![](/user_photo/_userpic.png)
новая папка 1 / 236033
.pdf![](/html/65386/468/html_nPuqu1xaHF.6dGM/htmlconvd-ZKnqRp11x1.jpg)
преодоление сил трения при движении газового потока через слой сыпучего материала. Количественно она определяется газопроницаемостью слоя и количеством просасываемого воздуха (газа).
Под газопроницаемостью слоя понимают свойство пропускать газ под действием перепада давления. Размерность теоретической газопроницаемости выражается следующим образом:[К] = м3∙м / м2∙с∙9,81 Па.
Это выражение отражает количество газа, проходящего в единицу времени через слой толщиной 1 м на площади 1 м2 при 273 К и давлении 981 ГПа при перепаде давления 9,81 Па.
Рис. 2. Схема агломерационной установки: 1 – агломерационная чаша; 2 – колосниковая решётка; 3 – воздухораспределительная камера; 4 – диффузор;
5 – диафрагма; 6, 7 – регулировочные задвижки; 8 – импульсные трубки;
9, 10 – водяные манометры; 11 – пылеуловитель; 12 – эксгаустер; 13 – панель КИП; 14 – термопара
11
Установка (рис. 2) состоит из цилиндра 1 распределительной камеры 3 и диффузора 4 с измерительной диафрагмой 5. Движение воздуха через слой осуществляется за счет центробежного насоса, работающего в режиме отсоса. Насос работает в постоянном режиме, создавая разрежение в распределительной камере 25 кПа. Разрежение регулируется задвижкой 7, а
измеряется с помощью обычного водяного манометра. Расход воздуха измеряется по перепаду давления на диафрагме 5 с помощью дифманометра 9. Окомкование концентрата осуществляется на тарельчатомгрануляторе.
Последовательность проведения работы
После окомкования материал с тарели ссыпается на металлическую плиту и от него отбирается проба (3-5 кг) для производства ситового анализа. Оставшаяся часть ссыпается в противень для загрузки в цилиндр. Результаты ситового анализа заносятся в табл. 3.
Таблица 3
Гранулометрический состав исследуемого материала
№ |
Материал |
|
|
Содержание по классам, % |
Ʃ, кг |
dср, |
dэк, |
|||||
опыта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
мм |
|
|
+11 |
-11 + 5 |
|
-5 +3,2 |
-3,4 +2 |
-2 + 1 |
-1 + 0,63 |
-0,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Загрузка цилиндра:
1)Проверить установку цилиндра 1 на опорном фланце распределительной камеры 3; с помощью асбестовой замазки ликвидировать неплотности контактов между чашей и распределительной камерой;
2)Засыпать на колосники слойпостели из узко классифицированного материала, например из руды крупностью 5-10 мм. Слой постели засыпается на толщину одного зерна - 5-10 мм.
3)Предназначенную для загрузки в цилиндр пробу руды или окомкованного концентрата предварительно взвешивают и после этого совком небольшими
12
порциями ссыпают в цилиндр. При загрузке необходимо стремиться к равномерной укладке по всему сечению цилиндра, необходимо контролировать высоту слоя, стремясь выдержать ее постоянной (300 мм) во всех опытах. По достижении заданной отметки загрузку прекращают и уплотняют слои по периферии, для этого совком делается углубление на 35-
50 мм, куда укладывается замазка из концентрата.
4) Взвесить оставшуюся массу незагруженной пробы.
Измерение газопроницаемости:
1)Установить на цилиндр 1 диффузор 4 с диафрагмой 5, проверить установку дифманометра 9 и правильность его подключения; асбестовой замазкой ликвидировать неплотности в местах контакта диффузора и фланца цилиндра.
2)Проверить правильность подключения газоотсосной системы: в начальный момент распределительная камера с помощью задвижки 6 должна быть полностью отключена от газоотсосной системы; вентиль на подсосе 7 должен быть полностью открыт.
3)Включить насос; проверить по манометру разрежение (оно должно быть
"0"), открыть вентиль 6, соединяющий газоотсосную систему с распределительной камерой; измерить разрежение по манометру 10.
4) Изменение разрежения регулируется вентилем 7. При каждом значении разрежения производятся измерения перепада давления на диафрагме.
Обычно задается 5-10 значений разрежения, начиная с минимального,
обеспечивающего перепад давления на диафрагме, и кончая значением
10-15 кПа.
Измерение газопроницаемости производится путем снятия показаний перепада давлений по дифманометру 3 при увеличении разрежения и его уменьшении.
При определении газопроницаемости слоя измеряются физико-
13
![](/html/65386/468/html_nPuqu1xaHF.6dGM/htmlconvd-ZKnqRp14x1.jpg)
механические свойства исследуемого материала, параметры слоя и
характеристика газового потока. Результаты измерения заносятся в табл. 4, 5
Таблица 4
Параметры структуры слоя и результаты измерения газопроницаемости
№ |
|
Высота слоя, м |
Масса |
ΔPск, мм. |
ΔPд, мм. |
V , м3/ч |
|
|
Материал |
|
|
материала, кг |
вод.ст. |
вод.ст. |
в |
опыта |
|
|
|
||||
H0 |
H |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5
Результаты измерения газопроницаемости слоя исследуемого материала
№ |
d |
|
, мм |
ρ |
кг/м3 |
Н |
ω |
|
м/с |
Р, кПа |
|
эк |
0, |
||||||||
измерения |
|
|
н, |
|
сл |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость фильтрации воздуха рассчитывается по формуле
где ω0 – скорость фильтрации воздуха, приведенная к полному сечению цилиндра, м/с;
Vв – количество просасываемого воздуха, м3/с.
По данным табл. 5 строятся графики, отражающие газодинамические характеристики различных материалов. Графики располагаются на одном рисунке в координатах:
ось абсцисс - скорость движения воздуха, м/с; ось ординат - перепад давления (разрешение), кПа.
Техника безопасности при проведении лабораторной работы
Данная работа сопряжена с опасностью получения ожогов.
Рабочее место при проведении работ должно быть очищено от горючих
14
материалов, на расстоянии 5 м не должны находиться сгораемые конструкции. При розжиге лампы эжектор должен быть направлен на несгораемые предметы (кирпич, металлический щит и т.д).
Для предотвращения несчастного случая необходимо строго выполнять все указания преподавателя и руководствоваться правилами инструктажа.
Библиографический список
1. Коротич, В.И., Газодинамика агломерационного процесса [Текст] / В.И. Коротич, В.П. Пузанов. - М.: Металлургия, 1969. - 200 с.
2.Коротич, В.И. Агломерация рудных материалов [Текст] / В.И. Коротич,
Ю.А. Фролов, Г.Н. Бездежский. - Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2003. - 400 с.
Вопросы для контроля
1.Нарисуйте модели слоев исследованных материалов.
2.Изложите физический смысл понятия "газопроницаемость слоя”.
3.Физический смысл понятия "потери напора". Покажите на примерах технологии производства чугуна и подготовки сырья практическую значимость величин потери напора.
4.Назовите основные факторы, определяющие газопроницаемость слоя.
5.Объясните физическую сторону связи между параметрами газового потока и потерей напора.
6.Приведите формулу Дарси-Зейсбаха и объясните причину присутствия в ней каждой величины.
7.Разработайте мероприятия, обеспечивающие интенсификацию агломерационного процесса за счет повышения газопроницаемости слоя при спекании шихты двух типов: 1 - несодержащей тонких частиц; 2 - содержащей высокое количество тонкозернистых концентратов.
8.Назовите устройство, с помощью которого измерялось количество просасываемого воздуха; объясните принцип работы этого устройства.
15
Лабораторная работа № 3
Измерение прочности сырых окатышей
Цели работы:
-ознакомиться со способами измерения прочности сырых окатышей;
-исследовать факторы, влияющие на их прочность.
Оборудование:
1)тарельчатый окомкователь;
2)весы с разновесами;
3)противни;
4)прибор для измерения прочности сырых окатышей на раздавливание.
Последовательность проведения работы
1)Приготовленную навеску концентрата и извести (бетонита) смешать, увлажнить до заданной влажности и окомковать (см. лаб. раб. № 1).
Сразу же, как только шихта стала совершать движение по вращающейся поверхности тарели, начали образовываться крупные окатыши (10-15 мм). Это обусловливается неравномерным распределением воды в объеме комкующейся шихты. Поэтому их следует разбивать. И так продолжать действовать в течение 3 мин от начала окомкования. После 3 мин крупные гранулы представляют собой готовые (сырые) окатыши. Их отбирают совком и помещают на контрольное сито. Окомкование продолжается в течение 3-7 мин. Влажность должна обеспечить почти полное окомкование шихты до крупности 10-12 мм.
2)Отобрать 3 пробы сырых окатышей для измерения влажности и прочности.
3) Измерить влажность и прочность сырых окатышей.
Определение прочности сырых окатышей
Прочность сырых окатышей определяется двумя способами:
а) путем измерения сопротивляемости окатышей раздавливанию; б) путем измерения сопротивляемости окатышей ударным воздействиям.
По первому способу измеряют силу, под воздействием которой происходит разрушение окатыша. Измерение производят на приборе, схема
16
![](/html/65386/468/html_nPuqu1xaHF.6dGM/htmlconvd-ZKnqRp17x1.jpg)
которого показана на рис. 3.
Суть измерения сводится к тому, что при постепенном запо лнении песком подвижной чаши 4 внимательно следят за поведением испытуемого окатыша. Как только окатыш разрушился (или появилась трещина), загрузочная воронка 5 перекрывается. Песок из чаши высыпается и взвешивается. Вес песка, при котором произошло разрушение окатыша, служит его мерой прочности на раздавливание и выражается в ньютонах (Н):
P = m · g,
где Р – сила, при которой происходит разрушение окатыша, Н; m – масса песка и подвижной чаши со штоком и диском, кг; g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2).
Рис. 3. Схема прибора для измерения прочности сырых окатышей на раздавливание: 1 - испытуемый окатыш; 2 - металлический диск; 3 - шток; 4 - подвижная чаша с песком; 5 - загрузочная воронка; 6 - направляющие фиксаторы; 7 - опорные штативы; 8 - металлическая неподвижная шихта
17
По второму способу измеряют количество сбрасываний с высоты 500 мм, выдерживаемое окатышами до разрушения. Сбрасывание осуществляют на твердое основание путем осторожного сталкивания испытуемых окатышей с гладкой поверхности (это может быть поверхность стола). Одновременно можно сбрасывать 5-10 окатышей, но так, чтобы все они падали на твердую поверхность.
Количество измерений должно удовлетворять требованию достоверности рассчитанных показателей прочности с учетом погрешности измерений и колеблемости значений.
К наиболее важным факторам, оказывающим влияние на прочность сырых окатышей, относятся:
1)крупность концентрата, оцениваемая по содержанию класса менее 0,05 мм;
2)количество связующего;
3)вид связующего;
4)длина пути окомкования;
5)влажность шихты.
По результатам измерения рассчитывают значение прочности сырых окатышей при соответствующих параметрах по составу шихты, по виду связующего и режиму окомкования и представляют в виде средней величины с указанием доверительного интервала.
По результатам данных измерений строится график распределения сопротивляемости сырых окатышей ударным воздействиям. Показатель прочности рассчитывают как средневзвешенную величину.
Техника безопасности при проведении лабораторной работы
Наиболее опасным агрегатом с точки зрения возможности травмирования является тарельчатый гранулятор. При работе на нем следует особо обратить внимание на спецодежду: нельзя работать в халате или другой одежде, имеющей спадающие полы. Концы шарфа и т.п. предметы могут быть
18
захвачены вращающейся тарелью и травмировать работающего.
Запуск и остановку тарельчатого гранулятора производить только посредством пульта, вынесенного за пределы распределительного щита.
Вопросы для контроля
1.Сформулируйте требования к компонентам шихты, предназначенным для производства окатышей. Подчеркните разницу в требованиях к компонентам агломерационной шихты.
2.Чем отличается технология окомкования шихты при производстве окатышей от технологии окомкования агломерационной шихты?
3.Сформулируйте требования к сырым окатышам. Сравните их с требованиями к окомкованной агломерационной шихте.
4.Объясните механизм влияния связующих на прочность сырых окатышей.
5.Основные параметры физико-механических свойств концентрата, оказывавшие влияние на его комкуемость.
Библиографический список
1 Коротич, В.И. Теоретические основы окомкования железорудных материалов [Текст] / В.И. Коротич. – М. : Металлургия, 1966. – 150 с.
2 Теплотехника окускования железорудного сырья [Текст] / под ред.
С.Г. Братчикова. – М.: Металлургия, 1970. – 343 с.
19
ПОДГОТОВКА ШИХТЫ
Методические указания к лабораторным работам
Михайлов В.Г. Прохорова Т.В.
Редактор М.Ю. Болгова Подписано в печать 23.12.2013. Формат 60х84 1/16 . Бумага офсетная.
Ризография. Печ. л. 1,3. Тираж 100 экз. Заказ № Издательство Липецкого государственного технического университета.
Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ. 398600 Липецк, ул. Московская, 30.
3