новая папка 1 / 236033

преодоление сил трения при движении газового потока через слой сыпучего материала. Количественно она определяется газопроницаемостью слоя и количеством просасываемого воздуха (газа).

Под газопроницаемостью слоя понимают свойство пропускать газ под действием перепада давления. Размерность теоретической газопроницаемости выражается следующим образом:[К] = м3∙м / м2∙с∙9,81 Па.

Это выражение отражает количество газа, проходящего в единицу времени через слой толщиной 1 м на площади 1 м2 при 273 К и давлении 981 ГПа при перепаде давления 9,81 Па.

Рис. 2. Схема агломерационной установки: 1 – агломерационная чаша; 2 – колосниковая решётка; 3 – воздухораспределительная камера; 4 – диффузор;

5 – диафрагма; 6, 7 – регулировочные задвижки; 8 – импульсные трубки;

9, 10 – водяные манометры; 11 – пылеуловитель; 12 – эксгаустер; 13 – панель КИП; 14 – термопара

11

Установка (рис. 2) состоит из цилиндра 1 распределительной камеры 3 и диффузора 4 с измерительной диафрагмой 5. Движение воздуха через слой осуществляется за счет центробежного насоса, работающего в режиме отсоса. Насос работает в постоянном режиме, создавая разрежение в распределительной камере 25 кПа. Разрежение регулируется задвижкой 7, а

измеряется с помощью обычного водяного манометра. Расход воздуха измеряется по перепаду давления на диафрагме 5 с помощью дифманометра 9. Окомкование концентрата осуществляется на тарельчатомгрануляторе.

Последовательность проведения работы

После окомкования материал с тарели ссыпается на металлическую плиту и от него отбирается проба (3-5 кг) для производства ситового анализа. Оставшаяся часть ссыпается в противень для загрузки в цилиндр. Результаты ситового анализа заносятся в табл. 3.

Таблица 3

Гранулометрический состав исследуемого материала

Загрузка цилиндра:

1)Проверить установку цилиндра 1 на опорном фланце распределительной камеры 3; с помощью асбестовой замазки ликвидировать неплотности контактов между чашей и распределительной камерой;

2)Засыпать на колосники слойпостели из узко классифицированного материала, например из руды крупностью 5-10 мм. Слой постели засыпается на толщину одного зерна - 5-10 мм.

3)Предназначенную для загрузки в цилиндр пробу руды или окомкованного концентрата предварительно взвешивают и после этого совком небольшими

12

порциями ссыпают в цилиндр. При загрузке необходимо стремиться к равномерной укладке по всему сечению цилиндра, необходимо контролировать высоту слоя, стремясь выдержать ее постоянной (300 мм) во всех опытах. По достижении заданной отметки загрузку прекращают и уплотняют слои по периферии, для этого совком делается углубление на 35-

50 мм, куда укладывается замазка из концентрата.

4) Взвесить оставшуюся массу незагруженной пробы.

Измерение газопроницаемости:

1)Установить на цилиндр 1 диффузор 4 с диафрагмой 5, проверить установку дифманометра 9 и правильность его подключения; асбестовой замазкой ликвидировать неплотности в местах контакта диффузора и фланца цилиндра.

2)Проверить правильность подключения газоотсосной системы: в начальный момент распределительная камера с помощью задвижки 6 должна быть полностью отключена от газоотсосной системы; вентиль на подсосе 7 должен быть полностью открыт.

3)Включить насос; проверить по манометру разрежение (оно должно быть

"0"), открыть вентиль 6, соединяющий газоотсосную систему с распределительной камерой; измерить разрежение по манометру 10.

4) Изменение разрежения регулируется вентилем 7. При каждом значении разрежения производятся измерения перепада давления на диафрагме.

Обычно задается 5-10 значений разрежения, начиная с минимального,

обеспечивающего перепад давления на диафрагме, и кончая значением

10-15 кПа.

Измерение газопроницаемости производится путем снятия показаний перепада давлений по дифманометру 3 при увеличении разрежения и его уменьшении.

При определении газопроницаемости слоя измеряются физико-

13

механические свойства исследуемого материала, параметры слоя и

характеристика газового потока. Результаты измерения заносятся в табл. 4, 5

Таблица 4

Параметры структуры слоя и результаты измерения газопроницаемости

Таблица 5

Результаты измерения газопроницаемости слоя исследуемого материала

Скорость фильтрации воздуха рассчитывается по формуле

где ω0 – скорость фильтрации воздуха, приведенная к полному сечению цилиндра, м/с;

Vв – количество просасываемого воздуха, м3/с.

По данным табл. 5 строятся графики, отражающие газодинамические характеристики различных материалов. Графики располагаются на одном рисунке в координатах:

ось абсцисс - скорость движения воздуха, м/с; ось ординат - перепад давления (разрешение), кПа.

Техника безопасности при проведении лабораторной работы

Данная работа сопряжена с опасностью получения ожогов.

Рабочее место при проведении работ должно быть очищено от горючих

14

материалов, на расстоянии 5 м не должны находиться сгораемые конструкции. При розжиге лампы эжектор должен быть направлен на несгораемые предметы (кирпич, металлический щит и т.д).

Для предотвращения несчастного случая необходимо строго выполнять все указания преподавателя и руководствоваться правилами инструктажа.

Библиографический список

1. Коротич, В.И., Газодинамика агломерационного процесса [Текст] / В.И. Коротич, В.П. Пузанов. - М.: Металлургия, 1969. - 200 с.

2.Коротич, В.И. Агломерация рудных материалов [Текст] / В.И. Коротич,

Ю.А. Фролов, Г.Н. Бездежский. - Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2003. - 400 с.

Вопросы для контроля

1.Нарисуйте модели слоев исследованных материалов.

2.Изложите физический смысл понятия "газопроницаемость слоя”.

3.Физический смысл понятия "потери напора". Покажите на примерах технологии производства чугуна и подготовки сырья практическую значимость величин потери напора.

4.Назовите основные факторы, определяющие газопроницаемость слоя.

5.Объясните физическую сторону связи между параметрами газового потока и потерей напора.

6.Приведите формулу Дарси-Зейсбаха и объясните причину присутствия в ней каждой величины.

7.Разработайте мероприятия, обеспечивающие интенсификацию агломерационного процесса за счет повышения газопроницаемости слоя при спекании шихты двух типов: 1 - несодержащей тонких частиц; 2 - содержащей высокое количество тонкозернистых концентратов.

8.Назовите устройство, с помощью которого измерялось количество просасываемого воздуха; объясните принцип работы этого устройства.

15

Лабораторная работа № 3

Измерение прочности сырых окатышей

Цели работы:

-ознакомиться со способами измерения прочности сырых окатышей;

-исследовать факторы, влияющие на их прочность.

Оборудование:

1)тарельчатый окомкователь;

2)весы с разновесами;

3)противни;

4)прибор для измерения прочности сырых окатышей на раздавливание.

Последовательность проведения работы

1)Приготовленную навеску концентрата и извести (бетонита) смешать, увлажнить до заданной влажности и окомковать (см. лаб. раб. № 1).

Сразу же, как только шихта стала совершать движение по вращающейся поверхности тарели, начали образовываться крупные окатыши (10-15 мм). Это обусловливается неравномерным распределением воды в объеме комкующейся шихты. Поэтому их следует разбивать. И так продолжать действовать в течение 3 мин от начала окомкования. После 3 мин крупные гранулы представляют собой готовые (сырые) окатыши. Их отбирают совком и помещают на контрольное сито. Окомкование продолжается в течение 3-7 мин. Влажность должна обеспечить почти полное окомкование шихты до крупности 10-12 мм.

2)Отобрать 3 пробы сырых окатышей для измерения влажности и прочности.

3) Измерить влажность и прочность сырых окатышей.

Определение прочности сырых окатышей

Прочность сырых окатышей определяется двумя способами:

а) путем измерения сопротивляемости окатышей раздавливанию; б) путем измерения сопротивляемости окатышей ударным воздействиям.

По первому способу измеряют силу, под воздействием которой происходит разрушение окатыша. Измерение производят на приборе, схема

16

которого показана на рис. 3.

Суть измерения сводится к тому, что при постепенном запо лнении песком подвижной чаши 4 внимательно следят за поведением испытуемого окатыша. Как только окатыш разрушился (или появилась трещина), загрузочная воронка 5 перекрывается. Песок из чаши высыпается и взвешивается. Вес песка, при котором произошло разрушение окатыша, служит его мерой прочности на раздавливание и выражается в ньютонах (Н):

P = m · g,

где Р – сила, при которой происходит разрушение окатыша, Н; m – масса песка и подвижной чаши со штоком и диском, кг; g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Рис. 3. Схема прибора для измерения прочности сырых окатышей на раздавливание: 1 - испытуемый окатыш; 2 - металлический диск; 3 - шток; 4 - подвижная чаша с песком; 5 - загрузочная воронка; 6 - направляющие фиксаторы; 7 - опорные штативы; 8 - металлическая неподвижная шихта

17

По второму способу измеряют количество сбрасываний с высоты 500 мм, выдерживаемое окатышами до разрушения. Сбрасывание осуществляют на твердое основание путем осторожного сталкивания испытуемых окатышей с гладкой поверхности (это может быть поверхность стола). Одновременно можно сбрасывать 5-10 окатышей, но так, чтобы все они падали на твердую поверхность.

Количество измерений должно удовлетворять требованию достоверности рассчитанных показателей прочности с учетом погрешности измерений и колеблемости значений.

К наиболее важным факторам, оказывающим влияние на прочность сырых окатышей, относятся:

1)крупность концентрата, оцениваемая по содержанию класса менее 0,05 мм;

2)количество связующего;

3)вид связующего;

4)длина пути окомкования;

5)влажность шихты.

По результатам измерения рассчитывают значение прочности сырых окатышей при соответствующих параметрах по составу шихты, по виду связующего и режиму окомкования и представляют в виде средней величины с указанием доверительного интервала.

По результатам данных измерений строится график распределения сопротивляемости сырых окатышей ударным воздействиям. Показатель прочности рассчитывают как средневзвешенную величину.

Техника безопасности при проведении лабораторной работы

Наиболее опасным агрегатом с точки зрения возможности травмирования является тарельчатый гранулятор. При работе на нем следует особо обратить внимание на спецодежду: нельзя работать в халате или другой одежде, имеющей спадающие полы. Концы шарфа и т.п. предметы могут быть

18

захвачены вращающейся тарелью и травмировать работающего.

Запуск и остановку тарельчатого гранулятора производить только посредством пульта, вынесенного за пределы распределительного щита.

Вопросы для контроля

1.Сформулируйте требования к компонентам шихты, предназначенным для производства окатышей. Подчеркните разницу в требованиях к компонентам агломерационной шихты.

2.Чем отличается технология окомкования шихты при производстве окатышей от технологии окомкования агломерационной шихты?

3.Сформулируйте требования к сырым окатышам. Сравните их с требованиями к окомкованной агломерационной шихте.

4.Объясните механизм влияния связующих на прочность сырых окатышей.

5.Основные параметры физико-механических свойств концентрата, оказывавшие влияние на его комкуемость.

Библиографический список

1 Коротич, В.И. Теоретические основы окомкования железорудных материалов [Текст] / В.И. Коротич. – М. : Металлургия, 1966. – 150 с.

2 Теплотехника окускования железорудного сырья [Текст] / под ред.

С.Г. Братчикова. – М.: Металлургия, 1970. – 343 с.

19

ПОДГОТОВКА ШИХТЫ

Методические указания к лабораторным работам

Михайлов В.Г. Прохорова Т.В.

Редактор М.Ю. Болгова Подписано в печать 23.12.2013. Формат 60х84 1/16 . Бумага офсетная.

Ризография. Печ. л. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ № Издательство Липецкого государственного технического университета.

Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ. 398600 Липецк, ул. Московская, 30.

3