ХРАНЕНИЕ ПОРОШКОВ В БУНКЕРАХ
Бункера устанавливают для выполнения различны технологических функций. Питательные бункера обеспе чивают равномерность питания машин и некоторую не зависимость работы каждой из них при последователь ном перемещении материала. Бункера также применя ют, чтобы задержать непрерывный поток материала на определенное время, необходимое для выполнения некоторых технологических процессов, например для охлаждения, гидратации, сушки и т. п.
Для создания запаса готовых порошков на 2—3 смены, чтобы последующие технологические операции не зависели в течение этого времени от работы помольных машин, устанавливают бункера запаса. Для больших количеств готового порошка применяют хранилища цилиндрической или пирамидальной формы большой высоты и емкости, называемые силосами.
При хранении порошков в бункерах может возникать процесс слеживаемости, при этом порошок теряет свою сыпучесть. Слеживаются порошки глин, угольной пыли и других материалов, Возможные причины слеживаемости порошков следующие: 1) уплотнение от давления; 2) химические или физико-химические превращения, например переход Mg(OH)2 из коллоидного состояния в кристаллическое, кристаллизация присутствующих в порошке солей; 3) смерзание.
Склонность к слеживаемости зависит от влажности порошка и повышается с ростом последней. Например, глину в крупных кусках или в порошке с влажностью более 15% хранить в бункерах вообще нельзя; при та-^ кой влажности она быстро слеживается.
Повышение температуры и влажности воздуха также способствует слеживаемости порошков. Существенно влияет на склонность к слеживаемости порошков ■ размер частиц. Число точек соприкосновения частиц в единице объема возрастает обратно пропорционально диаметру в кубе.
Если допустить, что степень слеживания пропорциональна числу точек соприкосновения частиц в единице
Объема, то увеличение размера частиц, например с 0,3 до 3 мм, может уменьшить ележиваемость порошка примерно в 1000 раз. На склонность к слеживаемости ' влияет также плотность укладки зерен порошка. Поэтому монофракционные порошки менее подвержены слеживанию, чем полифракционные.
Слеживаемость увеличивается с повышением давления, поэтому она зависит от высоты бункера.
Практически для уменьшения слеживаемости понижают влажность материала, герметизируют бункера и
Рис. IV.5. Схема истечения порошка из бункера
Уменьшают время хранения материала в них. Как правило, время хранения материалов в бункерах всегда увеличивает степень слеживаемости находящихся в них порошков.
Смерзаемость глин объясняется следующим образом. Вода, находящаяся в капиллярах, вследствие капиллярного давления не замерзает даже при температурах намного ниже нуля градусов. Например, в капилляре диаметром 0,06 мм вода замерзает только при —18,5°С (а в глине имеются капилляры и значительно более тонкие). Когда в зимнее время вода вследствие капиллярного движения выйдет из капилляра на поверхность куска глины, она быстро превращается в лед и связывает отдельные куски глины, находящиеся в контакте.
Истечение материала из бункеров является сложным процессом, имеющим существенное технологическое значение.
Для изучения процесса истечения порошков пользуются опытными моделями бункеров, в которых загруженный материал окрашен послойно в разные цвета.
Расположение таких цветных слоев при истечении порошка из бункеров изображено на рис. IV.5.
При истечении материала из полностью заполненно го бункера следует различать четыре последователь ные стадии:
1) вначале выходит столб материала, расположенный непосредственно над отверстием по всей высоте бункера (рис. IV, 5,а);
2) затем приходят в движение верхние слои материала, расположенные в центральной части бункера, и в середине бункера образуется воронка (рис. IV, 5,6, в);
3) частицы материала, соприкасающиеся с наклонными стенками, приходят в движение только тогда, когда они оказываются на поверхности воронки, образовавшейся при истечении материала, и угол ее достигает угла естественного откоса материала (рис. IV. 5,г);
4) в последнюю очередь по направлению к центру образующейся воронки под углом естественного откоса вытекает материал, расположенный у стенок в нижней части (рис. IV. 5, д, е); частицы материала, непосредственно окружающие выпускное отверстие, до последнего момента остаются в покое.
При таком истечении материала из бункера происходит расфракционирование, т. е. раздельное по времени истечение из бункера крупных и мелких фракций порошка. Расфракционирование (сегрегация) происходит особенно сильно в тот момент истечения, когда образуются глубокие откосы материала в бункере. Во избежание сегрегации молотый материал необходимо хранить по фракциям в разных бункерах. Зависание тонких порошков, приводящее к уменьшению выхода материала, а иногда и к полному прекращению его истечения, имеет место при образовании откосов и склонности материала к слеживанию (например, при повышенной влажности глин).
Если при образовании откосов материал обладает хорошей текучестью, то могут происходить периодические обвалы, обрушения, в результате чего нарушается точность дозировки.
Для предупреждения обвалов и зависаний не рекомендуется разгружать бункера полностью, обычно в
Таблица IV. l Свойства молотых огнеупорных материалов и полуфабрикатов
|
Них оставляют материал в количестве '/з объема. Уро - вень материала в бункерах (верхний и нижний, равный 7з объема, контролируют с помощью изотопных приборов). Для предупреждения застревания материала угол наклона части бункеров делают несколько больше угла естественного откоса. Значения углов естественного or-
Ft і і |
Ш @ И
Рис. IV.6. Формы бункеров: а — прямоугольные; б — цилиндрические |
Коса и свойства некоторых материалов, применяемых в производстве огнеупоров, приведены в табл. IV. 1.
Целесообразно разделение бункера перегородками на отдельные ячейки (до конической части), так как это способствует равномерному истечению материала.
Зависание материала может быть предотвращено вибрацией стенок бункера и другими способами.
При выходе крупнокусковых материалов может произойти образование сводов, заклинивание. Для предупреждения образования сводов рекомендуется размеры выходных отверстий делать в пять раз больше максимальных кусков, а одну из стенок бункера — отвесной.
Формы бункеров, состоящих из прямоугольного параллелепипеда и усеченной пирамиды, показаны на рис. IV. 6, а, круглые бункера — на рис. IV. 6, б,
Опыт эксплуатации прямоугольных бункеров показывает, что наименьший угол к горизонту стенок (граней) следует принимать по формуле
Где с=5-М0°; ф0 — угол естественного откоса.
Выпускные отверстия бункеров лучше делать цилиндрической формы или с округленными углами; такие отверстия отличаются лучшей проводимостью материала и в меньшей мере содействуют сводообразованию.
Диаметр выходного отверстия d или сторона квадрата а могут быть определены по формуле
D = k(D--8Q) tgф0, (IV. 11)
Где D — размер наибольших кусков материала, мм; фо — угол естественного откоса материала (в пределах 30—50°); k — опытный коэффициент, равный 2,4+2,6.
Полезный объем, м3, бункера определяют по формуле
V = BM/y, (IV. 12)
Где В — часовая производительность агрегата, который питают из данного бункера, т/ч; М — нормативный запас, ч (см. ниже); рнас — насыпная масса материала, т/м3;
Наиболее удобны металлические цилиндрические бункера диаметром 2 м, высотой 8 м, объемом 36 т.
Нормы запасов материалов в бункерах:
Приемные бункера на складах сырья, ч..... . 2 ч Бункера непластичного сырья перед вращающимися
Печами......................................................................................... 1 смена
Бункера для глины, каолина, песка и других материалов
После сушильных барабанов........................................................ 1 смена
Бункера для непластичного сырья перед дробильными
TOC o "1-3" h z агрегатами................................................................................... ,3ч
Бункера непластичного сырья перед помольными агрегатами... 1 смена
Бункера смесительно-прессовых переделов................................... 1 сут
Бункера шихтовочных отделений переделов производства порошков и мертелей 1 сут
Машины для измельчения материала, его рассева и соответствующие транспортные устройства вместе с бункерами составляют помольный передел технологического процесса. К этому переделу относится также склад сырья.