Шлаковая пемза

 

 

3. 4 Характеристика сырьевых материалов и расчет потребности в них

 

Сырьем  для получения шлаковой пемзы  служат расплавленные металлургические шлаки. Плотность шлаков, получаемых на металлургических заводах, колеблется в пределах от 2,6 до 2,96, вязкость зависит  от химического состава и температуры  – для доменных шлаков в интервале  температур 1220-1360⁰ вязкость находится в пределах от 5 до 130 пз, поверхностное натяжение в интервале температур от 1250 до 1500⁰ находится в пределах от 400 до 500 эрг/см². Поверхностное натяжение уменьшается с увеличением содержания кислотных окислов SiO₂ и др. и возрастает с увеличением содержания основных окислов, например CaO  и др.

Расплавленные металлургические шлаки, используемые как сырье для производства шлаковой пемзы, должны удовлетворять следующим  требованиям: иметь температуру  не менее 1250⁰, обладать достаточной текучестью (вязкость не более 50 пз при рабочей температуре), иметь температуру кристаллизации не ниже 1100⁰, удовлетворительно вспучиваться и не подвергаться распаду. От характеристики вязкости шлаков зависит решение некоторых технологических вопросов, связанных с изготовлением пемзы. Расплавы, обладающие повышенной вязкостью, оказывают большое сопротивление поризации, а имеющие малую вязкость – не поддаются поризации из-за свободного выхода из них газов.

 

Таблица 3.4.1 – Расход сырьевых материалов

Наименование материалов	Расход материалов
	в год	в сутки	в смену	в час
Шлак плотность 800 кг/м3	69696,9	190,9	95,4	11,9
Шлак плотность 400 кг/м3	92929,3	245,6	127,3	15,9
Шлак плотность 600 кг/м3	69696,9	190,9	95,4	11,9
Вода	0,04	-	-	-

 

 

3. 5 Технологическая  схема производства

 

 

Расплав шлака (доменная печь)

↓

Опудренный расплав (контейнер с порошком)

↓

Пробивка коржа (шлаковозный ковш)

↓

Вспучивание шлака (сливной лоток)

вода↓                                                   

Застывание шлака (бассейн)

↓

Дробление    (щековая дробилка)

↓

Подача на промежуточное хранение                    (бункер)

↓                                        

Подача на сортировку           (питатель)

↓

Шлаковая пемза, сортировка (колосниковый грохот)

 ↓

Бункера фракций

↓  

                                           5-10 мм        10-20мм20-40мм

↓

Склад готовой продукции

 

Рисунок 3.5.1 – Технологическая схема производства шлаковой пемзы

 

Работы  действующих цехов по производству шлаковой пемзы показывает, что наиболее однородную продукцию мелкопористой  структуры получают при использовании  принципа принудительного смешивания диспергированного расплава с порошкообразователем.

Использование опрокидывающихся бассейнов позволяет  создать высокопроизводительные и  механизированные предприятия по производству шлаковой пемзы. Приведены краткие сведения о технологическом процессе и основные технико-экономические показатели типового цеха по производству шлаковой пемзы в опрокидывающихся бассейнах производительностью 230 тыс. м³ в год.

            На сегодняшний день созданы  типовые проекты цехов по производству  шлаковой пемзы в опрокидывающихся  бассейнах большой мощности.

Расплав от домны  доставляют в цех саморазгружающихся шлаковозных ковшах емкостью 16,5 м³. Перед сливом шлака из ковша корку на его поверхности разрушают пробивным устройством, которое состоит из тяжелого рычага с ударником, шарнирно укрепленного на оси. Температура шлакового расплава должна находиться в интервале 1300-1350⁰ С. Поризация шлакового расплава производится в опрокидывающемся бассейне. Бассейн представляет собой чашу размером 6х6х1,2 м, в днище которой имеются отверстия для подачи воды. Перед сливом шлака днище бассейна покрывают слоем воды в 20-30 мм. Продолжительность слива одного ковша составляет 1 мин. Для вспучивания расплава через перфорированное днище бассейна подается вода под давлением около 1 ат. Продолжительность подачи воды в зависимости от требуемого объемного веса шлаковой пемзы составляет 2-5 мин. После этого бассейн гидравлическими домкратами поворачивают на 60⁰, и вспученный продукт сбрасывается в яму. Емкость ямы рассчитана на три слива из бассейна.

На  промежуточном складе пемзу выдерживают  не менее 12 ч, после чего мостовым грейферным краном загружают в приемный бункер, емкостью 50 м³ отделения первичного дробления.

Из приемного  бункера пластинчатым питателем  пемза подается в одновальную  дробилку первичного дробления, используемую обычно в металлургической промышленности для дробления горячего агломерата.

Раздробленный материал направляют на фракционирование. Предварительно на рессорном вибрационном грохоте отделяется фракция 0-5 мм, затем пемза цепным элеватором подается на двухситовый вибрационный грохот, разделяющий ее на фракции 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Каждую фракцию заполнителя определенной крупности после этого разделяют на легкие и тяжелые зерна.

После обогащения все фракции шлаковой пемзы ленточными конвейерами, оборудованными сбрасывающими тележками для равномерной отсыпки штабеля, направляют на склад готовой продукции, где их пофракционно хранят в открытых штабелях. Готовую продукцию на железнодорожный или автомобильный транспорт выдают через бункера выдачи.

 

 

3.6Расчет и выбор основного технологического оборудования

 

При расчете оборудования определяется число машин для каждой технологической  операции, необходимых для выполнения производственной программы завода. При выборе оборудования учитываем  качественную характеристику сырья  и требования предъявляемого конкретному  продукту после переработки сырья на данной установке. Расчет оборудования производится от основной установки (обжиговой печи) до подачи сырья и до выхода готовой продукции. Расчет количества установок производится по формуле:

 

 

 

Q_тр

n=−−−−−−,

Q_об · к

 

где Q_тр – требуемая характеристика по техническому переделу;

Q_об – часовая производительность выборочной установки;

к – коэффициент оборудования во времени (0,8 – 0,9)

 

 

17,8 * 800

n = ------------------- = 0,1 (принимаем 1)

                                         100 000 * 0,8

 

Расчет  и выбор основного технологического оборудования предложен в сводной  ведомости оборудования цеха.

 

Таблица 3.6.1 – Расчет и выбор технологического оборудования

Наименование оборудования и его марка	Ед. изм.	Производительность технологического передела	Паспортная производительность	Принятое количество машин к установке
1.Опрокидной бассейн 260/1, всего3
Плотность 800	кг/ч	17,8	100 000	0,1
Плотность 400	кг/ч	23,7	100 000	0,1
Плотность 600	кг/ч	17,8	100 000	0,1
2. Щековая дробилка СМД-111, всего3
Плотность 800	кг/ч	17,8	180 000	0,09
Плотность 400	кг/ч	23,7	180 000	0,002
Плотность 600	кг/ч	17,8	180 000	0,003
4. Колосниковый грохот, всего3
Плотность 800	кг/ч	17,8	120 000	0,1
Плотность 400	кг/ч	23,7	120 000	1
Плотность 600	кг/ч	17,8	120 000	0,1

 

Характеристика оборудования

 

Опрокидной  бассейн представляет собой металлическую  чашу с перфорированным днищем, через  которое подают воду. Опрокидывание  бассейна производится с помощью  специальной гидравлической системы.

Технология  производства: из шлакового ковша  вместимостью 16,5 м³ расплав в течение 2 мин сливают в чашу бассейна на фонтанирующие струйки воды. Процесс вспучивания длится 1,5-2 мин, после чего вспученный «пирог» выдерживают в бассейне 8-10 мин. Затем бассейн опрокидывают, вспученный шлак выбрасывают в приямок и сразу транспортируют на промежуточный склад для полного охлаждения. После этого вспученную массу дробят и рассеивают на стандартные фракции.

Щековые дробилки применяются в случае, если нужнопроизвести крупное и среднее дробление кусковых материалов.

 

Таблица 3.6.2 - Техническая характеристика щековой дробилки СМД111

Производительность, м3/ч	180
Характер движения подвижной щеки	простое
Крупность исходного материала не более, мм	750
Ход щеки, мм	30
Мощность привода, кВт	90
Масса, т	55
Габаритные размеры, мм:   длина ширина  высота	5000 6000 4000

 

Рисунок 3.6.1– Щековая дробилка со сложным движением щеки

 

Колосниковый  грохот имеет мощный футерованный короб, внутри которого на разных уровнях  размещены колосниковые решетки. Короб  установлен на опорные кронштейны рамы при помощи винтовых пружин. Благодаря  конструкции опорных устройств  просеивающую поверхность возможно располагать под углом наклона 0-30⁰ к горизонту.

 

Таблица 3.6.2 - Техническая характеристика щековой дробилки СМД111

Мощность электродвигателя, кВт	17
Амплитуда колебаний, мм	3,5-4
Частота колебаний, мин	800
Угол наклона просеивающих поверхностей, градусы	10-30
Наибольший размер загружаемых кусков, мм	1000
Масса, кг	5600
Габаритные размеры, мм:   длина ширина  высота	3050 2200 1500

 

Доставка  расплава осуществляется шлаковозными ковшами вместимостью 16,5 м³ (реже 11 м³). Максимальный угол поворота ковша составляет 116⁰, продолжительность наклона 1,3 мин. Для кантования ковши оборудованы электродвигателями, а при отсутствии – передвижными или стационарными кантователями. Шлаковозные ковши у шлакопемзовой установки передвигают маневрой лебедкой или транспортным шпилем.

Доменная  печь. К прогрессивным процессам развития доменного производства следует отнести улучшение подготовки шихты за счет дробления, тщательной промывки, сортировки и обогащения. Объем доменных печей достигает 5 тыс. м³. В доменном процессе широко используется повышенное давление и более высокий нагрев дутья, автоматическое регулирование температур, снижение влажности дутья, а также кислород для интенсификации процессов производства.

 

Расчет количества обжиговых печей:

 

 

Т · n · V · К₁ · К₂ · К₃ · ρ_р

М = −−−−−−−−−−−−−−−−−−−,

ʈ · ρ_н

 

где Т – годовой фонд рабочего времени,

n – количество шлаковозных ковшей в одном составе (от 8 до 10),

               К₁ – коэффициент заполнения чащи ковша расплавов (от 0,8 до 0,85),

               К₂ – коэффициент опорожнения чащи (изменяется от 0,7 до 0,75),

               К₃ – коэффициент учитывающий технологические потери (0,97-0,99),

ρ_р – плотность расплава, г/см³,

               ʈ –  периодичность поступления  шлаковозных ковшей, ч,

ρ_н – средняя насыпная плотность шлаковой пемзы, г/см^3.

 

 

8760 · 8 · 16,5 · 0,8 · 0,7 · 0,97 · 2,7

М=−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− = 1695905,1/0,2 = 8500000 м³

0,25 · 0,8

 

Плотность 800: Плотность 40                Плотность 600:

69000/8500000 = 0,008     92000/8500000 = 0,01    69000/8500000 = 0,008

 

Принимаем одну установку по производству шлаковой пемзы. На 1 т. расплава 0,04 м³ воды.

 

 

3. 7  Штатная  ведомость

 

В штатной ведомости цеха приводится явочный состав производственных рабочих  и цехового персонала, обслуживающих  технические оборудования и выполняющих  простые операции. К составу производственных рабочих относят всех лиц, непосредственно  управляющих технологическим процессом. Выбор обслуживающих рабочих  мест должен обеспечивать бесперебойную  работу оборудования с выпуском продукции  высокого качества.