ГП "УКРНИИУГЛЕОБОГАЩЕНИЕ"
Суббота, 26.05.2018, 03:58
Приветствую Вас Гость | RSS
 
Меню сайта
Категории раздела
Мои статьи [47]
Поиск
Статистика
Форма входа
Главная » Статьи » Мои статьи

ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ СУХОГО ПОДГОТОВИТЕЛЬНОГО ГРОХОЧЕНИЯ

А.М. Берлин, канд. техн. наук, 
 А.Д. Нищеряков
 (Украина, Луганск, ГП "Укрнииуглеобогащение")
 О.Л. Лехциер, канд. техн. наук
 (Украина, Луганск, ВНУ им. В.Даля)

ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ
ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ СУХОГО ПОДГОТОВИТЕЛЬНОГО ГРОХОЧЕНИЯ

Каменные угли Украины в силу малой мощности пластов, сложности их строения, горно-геологических условий залегания и механической выемки с помощью высокопроизводительной добычной техники характеризуются повышенным содержанием породы и сростков, мелких классов и влаги.
При такой характеристике добываемого топлива в значительной мере усложняются последующие стадии механического обогащения угля как единственно эффективного средства улучшения его качества. Особенно затруднена операция сухого подготовительного грохочения, применяемая в Донбассе на многих углеобогатительных фабриках.
Поступающий на грохочение рядовой влажный уголь с высоким содержанием породных компонентов, нередко склонных к размоканию, практически теряет сыпучесть, комкуется, мельчайшие угольные и породные зерна налипают на поверхность сита, закупоривая его ячейки. 
При этом эффективность процесса грохочения резко падает, что негативно влияет на весь технологический цикл: нарушается режим работы обогатительных аппаратов, повышается зольность концентрата и увеличиваются потери горючих фракций с отходами, затрудняется функционирование водно-шламового хозяйства и растет шламообразование.
Учитывая важность решения проблемы отсева сухим способом мелких классов из рядовых углей повышенной влажности и вместе с тем ее сложность, многие отечественные и зарубежные предприятия прилагают немалые усилия для успешной реализации этой проблемы.
ГП «Укрнииуглеобогащение» совместно с другими организациями были созданы различные технические средства для рассева трудногрохотимых материалов. В свое время на многих углеобогатительных фабриках на операции сухого подготовительного грохочения нашли успешное применение износостойкие ленточно-струнные сита из полимерных материалов, динамически активные струнотросовые сита, просеивающие поверхности из резины с пониженным проходным сопротивлением отверстий, имеющих разъемный контур.
Были также разработаны и испытаны в промышленных условиях обогатительных фабрик на влажных углях специальные грохоты различных конструкций. Целесообразность использования специальных грохотов на операции подготовки машинных классов угля к обогащению не вызывает сомнений, ибо даже незначительное повышение критического уровня влажности перерабатываемого угля, при котором процесс рассева на обычных серийных машинах практически прекращается, положительно сказывается на технологических показателях обогатительных фабрик.
На рисунке 1 схематично изображен грохот скребковый, совместно разработанный с ЦОФ "Киселевская" (г.Торез).
Грохот предназначен для предварительного отсева мелких классов из влажных рядовых углей и антрацитов по ходу их транспортирования к аппаратам последующих технологических операций.
Рисунок 1. Грохот скребковый

1 – став коробчатый;  2 – просеивающая поверхность;  3 – рыхлители;

4 – боковина става;    5 – цепь тяговая;  6 – скребки;  7 – секция приводная;

8 – днища;  9 – секция натяжная.

 

Просеивающая поверхность грохота формируется из отдельных секций  щелевых сеток, жестко установленных в коробчатом ставе под верхней ветвью тяговой цели. Величина ширины щелей сеток в пределах 3-6 мм в зависимости от граничной крупности разделения. Рыхлители выполнены в виде грабель, верхний конец которых шарнирно крепится к боковинам става, а нижний опирается на просеивающую поверхность.

Посредством скребков исходный рядовой уголь перемещается по щелевой просеивающей поверхности, при этом происходит отсев мелких классов. При контакте зерен угля с зубьями рыхлителей происходит разрушение слипшихся комков, перемешивание и разрыхление потока угля, что интенсифицирует процесс грохочения. Отсеянный подрешетный  продукт транспортируется скребками по днищу под нижней ветвью тяговой щели к разгрузочному грохоту.

Испытания скребкового грохота в промышленных условиях ЦОФ "Киселевская" показали, что его просеивающая поверхность практически не подвержена залипанию влажными углями. Ее очистка обеспечивается зернами угля с остроугольными выступами, заходящими в конически расширяющиеся щели просеивающей поверхности при транспортировании  скребками.

Нагрузка по исходному питанию во время испытаний изменялась от 120 до 320 т/ч. При ширине щели просеивающей поверхности равной 4 мм, граничная крупность разделения составила 6 мм. В исходном рядовом антраците содержание отсеваемого класса (0-6) мм было в пределах 42-54%, а величина его влажности колебалась от 6,8 до 10,1 %. При таких условиях извлечение в подрешетный продукт  класса (0-6) мм составляло 43,7-83,2 %, а содержание в отсеве зерен крупные 6 мм не превышало 8,5-11,7%.

Эти результаты имели место при длине просеивающей поверхности грохота 20,5 м и ширине 1,4 м.

По сравнению с серийно выпускаемыми вибрационными грохотами типа ГИЛ, работающими в аналогичных условиях на операции сухого подготовительного грохочения грохот скребковый имеет следующие преимущества: просеивающая поверхность практически не залипает, возможен рассев рядовых каменных углей и антрацитов с влажностью класса (0-6) мм до 10%, отсутствие вибраций, конструкция проста и надежна, высота приемлема для углеобогатительных фабрик, в одной машине совмещены просеивающие и транспортные функции, удобна компоновка в схеме цепи аппаратов предприятий.

Недостатком грохота скребкового является использование в его конструкции дорогостоящей щелевой сетки из лигированной стали с малым живым сечением.

Отсутствие вибраций дает возможность применять в качестве просеивающей поверхности сварные колосниковые сита или резинометаллические сита с упругой заделкой колосников из износостойкого металла.

Грохот скребковый рекомендуется для использования на операции предварительного отсева мелких классов из грузопотоков рядовых  углей повышенной влажности мощностью до 300 т/ч по граничной крупности разделения 6-8 мм. При влажности класса (0-6) мм в исходном питании до 8% возможно также применение его на операции сухого подготовительного грохочения.

Одним из  перспективных направлений повышения эффективности грохочения влажных углей является создание машин, рассев материалов в которых осуществляется в тонком быстродвижущемся слое. К ним относятся разработанные ГП "Укрнииуглеобогащение" стационарный крутонаклонный плоский и вращающийся конусный ленточно-струнные грохоты с принудительной очисткой просеивающей поверхности.

Грохочение сыпучих материалов в тонком быстродвижущимся слое характеризуется тем, что мелкие зерна отсеваемого класса практически мгновенно достигают отверстий сита, влажный материал в меньшей степени комкуется, создаются благоприятные условия для реализации эффекта отсева зерен, меньших по своим размерам, чем отверстия просеивающей поверхности, что дает возможность применять сита с повышенным  живым сечением и менее склонных к залипанию.

Испытания и промышленная  эксплуатация ленточно-струнных грохотов на углеобогатительных фабриках показали правильность выбранного направления интенсификации рассева углей повышенной влажности за счет самосортирования зерен грохотимого материала в быстронесущем тонком разрыхленном слое с одновременной непрерывной очисткой щелей просеивающей поверхности.

Вместе с тем были выявлены и существенные недостатки этих грохотов: не оправдано использование дорогостоящего и капризного в эксплуатации гидропровода; применение для изготовления просеивающей поверхности дефицитного холоднокатаного термически обработанного профиля 3х10 мм из стали 65Г и усложнение конструкции очистителей.

Это обстоятельство побудило создать новую конструкцию, аналогичного по принципу действия с ленточно-струнным грохотом, но не имеющего вышеперечисленные недостатки.
Рисунок 2. Общий вид крутонаклонного струнного грохота
Рисунок 2. Общий вид крутонаклонного струнного грохота
На рисунке 2 изображен общий вид этого грохота. Его конструкция включает кривошипно-шатунный привод 1, раму грохота 2, раму подвижную 3, раму неподвижную 4, желоб загрузочный 5 , устройство тормозное 6, ролик опорный 7 , колосниковое верхнее сито 8 , опору 9, очистители 10 и струнное сито 11. Рядовой уголь крупностью до 300 мм подается на разгрузочное колосниковое сито с расходящейся по ходу движения материала цепью. Сито изготавливается из круглых стальных стержней диаметром 40 мм. Для снижения разрушительного воздействия крупных кусков материала над разгрузочным ситом устанавливается тормозное устройство, состоящее из резиновых брусьев квадратного профиля 40х40 мм и металлических цепей.
Подрешетный продукт разгрузочного сита, верхний предел крупности которого около 80 мм, поступает на нижнюю просеивающую поверхность, сформированную из струн круглого профиля диаметром 5 мм. В боковинах неподвижной рамы имеется ряд отверстий, в которых крепятся концы струн. Величина шага отверстий выбирается в зависимости от требуемой граничной крупности разделения. Угол наклона струнной просеивающей поверхности регулируется в диапазоне 48-52о к горизонту, что обеспечивает процесс рассева угля в тонком быстродвижущемся слое.
Рисунок 3. Поперечное сечение крутонаклонноло струнного грохота(схематично)

Для очистки просеивающей поверхности на подвижной раме установлен ряд очистителей. Из рисунка 3, где схематично показано поперечное сечение грохота, видно, что очистители установлены по всей  ширине просеивающей поверхности, а их отверстия, через которые проходят струны, находятся в одной плоскости с отверстиями боковин неподвижной рамы, в которых закреплены концы струн.

Кривошипно-шатунный привод сообщает подвижной раме и установленным на ней очистителям возвратно-поступательное движение. При этом очистители, проходя через струны, очищают их. Расстояние между очистителями 175 мм, а длина их хода составляет 200 мм. Использование для изготовления просеивающей поверхности струн круглого профиля позволило значительно упростить конструкцию очистителей, применив съемные пластины из износостойкого полимерного материала, что обеспечит снижение установочной мощности привода грохота и повышение ресурса струн и очистителей из-за уменьшения сил трения между ними.

Результаты экспериментальных исследований процесса грохочения в тонком быстродвижущемся слое, проведенные в ГП "Укрнииуглеобогащение",а также технологические показатели работы крутонаклонных струнных грохотов, накопленные за время их  эксплуатации в различных условиях на обогатительных  фабриках, перерабатывающих энергетические угли и антрациты, дают основание считать, что эти грохоты способны удовлетворительно отсевать класс (0-6) мм из рядовых углей с производительностью до  350 т/ч и влажностью отсеянного класса до 9%. При этом извлечение этого класса в подрешетный продукт составляет 40-65%, а потери зерен угля крупнее 6 мм в отсевах на превышает 5 %.

С повышением влажности уголь теряет  сыпучесть и комкуется. Поэтому даже при чистых отверстиях сита, как у вышеописанных грохотов, эффективность рассева заметно снижается.

В таком случае необходимо интенсифицировать динамический режим грохота и активно воздействовать на материал, разрыхляя его слой и разрушая слипшиеся комки.

В этом плане интерес представляют динамически активные струнотросовые сита, разработанные  "Печорниипроектом" (Россия).

Имеется положительный опыт эксплуатации этих сит на предприятиях северных и восточных угольных бассейнов России и у нас в Донбассе для рассева трудногрохотимых влажных углей.

По сравнению с другими типами, струнотросовые сита обладают повышенной стойкостью к знакопеременным нагрузкам, повышенным живым сечением, заметной самоочисткой под воздействием вибраций грохота и дополнительных колебаний струн.

Вместе с тем ситам "Печорниипроекта" свойственны и существенные недостатки, ограничивающие область их использования.

Прежде всего это сложная технология изготовления и повышенная металлоемкость рамок для крепления сит на грохотах. Суммарная масса струнотросового сита с рамками, например, для грохота ГИЛ-52 превышает 0,5 тонны. При установке комплекта рамок почти на 15% снижается амплитуда колебаний грохота и ощутимо возрастают динамические нагрузки на несущие узлы его короба. Это приводит к ухудшению эксплуатационных  и технологических показателей работы грохота. Кроме того в процессе эксплуатации из-за постепенной вытяжки струн снижается их ресурс и растут потери сортового тоалива в отсевах. Подтягивание же ослабевших струн на грохоте без демонтажа рамок крайне затруднительно. С целью устранения вышеотмеченных недостатков в ГП "Укрнииуглеобогащение" была создана принципиально новая безрамная конструкция системы крепления и натяжения струнотросовых сит. Ее металлоемкость более чем в 2 раза ниже и способна оперативно изменять степень натяжения струн до необходимого уровня.

Однако коробы серийных грохотов малопригодны к использованию безрамной системы крепления. Поэтому возникла необходимость разработать специальную конструкцию грохота, реализующую  все преимущества и возможности безрамной системы крепежа, в т.ч. и способность бесконтактной очистки струн при переработке материалов, трудноподдающихся грохочению из-за повышенной влажности.

Общий вид этого грохота  изображен на рисунке 4.

Грохот является одномассной колеблющейся системой с инерционным вибровозбудителем.
 
Рисунок 4. Струнный грохот с бесконтактной очисткой просеивающей поверхности
1-короб; 2-связь-балка; 3-швеллер; 4-устройство натяжное; 5-верхняя просеивающая поверхность; 6-струнотросовое сито;7-виброизолирующая опора; 8-стойка; 9-вибровозбудитель;10-центральная подвижная опора.

Назначение грохота – подготовка машинных классов углей и антрацита перед обогащением с выделением сухим способом необогащенных отсевов (0-6) мм при их влажности до 10% и крупности исходного материала до 300 мм.

Короб грохота 1 представляет собой жесткую металлоконструкцию, состоящую из боковин и связующих их с помощью высокопрочных болтов поперечных связь-балок 2 коробчатого профиля. В нижней части короба расположены швеллера 3, образуя пояс жесткости, предотвращающий деформацию короба от усилий натяжения струн. В торце короба смонтирована опорная балка с повышенным моментом сопротивления изгибу, воспринимающая суммарную нагрузку от натянутых струн просеивающей поверхности. На этой балке находится натяжное устройство 4.

Грохот оборудован двумя ярусами сит. В качестве верхней просеивающей поверхности 5 могут быть использованы тканая металлическая сетка или секционные резиновые сита ЗАО "АНА-ТЕМС" (г. Днепропетровск).

На верхнем сите осуществляется подготовка крупного машинного класса угля + 13(25) мм и защита нижнего струнотросового сита 6 от разрушительного воздействия крупных кусков грохотного материала.

Струнотросовая поверхность состоит из ряда секций, собранных из струн (тросов) одинаковой длины, концы которых запрессованы в отверстиях планок. Сито монтируется на нижнем ярусе с помощью безрамной системы крепления и натяжения струн.

Безрамная система включает жестко закрепленные у боковин короба опоры с пазами по всей длине для укладки секций сит, центральную подвижную опору 1 (рисунок 5) и натяжное устройство 2.
Рисунок 5. Центральная подвижная опора и устройство для натяжения струн
 Подвижная опора представляет собой сварную жесткую балку Т-образного профиля. В ее верхней части нарезаны пазы для струн 3. Натяжное устройство расположено на концевой балке 4 короба грохота и состоит из винта 5 и круглой гайки 6, жестко сочлененной с центральной подвижной опорой. Последняя установлена в середине короба по оси симметрии на связь-балки 7 в упругих направляющих 8, заключенных в металлических обоймах 9 и жестко соединенных к связь-балкам болтами 10.

Монтаж и натяжение струнотросовых сит на грохоте производится следующим образом.

Центральная опора выставляется в среднее  нейтральное положение. Затем в боковые опоры последовательно укладываются секции сит, струны которых должны проходить через пазы центральной опоры.

Натяжение струн сита до рабочего состояния осуществляется подвижной центральной опорой при ее перемещении под воздействием натяжного устройства. При этом струнотросовая просеивающая поверхность принимает вид шеврона с вершиной в сторону движения опоры.

Сила натяжения каждой струны – около 500 н. Для натяжения всех струн просеивающей  поверхности требуется суммарное усилие порядка 300000 н. Это при условии, когда силы натяжения направлены вдоль осей струн, что имеет место при всех известных вариантах рамочной системы крепления струнотросовых сит. В нашем случае силы натяжения приложены перпендикулярно к струнам, что значительно снижает общее усилие, требуемое для придания струнам рабочего натяжения.

Такой способ натяжения исключает необходимость иметь ряд натяжных устройств, создает определенные удобства при эксплуатации, наконец делает реальную задачу автоматизации операции натяжения, поскольку она осуществляется локально и со значительно меньшими по величине усилиями.

Еще одним важным достоинством является возможность бесконтактной очистки щелей просеивающей поверхности в случае их залипания.

Для этого необходимо переместить подвижную опору в нейтральное положение. При этом струны ослабляются и за несколько секунд очищаются от налипших и застрявших зерен материала. Затем подвижную опору возвращают в исходное положение для придания струнам рабочего натяжения.

При испытаниях грохота со струнотросовой просеивающей поверхностью было установлено, что он способен извлечь 50-90% из рядовых энергетических углей и антрацитов класса (0-6) мм при его влажности от 5 до 9%. При этом содержание зерен угля крупностью более 6 мм в подрешетном продукте не превышает 7,5%. Удельная производительность грохота  по исходному продукту не более 20  т/ч.м2.

На ближайшую перспективу в ГП "Укрнииуглеобогащение" намечено разработать  усовершенствованную конструкцию струнотросовых сит с применением компенсирующего устройства, что даст возможность упростить технологию изготовления струн с жесткими допусками на их длину и обеспечит равномерную степень натяжения струн и исключит их провисание при длительной эксплуатации.
Продолжение статьи смотри в Научно-техническом сборнике "Збагачення корисних копалин", выпуск 32(73), Днепропетровск, 2008
Категория: Мои статьи | Добавил: ukrnii (04.07.2008)
Просмотров: 4073 | Рейтинг: 5.0/1
Arcanforge © 2018