Приготовление шихты свинцовых концентратов
Для успешного агломерирующего обжига шихту требуется приготовить в полном соответствии с ранее произведенными металлургическими расчетами. Отклонения от процентного состава шихты могут ухудшить результат обжига. Шихту приготовляют разными методами. Чаще всего для этой цели применяют бункерную или штабельную шихтовку. На заводе Бункер Хилл в Келлоге, США., с 1953 г. введен новый комбинированный метод приготовления шихты, включающий в себя элементы бункерной и штабельной шихтовок. На заводе Трейл, Канада, применена шихтовка сильно влажных материалов («влажное смешивание»). Рассмотрим эти способы приготовления шихты. Бункерную шихтовку производят в шихтарнике, вдоль которого устроено 15—20 (иногда больше) небольших бункеров емкостью по 50—60 м3. В каждом бункере хранится один хорошо подготовленный материал шихты обжига. Бункера шнхтарника снабжены пластинчатыми питателями, с помощью которых одновременно все материалы шихты в требуемом соотношении выдаются на общий сборный транспортер. Материалы, частично смешанные на ленте, подаются этим транспортером в вертикальный ковшовый элеватор, из которого вторым транспортером они направляются в бункера агломерационных машин. До поступления в бункера машин шихту тщательно перемешивают в одном или двух смесителях. Такой метод приготовления шихты применяют очень многие заводы: Чимкентский, Лениногорскнй, Порт Пири, Геркулениум, Сан Гавино, Реншер, Эль Пасо, Мидвейл, Ледвилл, Маунт Иза, завод в Бинсфельдхаммере, Браубах, завод в Окере и др. Большой опыт многих заводов убеждает что по этому способу, хотя и не самому совершенному, можно приготовить шихту удовлетворительного качества. Для этого необходим достаточный запас концентратов, флюсов и других хорошо опробованных и проанализированных шихтовых материалов. Все компоненты шихты должны обладать достаточной сыпучестью, умеренной влажностью. Питатели должны быть снабжены надежно работающими весовыми устройствами. Для получения более точного состава шихты на Чимкентском свинцовом заводе дозировка компонентов шихты в бункерном шихтарнике автоматизирована. Принципиальная схема автоматической дозировки из одного бункера шихтарника приведена на рис. 8. Сущность ее заключается в том, что между пластинчатым питателем 1 и сборным транспортером 5 помещен весовой дозатор 4, который взвешивает проходящий материал и служит датчиком для изодромного регулятора 6, управляющего посредством исполнительного механизма 3 регулирующей заслонкой буккера 2. Такая система автоматики позволяет выдерживать заданный расход материала шихты и одновременно регистрирует его вес. При отсутствии материала в одном из бункеров или в случае зависания концентрата в бункере автоматически выключаются все питатели. По данным А. И. Бурова, автоматизация шихтарника в несколько раз уменьшила колебания веса подаваемых материалов. Штабельная шихтовка как наиболее совершенный метод приготовления шихты получила всеобщее признание и широкое распространение. Она была заимствована из практики медеплавильных заводов. В настоящее время этим методом успешно приготовляют шихту на свинцовых заводах Бункер Хилл, Ceppo де Паско, Селби и др. В России этот метод штабелирования шихты в отсеках отапливаемого помещения был впервые применен на Усть-Каменогорском свинцовом заводе при его постройке. На Чимкентском заводе бункерный шихтарник реконструируется на штабельный и такую же реконструкцию намечено осуществить на других заводах. На рис. 9 приведен план и разрез шихтовочного отделения Усть-Каменогорского свинцового завода. Свинцесодержащие материалы, флюсы и часть оборотного агломерата поступают по транспортерам 1 и 2 в один из трех отсеков. Разгрузка с транспортеров производится при помощи сбрасывающей тележки 3, которая непрерывно автоматически движется вперед и назад, рассыпая материалы шихты вдоль всего отсека тонкими слоями. В каждом отсеке создается штабель шихты 4 длиной 60—70 м, шириной 16 м, высотой 5—6 м; в штабеле помещается до 8000 т шихты. При загрузке штабеля каждый материал шихты взвешивают на транспортерных весах 5 и опробуют. Штабель разгружают шихтопогрузочной машиной 6 Дебальцевского машиностроительного завода, сконструированной Гипроцветметом. Эта машина, изображенная на рис. 10, представляет собой металлический, низко расположенный мост 1, опирающийся в двух крайних своих точках по продольным стенам отсека на каретки с колесами 2, лежащими на рельсах. Мост с помощью механизма 3 может медленно передвигаться вдоль отсека. Впереди мост имеет два устройства: наклонно расположенные грабли 4, которые совершают возвратно-поступательное движение и тем самым перемешивают и ссыпают шихту по торцу откоса вниз, в скребковый транспортер 5, который подгребает осыпавшуюся шихту к краю галереи. Здесь вдоль всей галереи проходит траншея, в которой расположен транспортер 5. На него через бункер 7, движущийся вместе с шихтопогрузочной машиной, ссыпается шихта из штабеля. У основания штабеля (см. рис. 9) шихту подхватывает скребковый транспортер и подает ее на транспортер 7, расположенный сбоку каждого отсека. С транспортера 7 шихта из штабеля поступает на транспортер 5, где дозируется коксик и дополнительная часть оборотного агломерата из запасных бункеров 9. Готовую шихту направляют транспортером 10 на обжиг; по пути ее снова взвешивают на весах 11, додрабливают в молотковых дробилках 12 и опробуют. Штабель составляют с таким расчетом, чтобы содержащейся в нем шихты хватило на несколько дней работы завода. В течение этого времени может появиться необходимость несколько изменить состав шихты. Для этого наряду с системой штабелей имеется несколько бункеров, из которых с помощью питателей материал может быть подан на транспортер, несущий шихту из штабеля. В бункера может быть загружен любой материал, который необходимо дополнительно ввести в шихту. После окончания разгрузки штабеля шихтопогрузочная машина перевозится транспортером 13 в следующий отсек. Работу организуют так, что во время разгрузки одного штабеля в двух других отсеках укладывают новые штабеля и уточняют их состав. Шихта, приготовленная по этому способу, выгодно отличается от той, которая может быть получена при бункерной шихтовке, главные ее преимущества: а) правильный состав шихты со значительно меньшими отклонениями от процентного состава заданной шихты; б) постоянство состава качественной шихты в течение длительного времени переработки шихты большого штабеля, проверенной в промышленных условиях обжига и последующей плавки; в) спокойная и уверенная работа персонала завода позволяет выдерживать стабильный и более правильный режим агломерирующего обжига и плавки, что благоприятно сказывается на результатах этих металлургических процессов. Недостаток штабельной шихтовки — неизбежность создания значительных запасов дорогой свинцовой шихты на заводе и задержка с реализацией заключенных в ней больших ценностей. Только частично этот недостаток устраняется применением комбинированного метода приготовления шихты. Вот почему при строительстве новых свинцовых заводов предпочитают штабельные шихтарники, а при реконструкции и расширении старых заводов — заменяют ими шихтарники бункерные. Комбинированный метод приготовления шихты обжига применяется на свинцовом заводе Бункер Хилл в Келлоге, США. Подготовка шихты включает четыре операции: дробление, дозировку, штабелирование и грануляцию шихты. На рис. 11 приведена схема отделений дозировки и штабелирования шихты. Дробленые материалы (все не крупнее 6 мм) поступают по транспортеру 1 в 11 отсеков 2; концентраты и другие мелкие материалы направляются в 8 отсеков 3 емкостью 200 каждый. Для усреднения состава материала в отсеках их заполняют загрузочными тележками 4, которые автоматически перемещаются вперед и назад вдоль заполняемого отсека. Среднюю часть здания отделения дозировки занимают 19 небольших дозировочных бункеров 5 емкостью по 28,3 м3. Бункера заполняют грейферным краном 6, который берет материалы из отсеков и высыпает их в бункера через решетки. Компоненты шихты подаются из бункеров широкими пластинчатыми питателями на сборный транспортер. Галерея с питателями снабжена установкой для кондиционирования воздуха. Материалы шихты дозируют вручную. Составленная шихта проходит магнитный сепаратор 7, молотковую дробилку 8, служащую для разбивания уплотнившихся кусков и для перемешивания материалов, взвешивается, автоматически опробуется и поступает на штабелирование. Отделение дозировки работает одну смену в сутки и выдает 1360 т шихты. Так как дозировка шихты не дает достаточно хорошего усреднения, то перемешанную шихту направляют на дополнительное усреднение в штабелях. Как видно из рис. 11, работа ведется с четырьмя штабелями 9, из которых один находится на формировании, другой — на погрузке, а два промежуточровке состава. Штабеля невелики, каждый из них вмещает всего 870 т шихты и все вместе они снабжают завод шихтой, имея, по расчету, всего лишь двухсуточный запас шихты. Материалы из штабелей грузят одной шихтопогрузочной машиной 10, двигающейся по эллипсу и обслуживающей по очереди все штабеля. Эта машина перемещается автоматически; она сблокирована с бункером отделения грануляции так, что останавливается при наполнении бункера. Комбинированный метод приготовления шихты обжига позволяет ограничиваться меньшим запасом материалов, что удешевляет работу, но шихта получается менее точной и постоянной, чем приготовленная по штабельному методу. Влажное смешивание применяется на заводе Трейл, Канада, и осуществляется по схеме, изображенной на рис. 12. На свинцовом заводе в Трейле перерабатывают богатые свинцовые концентраты. В шихте спекания 80% материалов мельче 200 меш, а остальные — цинковые кеки с содержанием 30—40% влаги. В течение ряда лет кеки подсушивали перед приготовлением шихты. Ho опыты еще в 1937 г. показали, что процессе агломерирующего обжига можно улучшить, применяя метод «влажного смешивания» с последующей частичной сушкой и грануляцией шихты. Исследование процесса убедило, что при влажном смешивании сера распределяется в шихте более равномерно. отчего увеличивается скорость обжига, повышается содержание сернистого ангидрида в газах и улучшается качество агломерата. В 1953 г. было закончено строительство нового агломерационного цеха, который ежесуточно выдает около 2000 т качественного агломерата. Этот метод приготовления шихты является вынужденным из-за специфических материалов шихты, затрудняющих применение других методов. Перемешивание и увлажнение шихты. На современных свинцовых заводах тщательному перемешиванию шихты и равномерному ее увлажнению придается исключительно большое значение. Хорошо приготовленная шихта является непременным условием доброкачественного обжига и хорошего спекания. Поэтому шихту для спекающего обжига пропускают через один или два смесителя. Для перемешивания шихты существует много различных аппаратов: дезинтеграторы, тарельчатые и барабанные смесители и др. Смеситель-дезинтегратор (рис. 13 и 14) состоит из двух колес разного диаметра с насаженными по окружности их пальцами из марганцевой стали. Колеса заключены в железный кожух и вращаются с разными скоростями в противоположные стороны от двух самостоятельных приводов. Шихта непрерывно поступает через воронку в центральную полость смесителя и проходит между пальцами вращающихся колес. При этом измельчаются отдельные куски и одновременно тщательно перемешиваются все составные части шихты. Недостатком является быстрый износ пальцев. Производительность дезинтегратора колеблется от 10 до 75 т шихты в час. На свинцовых заводах смеситель-дезинтегратор применяют для первой стадии смешения, после чего устанавливают смеситель иной системы для вторичного перемешивания шихты. Тарельчатый смеситель раньше был очень распространен. В настоящее время он реже применяется в качестве последнего звена и иногда служит одновременно питателем шихты для агломерационных машин. Устройство его (рис. 15) просто — горизонтальная чугунная тарелка диаметром 1,5—3,0 м приводится во вращение приводом (конические шестерни), расположенным снизу. Шихта поступает из бункера в центр тарелки и перегребается к перифирии гребками, прикрепленными к неподвижному бункеру. Материал хорошо перемешивается и увлажняется. На свинцовом заводе в Керджали перемешанную шихту увлажняют и пропускают через вращающийся барабан диаметром 800 MM и длиной 2900 мм, где она частично гранулируется. Барабанные смесители хорошо себя зарекомендовали и постепенно вытесняют другие виды смесителей. На рис. 16 представлен барабанный смеситель размерами 2500х5000 мм. Смесители этой конструкции изготовляются Уралмашзаводом (табл. 11) и устанавливаются над каждой агломашиной. В головной части барабана на длине 1360 мм предусмотрена десятизаходная правая спираль с шагом 2500 мм, высотой 2000 мм, предназначенная для лучшего перемешивания шихты. Смеситель приводится в движение от электродвигателя мощностью 47 квт, 980 об/мин, через двухступенчатый редуктор с передаточным числом i = 20,49. Шестерни редуктора с наклонными зубьями. Вращение, от редуктора передается шестерней z = 23, входящей в зацепление с зубчатым колесом барабана z = 140, отлитым вместе с бандажом. Смеситель можно устанавливать горизонтально и с наклоном. Производительность горизонтально установленного смесителя при скорости вращения 8 об/мин ориентировочно равна 150—200 м3/ч, а наклонно установленного под углом 3°40' — 270 м3/ч. Барабан опирается бандажами на четыре опорных ролика. В каждом корпусе устанавливают по два ролика-подшипника. Для предохранения подшипников от пыли со стороны ролика по оси устанавливают войлочное кольцо лабиринтного уплотнения. Наружный диаметр опорного ролика 650 мм. Во избежание смещения барабана в процессе работы в осевом направлении устанавливают два опорных ролика, между которыми проходит бандаж. |