Зміст
- Вступ
- 1. Мета і задачі дослідження та заплановані результати
- 2. Результати літературного огляду і пошуку
- 3. Аналогі для розробки нової системи вивантаження шахтні печі
- 4. Розробка та вдосконаленя системи вивантаження шахтноі випалювальні печі
- 5. Фізичні моделі системи вивантаження
- 6. Практичне застосування результатів розробки та висновки
- Перелік посилань
Вступ
.
Вапно є як відомо не тільки будівельним матеріалом, ну і флюсом використовуваним в металургійних процесах для видалення з чавуну і сталі фосфору. Вапно отримують шляхом випалу вапняку в спеціальних печах роторного або шахтного типу. Шахтні печі в справжні час виконують роторні. Завдяки цілому ряду переваг сама шахтна піч працює в стійкому режимі в тому випадку якщо вивантаження з неї обожонной вапна здійснюється рівномірно з заданою продуктивністю. Дані характеристики залежать від конструкції і надійності функціонування пристрою забезпечують вивантаження матеріалу в приймальний бункер.1. Мета і задачі дослідження та заплановані результати
Метою і завданням даної магістерської роботи є дослідження і зі лення системи вивантаження вапна з шахтної обпалювальної печі..
Основні задачі дослідження:
- Порівняльний аналіз конструктивних особливостей систем вивантаження шахтних печей для випалу вапняку.
- Розробка удосконаленої системи вивантаження шахтної обпалювальної печі..
- Проектування та виготовлення діючих моделей розроблених нових систем вивантаження випалювальних печей.
- Вибір раціональної конструктивної схеми системи вивантаження обпалювальної печі.
- Рекомендації з промислового застосування розробленої системи вивантаження шахтної обпалювальної печі.
2. Результати літературного огляду і пошуку
В результаті пошуку відповідної інформації, виконаного по фондах науково-технічної бібліотеки та патентно-ліцензійної відділу Державного вищого навчального закладу «Донецький національний технічний університет», були виявлені 12 конструкцій пристроїв вивантаження кускових матеріалів з печей шахтного типу. Зазначені пристрої умовно можна виділити в три основні групи по виду реалізованого в них руху і формі робочого органу. До першої групи належать системи вивантаження з зворотно-поступальним рухом елементів, що здійснюють переміщення матеріалу від центру нижній частині шахти печі до її периферії. Друга група об'єднує системи з обертовим подом, забезпеченим спеціальними гребенями, виконаним у формі спіралі або криволінійних лопатей, відтісняють при повороті щодо нижньої частини шахти печі обпалюваний матеріал в радіальному напрямку від її центральної осі до крайньої кромці поду. Відмінною особливістю пристроїв, віднесених до третьої групи, є те, що вивантаження матеріалу здійснюється спеціальним барабаном або комплектом роликів, що обертаються відповідно за допомогою індивідуального або групового електромеханічного приводу.
3. Аналогі для розробки нової системи вивантаження шахтні печі
На підставі виконаного літературного огляду і пошуку вдалося встановити: були розроблені, запатентовані пристрої для вивантаження з шахтної обпалювальної печі має достоїнства і недоліки проявляються в конкретних умовах. Розвантажувальної пристрій з обертовим подом, включає в себе механізм вивантаження, тічки і два барабанних затвора. Механізм вивантаження складається з обертового поду, круглого нерухомого столу і кільцевого конвеєра.
Рисунок 1 – Система вивантаження з обертовим подом.
1, 4, 14 - редуктор; 2, 5 - барабанний затвор; 3, 6 - тічка; 7 - кільцевої конвеєр; 8 - круглий нерухомий стіл; 9 - під (Улита); 10 - ковпак; 11 - опорний вал; 12 - опорна плита улити; 13, 17 - шестерні приводу кільцевого конвеєра; 15, 20 - шестерні приводу улити; 16 - приводний вал улити; 18 - підстава механізму вивантаження; 19 - опорна плита печі; 21, 22 - трубопровід; 23 - опорний ролик улити; 24 - опорний ролик кільцевого конвеєра
Обертається під являє собою виконану з чавуну СЧ-16-36 спіралеподібну ступінчасту круглу плиту (Улиту) зі знімним ковпаком, укріпленим на опорному валу. Під спирається на плиту, яка обертається по круговому рейковому шляху за допомогою восьми опорних роликів. Електродвигун з фазовим ротором і реостатом в силовій мережі забезпечує плавне зміна частоти обертання улити в межах 0,96 - 2,42 об / ч. Улита рівномірно вивантажує вапно по перетину шахти в тому випадку, якщо вона змонтована з шахтою. Опорний вал, приводні механізми і обертається плита охолоджуються повітрям, нагнітається під тиском 4,9 кПа через трубопроводи 21 і 22. У конструкції вигрузочного пристрої з обертовим подом можлива установка ножів з регульованим кутом атаки (рис. 1.1).
Рисунок 1.1 – Установка ножів на обертовий під
Недоліками вигрузочного пристрої з обертовим подом є висока питома металоємність, громіздкість конструкції і складність обслуговування при утворенні в печі зварити матеріалу, а також нерівномірний розподіл повітряного потоку по перетину шахти і освіту внаслідок цього дільниць, в яких охолодження вапна відбувається менш інтенсивно. З метою забезпечення рівномірного охолодження обпаленої матеріалу як у центральній, так і в периферійних зонах поперечного перерізу низу шахти було запропоновано пристрій для вивантаження матеріалу з шахтної печі [5], схематично представлене на рис. 1.2. Пристрій містить нерухомий під 1 з наполегливим підшипником 2 для кріплення і центрування корпуса 3, в якому виконані отвори 4, суміщені з отворами 5 скребкових лопатей 6. Ці лопаті, жорстко закріплені на корпусі, виконані порожнистими, а в їх нижній стінці, прилеглій до поду , є отвори 7. Верхня частина лопатей в місці їх крепленіяк корпусу накрита жорстко пов'язаним з лопатями ковпаком 8 резьбовідной шурупообразной форми з отворами 9. Для кріплення і центрування скребкового пристрою нижня частина 10 корпусу забезпечена наполегливим підшипником. Працює пристрій наступним чином. Обпалений матеріал надходить на скребки, при цьому повітря, що подається в корпус 3 по трубопроводу 11 скребкового пристрою розподіляється в його верхній частині по отворах 4 і по поєднаним з ними отворами 5 потрапляє в порожнині лопатей 6, охолоджуючи їх і через отвори 7, виконані в нижній частини лопатей, прилеглій до поду 1, виходить у шар обпаленої матеріалу, охолоджуючи його. Постійно обертаючись, скребкові лопаті 6 доставляють холодне повітря у всі зони поперечного перерізу низу шахти, завдяки чому рівномірно охолоджується обпалений матеріал. Обертовий в центральній зоні печі ковпак 8 своїй різьбовій поверхнею ворушить матеріал і направляє його на скребкові лопаті.
Рисунок 1.2 – Конструкція пода шахтної печі, забезпеченого обертовими порожнистими скребками.
1.Система забезпечує вивантаження матеріалу завдяки обертовому столу виконаного у вигляді равлика (спіралі). 2.Система передбачає рух за допомогою обертових скребків виконані порожнистими і скидальними матеріал з підвісного столу. З метою усунення наявних недоліків даних систем нами були розроблені два нові варіанти.удосконалення.
4. Розробка та вдосконаленя системи вивантаження шахтноі випалювальні печі.
Співробітниками кафедри МОЗЧМ Донецького національного технічного університету запропоновано пристрій для розвантаження шахтної обпалювальної печі, забезпечене столом, яка вчиняє плоскопараллельное рух щодо її корпусу. Пристрій (рис. 2.1) включає під 1, встановлений з зазором щодо шахти 2 на тіла кочення 3, розміщені в поглибленнях опорних кронштейнів 4, рівномірно закріплених по периметру на внутрішній циліндричній поверхні приймального бункера 5, що примикає знизу до шахти печі і забезпеченого шиберной засувкою 6 . Над центральною частиною пода 1 в зазорі між ним і нижнім торцем шахти 2 розміщений конічний ковпак 7, жорстко пов'язаний з корпусом печі, до якого прикріплені ножі 8 з регульованим кутом атаки, рівномірно розосереджені по периметру над верхньою площиною пода 1. У нижній опорній поверхні пода виконані два циліндричних отвори, в яких встановлені з можливість відносного обертання пальці 9,10, кожен з яких жорстко закріплений відповідно на зубчастих колесах 11 і 12, горизонтально встановлених на вертикальних осях 13 і 14. Пальці 9 і 10 зміщені водному і тому ж напрямку на однакову відстань від вертикальних осей 13, 14 зубчастих коліс 11, 12. Обидва цих колеса мають однакові розміри і синхронізовані між собою розміщеної на одній лінії їх центрів приводний шестернею 15, за допомогою конічної передачі 16 пов'язаної з мотор - редуктором 17, закріпленому на зовнішній поверхні приймального бункера 5. Підшипникові опори всіх зубчастих коліс розміщені на опорній рамі 18, встановленої на несучі стійки 19.
Рисунок 2 – Пристрій для розвантаження шахтної печі, що включає стіл з плоскопаралельним рухом.
Пристрій працює наступним чином. Після випалювання вапна її шматки лежать на ковпаку 7 верхній поверхні пода 1, розташовуючись по його периметру під кутом природного укосу і повністю заповнюючи зазор між подом і нижньою частиною шахти 2 печі. Після відкриття заслінки 6 і включення мотор - редуктора 17 обертання від його вихідного валу через конічну передачу 16 передається шестірні 15, яка приводить в синхронне обертання зубчасті колеса 11 і 12 на вертикальних осях 13 і 14 в підшипникових опорах, розміщених в опорній рамі 18. Разом з колесами 11 і 12 щодо осей 13 і 14 будуть відбуватися обертальний рух вертикальні пальці 9 і 10, розташовані в циліндричних отворах, виконаних в нижній опорній поверхні пода 1. Завдяки тому, що пальці 9 і 10 зміщені на однакову відстань в одному напрямку щодо осей 13, 14 зубчастих коліс 11, 12, синхронно обертаються в одному напрямку, під 1 буде здійснювати плоскопараллельное переміщення на тілах кочення 3 щодо опорних кронштейнів 4 і ножів 8, як показано на фіг. 2, завдяки чому шар вапна товщиною, рівній зазору між нижньою частиною шахти 2 і подом 1, буде по колу висуватися з-під вихідного кільцевого отвору шахти до периферії пода в зони розташування ножів 8, які при заданому куті атаки здійснюють скид матеріалу в приймальний бункер 5. За твердженням авторів, запропоноване пристрій для розвантаження шахтної вапняно-газової печі підвищить рівномірність видачі матеріалу, оскільки його вивантаження буде здійснюватися в безперервному режимі з одночасним скиданням усіма ножами по всьому периметру рухомого поду.За твердженням авторів, запропоноване пристрій для розвантаження шахтної вапняно-газової печі підвищить рівномірність видачі матеріалу, оскільки його вивантаження буде здійснюватися в безперервному режимі з одночасним скиданням усіма ножами по всьому периметру рухомого поду.
Рисунок 2.1 – Пристрій для розвантаження шахтної печі, забезпеченою рухливими скребками.
Дана система вивантаження вапна з шахтної обпалювальної печі включає квадратну несучу платформу 1 з 4-ма опорними колонами 2 і центральним круглим отвором, до якого знизу примикає воронка 3. К платформі з зазором допомогою розпірних втулок 4 і стяжних гвинтів 5 зверху прикріплена опорна планшайба, в отворі якому 4-х перемичок зафіксований круглий під 7, який утворює з кромкою отвору дугоподібні щілини 8. На планшайбе навколо її отвори уздовж перемичок по двох взаємно перпендикулярним діаметрам жорстко закріплені попарно горизонтально розташовані напрямні у формі порожнистих циліндрів 9, в кожному з яких встановлений з можливістю щодо переміщення повзун 10.Передніе кінці плазунів забезпечені кернами 11, орієнтованими до центру пода 7, і двома горизонтальними вушками 12. Бліжніе вушка суміжних плазунів з'єднані між собою шарнірно закріпленими скребками 13 у формі пелюсток. Другий кінець кожного повзуна за допомогою шатуна 1 пов'язаний з кривошипом 15, жорстко закріпленим на верхньому хвостовике вертикального прямозубого вала шестерні 16, підшипникові опори якого розміщені в корпусах платформи 1 і планшайби 6. Всі чотири вала-шестерні 16, що наводяться в обертання мотор - редуктором 17, знаходяться в зачепленні з зубчастим вінцем-синхронізатором 18, концентрично розміщених в зазорі між несучою платформою 1 і планшайбою 6 і центрована 8-.ю вертикальними роликами 19, встановленими з можливістю вільного обертання на осях 20. Каждая з двох пар кривошипно-шатунних механізмів, розташованих на протилежних кінцях одного і того ж діаметру, працює в протифазі. Варіант (2) вивантаження матеріалу відбувається за допомогою двох пар скребків ковзають по поверхні столу за допомогою структуровано попарно між собою кривошипно-шатунного механізму, електромеханічного приводу і зубчастого вінця. Для попередньої перевірки працездатності прідложенія систем і вибору раціонального рішення були виготовлені фізичні їх моделі фотографії.
5. Фізичні моделі системи вивантаження
Рисунок 3 – Модель системи вивантаження з рухомим столом.
Рисунок 3.1 – Модель система вивантаження з рухливими скребком .
Результати попередньої за комплексом показників раціонально слід прийняти систему з рухомим столом яка була використана в подальших дослідженнях.
Під час лабораторних проваджень цього силового параметрів привід і ступеня рівномірності з печі, для контролю переданого крутного моменту система також досліджена.
6. Практичне застосування результатів розробки та висновки
1. Результати виконаних досліджень лягли в основу рекомендацій щодо розрахунку та конструювання систем вивантаження шахтних випалювальних печей в рамках виконаної на кафедрі МОЗЧМ науково-дослідної роботи «Вибір типу, розрахунок приводу і конструкції вигрузочного столу для шахтних печей випалу вапняку» за договором №14-187 між ДонНТУ і НПП у формі ТОВ «ІЗВЕСТА» з обсягом фінансування 20 тис. грн.
2.Експериментальні дані підготовлені до опублікування в міжнародному науково-виробничому журналі «Металургійні процеси і устаткування».
3.Матеріали досліджень використані при підготовці методичних вказівок до лабораторних робіт з курсу «Фізичне моделювання технічних систем» (для студентів спеціальності 8.05050311 «Металургійне обладнання»).
4.Заява на передбачуване винахід
При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2011 року. Повний текст роботи
та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після вказаної дати.
Перелік посилань
1. Монастирьов А.В., Александров А.В. Печі для виробництва вапна. Довідник. - М .: Металургія, 1979. - 232 с.
2. Табунників Н.П. Виробництво вапна. - М .: Хімія, 1974. - 240 с.
3. Монастирьов А.В. Виробництво вапна. - М .: Вища школа, 1978. - 225 с.
4. Виробництво вапна і сатураційного газу на цукрових заводах / Н.П. Табунників, Е.Т. Аксьонов, Р.Я. Гуревич, Л.Д. Шевцов. - М .: Легка і харчова промисловість, 1981. - 176 с.
5.Баренбойм А.М., Галієва Т.М., Гінзбург Д.Б. та ін. - М .: Строй-іздат, 1964.
6.Левченко П.В. Розрахунки печей і сушив силікатної промишленності.- М .: Вища школа, 2007. - 368 с.
7.Нікіфорова Н.М. Теплотехнічне обладнан-ня підприємств промисловості будівельних матеріалів і виробів. - М .: Вища школа, 1981. - 270 с.
8.Огнеупори і вогнетривкі вироби. - М .: Видавництво стандартів, 1975. - 671 с.
9.Воробьев Х.С., Мазуров Д.Я. Теплотехнологічні процеси та апарати силікатних виробництв. - М .: Вища школа, 1965. - 773 с.
10.Справочнік з проектування цементних заводів / за ред. С.І. Данюшевского. Л .: Стройиздат, 1969. - 240 с.
Рисунок 3 – Модель системи вивантаження з рухомим столом.
Рисунок 3.1 – Модель система вивантаження з рухливими скребком .
Результати попередньої за комплексом показників раціонально слід прийняти систему з рухомим столом яка була використана в подальших дослідженнях. Під час лабораторних проваджень цього силового параметрів привід і ступеня рівномірності з печі, для контролю переданого крутного моменту система також досліджена.
6. Практичне застосування результатів розробки та висновки
1. Результати виконаних досліджень лягли в основу рекомендацій щодо розрахунку та конструювання систем вивантаження шахтних випалювальних печей в рамках виконаної на кафедрі МОЗЧМ науково-дослідної роботи «Вибір типу, розрахунок приводу і конструкції вигрузочного столу для шахтних печей випалу вапняку» за договором №14-187 між ДонНТУ і НПП у формі ТОВ «ІЗВЕСТА» з обсягом фінансування 20 тис. грн.
2.Експериментальні дані підготовлені до опублікування в міжнародному науково-виробничому журналі «Металургійні процеси і устаткування».
3.Матеріали досліджень використані при підготовці методичних вказівок до лабораторних робіт з курсу «Фізичне моделювання технічних систем» (для студентів спеціальності 8.05050311 «Металургійне обладнання»).
4.Заява на передбачуване винахід
При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2011 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після вказаної дати.
Перелік посилань
1. Монастирьов А.В., Александров А.В. Печі для виробництва вапна. Довідник. - М .: Металургія, 1979. - 232 с.
2. Табунників Н.П. Виробництво вапна. - М .: Хімія, 1974. - 240 с.
3. Монастирьов А.В. Виробництво вапна. - М .: Вища школа, 1978. - 225 с.
4. Виробництво вапна і сатураційного газу на цукрових заводах / Н.П. Табунників, Е.Т. Аксьонов, Р.Я. Гуревич, Л.Д. Шевцов. - М .: Легка і харчова промисловість, 1981. - 176 с.
5.Баренбойм А.М., Галієва Т.М., Гінзбург Д.Б. та ін. - М .: Строй-іздат, 1964.
6.Левченко П.В. Розрахунки печей і сушив силікатної промишленності.- М .: Вища школа, 2007. - 368 с.
7.Нікіфорова Н.М. Теплотехнічне обладнан-ня підприємств промисловості будівельних матеріалів і виробів. - М .: Вища школа, 1981. - 270 с.
8.Огнеупори і вогнетривкі вироби. - М .: Видавництво стандартів, 1975. - 671 с.
9.Воробьев Х.С., Мазуров Д.Я. Теплотехнологічні процеси та апарати силікатних виробництв. - М .: Вища школа, 1965. - 773 с. 10.Справочнік з проектування цементних заводів / за ред. С.І. Данюшевского. Л .: Стройиздат, 1969. - 240 с.