ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

1. Физические основы процесса окомкования

Теория прочности окатышей основывается на закономерностях поверхностного взаимодействия между твердыми, газообразными и жидкими фазами. Экспериментально установлено, что сила сцепления пропорциональна первой степени линейных размеров частиц, а разъединяющие силы (например, тяжести, инерции, удара и др.) — их массам, т. е. кубам линейных размеров. Поэто­му сцепление за счет молекулярных сил оказывается достаточно эффективным только для частиц малых размеров. Абсолютное значение сил прилипания в зависимости от радиуса частиц вы­числено для железорудных концентратов [38]. При заполнении жидкостью пространства между твердыми частицами молекуляр­ное силовое поле концентрируется на границе фаз, отчего умень­шается радиус действия молекулярных сил. Для обеспечения сцепления зерен жидкость должна обладать свойствами, которые компенсировали бы уменьшение толщины поверхностного ПОЛЯ и увеличивали бы эффект взаимодействия между частицами. Таки­ми свойствами обладают жидкости с полярными молекулами, на­пример, вода.

Зависимость физических свойств воды от температуры приве­дена на рис. 10. Для условий окомкования тонкоизмельченных концентратов наибольший интерес представляет адсорбционно и капиллярно связанная вода, как непосредственно влияющая на прочность сырых окатышей. Молекулярные силы твердого тела создают большое давление на пленку адсорбированной воды. Свойства адсорбированной пленки воды: плотность 1,2—2,4 г/см3у модуль сдвига при толщине пленки 0,09 мк—196 кГ/см2у ди­электрическая постоянная в сорок раз меньше, чем у обычной воды. Адсорбированная вода почти не растворяет электролиты и поэтому обладает очень низкой электропроводностью, температу­ра кипения выше, а температура замерзания ее ниже, чем у обыч­ной воды. Теплоемкость связанной воды обычно колеблется в пре­делах 0,5—0,84 ккал/кг-град.

Изменение прочности сырых окатышей в зависимости от их

температуры удовлетворительно описывается уравнениями, полу­ченными на основании опытных данных (в интервале температур 24—80° С);

для промышленных окатышей

р;= 1,7-1,2.10-М, (3)

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Рис. 10. Зависимость вязкости (/), поверхност­ного натяжения на границе с воздухом (2) и диэлектрической постоянной воды (3) от тем­пературы

для лабораторных окатышей

P't = 1,2 — 0,8-10~2 (4)

где Р и Р"— соответственно прочность промышленных и ла­бораторных окатышей на раздавливание, кГ/окатыш

t — температура окатышей, °С.

Возникновение капиллярных сил сцепления во влажном сыпу­чем материале связано с образованием в точках контактов от­дельных зерен прослоек воды кольцевой формы с поверхностью

двойной кривизны. Капиллярное давление внутри водной манже­ты определяется по формуле Лапласа

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

где а — поверхностное натяжение воды на границе с возду­хом, окружающим манжету дин/см;

Г и /*2 — соответственно радиусы кривизны кольца и мениска между частицами, см.

Анализ величины капиллярной силы в зависимости от количе­ства жидкости [33] показал, что при ri^r2 сцепление обусловле­но только силами поверхностного натяжения воды, так как дав­ление в манжете становится положительным и жидкость расте­кается по частицам материала [57]. Наилучшее совпадение рас­четных данных с экспериментальными получается при допущении, что в слое реального материала в среднем имеется контакт типа соприкосновения вершины конуса с плоскостью. Абсолютная ве­личина капиллярных сил прямо пропорциональна размеру части­чек, однако количество контактов их увеличивается обратно пропорционально квадрату радиуса частиц. Поэтому сила капил­лярного сцепления в объеме увлажненнохо материала тем выше, чем тоньше зерна. Очевидно, что при окомковании частицы те­ряют свою индивидуальность и становятся способными прилипать к поверхности зародышей, когда капиллярные силы сцепления будут значительно больше веса частиц и динамических усилий, возникающих в пересыпающемся слое.

В окатышах, изготовленных из полидисперсных шихт, в состав которых входят в различной степени растворимые вещества, од­новременно действуют все типы сил коллоидного и механического сцепления, молекулярного и капиллярного взаимодействия. Абсо­лютная величина и относительное значение каждой из этих сил определяются свойствами сыпучего материала, количеством вла­ги и структурой слоя, а также условиями процесса окомкования.

Капиллярная теория прочности окатышей разрабатывается со­ветскими [57] и зарубежными учеными [82, 92, 95—97]. Соглас­но этой теории поры в окатыше рассматриваются как система капилляров, концы которых, выходят на его поверхность. Благо­даря наличию менисков капилляров частички, составляющие стенки капилляра, стягиваются. М. Тигершельд и П. Ильмони [96] дают для расчета капиллярных сил формулу

Z= 0,075 - SPs — , (6)

I

где Z — величина капиллярных сил, г/см;

S —удельная поверхность концентрата, см2/г;

Ря — истинная плотность концентрата, г/см3;.

є — абсолютная пористость окатыща, доли единицы.

Экспериментально подтверждена прямая зависимость между величиной удельной поверхности окатыша и его прочностью на раздавливание, а также между величиной капиллярной силы и сопротивлением окатыша раздавливанию.

По X. Румпфу [92, 95], при стягивании частиц водными ман­жетами, формула для определения прочности окатыша на раздав­ливание имеет вид

= (7)

где а — поверхностное натяжение жидкости, г/см;

k — среднее число контактов, т. е. координационное число укладки;

є — пористость окатыша, доли единицы; d — диаметр частиц окатыша, см.

Средняя прочность на раздавливание [92], обусловленная ка­пиллярным давлением, может быть определена по формуле

Подпись: Р pkПодпись: 1 — є є ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ(8)

Соединив формулы (7) и (8) отношением и введя по опыт­ным данным значение ke = 3,1, получим

Ррт = 0f35Ppk (9)

Из уравнения следует, что прочность окатышей благодаря ка­пиллярному давлению выше, чем прочность, обусловленная жид­костными манжетами.

М. Тигершельд и П. Ильмони также считают, что прочность сырых окатышей зависит в основном от капиллярного давления, так как 80% всех пор заполнено водой.

Для успешного окомкования шихты необходимо наличие в увлажненном материале зародышей окатышей. !3 пересыпаю­щемся окатываемом материале зародыши подвергаются воздейст­вию при ударе о неподвижный слой материала или о гарнисаж, имеющийся на стенке окомкователя. В дальнейшем зародыши в окомкователе в результате многократных ссыпаний и ударов о неподвижный слой материала уплотняются. При этом более мелкие частицы в окатыше располагаются между более круп­ными и избыточная влага выдавливается на поверхность окатыша, в результате чего становится возможным налипание на нее не - окомкованных частичек.

Некоторые авторы отмечают, что причиной выхода воды на по­верхность окатыша являются центробежные силы, возникающие при скатывании его вниз [96], однако проведенный расчет пока­зывает, что это явление не играет существенной роли [33]. По мере сближения частичек толщина пленки воды уменьшается и прочность сцепления увеличивается. При данном режиме работы окомкователя имеется определенная минимальная толщина вод­
ных пленок внутри окатыша, соответствующая величине динами­ческих нагрузок. Как только этот предел достигается, окатыш перестает увеличиваться в размере и прочность его достигает максимальной величины.

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Рис. 11. Схемы подачи шихты и воды в чашевый (а, б, в) и бара­банный (г) окомкователи для получения окатышей размером 20—

30 мм (а), 10—20 мм (б) и 1—10 мм (в):

1 — шихта; 2— вода; 3 — краны; 4 — очиститель

Крупные окатышй диаметром 25—30 мм получают последо­вательной накаткой отдельных слоев материала на первоначаль­ный зародыш. Для создания водной пленки на поверхности гра­нулы, обеспечивающей прилипание неокомкованных частичек, не­обходимое количество воды дают непосредственно на поверхность зародышей.

В результате исследований, проведенных на чашевых окомко - вателях различных размеров с цементными сырьевыми смесями, железорудными и другими материалами, определены наиболее эффективные участки подачи воды и шихты для получения окаты­шей заданной крупности (рис. 11). В барабанном окомкователе

размеры окатышей можно регулировать подачей различного коли­чества воды по длине барабана.

При качении сырых окатышей по гарнисажу или неподвижной шихте контактная поверхность представляет довольно значитель­ную площадку. Формирование окатыша начинается с переувлаж­ненного комочка-зародыша. Уплотнение окатыша происходит по­степенно под действием большого количества ударов различного направления, в результате чего взаимное перемещение частичек происходит только на тех участках, где сила сцепления минималь­ная.

Величина динамических нагрузок в чашевых окомкователях больше, чем в барабанных, так как при меньЩей длине пути ска­тывания сила ударов окатышей в последних слабее. Это, в част­ности, позволяет в барабанных окомкователях окатывать шихты с большей начальной влажностью, при которой процесс окомко - вания в чашевых окомкователях невозможен.

Для сравнения режимов работы вращающихся барабанов раз­личных диаметров предлагается критерий

Подпись: (10)В = J! lB - 900 ’

где п — скорость вращения окомкователя, об/мин

R — радиус барабана окомкователя, м

900 — коэффициент пересчета окружной скорости окомкова-
теля (м/сек) на скорость его вращения, об/мин.

Этот критерий учитывает комплекс воздействия всех сил на гело во вращающемся барабане. Физический смысл этого крите­рия заключается в определении максимального угла подъема тела в первой четверти или угла отрыва его от стенки во второй чет­верти барабана.

Эквивалентные скорости вращения барабанов [33] диаметром 0,3 и 3,0 м, определенные по формуле

* = *]/ (11)

приведены ниже.

Диаметр барабана, м Эквивалентные скорости вращения, об/мин

0,3 6,3 12,6 19,0 25,3 31,7 38,0

3,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0

Характер движения материала во вращающемся барабане за­висит от степени его заполнения, скорости вращения и состояния внутренней поверхности. Установлено, что возможны четыре ре­жима движения материала: челночный, переката, водопадный и циклический.

При малой степени заполнения и в случае небольшого коэф­фициента трения между стенкой барабана и шихтой сыпучий ма-

Подпись: 332 Н. Н. Бережной и др.

териал ведет себя как одно сплошное тело, которое движется в челночном режиме. Практически такой режим возможен при от­сутствии гарнисажа на стенке барабана, которая полируется ших­той, или при переувлажнении материала и гарнисажа, что увели­чивает сцепление частиц внутри материала и уменьшает коэффи­циент трения между материалом и стенкой барабана. Челночный режим наименее благоприятный для работы вращающихся бара­банов в качестве грохотов, смесителей и окомкователей.

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Рис. 12. Режимы движения сыпучего материала во вращаю­щемся барабане (скорость вращения пх<п2<пъ): а — переката; б — водопадный; е — циклический

Если отклонение центра тяжести загрузки от вертикальной оси барабана достигает величины, большей угла естественного откоса, то материал начинает ссыпаться вниз в режиме переката, стремясь восстановить первоначальный угол естественного откоса. При этом центр тяжести загрузки остается на одном месте, а во­круг него вращается загруженный материал (рис. 12, а). Объем материала при движении в режиме переката примерно на 10% больше объема загрузки в неподвижном состоянии. Основная масса сыпучего материала движется вокруг неподвижной оси по круговым траекториям со скоростью, равной угловой скорости вращения барабана. Частицы смежных элементарных слоев срав­нительно медленно смешиваются. В ссыпающейся части материал движется не по плоскости, а по вогнутой поверхности. При дви­жении угол наклона этой поверхности больше угла естественного откоса неподвижного материала, а в нижней части меньше его. При фотографировании в прозрачном барабане [33] установлен пульсирующий характер ссыпания материала. С увеличением скорости вращения барабана частота пульсации возрастает.

Исследования показали, что толщина ссыпающегося слоя, в режиме переката практически не зависит от скорости вращения барабана и изменяется в основном в зависимости от степени за­полнения барабана р. На основании экспериментальных данных [33] рекомендуется формула для определения высоты ссыпаю­щегося материала:

hc =* (6,36 • 1 (Г4Я — 5,3 • 10”3) Д (12)

где he — высота ссыпающегося слоя, м;

А — центральный угол, соответствующий сегменту, занято­му материалом в барабане в спокойном состоянии, рад;

D —диаметр барабана, м.

Между центральным углом X и степенью заполнения бараба­на р существует зависимость

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ(13)

Окомкование шихты наиболее целесообразно производить в режиме переката, где отсутствуют высокие ударные нагрузки, характерные для водопадного и особенно циклического режимов (рис. 12,6, в). Работа барабанов в водопадном режиме рекомен­дуется при смешивании шихты. Циклический режим непригоден ни для окомкования, ни для смешивания шихты, так как градиент скорости отдельных элементарных вращающихся слоев при этом небольшой. В барабанных окомкователях окатываемый материал по достижении верхнего положения ссыпается вниз слоем опре­деленной толщины по скату, образованному поднимающимся материалом и наклоненному к горизонту в плоскости вращения под определенным углом. При непрерывном режиме работы пло­скость ссыпания направлена также и в сторону разгрузочного конца барабана, в результате чего при ссыпании вниз каждый элементарный объем материала одновременно перемещается вдоль оси барабана. Этот механизм характерен для любого по­перечного сечения барабана от точки падения загружаемого ма­териала в окомкователь до выгрузки окатышей. Таким образом, весь объем материала в барабане можно разделить на две ча­сти, одна из которых (прижатая к стенке барабана) движется по круговым траекториям вверх, а другая ссыпается вниз. Вдоль оси барабана движется только ссыпающая часть материала, остальной же материал, поднимающийся по концентрическим окружностям без проскальзывания относительно стенки бараба­на, не перемещается к разгрузочному концу.

Расчеты и испытания показали, что поверхность пересыпающе­гося материала является выпуклой, т. е. по мере удаления от раз­грузочного конца барабана увеличение толщины слоя материала становится все меньше и длина пути окомкования, приходящаяся на единицу длины барабана, тем больше, чем дальше находится материал от разгрузочного конца барабана. Поэтому время пре­бывания и длина пути окомкования должны рассчитываться сту­пенчато для различных участков длины барабана, что значитель­но усложняет вычисления.!/При режиме «переката», наиболее под­ходящем для окатывания, толщина слоя материала уменьшается по мере продвижения его к разгрузочному концу. Угол наклона поверхности материала к горизонтали а слагается из угла накло­на барабана є и угла между поверхностью материала и образую-

Подпись: Рис. 13. Схема движения материала в барабане при окомковании

щей барабана <р (рис. 13). Продвижение материала от загрузоч­ного торца к разгрузочному осуществляется в результате дви­жения его как единого целого по наклонной плоскости и вслед­ствие вращения вокруг некоторой оси. Величина смещения (шаг) материала без учета его вращения вокруг этой оси за один обо­рот барабана равна 2 п Riga.

При вращении материала на восходящей ветви частицы дви­жутся в плоскости, перпендикулярной образующей барабана, а в нисходящей ветви — в вертикальной плоскости. Поэтому сред­ний шаг частиц к выгрузке за один оборот материала составляет

s = Rsin ■— • tga, (14)

где R — радиус барабана, м

X — центральный угол, соответствующий сегменту, занятому материалом, град;

а — угол наклона поверхности материала к горизонтали, град.

Условное передаточное число пары барабан — материал мож­но выразить через стерень заполнения

Подпись: 1 V?' Подпись: і(15)

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ
ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Суммарный шаг материала за один оборот барабана будет равен

ния сыпучего материала в барабане длиной I и вращающегося со скоростью п составит

Подпись:_ /

пр w tg а N * где / — длина барабана, м

w — окружная скорость барабана, м/мин.

Длина пути частиц в барабане (длина пути окомкования) будет

Подпись:I

tgaN

Подпись: Г = Подпись: V Подпись: (19)

Из условия непрерывности потока материала время пребыва­ния его в барабане можно определить также по формуле

где V — объем материала в барабане, м3;

v — объемная производительность барабана, м3/мин.

Для проверки правильности формулы [17] были проведены специальные испытания барабанов-окомкователей на установках Южного и Центрального горнообогатительных комбинатов (табл. 8).

Таблица 8

Xарактеристика барабанов-окомкователей

Параметры

Показатели

Радиус, М. ......................................

1,4

1,4

1,35

1,35

1,25

Длина, м............................................

4,0

10,0

8,2

3,7

5

Угол наклона барабана.

2°30'

Угол между образующей и поверхностью мате­риала, град, мин. . .

0°35'—1°

1°—1°10'

0°30'

0°35'

1°25'

Окружная скорость, м/сек

0,95—1,9

1,1—1,75

0,53-0,93

0,95—1,9

0,78

Сопоставление значений времени пребывания материала в ба­рабане, определенного по формулам (17) и (19), показало незна­чительное их расхождение. В среднем ^ =1,09, что объясняется

некоторым увеличением объема материала при окатывании (при­мерно на 10%) [33].

Из уравнений (17) и (19) можно вывести зависимость сте­пени заполнения барабана материалом от его объемной произво­дительности

w-igaN v'

Так как V=pV^

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ Подпись: (21)

где Vq — объем барабана,

Функция M = Np имеет прямолинейный характер, поэтому можно написать

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ Подпись: (22) (23)

1,37р =-°-’318" , wRHga '

Увеличение степени заполнения до 0,1—0,15 в результате уменьшения диаметра барабана при постоянной производительно­сти или вследствие повышения производительности барабана при неизменном его диаметре способствует быстрому возрастанию длины пути окатывания. При дальнейшем росте степени заполне­ния сверх 0,15 длина пути увеличивается незначительно. Поэтому можно считать оптимальной степень заполнения, равную 0,1 — 0,15 [33].

По опытным данным длина пути окатывания L с увеличением производительности барабана медленно уменьшается (рис. 14).

Это объясняется влиянием степени заполнения барабана и угла наклона поверхности материала на длину пути окомкования.

Полное время и суммарная длина пути окомкования в бара - бане-окомкователе рассчитывается с учетом количества циркули­рующей нагрузки

Ток = ^Тпр (24)

К = (25)

Vui

где Тон — время собственно окомкования, мин

тПр — время пребывания материала в окомкователе, мин

К — коэффициент, показывающий, сколько раз шихта про­ходит через барабан до образования окатышей за­данной крупности;

vm и иц — объемная производительность барабана-окомкователя соответственно по шихте или по готовым окатышам и по циркулирующей нагрузке, мг/мин.

Полное время пребывания шихты в процессе окомкования с учетом времени пребывания ее на конвейерах циркулирующей на­грузки будет равняться

Тполн = Ктпр + (К — l)f— + — + —(26)

щ w2 w3 J

где lu U и /з — длина конвейеров циркулирующей нагрузки, м Wu w>2 и Wz — скорость конвейеров циркулирующей нагрузки, м/мин.

На отдельную частицу, помещенную в чашевый окомкователь, действуют в основном те же силы, что и во вращающемся бара­бане. До момента отрыва частицы от борта чаши все силы урав­новешиваются (рис. 15). Частица отрывается от борта и скаты­вается по поверхности днища в тог момент, когда реакция борта становится равной нулю, т. е. проекция силы тяжести частицы G2 уравновешивается суммой центробежной силы и проекции силы трения на направление радиуса чаши

G; = Fu + FTp2 cosP, (27)

где Fn —центробежная сила, кГ

FTр2 — проекция силы трения, кГ

Р — угол отрыва частицы от борта, град.

Траекторию движения окатышей в чашевом окомкователе можно представить, как неправильную спираль, в которой витки удаляются от днища и длина витков постепенно уменьшается. Вершина этой суживающейся спирали находится у борта в четвер­том или первом квадрате при вращении чаши соответственно по часовой стрелке или против нее. Вращающийся в чаше мате­риал ограничен поверхностями цилиндрического борта и плоского (ступенчатого или сферического) днища и по форме похож на
цилиндрическую «подкову», секущая поверхность которой вогнута в сторону днища в соответствии с изменением коэффициента тре­ния в материале от шихты до готовых окатышей.

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

В восходящей ветви траектории материал прижат к борту и днищу и поэтому движется по окружности и поднимается с та­кой же угловой скоростью, с какой вращается окомкователь.

Рис. 15. Схема действия сил на окатыш в чашевом оком-
кователе:

а — сверху; б — сбоку; Fц — центробежная сила; G — сила тяжести окатыша; ^Тр2 — сила трения окатыша о днище чаши; Р — угол отры-ва окатыша от борта чаши; а — угол наклона чаши окомчо-

вателя

Время пребывания материала в обоих ветвях должно быть одинаковым на основании условия неразрывности потока

mg sin a cos р = т — + mg cos a cos Р/, (28)

R

где т — масса окатыша, кг;

g — ускорение силы тяжести, м/сек2; а — угол наклона днища к горизонту, град;

Р — угол отрыва окатыша от борта, град;

Vo—линейная скорость вращения чаши, м/сек;

R — радиус чаши, м;

f—коэффициент трения материала о поверхность гарни - сажа днища.

После преобразования уравнение (28) имеет вид

= (sin а — / cos р) cos р, (29)

900

где п — скорость вращения окомкователя, об/мин.

Анализ этих зависимостей, впервые полученных С. В. Базиле­вичем [3], показывает, что окатыши различных размеров, обла­дающие различной величиной коэффициента трения, при прочих
равных условиях имеют определенную величину угла отрыва р. Чем крупнее окатыши, тем больше угол их отрыва от борта чаши Р, тем меньше они поднимаются вверх, а нисходящая ветвь тра­ектории приближается к борту (рис. 16). Теоретические исследо­вания подтверждаются практическими данными (табл. 9).

б

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Рис. 16. Сегрегация окатышей по крупности (д), средний размер их в сечении ЛБ (б), траектория движения ркатышей в чаше - вом окомкователе (в) и расположение точек отбора на площади его днища (г):

1—8 — точки отбора проб; 9 — очистные устройства днища и борта; 10 — место загрузки шихты

Таблица 9

Гранулометрический состав окатышей по диаметру чашевого окомкователя, %

№ точек опробования (рис. 16, г)

Фракции, мм

Средний диаметр окатышей, мм

20-15

15—10

10—5

5-0

1

5.0

15,7

29,6

49,7

6,3

2

3,7

18,0

31,4

46,9

6,4

3

6,7

23,6

32,3

37,4

7,5

4

5,6

27,6

33,0

33,8

7,8

5

4,1

31,6

34,3

30,0

8,0

6

13,9

64,2

17,6

4,3

12,8

7

2,2

13,9

42,8

41,1

6,3

8

1.1

17,0

44,7

37,2

6,6

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Общее время пребывания материала в любом агрегате, в том числе в чашевом окомкбвателе, определяется по формуле

о = (30)

Подпись: Рис. 17. Параметры объема ма-териала в чашевом окомкователе где V — объем материала в агре­гате, мг

v — производительность агре­гата, лі3/мин.

Объем материала в чашевом окомкователе (объем цилиндричес­кой подковы) составляет

V = J а (ЗЯ2—а2)—3#2 (Я-Ь) ,

(31)

или

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

V =

где h — высота борта чаши, м

Ь — высота сегмента днища, занятого материалом, м; а — половина хорды, отсекающей часть поверхности днища чаши, занятую материалом, м

R — радиус чаши, м

X — центральный угол, рад.

В зависимости от угла наклона чаши а (рис. 17) объем мате­риала в ней будет равен

V = R3|sm ------------- y--------- ^ cos ‘У /tg(а ~ Ч5)’ (33)

где ф — угол естественного откоса материала, град.

Очевидно, что угол наклона чаши не может быть значительно меньше угла естественного откоса материала, так как при этом происходит интенсивное налипание шихты на днище и затруднено поддержание необходимой толщины гарнисажа. Если угол на­клона чаши значительно больше угла естественного откоса мате­риала, гарнисаж на днище держится плохо и требуется его футе-
ровна. Поэтому оптимальный угол наклона чаши должен быть примерно равен углу естественного откоса материала.

Зависимость объема материала в чашевом окомкователе при заданном угле его наклона от высоты борта прямо пропорцио­нальна [формула (32)], однако высота борта не может превы­шать максимального значения, при котором площадь сегмента,

ПОЛУЧЕНИЕ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Рис. 18. Зависимость длины пути окомкова - ния (/), среднего диаметра окатышей (2) и сте­пени заполнения чаши (3) от скорости вращения чашевого окомкователя (производительность оком ко вате л я 25—30 т/ч)

занятого материалом, будет больше половины площади днища, так как во время вращения в нисходящей ветви траектории будет ухудшаться классификация материала по крупности.

Количество материала, высыпающегося из окомкователя при его остановке, согласно замерам равно 10—12% его веса в не­подвижном состоянии. С учетом этого время пребывания мате­риала в чашевом окомкователе можно определить по формуле (30) и после этого рассчитать время и длину пути окомкования.

ток 2 ^ПР’

L ----- ток, (34)

где Тон — время собственно окомкования, мин;

тПр — время пребывания материала в окомкователе, мин; w — окружная скорость вращения чаши, м/мин;

L — длина пути окомкования, м.

В выражение длины пути окомкования [формулы 18, 30—34] входят параметры, характеризующие конструкцию окомкователя и способность шихты к окомкованию. Поэтому отношение длины пути окомкования к производительности, имеющее размерность MfT-ч или м/кг-сек, является критерием, позволяющим сравни­вать различные конструкции окомкователей и различную способ­ность материалов к окомкованию.

Испытаниями, проведенными на чашевом окомкователе диа­метром 5,5 м с высотой борта 0,8 му установлено влияние скоро­сти вращения п на степень заполнения р и длину пути окомкова­ния Lok (рис. 18).

Отношение количества материала, одновременно находящегося в чаше, к площади днища характеризует удельную постоянную нагрузку (тім2). Производительность окомкователя увеличивается с повышением удельной постоянной нагрузки до определенного предела, равного 0,15—0,2 т/м2 [3]. При дальнейшем повышении удельной нагрузки производительность начинает уменьшаться в результате ухудшения разделения окатышей по крупности и уменьшения подвижности материала, так как он занимает более половины площади днища.

Комментарии закрыты.