ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД

Смешивание и увлажнение шихты

Смешивание шихты

Задача смешивания состоит в получении однородной шихты. Качество смешивания характеризуется коэффициентом однород­ности, который представляет собой отношение общего содержа­ния компонента в смеси к содержанию его во взятой пробе [33].

Примем следующие обозначения:

С—среднее содержание компонента в смеси, %;

Сі-—содержание компонента во взятой пробе, %;

К ■— коэффициент однородности.

Тогда

Однородность шихты будет тем больше, чем ближе коэффи­циент однородности приближается к единице.

При К— 1 перемешиваемый компонент распределен идеально равномерно в смеси; при К> 1 взятая проба характеризует уча­сток с недостатком данного компонента; если К<1, то проба взя­та с участка с повышенным содержанием этого компонента.

При периодической работе смесителя, зная количественное соотношение введенных в смесь компонентов и их химический анализ, можно определить коэффициент однородности смеси и эффективность работы смесителя.

В непрерывно работающих устройствах образуется смесь с неточной дозировкой компонентов, для такой смеси определение коэффициента однородности и эффективности перемешивания представляет значительные трудности. Для определения эффек­тивности работы смесителей непрерывного действия рекомен­дуется следующий метод.

Из шихты, поступающей в смеситель через равные проме­жутки времени, берется несколько проб. У другого конца сме­сителя, выдающего готовую шихту, с такими же интервалами берутся пробы перемешанной шихты. Разница во времени между
взятием проб у входа в смеситель и у выхода из него должна отвечать средней продолжительности пребывания шихты в сме сителе. Пробы, взятые у входа в смеситель, характеризуют со­стояние шихты до перемешивания. Отвечающие им порядковые номера проб на выходе из смесителя — состояние перемешанной шихты и ее однородность. При отсутствии точной весовой дози­ровки истинное содержание того или другого компонента в ших­те определяется как среднее арифметическое из анализа взятых для исследования проб, т. е.

Сі + С2.............. Сп ____ р0/

где С], Сг... С„ —содержание компонентов во взятой пробе, %; п — число взятых проб;

Р — расчетное содержание компонентов в ших­те, %.

Зная коэффициент однородности смеси, можно получить зна­чение эффективности перемешивания или, что то же самое, коэф­фициент полезного действия смесителя по формуле

к = -^sl ■ 100,

Кмакс

где /Смаке и/Смин — максимальное и минимальное значение коэф­фициента однородности смеси.

Предположим, требуется определить равномерность распреде­ления в шихте углерода. Пятью последовательно взятыми проба­ми установлено содержание углерода в них:

Номер проб.................................... 1 2 3 4 5

Содержание углерода, %.................. 4,3 3,8 4,0 4,6 3,9

За истинное содержание углерода в шихте принимаем средне­арифметическое из 5 анализов:

4,3 + 3.8 + 4,04-4,6+3,9
5

Коэффициент однородности в пробах будет равен:

4 1

Проба № 1..................... —— = 0,95

4,3

4.1

» +о 2 ....... . -- = 1,08

3.8

4.1

» № 3............................... =1,02

4.0

» Ка 4.......................................... —=0,89

4,6

4.1

> № 5................................... —=1,05

3.9

На многих агломерационных фабриках без достаточных к Тому оснований смешивание шихты было упрощено вследствие исключения первичного смешивания. Однако возросшие требо­вания к качеству агломерата и переход к спеканию шихт и тон­ких концентратов с получением офлюсованного и комплексного агломератов подтвердили целесообразность двойного переме­шивания шихты, что и принято снова в схемах фабрик. При этом для первичного смешивания принимается двухвальный корытный смеситель, а вторичное смешивание предусматривает­ся в гладком барабане, в котором одновременно со смешива­нием происходит увлажнение и окомкование шихты.

Исследование работы смесителей было проведено на агло­мерационной фабрике Ена, киевского завода [33]. Исследовали в шихте распределение углерода, влаги и крупность материала до и после прохождения смесителей и по описанному выше методу подсчитывали эффективность работы смесителя.

В табл. 12 и на рис. 29 приведены цифровые данные по равномерности распределения углерода >в шихте.

Таблица 12

Данные табл. 12 показывают, что неоднородная по составу смесь, вышедшая из шихтовых бункеров, резко улучшается пос­ле первичного и особенно вторичного смесителя їв отношении равномерности распределения углерода.

Распределение в шихте углерода и отдельных фракций круп­ности, представленное на рис. 29, 30 и 31, показывает, что до первичного смесителя особенно неравномерно распределяются крупные (>14 мм) фракции шихты. После первичного смеси­теля распределение крупных фракций улучшается и особенно большая однородность достигается по распределению фракций от 6 мм и ниже. На пути к вторичному смесителю происходит заметное расслоение шихты по крупности, которое усилилось ъо вторичном смесителе, что объясняется работой шнека, лопас­ти которого при вращении производят разделение материала по крупности и удельным весам. Следовательно, для шихт, со­держащих компоненты с широким диапазоном крупности, при­менение вторичных смесительных барабанов со шнеками не ре­комендуется.

В табл. 13 приведены данные, характеризующие качество смешивания по распределению в шихте углерода, влаги и от­дельных фракций крупности. Исследование производили при агломерации руды крупностью 15—0 мм с присутствием колош­никовой пыли и 20% возврата.

Таблица 13

Из приведенного исследования видно, что применяемые на фабриках конструкции смесительных барабанов далеки от со­вершенства.

Операция смешивания шихты в большинстве случаев совме­щается с ее увлажнением и окомкованием. Поэтому к смеоитель - ным устройствам предъявляется требование не только хорошо перемешивать, но и эффективно окомковывать тонкие фракции шихты. С точки зрения этого требования применяемые на фаб­риках смесительные барабаны не вполне отвечают своему на­значению и особенно в тех случаях, когда неправильно органи­зована оросительная система смесителя для увлажнения ших­ты. Совмещение в одном аппарате смешивания и окомкования, да еще при такой высокой производительности, как это имеет место на наших агломерационных фабриках, наиболее удачно решается все же посредством вращающегося барабана. Как показали исследования, проведенные в лаборатории института «Механобр», работу смесительного барабана можно сущест­венно улучшить установкой на внутренней поверхности его сне -

циальных полок, ориентированных соответствующим образом к поверхности барабана [34]. Рекомендуется устанавливать не оплошные полки по образующей барабана, а прерывистые в виде гребенки, которые, рассекая поток шихты при вращении барабана, обеспечивают значительное улучшение качества сме­шивания. Размер полок рекомендуется следующий: ширина — 0,07 диаметра барабана; высота — 0,09 диаметра барабана; интервалы между полками в ряду по образующей — 0,3 диа­метра барабана; количество рядов с полками — 6—8.

Качество смешивания в гладких барабанах значительно уступает смешиванию в барабанах с полками. В том и другом случаях лучшие результаты получены при заполнении барабана на 10%- Оптимальная окружная скорость смесительного бара­бана 0,8—0,9 м/сек, повышение или понижение ее отрицательно сказывается на качестве смешивания.