|
При мокром способе производства
портландцемента для измельчения мягких и легко распускающихся в воде сырьевых
материалов применяют менее энергоемкий метод по сравнению с помолом в
мельницах. Эти материалы размучивают в большом количестве воды в специальных
аппаратах, называемых болтушками, или применяют для этой цели мельницы-мешалки.
Измельчение сырьевых материалов методом разбалтывания в
воде производят по трем принципиальным технологическим схемам в зависимости
от степени загрязненности сырья каменистыми включениями.
Схема I ( 42, а) предусматривает работу болтушек 1 по
открытому циклу «на проход». Разболтанная в виде шлама глина без
промежуточной сепарации (отделения крупных зерен) направляется на совместный
помол с известняком в шаровую мельницу.
Эта схема наиболее простая в организации, применяется при
использовании в качестве сырьевых материалов одного мягкого
и одного твердого компонентов. Твердые не распустившиеся в
болтушке включения глины размалываются затем в мельнице при совместном
измельчении твердого известняка с глиняным шламом.
Схема II ( 42, б) применяется при использовании в качестве
сырьевых материалов двух мягких компонентов — глины и мела и при
незначительной засоренности их каменистыми включениями. Она предусматривает
отделение от шлама нераспустившихся зерен с вторичным последующим их
направлением в болтушку и доизмельчением. Полученный таким образом шлам
направляется в шлам-бассейны.
Для отделения крупных зерен от шлама применяются
виброгрохоты 2, но более совершенное отделение крупки производится в две
ступени: вначале шлам пропускают через грохот и из него выделяют крупные
зерна, а затем его подвергают тщательной сепарации в гидро- или центрициклоне
3.
Оставшиеся на грохоте и осевшие в гидроциклоне зерна подаются
в болтушку на доизмельчение. Шлам же из гидроциклона направляется в
шлам-бассейны.
Схема III (. 42, в) применяется при использовании двух
мягких сырьевых материалов со значительным содержанием в них каменистых
включений. .Это вызывает необходимость применения механического доизмельчения
их в шаровых мельницах.
Шлам из болтушки последовательно проходит виброгрохот,
гидроциклон и подается насосом 4 в шлам-бассейны. Задержанные виброгрохотом и
гидроциклоном крупные зерна направляются в короткую шаровую мельницу 5,
работающую в замкнутом цикле с грохотом и гидроциклоном. Измельченный в
мельнице продукт подается на виброгрохот, смешивается с исходным шламом из
болтушки и все дальнейшие операции проходят аналогично рассмотренной схеме.
Болтушка (43) представляет собой железобетонный бассейн
семигранной формы. В центре бассейна сделана железобетонная опора, на которую
устанавливается измельчающий и перемешивающий механизмы болтушки. В одном из
углов бассейна в стенке имеется отверстие для выпуска шлама 16 из мешалки.
Через это отверстие шлам попадает в канал 12, соединяющий мешалку со сборным
приямком. В приямок шлам поступает из всех или нескольких болтушек цеха и
перекачивается затем насосом в шламовые бассейны.
Перед выпускным отверстием установлено сито 15, задерживающее
неизмельченные куски материала. Для защиты сита от повреждений крупными
кусками перед ним установлена решетка 14. С каждой стороны стенки
разгрузочного отверстия вертикально установлено по швеллеру 17 полками в
сторону канала; они служат направляющими, в которые вставляются один над
другим деревянные брусья 13, образующие порог. Изменяя высоту порога,
увеличивают или уменьшают высоту разгрузочного отверстия и соответственно
уровень слива шлама.
Дно и стенки бассейна облицовывают чугунными плитами.
Перед загрузкой в болтушку сырьевые материалы грубо
измельчают до кусков размером, .не превышающим 100—'150 мм. Для этого применяют вальцовые дробилки или самоочищающиеся молотковые дробилки, рассмотренные
ранее. Дальнейшее тонкое измельчение кусков происходит в болтушке под
действием воды.
Для ускорения процесса размучивания болтушка снабжается
граблями (боронами) 1, непрерывно вращающимися в горизонтальной плоскости
вокруг вертикальной оси 6. В результате вращения грабель масса размешивается
с водой и производит дополнительное механическое измельчение кусков
материала, облегчающее размучивание.
Грабли подвешены на цепях 2 к балочной раме 3. Через промежуточные
швеллеры 4 рама прикреплена к ведомой шестерне 5, свободно посаженной на оси
6. Шестерня 5 входит в зацепление с ведущей шестерней 8, вращающейся от
электродвигателя 11 через редуктор 10. Вращение шестерни 8 передается
шестерне 5 и балочная рама вместе с граблями начинает вращаться.
Приводной механизм болтушки смонтирован на стальном мосту
18, используемом также для обслуживания болтушки. Ось 6 ведомой шестерни 5
вставлена в чугунный стакан 9, забетонированный в железобетонную опору в
центре бассейна. Ось неподвижна в стакане и соединяется с ним при помощи
установочного болта.
Шестерня 5 выполнена разъемной; нижняя ее часть — ступица
опирается на подпятник 7, установленный на торце стакана. Для защиты ступицы
от истирания при вращении шестерни в нее вставляют стальную гильзу, а в
гильзу — сменную втулку из твердого чугуна, непосредственно вращающуюся на
оси 6. На ступице шестерни закрепляется при помощи болтов зубчатый венец.
Разъемное устройство шестерни облегчает и удешевляет ремонтные работы: заменяют
только зубчатый венец, тогда как ступица практически не изнашивается.
Наиболее подвержены износу зубья борон, особенно в нижней
части. Для продления срока их службы зубья закрепляют в бороне при помощи
пальцев, вставляемых в одно из отверстий зуба и в бороне. По высоте зубья
имеют три отверстия; при износе зуб опускается и закрепляется пальцем,
пропущенным в следующее по высоте отверстие.
В 9 приведены технические характеристики болтушек
цементных заводов. Их производительность определяется в первую очередь
емкостью бассейна, но зависит также и от других факторов, в частности от
скорости вращения грабель, влажности шлама, крупности кусков, поступающих на
размучивание.
Увеличение скорости вращения борон до определенного
оптимального предела способствует повышению производительности мешалки. Но
при дальнейшем увеличении числа оборотов развивается большая центробежная
сила, прижимающая куски материала к стенкам бассейна и ухудшающая этим
процесс раз- мучивания. Скорость вращения борон находится в пределах 7—12
об/мин и зависит от диаметра бассейна.
С уменьшением размера кусков скорость размучивания
возрастает ,и соответственно повышается производительность болтушки.
Способствует этому также применение горячей воды. Особенно необходима горячая
вода зимой, когда в пластичном влажном сырье попадают смерзшиеся куски.
Уменьшение вязкости шлама улучшает условия размучивания.
Однако нельзя добавлять и слишком много воды. Влажность шлама, поступающего в
печь, должна быть по возможности минимальной, но при этом шлам должен иметь
необходимую текучесть. Влажность глиняного шлама бывает обычно в пределах
60—'70%. а мелового шлама — 36—42%.
Для повышения текучести шлама или снижения его влажности
при сохранении заданной текучести применяют пластифицирующие
поверхностно-активные добавки, рассмотренные ранее.
Основной недостаток болтушек состоит в том, что для их
установки необходимы значительные производственные площади. Более удобным
размучивающим оборудованием являются мельницы-мешалки. Их устанавливают на
новых цементных заводах.
Мельница-мешалка состоит из горизонтального стального
барабана, внутри которого с большой скоростью (300— 400 об/мин) вращается
ротор с насаженными на него пальцами. В барабан равномерно загружают
материалы и подают воду в определенном соотношении.
Под действием вращающегося ротора с дробящими пальцами
куски материала измельчаются и интенсивно перемешиваются с водой, образуя
шлам. Готовый шлам перекачивают насосом .на дальнейшую переработку.
Производительность мельницы-мешалки с барабаном длиной 3,4 м и шириной 1 м достигает 75—100 т/ч (по сухому веществу). Расход электроэнергии при этом не
превышает 1,2 квт-ч на -1 т сухого вещества (а в болтушках он достигает 2—2,5
квт - ч/т).
На основе мельницы-мешалки в настоящее время разработан
комбайн, выполняющий все операции по приготовлению шлама и подаче его- на
последующую обработку: добычу глины (или мела), размучивание и
транспортирование шлама посредством гидротранспорта. Производительность
комбайна до 300 т/ч.
На цементном заводе разбалтывающие аппараты иногда
устанавливают непосредственно в цехах, но более целесообразно их размещать в
карьере при незначительной удаленности последнего. Для транспортирования
шлама в этом случае применяют наиболее эффективный вид
транспорта—гидротранспорт. В этом случае, чтобы обеспечить бесперебойную
работу цехов помола и обжига, на территории завода предусматривают хранилища
глиняного шлама с перемешивающими механизмами.
|