ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ РУЧНОЙ СВАРКИ

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

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

•

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.

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-

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-

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

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.