Установка для производства органических связующих из зерна, предназначенных для изготовления окатышей

Установка для производства органических связующих из зерна, предназначенных для изготовления окатышей.
Далее по тексту описания полезная модель названа сокращенно - «УПМД» (МД - металлургические добавки), а связующая металлургическая добавка - «СМД»
Полезная модель относится, к области машин/установок, применяемых в органической химии авиации и может быть применена при создании связующих органических добавок при подготовке сырья к металлургическому переделу - для изготовления окатышей из железной руды.
Из уровня техники известно, что для предварительного нагрева перед подачей в доменную печь железная руда должна быть раздроблена и брикетирована или окатана. Дробление необходимо для увеличения площади поверхности частиц руды, для быстрого нагрева. Брикетирование или окатывание необходимо для того, чтобы образовавшиеся окатыши допускали прохождение между ними газа, поддерживающего горение.
В большинстве случаев для изготовления брикетов применяют бентонит, который достаточно тяжел и требует последующего трудоемкого удаления.
Известны попытки создания органических СМД на основе зерен различных злаков. Для этого указанные зерна смешиваются с водой и щелочью и выдерживаются при определенной температуре. Далее полученная смесь фильтруется под давлением. При этом на фильтре остается шелуха, а оставшийся жидкий полимер СМД помещается в емкости для хранения. СМД, полученный таким способом, мало того, что обладает хорошими связующими характеристиками, достаточными для склеивания руды в окатыши, еще и дополнительно обладает преимуществами перед неорганическими СМД на основе бентонита, так как имеет меньшую удельную массу, удобен для транспортировке и его остатки при обжиге окатышей легко устраняются.
Однако при таком методе производства СМД требуются значительные трудозатраты, связанные с необходимостью частой периодической чистки фильтра, а также с большим количеством отходов (в виде шелухи, не реагирующей с щелочью).
Задачей создания данной полезной модели было проектирование устройства, представляющего систему элементов для производства органических СМД, снижающих трудозатраты и отходы производства.
Для решения поставленной задачи необходимо реализовать следующие технические решения:
- разработать элемент устройства, позволяющий оперативно измельчать шелуху злаков до состояния, в котором она может вступать во взаимодействие со щелочью для получения СМД;
- определить место данного элемента в компоновке устройства.
Таким образом, сущностью полезной модели является нахождение элемента, оптимизирующего процесс производства органических СМД и его включение в устройство.
УПМД может быть, в принципе, создано с помощью емкости для подачи зерна (1), емкости с водой (2), чана в котором смешивается вода, зерно и щелочь (3), электронасоса (4), модифицированной смесительной установки (5), фильтра (6) и бака для хранения СМД (7) (см. фиг. 1). При этом модифицированная смесительная установка (5) может изготавливаться из диспергационной установки (далее «ДУ») марки РПА-25/20К55А-18/2. Для этого ДУ, имеющую в качестве элементов для смешивания соосные встречно вращающиеся роторы, необходимо разобрать, заточить лопатки роторов и уменьшить расстояния между роторами таким образом, чтобы соосное их вращение служило не только для смешивания, но и для разрубания и перетирания шелухи (которая предварительно уже подверглась воздействию щелочи и размякла).
Таким образом, когда частично прореагировавшая смесь зерна, воды и щелочи попадает на модифицированную ДУ, шелуха зерен перемалывается настолько, что становится возможным ее взаимодействие со щелочью. Логично, что место модифицированной ДУ должно быть именно между насосом (4), подающим полуфабрикатную смесь СМД из чана (3) и фильтром (6) на долю которого остаются операции по удалению загрязнений, которые могли быть в зерне и совсем небольшого количества особо прочных частиц шелухи, не подвергшихся перемолу и реакции со щелочью.
Следующие расчеты показывают эффективность применения указанного устройства.
Оболочка зерна и цветковый слой (образующие шелуху) может составлять до 5 - 40% массовой доли зерна (в зависимости от вида злака). При этом, злаки, оболочка/цветковый слой которых содержит значительную долю от массы зерна, стоят, как правило дешевле до 30%, чем злаки, массовая доля оболочки в которых не значительна. Таким образом, применение УПМД позволит снизить себестоимость закупок до 30% с одновременным увеличением выхода продукции до 40%. То есть, прибыль за счет экономии на сырье может увеличиться на 70%. Кроме этого, чистка фильтра может производиться гораздо реже, что позволит сократить штатную единицу и за этот счет также увеличить прибыль компании.
Техническим результатом применения УПМД, будет являться создание такого устройства, которое позволит производить большее количество органических СМД при меньших материальных затратах.
К описанию прилагается одна фигура, отражающие существенные признаки полезной модели.
На фиг. 1 показана принципиальная схема УПМД.
Полезная модель может быть материализована применением схемы устройства описанной выше, а также использованием материалов, описываемых ниже.
УПМД может быть материализована следующим образом:
1 Емкость для подачи зерна, может быть выполнена из пластика, имеет сетчатый фильтр для устранения крупного мусора и соединена с чаном с помощью широкого шланга с электрическим подающим механизмом.
2 Емкость для воды, может быть выполнена из пластика и соединена с чаном при помощи шланга с электронасосом.
3 Чан для смешивания компонентов, может быть выполнен из металла, не реагирующего с щелочью, имеет закрываемое отверстие для подачи щелочи, соединен со шлангами емкостей для подачи зерна и подачи воды, а также имеет сливной шланг для подачи полуфабриката СМД через электронасос на модифицированную смесительную установку. Может иметь нагревательный элемент и термостат для поддержания нужной температуры реакции.
4 Электронасос, подающий по шлангам полуфабрикат СМД из чана для смешивания компонентов в модифицированную смесительную установку.
5 Модифицированная смесительная установка, может быть выполнена из диспергатора РПА-25/20К55А-18/2 с помощью заточки лопастей его встречно вращающихся роторов и уменьшения расстояния между ними, перерабатывает полуфабрикат СМД до состояния конечного продукта и подает его по шлангу на фильтр.
6. Фильтр, может быть выполнен из сетчатой емкости, через которую под давлением процеживается СМД, соединен шлангами с модифицируемой смесительной установкой и баком для хранения СМД.
7. Бак для хранения СМД может быть выполнен из металла, и представлять из себя бочку, уровень СМД в которой определяется с помощью поплавка и грузика, переброшенного через край бочки, на внешней стороне которой нанесены деления, соответствующие уровню СМД. Бак соединен шлангом с фильтром.
Для изготовления СМД в емкость (1) для подачи зерна засыпается зерно, которое подается в чан (3), куда также подается вода из емкости для воды (2) и засыпается щелочь. После образования полуфабриката СМД, он подается по шлангу электронасосом (4) в модифицированную смесительную установку (5), где происходит перемалывание полуфабриката СМД и образуется конечный продукт, поступающий через фильтр (6) в бак для хранения СМД (7).
Таким образом, полезная модель «Установка для производства органических связующих из зерна, предназначенных для изготовления окатышей» позволяет создать устройство, допускающее более полное использование сырья (зерно) с одновременным упрощением технологического процесса (чистка фильтра производится гораздо реже).