Классификация измельченных материалов

Операция классификации предусматривает разделение матери­ала по крупности после его дробления или измельчения. Для разде­ления кускового материала применяют грохоты, а мелкого матери­ала — сита различной конструкции или воздушные классификато­ры (сепараторы).

Наиболее широко распространены механические и вибрацион­ные сита. Обычно при просеве на ситах получают два класса — над - решетный с размером частиц больше размера ячейки сита и подре - шетный, содержащий частицы, размер которых меньше размера ячейки сита. Некоторые конструкции сит имеют несколько рабо­чих сеток (многодечные сита) и рассчитаны на получение несколь­ких классов материала по крупности.

Для большинства материалов на ситах можно обеспечить до­вольно полное выделение годной фракции. Такой фракцией явля­ется, как правило, для электродов диаметром 3,0 мм и более мате­риал, не имеющий остатка на сетке с размером ячеек 400 мкм, для электродов меньших диаметров — на сетке с размером ячеек 315 мкм. Трудно это осуществить для материалов, склонных к сли­панию (магнезит, доломит, мрамор, диоксид титана и др.). При их просеве на вибрационных ситах с латунной сеткой, имеющей раз­мер ячейки в свету 300-400 мкм, в надрешетном материале содер­жится много годного. Во всех случаях полнота выделения годного материала при просеве в большой степени зависит от свойств мате­риала, в том числе от склонности к слипанию, его влажности, а так­же от равномерности подачи материала на площадь сетки.

При одной и той же конструкции сита его производительность определяет характеристика сетки. Обычно применяют сетки из ла­туни или из нержавеющей стали. По способу плетения различают сетки простого и саржевого плетения. В электродном производстве используют гладкие сетки простого плетения.

При быстром разъединении частиц во время рассеивания (ана­логично — смешивания, выпуска из емкостей, передачи пневмо­транспортом и пр.) возникают значительные электростатистичес - кие силы. При этом неметаллические порошки и оксиды, образую­щие кислоты, заряжаются положительно, металлические порошки и оксиды, образующие основания, заряжаются отрицательно. Для предотвращения накапливания электростатических зарядов, сни­жающих технологичность порошков на последующих технологиче­ских операциях, необходимо тщательное заземление оборудования, улучшение условий транспортирования и пр.

Механические сита. Существует большое количество конст­рукций механических сит, применяемых в электродном производ­стве. Основной принцип их работы заключается в передаче враща­ющимся кривошипом возвратно-поступательного движения рамке с натянутой на нее сеткой. Измельченный материал с помощью специального питателя или непосредственно из мельницы непре­рывного действия с постоянной скоростью подается на сетку. Тон­кий материал проходит через сетку и собирается в емкость, распо­ложенную под ней. Крупный материал скатывается с сетки и попа­дает в другую емкость, из которой его передают на дополнительное измельчение. Схема механического сита приведена на рис. 43.

Техническая характеристика механического сита:

Размер сита, мм:

длина................................................................................................ 1920

ширина.............................................................................................. 900

высота (с питателем)................................................................ 1280

Масса сита, кг....................................................................................... 600

Размер сетки, мм....................................................................... 1000x400

Число колебаний сетки, кол/мин...................................................... 160

7

8

9

10

Рис. 43. Схема механического сита: 1 — сборник отсева; 2 —- аморти­зирующая пружина; 3 — ось колебания сита; 4 — рамка с натянутой сеткой; 5 — питатель; 6 — бункер; 7 — кривошип; 8 — шатун; 9 — корпус сита; 10 — контейнер для просеянного материала

Амплитуда колебаний сетки, мм........................................................ 60

Производительность сита с сеткой 600 отв. в 1 см2, кг/ч:

по ферросплавам........................................................................... 250

по полевому шпату....................................................................... 120

Для обработки трудиоиросеиваемых материалов возможно при­менение шнековых сит. Поступающий через горловину материал протирается между вращающимся шнеком, собранным из металли­ческих щеток, и ситом с сеткой из нержавеющей стали. В конце шнека крупные частицы ссыпаются в тару для возврата в мельни­цу. Производительность сита 200-800 кг/ч при его следующих па­раметрах: скорость вращения шнека 0,33 об/с, габаритные разме­ры — 1450x500x450 мм, масса 185 кг. Срок службы щеток 4-6 мес.

Вибрационные сита в настоящее время нашли более широкое применение в электродных производствах, в первую очередь моде­ли СВ 0,6 (рис. 44) и СВ-0,9. Они предназначены для рассева на

Рис. 44. Схема вибрационного сита СВ-0,6

Таблица 42. Производительность вибрационных сит, м3/ч

Размер ячеек сеток, мм

СВ-0,6

СВ-0,9

верхняя

нижняя

2,0

0,63

0,3

0,7

2,0

0,315

1,0

0,315

0,2

0,5

1,0

0,16

0,63

0,16

ОД

0,3

0,63

0,1

0,315

0,1

0,04

0,1

0,315

0,063

0,16

0,045

0,01

0,02

0,1

0,045

несколько фракций материалов, не склонных к налипанию, круп­ностью до 30 мм.

Вибросито состоит из рабочего органа, вибровозбудителя 5, упругих связей 9, рамы 7 и двигателя 8. Рабочий орган включает набор цилиндрических обечаек 1 и просеивающих поверхностей в виде сеток, закрепленных на каркасах 2, собирающихся с помощью быстросъемных хомутов 3. Вращение валу вибровозбудителя пере­дается от двигателя через упругую лепестковую муфту 6. Патрубки загрузки 10 и разгрузки 4 снабжены резиновыми герметизатора­ми 11. Характеристика сит приведена в табл. 42 [28].

Техническая характеристика вибрационных сит:

СВ-0,6 СВ-0,9

Наружный диаметр обечаек, мм..................... 600........................ 900

Площадь просеивающей поверхности, м2.. 0,26........................... 0,6

Количество фракций............................................... 3............................. 3

Амплитуда колебаний на наружном диаметре обечаек, мм:

вертикальная................................................ 1-2,5...................... 1-2,5

горизонтальная............................................... 1-2......................... 1-2

Частота колебаний, Гц

(кол/мин)................................................ 22,8... (1370)......... 22,8 (1370)

Мощность двигателя, кВт............................... 0,75.......................... 1,1

Габаритные размеры, мм 1000x910x975.. 1250x1250x1330

Масса, кг................................................................ 175........................ 240

Такие сита обеспечивают рассев с малым выделением пыли. Ра­ционально их использование не только для непрерывного рассева, но и для контрольного просева материалов, поступающих в виде готовых порошков (рутил, слюда, КМЦ и пр.). Рабочий орган сит выполняют из коррозионностойкой или из углеродистой стали. Сита комплектуют сетками с размером ячеек по требованию заказ­чика; специальное приспособление для натяжения сеток облегчает их замену. Существуют аналогичные трехдечные сита, а также сита, работающие при избыточном давлении инертного газа. Для повышения работоспособности сит рационально устанавливать Дополнительные защитные и несущие сетки.

Виброгрохот ГВ.00.000 (табл. 43) состоит из стационарной рамы с натянутыми над ней одно над другим ситами и электромагнитных возбудителей. Якори последних тросами связаны с ситами. Под ситами внизу грохота установлено пылеотсасывающее устройство.

Таблица 43. Техническая характеристика грохотов

Параметр

ГВ.00.000

Геотехмех

Количество сит, шт.

3-5

1

Размер сита, мм

750x400

1100x450

Количество вибровозбудителей, шт.

3

6

Частота колебаний вибровозбудителей, Гц

50

50

Амплитуда колебаний якорей вибровозбудителей, мм

До 1,5

До 1,5

Угол наклона сита,

первого

15 25

30-45

второго

25-30

третьего

35-40

четвертого

40-45

пятого

45-55

Мощность привода, кВт

0,3

0,6

Габаритные размеры, мм

1015x860x1530

1450x800x1595

Масса, кг

306

335

Размеры ячеек сит уменьшаются от верхнего к нижнему. Сита установлены в раме с возрастающими углами наклона. Разделение обычно производят на 2 или 3 класса крупности. При работе грохо­та самые тонкие частицы исходного материала не встречают сопро­тивления сит. Они проходят сквозь них вертикальным потоком. Крупные частицы сходят с верхнего сита. Промежуточные классы распределены секторами от верхнего сита к нижнему. Правиль­ность разделения по заданной окружности обеспечивает установка оптимального числа сит, а также выбор необходимого угла их на­клона и размера ячеек сеток.

Важным преимуществом описанного грохота является практи­ческая независимость эффективности разделения от нагрузки. Это объясняется равномерным распределением материала по всему объему области грохочения. Материал при этом перемещается не слоем, а отдельными частицами.

Грохот СКТБ Института геотехнической механики НАН Укра­ины с непосредственным вибровозбуждением сита (рис. 45) имеет корпус 6, на котором в шахматном порядке установлены электромаг-

Рис. 45. Грохот с непосред­ственным возбуждением сита

нитные вибровозбудители 5, ситовую раму (подситник) 4 с натяну­тым ситовым полотном, загрузочную воронку 7, бункер 3 подрешет - ного и течку 8 надрешетного материалов. Корпус грохота установ­лен на раме 2 с возможностью изменения угла наклона при помощи талрепа 1. В бункере подрешетного материала расположено пыле­отсасывающее устройство, повышающее эффективность грохоче­ния и снижающее запыленность производственного помещения.

Толкатели вибраторов связаны с ситом при помощи пружинных шайб и эластичных прокладок. Вибровозбудители по длине сита разделены на три группы с автономным электрическим управлени­ем, с помощью которого на обмотки электромагнитов каждой из групп подают однополупериодное выпрямленное напряжение. Ре­гулирование амплитуды колебаний толкателей но группам произ­водят путем ступенчатого (1-4 позиции переключателя) измене­ния напряжения в диапазоне 80 200 В. Это позволяет повысить эффективность процесса при разделении различных материалов.

Для самоочистки сита на вибровозбудители периодически пода­ют кратковременный импульс максимального напряжения непо-

Таблица 44. Показатели работы грохота СКТБ ИГТМ

Материал

Угол наклона грохота, °

Удельная нагрузка по исходному материалу, т/(ч-м2)

Содержание зерен класса +0,4 мм в подрешетном продукте, %

Содержание зерен класса -0,4 мм в надрешетном продукте, %

Мрамор

38-41

1,9-7,5

0,4-0,5

9,2-14,2

Кварцевый песок

38-35

1,0- 2,2

0,0-0,5

74-33

Рутиловый

концентрат

38-37

3,6- 4,8

0,0-0,1

12-22

Плавиковошпато­вый концентрат

40-38

3,3-6,0

0,1-0,4

9-11

Слюда

35

0,3-0,5

5

8-10

средственно от питающей сети, минуя регуляторы напряжения. При этом происходит ударное взаимодействие якоря и электромаг­нита, т. е. реализуется режим самоочистки. Длительность его регу­лируют реле времени в пределах 0,5-2 с, время между встряхива­ниями 1-60 мин [32].

Ситовая рама представляет собой сварную конструкцию, на ко­торой после натяжения специальным приспособлением закреплено сито. Между рамой и ситом уложен картон, предохраняющий сетку от повреждений. Конструкция грохота герметична. Бункер подре - шетного материала закреплен в нижней части ситовой рамы. В его задней стенке имеется съемная крышка.

При работе грохота исходный материал подают в загрузочную воронку. Материал транспортируется по ситу тонким слоем, поэто­му равномерно распределяется по ширине грохота.

В зависимости от требований к продуктам разделения и свойств перерабатываемого материала выбирают следующие параметры грохота: размеры отверстий сита, угол наклона грохота, положение переключателей электрического напряжения, подаваемого на об­мотки электромагнитов при длительной работе и в режиме само­очистки, разрежение пылеотсоса, продолжительность встряхива­ний и интервалы времени между ними.

Показатели работы грохота приведены в табл. 44; исходная про­изводительность по мрамору при разделении по граничной круп­ности 400 мкм составляет 3 т/ч.

Воздушные классификаторы (сепараторы). В настоящее время воздушную классификацию невзрывоопасных порошковых

материалов, используемых в массовых количествах (например, мрамора), применяют в электродных производствах все реже.

Принцип действия воздушного сепаратора легче всего просле­дить на схеме его совместной работы с шаровой мельницей непре­рывного действия (рис. 46).

Из бункера 1 в полую цапфу шаровой мельницы 10 материал подается на измельчение. При вращении мельницы материал начи­нает измельчаться. Его тонкие фракции выносятся из мельницы воздушным потоком, создаваемым мощным вентилятором 6. По трубе 9 частицы поступают в сепаратор 3, ударяются о преграду (обычно из бетона) и при этом теряют скорость.

Площадь сечения между внутренней стенкой сепаратора и тру­бой существенно больше площади внутреннего сечения трубы, по­этому и скорость потока воздуха на этом пути резко снижается. Вот почему сравнительно крупные частицы материала падают вниз и но трубе 2 возвращаются на доизмельчение.

Мелкие частицы с потоком воздуха поднимаются вверх и попа­дают в установленные последовательно циклоны-осадители 4, в ко­торых скорость потока воздуха снижается еще больше. Поэтому ча­стицы осаждаются в бункер готового продукта 5. Наиболее тонкие фракции, не осажденные циклоном, вместе с потоком воздуха на­правляются в камеру 7, где задерживаются рукавными фильтра­ми 8, изготовленными из специальной фильтровальной ткани. Воз­дух через фильтры поступает в вентилятор и выбрасывается в атмосферу. Специальным устройством рукавные фильтры перио­дически встряхиваются, и пылевидная фракция шнеком подается в бункер готового продукта или иную емкость.

Грануляцию годного материала регулируют, изменяя скорость вращения вентилятора, а также специальными шиберами. Чем меньше скорость воздушного потока, тем мельче готовый материал.

Такая схема позволяет выделить два класса материала по круп­ности: осажденный в циклонах и осажденный в рукавном фильтре. Третий класс крупности может быть выделен из возврата, поступа­ющего из классификатора на доизмельчение.

Большим преимуществом является отсутствие пылевыделения в рабочую зону, поскольку вся система находится под разряжени­ем, создаваемым вентилятором. Наличие в системе рукавных фильтров также обеспечивает высокую степень очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

Применение таких установок при надлежащей герметизации узлов возможного пылевыделения позволяет вести процесс из­мельчения материала по замкнутому циклу.

Рассмотренные схемы эффективно могут использоваться толь­ко при измельчении какого-либо одного материала. Перевод уста­новки на другой материал связан со значительными затратами вре­мени на отладку режима работы мельницы и большими потерями материала. Последнее также возможно и при недостаточной квали­фикации персонала.

Эти схемы нельзя применять при измельчении взрывоопасных материалов без инертных добавок.

Питатели. Для подачи дробленого материала в мельницы не­прерывного действия и измельченного материала — на классифи­кацию применяют питатели различных систем. Питатель представ­ляет собой дозирующее устройство, используемое для равномер­ной подачи материала из бункера к транспортирующим или пере­рабатывающим механизмам. Основное требование к питателям — это равномерность подачи материала, возможность изменения ско­рости подачи и эксплуатационная надежность конструкции.

Выбор конструкции питателя определяется видом материала, для которого он предназначен, размером и геометрией частиц. По­этому не существует универсальных питателей, в равной мере при­годных для всех операций и материалов.

Лотковый питатель предназначен для питания шаровых мель­ниц непрерывного действия материалами после их крупного и среднего дробления с размером кусков не более 20-30 мм (рис. 47).

Лоток 1, расположенный под бункером 3 с мелкокусковым ма­териалом, жестко скреплен со стержнем 6 и может совершать коле­бательные движения вокруг оси 5. При вращении мельницы ро­лик 8 перемещается по скошенному торцу полой цапфы 7. Пружи­на 2, действуя на лоток 1, прижимает ролик к торцу цапфы, что да­ет возможность преобразовать вращательные движения цапфы в колебательные движения лотка. При перемещении лотка в одну сторону материал из бункера высыпается в лоток, при обратном пе­ремещении материал стряхивается с лотка в цапфу, внутренним шнеком которой передается в мельницу на измельчение. Регули­ровку количества подаваемого материала производят специальным болтом 4, изменяющим амплитуду колебаний лотка с материалом.

Тарельчатый питатель. Этот питатель пригоден для питания механических и вибрационных сит измельченными материалами. Питатель прост в изготовлении и эксплуатации и обеспечивает равномерную подачу материалов для их классификации. Схема пи­тателя приведена на рис. 48.

Питатель работает следующим образом: на вращающийся в го­ризонтальной плоскости диск 5 из бункера 4 насыпается материал.

Скребок 2 сбрасывает часть материала в приемное устройство 1. Количество сбрасываемого материала регулируют положением скребка и высотой подъема манжеты 3. Чем выше поднимается манжета, тем больше насыпается материала на диск. Это приводит к увеличению количества сбрасываемого материала.

Лопастные питатели. Лопастные питатели пригодны для пода­чи пылевидных, зернистых и кусковых материалов с размерами ку­сков до 40 мм. Питатели позволяют достаточно точно регулировать

Рис. 49.

Схема лопастного питателя:

1 — бункер;

2 — регулирующая заслонка;

3 — вращающиеся лопасти

Рис. 50.

Схема

барабанного

питателя:

1 — бункер для материала;

2 — регулирующа заслонка;

3 - вращающийа барабан

2

количество подаваемого материала. Однако для этой цели необхо­димо изменять частоту вращения лопастей, что представляет опре­деленные трудности. Такие питатели можно рекомендовать для ка - кого-либо одного установившегося процесса. Принципиальная схе­ма лопастного питателя приведена на рис. 49.

Барабанные питатели. Барабанные питатели (рис. 50) предназ­начены для подачи измельченного или мелкокускового материала. Они пригодны для питания механических сит, так как материал высыпается на сетку по всей длине цилиндрического барабана и распределяется равномерно по ширине сетки.

Подачу материала регулируют специальной заслонкой. Следует отметить, что лучше работают барабаны с шероховатой поверхнос­тью. Барабаны с гладкой шлифованной поверхностью работают значительно хуже и подают материал с перебоями.

Шнековые питатели. Принцип действия шнековых питателей основан на том, что при вращении шнека материал получает осевое перемещение и извлекается из бункера. Шнековые питатели эф­фективны для перемещения порошковых материалов. Их целесо­образно применять на линиях дозировки компонентов сухой ших­ты. Схема горизонтального шнекового питателя показана на рис. 51.

Вибропитатели предназначены для равномерной подачи с регу­лируемой производительностью сыпучих материалов. В частности питатели типа ПВ характеризуют возможность как плавного, так и

ступенчатого регулирования производительности и мгновенное прекращение подачи материала при выключении вибровозбудите­ля, в качестве которого применен стандартный асинхронный элект­родвигатель. Техническая характеристика питателя ПВ-0,15: раз­меры рабочего органа — длина 950-2000, диаметр трубы 150 мм; потребляемая мощность 65-100 Вт, масса 35-60 кг, максимальная производительность (по песку) 3 м3/ч.

Для межоперационного перемещения сыпучих материалов не­обходима специальная тара, которая обеспечивала бы идентифика­цию порошков, гарантию от загрязнения, увлажнения, сохран­ность, соблюдение норм по запыленности воздуха. Таким требо­ваниям отвечает, например, специальный непылящий контейнер Гипрометиза с объемом загружаемого материала 0,15-0,2 м3, габа­ритными размерами 570x570x1100 мм при массе 125 кг. Контейнер снабжен системой каналов, обеспечивающих выравнивание давле­ния при пересыпании материалов в замкнутой системе «контей­нер-бункер». Следствием этого является минимизация объемов пыли, выбиваемой через уплотнения системы.

Оставить комментарий