Устройство для механической обработки кокса

 

Использование: механическая обработка кокса на коксосортировках коксохимических и металлургических предприятиях. Сущность изобретения: устройство содержит подающий конвейер, корпус, ударную плиту, выполненную прямой и наклонно расположенную относительно вертикальной задней стенки корпуса, ударная плита на участке длины от места крепления, равном 0,75 - 0,80 общей длины плиты, футерована прямоугольными плитками каменного литья, установленными на ребро, а далее по длине футерована резиной, при этом плитки каменного литья установлены выше резиновой футеровки на расстоянии, равном 0,3 - 0,9 их высоты. 3 табл., 2 ил. ил.

Изобретение относится к устройствам для механической обработки кокса и может найти применение на коксосортировках коксохимических и металлургических предприятий.

Известно устройство для механической обработки кокса, включающее корпус, ударную плиту, выполненную прямой и наклонной расположенную относительно вертикальной задней стенки корпуса, направляющий желоб. Плита закреплена шарнирно, снабжена вибратором и подпружинена в направлении колебаний.

Данное устройство не обеспечивает требуемого дифференцированного воздействия при обработке металлургического кокса разных классов крупности. Кокс крупных классов, ударяясь о плиту, получает механическое воздействие, приводящее к разрушению наиболее крупных и наименее прочных кусков. Это приводит к улучшению равномерности ситового состава кокса и повышению его механической прочности. В то же время кокс средних и мелких классов, минуя плиту, ударяется с большей скоростью о поверхность направляющего желоба. При этом происходит разрушение наиболее ценных для доменного процесса средних классов кокса, снижается выход металлургического кокса, ухудшается его ситовый состав и механическая прочность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является устройство для механической обработки кокса.

Это устройство включает подающий конвейер, корпус, ударную плиту, выполненную прямой и наклонно расположенную относительно вертикальной задней стенки корпуса. Вертикальная плита размещена с возможностью ее возвратно-поступательного перемещения по сечению корпуса, угол наклона плиты к вертикальной стенке корпуса составляет 35-45^о. Местоположения ударной плиты в корпусе и ее длина определены в зависимости от расположения подающего конвейера и ширины конвейерной ленты.

Однако данное устройство также не обеспечивает требуемого уровня дифференцированного механического воздействия на кокс разных классов крупности от удара о плиту по ее длине. Следовательно, оно не позволяет получить после обработки кокса равномерного гранулометрического состава, оптимальных физико-механических свойств и снижает выход металлургического кокса.

Целью устройства является повышение выхода металлургического кокса и улучшение его физико-механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для механической обработки кокса, включающем подающий конвейер, корпус, ударную плиту, выполненную прямой и наклонно расположенную относительно вертикальной задней стенки корпуса, ударная плита на участке длины от места крепления, равном 0,75-0,80 общей длины плиты, футерована прямоугольными плитками каменного литья, установленными на ребро, а далее, по длине, футерована резиной, при этом плитки каменного литья установлены выше резиновой футеровки на расстоянии, равном 0,3-0,9 их высоты.

Указанные отличия заявляемого устройства обеспечивают: наличие на ударной плите двух участков, футерованных различными материалами, позволяет обеспечить дифференцированную механическую обработку отдельностей кокса в зависимости от их размеров.

При движении кокса на перепаде между конвейерами, горизонтальная составляющая импульса (количества движения) кокса равна P_x=mU_x , где m - масса отдельности, кг; U_x - горизонтальная составляющая скорости движения подающего конвейера м/с.

Из этого выражения следует, что чем крупнее кусок кокса (и больше его масса), тем больше величина горизонтальной составляющей полученного куском импульса. Поэтому крупные куски кокса движутся по более пологим траекториям, чем мелкие, и попадают на верхний участок ударной плиты; дифференцированная механическая обработка кокса на двух участках ударной плиты с различной футеровкой позволяет: повысить механическую прочность кокса за счет увеличения содержания наиболее прочных кусков кокса среднего размера; увеличить выход металлургического кокса за счет предотвращения дробления средних классов кокса; футеровка верхнего (прилегающего к задней стенке корпуса) участка ударной плиты плитками каменного литья, установленными на ребро, позволяет подвергнуть крупные куски кокса дополнительной механической обработке при ударе о твердую поверхность. При этом происходит реализация содержащихся в теле кокса трещин, разрушение непрочных крупных кусков кокса. Образующиеся при этом средние (25-60 мм) классы кокса остаются в составе доменного кокса, а мелки (25 мм) классы отсеиваются при сортировке кокса; длина участка, футерованного плитками каменного литья, равная 0,75-0,80 от общей длины плиты, является оптимальной с точки зрения обеспечения равномерного гранулометрического состава и высокой механической прочности кокса. Если длина участка, футерованного каменными плитками, менее 0,75 от общей длины плиты, часть крупных кусков кокса не попадает на этот участок. Впоследствии, при движении кокса на трактах сортировки, эти крупные куски частично разрушаются (на участке после отделения мелких классов) и увеличивают замусоренность кокса. Неразрушившиеся крупные куски кокса ухудшают (укрупняют) ситовый состав доменного кокса и снижают его механическую прочность (крупные куски наименее прочные). Если длина участка, футерованного плитками каменного литья, будет больше 0,8 от общей длины плиты, то дополнительной механической обработке будут подвергаться не только крупные, но и часть средних (25-60 мм) кусков кокса. Это приведет к снижению выхода металлургического кокса и росту его замусоренности; футеровка нижнего участка ударной плиты упругим материалом (резиной) позволяет направить кинетическую энергию падающих средних и мелких кусков кокса не на разрушение последних, а на упругие колебания материала футеровки; наличие уступа по высоте между двумя участками футеровки позволяет разрушить при ударе об уступ слабо закрепленные периферийные участки средних кусков кокса неправильной формы; высота уступа, равная 0,3-0,9 от высоты установленной на ребро плитки каменного литья, является оптимальным для достижения высоких физико-механических показателей кокса. При меньшей высоте уступа не будет происходить эффективного разрушения периферийных участков кусков кокса неправильной формы. При большей высоте уступа будет происходить разрушение при ударе об уступ средних кусков кокса не только неправильной, но и правильной формы. И в том, и в другом случаях будет снижаться выход металлургического кокса и ухудшаться его свойства (ситовый состав и механическая прочность).

Таким образом, из приведенной причинно-следственной связи отличительных признаков заявляемого устройства с достижением поставленной цели очевидно, что каждый признак в отдельности способствует, а их совокупность обеспечивает достижение поставленной цели.

В процессе поиска авторами не выявлена предлагаемая совокупность отличительных признаков для решения аналогичной задачи, что является свидетельством соответствия заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

Сущность предлагаемого устройства поясняется фиг.1 и 2.

На фиг.1 изображено устройство для механической обработки кокса, общий вид; на фиг. 2 - стык двух футерованных участков ударной плиты (узел I на фиг.1).

Предлагаемое устройство содержит подающий конвейер 1, корпус 2 с отверстиями. В отверстии, выполненном в вертикальной задней стенке корпуса, под углом к последней расположена ударная плита 3 длиной L. Верхний участок ударной плиты длиной l футеровки плитками каменного литья 4 на ребро (высота футеровки Н), а нижний участок - резиной (высота футеровки h), В нижней части устройство связано с приемным конвейером 6.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы приводят в движение подающий конвейер 1,
Кокс крупных классов, поступающий из подающего конвейера 1, попадает на участок ударной плиты 3, футерованный каменными плитками 4, дробится за счет реализации микротрещин, затем попадает на участок, футерованный резиной 5 и на приемный конвейер 6. Кокс средних и мелких классов с подающего конвейера сразу попадает на участок, футерованный резиной 5, а затем - на приемный конвейер 6.

Устройство было испытано на коксосортировке батареи N 1-бис Мариупольского КХЗ, Горизонтальная составляющая скорости движения конвейера - 1,6 м/с, ширина ленты - 1200 мм, угол наклона ударной плиты к вертикальной задней стенке корпуса - 45^о, кратчайшее расстояние от вертикальной оси конвейера до места крепления плиты составляло 850 мм, а от горизонтальной - 500 мм. Общая длина ударной плиты - 1600 мм. Плитки каменного литья выполнены в форме прямоугольного параллелепипеда со сторонами 200 х 200 х 30 мм.

Первоначально были проведены исследования по определению зависимости выхода и физико-механических свойств кокса от конструктивных особенностей предлагаемого устройства.

П р и м е р 1. Обоснование правномерности выбора диапазона изменения l длины плиты (L) в долях общей длины, футерованной плитками каменного литья.

Результаты сведены в табл.1.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что максимальные выходы металлургического кокса, его механическая прочность и наиболее равномерный ситовый состав достигаются в случае футеровки плитками каменного литья плиты на участке длиной 0,75-0,80 общей длины плиты.

Уменьшение или увеличение длины этого участка ухудшает показатели, характеризующие выход и качество кокса, очевидно, из-за нарушения оптимального дифференцированного механического воздействия на исходный кокс различной крупности.

так, например, при футеровке плитками участка, равного 0,7 от общей длины плиты, не все крупные куски кокса подвергаются механическому воздействию. Это приводит к укрупнению ситового состава доменного кокса. В связи с тем, что наиболее крупные куски кокса имеют наименьшую прочность, происходит снижение выхода металлургического кокса, его механической прочности и увеличение замусоренного кокса (содержание класса более 25 мм).

При футеровке плитками участка, равного 0,85 от общей длины плиты, разрушаться будут не только крупные классы кокса, но и часть средних. Это также приводит к снижению выхода металлургического кокса и ухудшению его физико-механических свойств.

Следует отметить, что ухудшение физико-механических свойств кокса приводит, в соответствии с ТУ 14-6-114-90 и действующими прейскурантами, к снижению отпускной цены кокса, что показано выше и подтверждается данными табл, 1 и табл.2 и 3. Таким образом, предлагаемое отношение длины участка, футерованного плитками каменного литья, к общей длине плиты не только обеспечивает наиболее высокое качество кокса, но и наилучшие экономические показатели.

П р и м е р 2. Обоснование правномерности выбора диапазона изменения превышения высоты футеровки плитками каменного литья над резиновой футеровкой (Н-h).

Полученные данные приведены в табл.2.

Анализ полученных данных показывает, что максимальный выход металлургического кокса и оптимальный гранулометрический состав получены в случае, если (Н-h) равно 0,3-0,9 Н.

В случае меньшей высоты уступа (например, Н-h = 0,25 Н) не происходит эффективного разрушения на ударной плите слабо закрепленных периферийных участков кусков кокса. Это приводит в дальнейшем к их разрушению на трактах коксосортировки, что ухудшает выход металлургического кокса и его качества.

При большей высоте уступа (Н-h = 0,95 Н) происходит разрушение при ударе об уступ кусков кокса не только неправильной, но и правильной формы, что также приводит к ухудшению технико-экономических показателей.

Сравнительные данные, полученные при испытании предлагаемого устройства и устройства по прототипу приведены в табл.3.

Как следует из сопоставительных данных табл.3, применение предлагаемого устройства позволит улучшить качество кокса по содержанию класса 60 мм на 1,5% ; класса 80 мм - на 1,8%, класса менее 25 мм - на 0,4%. При этом выход металлургического кокса возрастает на 0,2%, а механическая прочность по показателю дробимости М 25 повышается на 1%, по показателю истираемости М 10 уменьшается на 0,3%.

Отпуская цена кокса возрастает на 1,81 руб./т.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОКСА, включающее подающий конвейер, корпус, ударную плиту, выполненную прямой и наклонно расположенную относительно вертикальной задней стенки корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения выхода металлургического кокса и улучшения его физико-механических свойств, ударная плита на участке длины от места крепления, равном 0,75 - 0,80 общей длины плиты, футерована прямоугольными плитками каменного литья, установленными на ребро, а далее по длине футерована резиной, при этом плитки каменного литья установлены выше резиновой футеровки на 0,3 - 0,9 их высоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6