий из бункера 2 в верхнюю часть желоба. В результате аэрации цемент приобретает текучесть и стекает вниз по желобу. Выгрузка может осуществляться в любой точке желоба по патрубку. Отработанный воздух из желоба пода ется па очистку в рукавные фильтры.
Уклоны аэрожелобов для транспортирования должны быть не менее 6% , а для сырьевой и клинкерной крупки — в пределах 15—20 %.
Ширину желоба принимают равной 125—500 мм при производи тельности соответственно 20—125 м3/ч, а длину — не более 50 м. Минимальный расход воздуха составляет 120-10-9 м3/ч на 1 м2 по верхности пористой перегородки.
Производительность желоба (в м3/ч)
П = ЗбООАЛ, |
(106) |
где F — площадь сечения слоя материала в желобе, м2; v — скорость движения материала, м/с; к — коэффициент, учитывающий сопротивление движению мате риала по аэроплитам, к = 0,9.
§ 68. Гидросепараторы
Гидросепараторами называют оборудование, предназна ченное для выделения из потока проходящего шлама или пульпы твердых частиц размером, превышающим допустимый. Использо вание гидросепарации позволяет выделить готовый продукт, а недоизмельченные частицы направить на вторичный помол и тем самым интенсифицировать процесс мокрого помола. Значение гидросепара ции возросло с широким внедрением высокопроизводительных мельниц самоизмельчения «Гидрофол», после измельчения в которых пластичных сырьевых материалов в пульпе содержится до 80 % го тового продукта. Из гидросепараторов различных типов в цементной промышленности находят применение гидроциклоны и дуговые сита.
Гидроциклон (рис. 78) представляет собой металлический кор пус 4Увнутренняя поверхность которого футерована износостойкими материалами (резиной, каменным литьем и др.). Верхняя часть корпуса имеет патрубок 2 прямоугольного сечения для подвода пуль пы, который расположен тангенциально к цилиндрической части корпуса. Пульпа, поступающая в гидроциклон с большой скоростью,
182
А-А
Рис. 78. Гидроциклон:
а — общий вид; б — схема работы
приобретает в цилиндрической части кор пуса вращательное движение. Под дей ствием центробежных сил относительно крупные частицы сырьевых материалов прижимаются к стенкам корпуса, дви
жутся по спиральной траектории вниз и удаляются через выход ную насадку 1. Пульпа с оставшимися в ней мелкими частицами дви жется во внутреннем спиральном потоке, направленном вверх и вы водится из гидроциклона через патрубок 3.
Техническая характеристика выпускаемых промышленностью гидроциклонов и использующихся на цементных заводах приведена в табл. 40.
Опыт гидросепарации сырьевых материалов на цементных за водах показал, что вследствие различий в водоудерживающей способ ности, минералогическом составе и реологических свойствах полу чаемые продукты классификации имеют различные показатели, при чем основными определяющими факторами, являются реологиче ские свойства. Более тонкая классификация происходит в гидроциклонах с меньшим диаметром его цилиндрической части.
Ориентировочно производительность гидроциклона по исходной
пульпе (в м3/ч) |
|
П = 1080441 rJH, |
(107) |
где 4 — эквивалентный диаметр питающего отверстия, м, 4 = 1,125 V bh (b, h — ширина и высота отверстия питающего патрубка, м); 4 —диаметр верхнего вывод ного отверстия, м; g — ускорение свободного падения, g ~ 9,81 м/с2; Н — напор в шламопроводе перед гидроциклопом, м.
Перспективным оборудованием для гидросепарирования грубо молотого шлама или пульпы являются дуговые сита, используемые на отдельных отечественных цементных заводах и за рубежом.
|
Показатель |
|
ГЦ-250 |
ГЦ-360 |
ГЦ-500 |
ГЦ-710 |
ГЦ-1000 |
Диаметр |
гидроциклона, мм |
250 |
360 |
500 |
710 |
1000 |
|
Угол конусности, ° |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
Эквивалентный диаметр пи |
40—60 |
50—85 |
65—150 |
120—200 |
170—320 |
||
тающего отверстия, |
мм |
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
выводного |
отвер |
|
|
|
|
|
стия, мм: |
|
50—100 |
70—150 |
100—220 |
150—300 |
200—400 |
|
верхнего |
|
||||||
нижнего |
|
17—35 |
24—50 |
34—180 |
48—200 |
80—250 |
|
Давление |
пульпы, МПа |
(0,03-ь0,25) |
10° |
(0,06 ч-0,415) 10° |
|||
Производительность, |
м3/ч, |
20—64 |
35—125 |
65—250 |
150—500 |
280—1000 |
|
при напоре 10 м |
|
|
|
|
|
|
|
Размеры, |
мм: |
|
600 |
700 |
800 |
1100 |
1500 |
длина |
|
||||||
ширина |
|
650 |
750 |
900 |
1200 |
1600 |
|
высота |
|
1400 |
1800 |
2500 |
3500 |
4500 |
|
Масса, т |
|
|
0,25 |
0,4 |
0,7 |
1,5 |
3 |
Принцип работы дугового сита показан на рис. 79. Грубомолотый шлам 3 с высокой скоростью направляют на кривую поверхность сита, составленную из наложенных поперек струи клиновидных стержней 2, между которыми.предусмотрен зазор а. Благодаря высо кой скорости шлама максимальный размер б проходящих через щели частиц составляет примерно половину ее размера. Это предохраняет сито от засорения и обеспечивает быстрое разделение и высокую про изводительность. Крупные частицы шлама 4, не прошедшие через зазоры, направляют на домол.
Конструктивная схема дугового сита показана на рис. 80. Ис ходный шлам 1 с помощью сопла 2 подают на вогнутую поверхность сита 3. Шлам с заданными размерами частиц 5, прошедший через зазоры сита, направляют в емкости готового продукта, а надситный продукт 4 с крупными частицами, не прошедший через зазоры сита, направляют на домол в мельницу.
Опыт эксплуатации дуговых сит при сепарации грубомолотого шлама показывает, что для получения готового шлама в объеме 100м3/ч дуговые сита должны иметь следующую техническую характери стику:
Угол дуги сегмента рабочей поверхности сита, |
270 |
Радиус дуговой поверхности сита, м |
0,6 |
Рабочая ширина сита, м . |
0,53 |
Полезная площадь сита, м2 |
1,32 |
Регулирование толщины струи шлама, мм |
10—40 |
Давление шлама на входе, МПа |
До 0,3 |
Винтовой гидроклассификатор ВГ-360 (рис. 81) представляет собой цилиндрический сварной корпус, внутри которого вертикально установлено цилиндрическое сито 6 из щелевидной колосниковой сетки. Над ситом установлена приемная камера 3 с тангенциально
184
Рис. 79. Принцип работы дугового сита
подернуто
Рис. 80. Конструктивная схема дуго |
Рис. |
81. Винтовой гидроклассифика |
вого сита |
тор |
ВГ-360 |
расположенным питающим патрубком 2. Внутри приемной камеры и цилиндрического колосникового сита помещана винтовая направ ляющая 5, обеспечивающая необходимое направление потока шлама при его движении по классифицирующей поверхности сита. В ниж ней части корпуса имеются патрубки 7 и 8 для отвода соответственно готового и грубомолотого шлама. Для контроля и регулирования режима классификации на питающем патрубке предусмотрены ма нометр 1 и затвор регулирования толщины потока исходного шлама. Затвор представляет собой шарнирную заслонку с фиксирующим винтом. Для очистки и ремонта сита на корпусе предусмотрены гер метичные люки 4.
Принцип работы винтового гидроклассификатора аналогичен принципу работы дугового сита. Однако рассматриваемая конструк ция, позволяющая увеличить путь прохождения исходного шлама через сито до нескольких витков, при своей простоте и сравнительно незначительных размерах более эффективна и производительна.
Винтовой гидроклассификатор ВГ-360 при стабильной произво дительности по готовому шламу 100 м3/ч имеет следующую техни ческую характеристику:
Размеры CHta, м: |
0,4 |
|
диаметр |
||
высота |
0,656 |
|
0,82 |
||
Рабочая площадь сита, м2 |
||
Ширина щели между колосниками, мм |
0,3 |
|
Рабочее давление, МПа |
0,15—0,22 |
|
Размеры, м: |
1,625 |
|
высота |
||
длина |
1 |
|
ширина |
0,92 |
|
Масса, т |
0,4 |
Использование рассмотренных гидросепараторов позволяет пере вести работу сырьевых мельниц на замкнутый цикл и увеличить их производительность в 1,5 раза.
Щ§ 69. Бункера
^Независимости от назначения и условий работы бункера по форме разделяют на пирамидальные (рис. 82, а), призмо-пира мидальные (рис. 82, б, г), цилиндрическо-конические (рис. 82, в). Разгрузка сырьевых материалов из бункеров может быть следующей: нормальной (рис. 82, д), при которой перемещается материал, на ходящийся в бункере, и смешанной (рис. 82, ж).
Выбор формы бункера, его размеров зависит от способа загрузки
ивыгрузки, физических свойств поступающих материалов, времени нахождения материала в бункере. При производстве вяжущих стро ительных материалов для кусковых материалов применяют пира мидальные и призмо-пирамидальные бункера, для пылевидных ма
териалов цилиндрическо-конические.
Загружают материалы в бункера грейферными кранами, плас тинчатыми или ленточными транспортерами, ковшовыми элевато рами, шнеками, пневмотранспортом и др. В зависимости от вида за грузки и физических свойств материала их выполняют открытыми и закрытыми. При погрузке кусковатых материалов грейферным краном бункер изготовляют открытым. Для предотвращения попа дания в бункер негабаритных кусков или случайных металлических
предметов (арматуры и др.) верхнюю часть открытого бункера пере крывают съемной решеткой из металлических прутьев диаметром до 50 мм.
В зависимости от объема бункера и вида загрузки, его изготов ляют металлическим или железобетонным. Бункера для компонен тов шихты мельниц, как правило, железобетонные открытые. Метал лические бункера выполняют сварными из листов толщиной 10— 15 мм. Для увеличения жесткости с наружной поверхности его кор пуса приваривают ребра из металлических полос. Сужающиеся нижние части сварных бункеров дополнительно облицовывают ме таллическими листами.
Бункера устанавливают на колоннах или подвешивают на гори зонтальных балках. Для этого на корпусе бункера предусмотрены специальные кронштейны (лапы) или приливы.
Объем бункеров на цементном заводе колеблется в широких пре делах, достигая 100 м3 и более. Объем бункера (в м3) определяют в за висимости от расхода выгружаемого из него материала и от времени,
на |
которое |
создается |
запас: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
V = QtIK, |
|
|
|
(108) |
||
где Q— расход |
материала, |
м3/ч; |
t — время, на которое создается |
запас, ч; |
К — |
||||||||
коэффициент |
наполнения бункера, К = 0,9. |
|
|
|
|
|
|||||||
и |
Расход материала (в м3/ч) из бункера |
определяют |
так же, |
как |
|||||||||
расход |
в |
транспортных |
устройствах |
непрерывного |
действия: |
||||||||
|
|
|
|
|
|
Q = 3600Fv, |
|
|
|
(109) |
|||
где F — площадь |
разгрузочного |
отверстия, м2; |
v — скорость истечения |
мате |
|||||||||
риала, м/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Скорости истечения материалов (в м/с): |
|
|
|
|
||||||||
|
при |
нормальном истечении |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
v = %VWgR\ |
|
|
|
|
(ПО) |
||
|
при |
гидравлическом истечении |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
v = k-/2gh, |
|
|
|
|
(111) |
|
где X — коэффициент истечения, |
зависящий от физических |
свойств |
материалов, |
||||||||||
для пылевидных и влажных материалов |
X == 0,22, для кусковатых |
X = 0,4, для |
|||||||||||
зернистых X = 0,6; |
R — гидравлический |
радиус |
отверстия, |
равный |
отношению |
||||||||
его площади F к периметру Л, м; h — высота материала |
в бункере, м. |
|
Минимально допустимые размеры разгрузочных отверстий квад
ратной или круглой формы |
(в мм) |
|
а = K(D |
+80) tg ф, |
(112) |
где а — размер стороны квадратного или диаметр круглого отверстия, мм; D — максимальный размер куска материала в поперечнике; мм; <р — угол естественного откоса материала в покое, ° (табл. 41); К — коэффициент, зависящий от уровня подготовки материала, для сортированного материала /( — 2,6, для несортирован ного К = 2,4.
|
|
Угол естествен- |
|
||
|
|
ного отк<эса |
мате- |
|
|
Материал |
Коэффициент |
риала1 ф, |
° |
Коэффициент |
|
внутреннего |
|
|
|
трения |
|
|
трения /о |
в покое |
в дви |
о сталь f |
|
|
|
жении |
|
||
Сухая мелкокусковая глина |
0,5-0,9 |
50 |
|
38 |
0,75 |
Дробленный известняк |
0,8—1 |
45 |
|
35 |
0,63 |
Шлак |
0,6—1,1 |
50 |
|
35 |
1,19 |
Цемент |
0,5—0,9 |
43 |
|
38 |
0,65 |
Следует иметь в виду, что при слишком малом разгрузочном от верстии в бункере могут образовываться своды и заторы, при которых снижается скорость выхода метериала и может остановиться питание основного агрегата. Для порошковых и мелкозернистых материалов площадь разгрузочного отверстия для полного опорожнения бункера должна быть не менее 0,09 м2. Наилучшая форма отверстия — квад ратная или круглая. По своей эффективности они одинаковы, если сторона квадратного отверстия равна диаметру круглого. Увеличение выгрузочного отверстия против расчетного вызывает увеличение размеров затворов и питателей, что, в свою очередь, связано с уве личением расхода энергии при их эксплуатации. г
Для обеспечения беспрепятственной выгрузки материалов из бункера угол а наклона стенок, а также ребер его конусной части (см. рис. 82) должен быть на 10 % больше естественного угла откоса материала в покое (см. табл. 41). Для беспрепятственной выгрузки материалов, склонных к залипанию или слеживанию, стенки бункера подвергают вибрации или применяют аэрирование материала^ ко нусной части бункера.
Пример 27. Определить основные параметры бункера для питания сырьевой мельницы известняком с крупностью D — 25 мм. Расход известняка Q = 20 т/ч, плотность известняка р = 1,6 т/м3.
Решение. В соответствии с требованиями объем бункера должен обеспечить запас известняка на время не менее 4 ч работы мельницы. Тогда объем бункера по формуле (108) с учетом заданной насыпной плотности известняка
V = 20-4/(0,9 1,6) = 55,6 м3.
По формуле (112) определяем минимально допустимые размеры разгрузечкего отверстия. Принимаем К = 2,6; D = 25 мм (из условия) ф = 45° (по данным табл. 41). Тогда
а = 2,6 (25 + 80) tg 45° = 273 мм.
Минимальный угол наклона стенок бункера
а = ф + 0,1ф = 45 + 0,1-45 = 49,5°.
Окончательные размеры и форму разгрузочного отверстия бункера уточняют после выбора питателя или затвора с учетом их посадочных размеров (форма и раз меры загрузочной части, количество и размеры крепежа). Определение размеров
188
бункера при заданном его объеме и рассчитанных выше параметрах сводится к ре шению обычной геометрической задачи с учетом возможности размещения бункера в конкретных условиях.
После уточнения размеров бункера проверяют условия выгрузки материала из разгрузочного отверстия. Преобразовав формулу (109), определяем скорость исте чения материала. Приняв в нашем примере разгрузочное отверстие квадратной
формы с размером стороны |
а — 300 мм = 0,3 м, |
получим |
” = |
= 3600 0,3е-1.6 = |
0,039 м/с- |
Принимаем призмо-пирамидальную схему бункера (см. рис. 82, г), обычно используемую в помольных агрегатах, с гидравлической разгрузкой материала. Тогда с помощью формулы (111) определим минимально допустимую высоту мате риала в бункере, обеспечивающую заданную производительность сечения отверстия
&0,039а
h = 2№g “ 2.0,42.9,81 = 0,0005 м.
Полученное значение показывает, что выбранная схема бункера и принятые размеры его разгрузочного отверстия позволяют стабильно питать мельницу извест няком практически до полной выработки бункера.
Р А З Д Е Л IV |
|
|
ОБОРУДОВАНИЕ |
ЦЕХОВ ОБЖИГА |
|
Г л а в а |
15 |
|
ЦЕХА |
ОБЖИГА |
|
§ 70. |
Общие сведения |
Цех обжига цементного завода предназначен для произ водства основного полуфабриката — клинкера, получаемого при вы сокотемпературной обработке сырьевых смесей во вращающихся печах. Это наиболее ответственный технологический передел цемент ного производства, качественно определяющий все основные пока затели предприятия.
В отличие от основного технологического оборудования других переделов, вращающиеся печи обжига эксплуатируются с макси мально возможной производительностью и высоким коэффициентом
технического |
использования. |
|
|
|
|
|
Годовая мощность Q цеха обжига, оснащенного однотипными пе |
||||||
чами (в т/год), |
|
|
|
|
|
|
|
Q = |
8760/гЯ/Ст. и, |
|
|
(ИЗ) |
|
где 8760 — годовое календарное время при круглосуточной работе печей, |
ч; |
/г —- |
||||
число однотипных печей в цехе |
обжига; П — часовая производительность одной |
|||||
печи, т/ч; /Ст. и — коэффициент |
технического |
использования |
печей. |
|
|
|
Производительность однотипных вращающихся печей, а также |
||||||
коэффициент |
/Ст. и зависят |
от свойств |
и влажности |
сырьевых |
сме |
|
т а б л и ц а 42. |
Коэффициент технического использования |
|
|
|
||
и производительность вращающихся печей |
|
|
|
|
||
|
Тип вращающейся |
печи |
^ Т . |
И |
Г/, |
т/ч |
Печи мокрого способа: |
|
0,89 |
76 |
|||
5,6X 185 м |
|
|
||||
5Х 185 м |
|
|
0,89 |
72 |
||
4Х 150 м |
|
|
0,91 |
35 |
||
3,6Х 150 м |
|
|
0,92 |
25 |
||
Печи сухого способа с циклонными теплообменниками: |
|
132 |
||||
7/6,4X95 м |
|
|
0,8 |
|||
5X75 м |
|
|
0,85 |
70 |
||
4X60 м |
|
|
0,9 |
35 |
||
Печи сухого способа с декарбонизаторами: |
0,85 |
125 |
||||
4,5X80 м |
|
|
||||
5Х 100 м |
|
|
0,82 |
200 |