Устройство для измельчения металлосодержащего сырья
Использование: относится к области черной металлургии и может быть использовано, при переработке отходов металлургического производства для извлечения железосодержащих включений (скрапа) из металлургических шлаков и обогащении руд и драгметаллов. Задача: усовершенствовать устройство для измельчения металлосодержащего сырья, путем изменения конструкции элементов устройства исключить процесс самоуплотнения измельчаемого материала. Сущность: устройство для измельчения металлосодержащего сырья, преимущественно для металлосодержащего сырья, содержит камеру измельчения с системой пневмосепарации, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса с загрузочным отверстием под металлосодержащее сырье и разгрузочными каналами под измельченные продукты легкой и тяжелой фракции, внутри которого на вертикальном валу размещены вращающийся диск с радиально установленными на верхней его поверхности лопатками с твердосплавными элементами и конусный рассекатель. Вращающийся диск снабжен лопастями, размещенными на нижней поверхности вращающегося диска, на верхней поверхности вращающегося диска, по его периферии выполнен кольцевой выступ, в который упираются лопатки, при этом внутренняя поверхность кольцевого выступа на участках между лопатками сопряжена с поверхностью вращающегося диска по наклонной плоскости, система пневмосепарации содержит, сопряженные между собой конусообразную емкость с верхним и нижним отводящими патрубком под измельченный продукт легкой фракции и вертикальную трубчатую емкость, последняя из которых сообщена с разгрузочным каналом под измельченный продукт легкой фракции выполненным в периферийной части верхней торцевой стенки корпуса камеры измельчения, и камеру повышенного давления, образованную в промежутке между вращающимся диском и нижней торцевой стенкой корпуса упомянутой камеры измельчения с отверстием, сообщенным с атмосферой, лопатки, выполненные по форме прямоугольной
призмы, имеют в основании скос со стороны его свободного конца, при этом длина лопаток и диаметр основания конусного рассекателя соответственно взяты не более 0,25 и 0,5 диаметра вращающегося диска, угол наклона образующей конусного рассекателя взят не менее 45 градусов, а разгрузочный канал под измельченный продукт тяжелой фракции выполнен в периферийной части нижней торцевой стенки корпуса камеры повышенного давления. Технический результат: повысить надежность и долговечность устройства. 1 н.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к области черной металлургии и может быть использовано, при переработке отходов металлургического производства для извлечения железосодержащих включений (скрапа) из металлургических шлаков и обогащении руд и драгметаллов.
Известен ротор ударно - центробежной дробилки по патенту России №2188075 МКИ 7 B 02 C 7/08, опубл. 27.08.2002 г., содержащее камеру измельчения состоящая из вертикального цилиндрического корпуса с входным осевым отверстием под металлосодержащее сырье и выходными каналами под измельченный продукт, внутри которого на вертикальном валу размещены вращающийся диск с радиально установленными на верхней его поверхности лопатками с твердосплавными элементами.
Также известна центробежно-ударная мельница по патенту России №2002120520, МКИ В 02 С 13/18, опубл. 20.01.2004 г., содержащая камеру измельчения состоящая из вертикального цилиндрического корпуса с загрузочным осевым отверстием под металлосодержащее сырье и разгрузочными каналами под измельченные продукты легкой и тяжелой фракций, внутри которого на вертикальном валу размещены вращающийся диск с радиально установленными на верхней его поверхности лопатками с твердосплавными элементами и рассекатель.
Наиболее близким аналогом, по совокупности признаков и ожидаемому техническому результату к заявляемой полезной модели, является центробежная дробилка Титан Д с двойным питанием (см. прилагаемые к материалам заявки «Новые технологии» www.new-tehnologies.ru, 2004), содержащая камеру измельчения с системой пневмосепарации, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса с загрузочным осевым отверстием под металлосодержащее сырье и разгрузочными каналами под измельченные
продукты легкой и тяжелой фракций, внутри которого на вертикальном валу размещены вращающийся диск с радиально установленными на верхней его поверхности лопатками с твердосплавными элементами и конусный рассекатель.
Общим недостатком приведенных устройств является их низкая надежность, которая обусловлена тем, что при попадании металлосодержащего куска, размер которого превышает зазор между стенкой камеры и вращающимся ротором возникает вероятность его заклинивания, возможных поломок. При влажности исходного сырья более 4% самофутерующиеся участки ротора и рабочей камеры будут цементироваться продуктами измельчаемого сырья до образования эффекта самозаклинивания и дисбаланса ротора.
В основу изобретения поставлена задача, усовершенствовать устройство для измельчения металлосодержащего сырья, путем изменения конструкции элементов устройства исключить процесс самоуплотнения измельчаемого материала и за счет этого повысить надежность и долговечность устройства.
Задача решена тем, что устройство для измельчения металлосодержащего сырья, содержащее камеру измельчения с системой пневмосепарации, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса с загрузочным осевым отверстием под металлосодержащее сырье и разгрузочными каналами под измельченные продукты легкой и тяжелой фракций, внутри которого на вертикальном валу размещены вращающийся диск с радиально установленными на верхней его поверхности лопатками с твердосплавными элементами и конусный рассекатель, согласно полезной модели, вращающийся диск снабжен лопастями, размещенными на нижней поверхности вращающегося диска, на верхней поверхности вращающегося диска, по его периферии выполнен кольцевой выступ, в который упираются лопатки, при этом внутренняя поверхность кольцевого выступа на участках между лопатками сопряжена с поверхностью вращающегося диска по наклонной плоскости, система пневмосепарации содержит, сопряженные между собой конусообразную емкость
с верхним и нижним отводящими патрубками под измельченный продукт легкой фракции и вертикальную трубчатую емкость, последняя из которых сообщена с разгрузочным каналом под измельченный продукт легкой фракции, выполненным в периферийной части верхней торцевой стенки корпуса камеры измельчения, и камеру повышенного давления, образованную в промежутке между вращающимся диском и нижней торцевой стенкой корпуса упомянутой камеры измельчения с отверстием, сообщенным с атмосферой, лопатки, выполненные по форме прямоугольной призмы имеют в основании скос со стороны его свободного конца, при этом длина лопаток и диаметр основания конусного рассекателя соответственно взяты не более 0,25 и 0,5 диаметра вращающегося диска, угол наклона образующей конусного рассекателя взят не менее 45 градусов, а разгрузочный канал под измельченный продукт тяжелой фракции выполнен в периферийной части нижней торцевой стенки корпуса камеры измельчения.
Кольцевой выступ вращающегося диска выполнен по высоте не менее высоты лопаток.
Граничные параметры длины лопаток установлены экспериментально с учетом активной зоны разрушения исходного сырья. При увеличении длины лопаток более 0,25 диаметра ротора производительность устройства остается прежней, а вес вращающегося диска увеличивается.
При диаметре основания конусного рассекателя взятом не более 0,5 диаметра вращающегося диска, обеспечивается оптимальный рабочий зазор между внутренней поверхностью корпуса камеры измельчения и лопатками.
При угле наклона образующей рассекателя не менее 45 градусов обеспечивается наиболее эффективное циркуляционное движение измельчаемого металлосодержащего сырья в камере измельчения, при котором налипание и самоуплотнение измельчаемого сырья на рабочие органы не наблюдаются.
Выполнение по периферии вращающегося диска кольцевого выступа, в который упираются лопатки, внутренняя поверхность которого на участках между лопатками сопряжена с поверхностью вращающегося диска по наклонной
плоскости обеспечивает в процессе измельчения исходного сырья возврат некондиционированного сырья в камеру измельчения, путем циклично ударного воздействия на измельчаемое сырье, при котором некондиционированное сырье крупной фракции а также мелкой пылевидной фракции отбивается наклонной плоскостью и кольцевым выступом на поверхность конусного рассекателя, посредством которого измельчаемое сырье подается в активную зону камеры измельчения и по мере измельчения сепарируется. Это обеспечивает оптимальный режим цикличного измельчения исходного сырья и его сепарации.
Выполнение лопаток на одном уровне с кольцевым выступом обеспечивает оптимальный режим измельчения исходного сырья при котором налипание и самоуплотнение измельчаемого сырья на рабочие органы камеры измельчения не наблюдаются.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
фиг.1 - представлен общий вид устройства для измельчения металлосодержащего сырья;
фиг.2 - устройство для измельчения металлосодержащего сырья в поперечном сечении (вид А);
фиг.3 - участок вращающегося диска устройства для измельчения металлосодержащего сырья (вид сверху).
Устройство для измельчения металлосодержащего сырья содержит камеру измельчения 1 с системой пневмосепарации, состоящей из вертикального цилиндрического корпуса 2 с загрузочным осевым отверстием 3 под металлосодержащее сырье и разгрузочными каналами под измельченные продукты легкой 4 и тяжелой 5 фракций. Внутри камеры измельчения 1 на вертикальном валу 6 размещены вращающийся диск 7 с радиально установленными на верхней его поверхности лопатками 8 с твердосплавными элементами 9 и конусный рассекатель 10. Вращающийся диск 7 снабжен лопастями 11, размещенными на нижней поверхности вращающегося диска 7. На верхней поверхности вращающегося диска 7, по его периферии выполнен
кольцевой выступ 12, в который упираются лопатки 8. Внутренняя поверхность кольцевого выступа 12 на участках между лопатками 8 сопряжена с поверхностью вращающегося диска 7 по наклонной плоскости 13. Система пневмосепарации содержит, сопряженные между собой конусообразную емкость 14 с верхним 15 и нижним 16 отводящими патрубками под измельченный продукт легкой фракции и вертикальную трубчатую емкость 17. Трубчатая емкость 17 сообщена с разгрузочным каналом 4 под измельченный продукт легкой фракции, выполненным в периферийной части верхней торцевой стенки 18 корпуса 2 камеры измельчения 1. Система пневмосепарации также содержит камеру 19 повышенного давления, образованную в промежутке между вращающимся диском 7 и нижней торцевой стенкой 20 корпуса 2 упомянутой камеры измельчения 1 с отверстием 21, сообщенным с атмосферой. Лопатки 8, выполненные по форме прямоугольной призмы имеют в основании скос 22 со стороны его свободного конца. Длина лопаток 8 взята не более 0,25 диаметра вращающегося диска 7. Диаметр основания конусного рассекателя взят не более 0,5 диаметра вращающегося диска. Угол наклона образующей конусного рассекателя 10 взят не менее 45 градусов. Канал 5 под измельченный продукт тяжелой фракции выполнен в периферийной части нижней торцевой стенки 20 корпуса 2 камеры измельчения 1. Кольцевой выступ 12 выполнен по высоте не менее высоты лопаток 8. Для вращения диска 7 используют электрический привод 23.
Устройство для измельчения металлосодержащего сырья работает следующим образом.
Предварительно устройство для измельчения металлосодержащего сырья приводят в рабочее исходное состояние. Для чего включают привод 23 вращающегося диска 12. После чего в камеру измельчения 1 равномерным потоком через загрузочное осевое отверстие 3 подают металлосодержащее сырье.
Под воздействием центробежной силы металлосодержащее сырье отбрасывается к периферийному участку вращающегося диска 7, т.е. ротора,
где плоскость движения измельченного материала изменяется от горизонтальной до наклонной в пределах от 40 до 50 градусов. При этом траектория движения полета измельчаемого продукта будет направлена в верхнюю часть камеры измельчения 1, что исключает процесс самоуплотнения измельчаемого материала на ее внутренней поверхности. Измельчаемое сырье, достигнув верхней торцевой стенки 18 корпуса 2 камеры измельчения 1, возвращается под действием сил тяжести и упругих свойств в рабочую зону камеры измельчения 1, путем скатывания по поверхности конусообразного рассекателя 10, на лопатки 8 вращающегося диска 7, сталкиваясь при этом с другими частицами измельчаемого сырья. Частицы измельчаемого сырья в камере измельчения 1 совершают как поступательное движение по торовой поверхности, так и собственное вращение вокруг оси инерции этой частицы. Такое сложное движение частиц измельчаемого сырья в камере измельчения 1 обеспечивает разрушение этих частиц с приданием им формы в виде сферы. В частности такую форму приобретают металлические включения, которые присутствуют в исходном сырье.
Измельченный до пылевидной так называемой легкой фракции продукт пройдя участок ударных нагрузок, достигает разгрузочный канал 4 под измельченный продукт легкой фракции и вылетает под действием давления потока воздуха, в трубчатую емкость 17 далее в конусную емкость 14 системы пневмосепарации. Поток воздуха, в камере повышенного давления 19 под давлением которого легкая пылевидная фракция измельченного продукта поступает через разгрузочный канал 4 в емкости 17, пневмосепарации образуется вращением лопастей 11, установленных на нижней поверхности вращающегося диска 7. При этом атмосферный воздух через отверстие 21 в торцевой стенке 20 засасывается и подается в кольцевой зазор, образованный между корпусом камеры измельчения 1 и вращающимся диском 7. Так как, упомянутый кольцевой зазор постоянно сообщен с камерой повышенного давления, то куски измельчаемого материала большие по размеру, под воздействием давления камеры 19 и вращающегося диска 7 с лопатками 8, а
также наклонной плоскости 13 возвращаются обратно в активную зону камеры измельчения 1. Таким образом, исключается вероятность заклинивания вращающегося диска и возможных поломок.
В виду того, что измельчаемое сырье состоит как из прочных минералов, так и из слабых, то под действием ударных нагрузок они будут разрушаться на частицы очень мелкие (слабопрочные) и больших размеров (крепкие). Вследствие этого в системе пневмосепарации эти частицы будут разделяться на два потока, крепкие которые будут разгружаться через нижний отводящий патрубок 16 и мелкие, которые будут выноситься потоком воздуха в верхний отводящий патрубок 15.
Длина лопаток взятая не более 0,25 диаметра вращающегося ротора 7 взята на основании активной зоны для разрушения исходного сырья под действием ударных нагрузок. В данном случае, увеличение длины лопаток, более 0,25 диаметра вращающегося диска 7 не обеспечивает увеличение производительности дробилки, но увеличивает вес вращающегося диска, что создает дополнительную нагрузку на двигатель вращающегося диска 7.
Диаметр основания конусного рассекателя взят не более 0,5 диаметра вращающегося диска из расчета того, что образуемая площадь не перекрывает рабочую зону движущихся лопаток 8.
Угол наклона образующей конусного рассекателя 14 взят не менее 45 градусов, обеспечивающий скатывание неразрешенных частиц по образующей конусного рассекателя в рабочую часть камеры измельчения 1.
Заявляемое устройство для измельчения металлосодержащего сырья обеспечивает оптимальный режим многократного цикличного измельчения исходного сырья с одновременной сепарацией, при котором получают на выходе разгрузочного канала 5 измельченный продукт в виде концентрата крупной фракции содержащий до 80% железа. На выходе разгрузочного канала 4 получают измельченный продукт в виде концентрата легкой фракции содержащий 30% железа. На выходе верхнего отводящего патрубка 15 получают измельченный продукт в виде пылевидной фракции содержащий 5%
железа, которую используют в качестве исходного сырья для приготовления строительной смеси и т.п. материалов. На выходе отводящего патрубка 16 получают концентрат пылевидной фракции содержащий 60% железа.
1. Устройство для измельчения металлосодержащего сырья, преимущественно для металлосодержащего сырья, содержащая камеру измельчения с системой пневмосепарации, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса с загрузочным отверстием под металлосодержащее сырье и разгрузочными каналами под измельченные продукты легкой и тяжелой фракции, внутри которого на вертикальном валу размещены вращающийся диск с радиально установленными на верхней его поверхности лопатками с твердосплавными элементами и конусный рассекатель, отличающееся тем, что вращающийся диск снабжен лопастями, размещенными на нижней поверхности вращающегося диска, на верхней поверхности вращающегося диска, по его периферии выполнен кольцевой выступ, в который упираются лопатки, при этом внутренняя поверхность кольцевого выступа на участках между лопатками сопряжена с поверхностью вращающегося диска по наклонной плоскости, система пневмосепарации содержит, сопряженные между собой конусообразную емкость с верхним и нижним отводящими патрубками под измельченный продукт легкой фракции и вертикальную трубчатую емкость, последняя из которых сообщена с разгрузочным каналом под измельченный продукт легкой фракции выполненным в периферийной части верхней торцевой стенки корпуса камеры измельчения, и камеру повышенного давления, образованную в промежутке между вращающимся диском и нижней торцевой стенкой корпуса упомянутой камеры измельчения с отверстием, сообщенным с атмосферой, лопатки, выполненные по форме прямоугольной призмы, имеют в основании скос со стороны его свободного конца, при этом длина лопаток и диаметр основания конусного рассекателя соответственно взяты не более 0,25 и 0,5 диаметра вращающегося диска, угол наклона образующей конусного рассекателя взят не менее 45°, а разгрузочный канал под измельченный продукт тяжелой фракции выполнен в периферийной части нижней торцевой стенки корпуса камеры повышенного давления.
2. Устройство для измельчения металлосодержащего сырья по п.1, отличающееся тем, что кольцевой выступ выполнен по высоте не менее высоты лопаток.
