О возможности модернизации основного оборудования производства монохромата натрия цеха №1 ОАО «Нзхс»

ОБОГАЩЕНИЕ И ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ

нию позволил выявить ряд проблем и наметить пути их решения. Комплексное решение всех выявленных проблем возможно только при серьезной модернизации агломерационного цеха ОАО «Уральская Сталь». В условиях лимита материальных ресурсов на техническое перевооружение особое внимание следует уделять совершенствованию технологии подготовки агломерационной шихты за счет таких направлений, как оптимизация гранулометрического состава и расхода обожженной извести, а также улучшение связующих свойств воды, подаваемой при увлажнении, за счет добавок поверхностно-активных веществ.

Список литературы

1. Сальников И.М., Пазюк М.Ю. Повышение стабильности подготовки железорудных материалов к окускованию // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1991. № 1. С. 1-2.

2. Повышение эффективности смешивания аглошихты / Лепихин Л.А., Алешин А.А., Юсупов Р.Б., Полушкин М.Е. // Черная металлургия. Бюл. науч.-техн. информации. 1992. № 11. С. 29-30.

3. Вегман Е.Ф. Окускование руд и концентратов. М.: Металлургия, 1968. 258 с.

4. Коротич В.И., Фролов Ю.А., Бездежский Г.Н. Агломерация рудных материалов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. 400 с.

5. Влияние качества подготовки шихты на прочность агломерата / Пазюк М.Ю., Погорелов В.Н., Гранковский

B.И. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. № 4.

C. 21-24.

6. Эффективность смешивания агломерационных шихт / Коморников Г.И., Конев В.И., Бутивченко В.Н. и др. // Сталь. 1972. №7. С. 580-582.

Сведения об авторах

Шаповалов Алексей Николаевич - канд. техн. наук, доц. кафедры металлургических технологий НФ НИТУ «МИСиС», г.Новотроицк. Тел.: 8(919)8573273. E-mail: alshapo@yandex.ru.

Овчинникова Елена Владимировна - аспирант НФ НИТУ «МИСиС», г.Гай. Тел.: 8(903)3910243. E-mail: elenka.ov4innikova@narod.ru.

Майстренко Николай Анатольевич - нач. аглодоменной лаборатории, ОАО «Уральская Сталь», г.Новотроицк. Тел.: 8(905)8155171. E-mail: koldeban@mail.ru.

♦ ♦ ♦

УДК 669.2+621.8 Нефедов А.В.

О ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА МОНОХРОМАТА НАТРИЯ ЦЕХА №1 ОАО «НЗХС»

Аннотация. Объектом исследования данной работы является редуктор привода барабана шаровой мельницы сухого помола цеха №1 Новотроицкого завода хромовых соединений. В настоящее время используется редуктор цилиндрический с ко-созубым зацеплением и с ассиметричным расположением колёс и зубчатых шестерен относительно подшипниковых узлов.

В предлагаемой разработанной конструкции используется модель редуктора, где входной вал-шестерня и выходной вал с колесом находятся на одной оси и наличие в зацеплении осевых сил уравновешивается в самом зубчатом зацеплении. Симметричное расположение нагрузки относительно опор равномерно нагружают подшипниковые узлы.

Ключевые слова: барабан измельчения, муфта зубчатая, подшипниковый узел, редуктор с косозубым цилиндрическим зацеплением, шаровая мельница сухого помола.

ОАО «Новотроицкий завод хромовых соединений» - предприятие химической технологии и металлургии. Основные виды продукции технического назначения, выпускаемые предприятием: бихромат натрия технический, ангидрид хромовый технический, окись хрома пигментная, окись хрома металлургическая, крон свинцовый, металлический хром, натрий сернокислый технический, щебень из шлака металлического хрома, феррохром низкоуглеродистый.

В металлургической и химической промышленности качество готовой продукции зависит от протекания химической реакции, а для лучшего взаимодей-

ствия химических веществ необходимо увеличить площадь их соприкосновения, что осуществляется путем их измельчения [1]. С данной задачей в ОАО «НЗХС» прекрасно справляются шаровые мельницы.

Рассматриваемая шаровая мельница, задействованная в технологическом цикле производства монохромата натрия для измельчения твёрдых кусков хро-митовой и доломитовой руды, находится в размольном отделении цеха №1 химико-металлургического предприятия ОАО «Новотроицкий завод хромовых соединений».

Раздел 1

На предприятие сырьё доставляют железнодорожным транспортом. В цехе №1 производства монохромата натрия, где находится Размольное отделение, принимают два вида руды: хромитовую и доломитовую.

На рис. 1 схематически изображено расположение оборудования Размольного отделения цеха №1 производства монохромата натрия.

12

он перемещается в следующий элеватор. Из элеватора сухая и измельченная доломитовая руда перемещается в бункер доломита 15 в отделение подготовки шихты.

з 4 5_у б ю

Рис. 1. Схема расположения оборудования Размольного отделения цеха №1 производства монохромата натрия

Выгрузку полувагонов производят грейфером на сырьевой склад, затем, с помощью грейферного крана 1, материал перегружают в приёмные бункера 2. По первой нитке отделения: с приёмного бункера, где находится хромитовая руда, с помощью лоткового питателя сырьё попадает в щековые дробилки 3, где происходит первое дробление крупных комьев материала. По транспортёрной ленте 4 руда перемещается в сушильный барабан 5, где материал сушат, продувая горячим воздухом до определённой степени влажности с помощью газовой горелки 6, далее она попадает в элеватор 1. Из элеватора руда перемещается в промежуточный бункер 8, откуда с помощью лоткового питателя происходит дозированная загрузка шаровой мельницы сухого помола 9.

В барабане шаровой мельницы материал измельчают стальными шарами и через разгрузочный шнек он перемещается в следующий элеватор 2. Далее руда проходит через сепаратор 11, где происходит отсев мелкой фракции, именно мелкая фракция хромитовой руды по прямому аэрожелобу 12 перемещается в бункер хромита 14 в отделение подготовки шихты, а крупная фракция возвращается в барабан шаровой мельницы для повторного измельчения по возвратному желобу 13.

По второй нитке отделения: с приёмного бункера, где находится доломитовая руда, с помощью лоткового питателя сырьё попадает в щековые дробилки. Там происходит первое дробление крупных комьев материала. По транспортёрной ленте он перемещается в сушильный барабан, где материал сушат, продувая горячим воздухом до определённой степени влажности, далее он попадает в элеватор. Из элеватора руда перемещается в промежуточный бункер, откуда с помощью лоткового питателя происходит дозированная загрузка шаровой мельницы.

В барабане шаровой мельницы материал измельчают стальными шарами и через разгрузочный шнек

15 Рис. 2. Барабан шаровой мельницы сухого помола

Барабан мельницы находится под углом 5 к горизонту для самопроизвольного перемещения материала внутри барабана. Загрузка руды - через загрузочный лоток 1, а выгрузка измельченного продукта производится через полые цапфы 8 и разгрузочный лоток 9. После загрузки руда попадает в шнек 2 и перемещается в первое отделение барабана мельницы, где многократно подвергается воздействию мелющих тел, то есть стальных шаров 5, что приводит к ее измельчению. Куски руды, измельчённые до определённого размера, благодаря наклону барабана просеиваются сквозь решётку, разделяющую два отделения. Просеянные куски повторно подвергаются ударам и истиранию стальных шаров. На интенсивность и механизм размола оказывают сильное влияние скорость вращения барабана мельницы, число и размер размольных тел, масса измельчаемого материала, продолжительность и среда размола. С увеличением скорости вращения барабана мельницы размольные тела падают с большей высоты, производя главным образом дробящее действие. При дальнейшем увеличении скорости вращения барабана размольные тела будут вращаться с барабаном, и материал будет измельчаться незначительно. Эту скорость называют критической скоростью вращения. [2]

Загрузка измельчаемого материала производится самотеком через загрузочное устройство, расположенное по оси мельницы. Выгрузка производится через отверстия во фланце барабана, которые обеспечивают разделение мелющих тел и измельчаемого материала, а также его выгрузку через течку. Установка требуемого режима помола достигается изменением угла наклона барабана.

Задачей установления оптимального режима помола является достижение максимальной производительности и требуемой тонины помола при минимальном расходе электроэнергии. Производительность мельницы зависит от твердости перемалываемого материала, загружаемой фракции и требуемой тонкости помола.

10

Теория и технология металлургического производства

ОБОГАЩЕНИЕ И ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ

Рис. 3. Конструктивная схема шаровой мельницы: 1 - загрузка руды; 2 - подшипниковый узел; 3 - барабан измельчения; 4 - окна выгрузки измельчённой руды;

5 - муфта зубчатая; 6 - редуктор;

7 -электродвигатель

Для передачи энергии от двигателя к барабану с изменением угловой скорости и вращающего момента в данном приводе, изображённом на рис. 4, используют специальный редуктор, который состоит из цилиндрических колёс с косозубым зацеплением.

учйн^

Рис. 4. Кинематическая схема существующего привода барабана шаровой мельницы

В проекте рассмотрена эффективность внедрения конструктивных изменений в редуктор с косозубым цилиндрическим зацеплением и ассиметричным расположением зубчатых колёс относительно подшипниковых узлов.

Наличие в зацеплении осевых сил, которые дополнительно нагружают опоры валов, является недостатком косозубых колёс. Этот недостаток устраняется в шевронной передаче, которая подобна сдвоенной косозубой передаче с противоположным направлением зубьев. Осевые силы здесь уравновешиваются на самом зубчатом колесе [3].

В предлагаемой модели редуктора, в соответствии с рис. 5, входной вал-шестерня и выходной вал с колесом находятся на одной оси и наличие в зацеплении осевых сил уравновешивается в самом зубчатом зацеплении.

Рис. 5. Кинематическая схема редуктора

Симметричное расположение нагрузки относительно опор равномерно нагружают подшипниковые

Сведения об авторе

Нефедов Андрей Викторович - к.п.н., зав. кафедрой «МИСиС», г. Новотроицк. E-mail: cosnovotr@rambler.ru.

узлы. При передаче момента вращения на первой ступени предлагаемого редуктора быстроходная вал-шестерня передаёт вращение сразу в двух направлениях на колёса промежуточного вала, расположенные симметрично с двух сторон относительно её оси, что уравновешивает осевое смещение, снижая нагрузки, так как динамические нагрузки возрастают пропорционально квадрату скорости. [4]

Колесо тихоходного вала проектируемого редуктора также получает момент вращения с двух сторон симметрично расположенных от него шестерен промежуточных валов. Такое расположение снижает осевое смещение, при этом значительно увеличивая мощность на выходном валу редуктора.

Рассматривая косозубые передачи, мы отмечаем плавность зацепления, так как в зацеплении всегда находится минимум две пары зубьев. При шевронном зацеплении их количество увеличивается, но в новой модели редуктора с симметричным расположением промежуточных валов количество зубчатых пар, одновременно находящихся в зацеплении, увеличивается в несколько раз, от чего в несколько раз снизится нагрузка на зубья. Это ведёт к значительному снижению износа зубьев, а значит, увеличивает срок службы данного агрегата. Плавность зацепления также ведёт к снижению шума и динамических нагрузок в поле зацепления, а увеличение мощности на выходном валу может сэкономить мощность, потребляемую электродвигателем [5].

Проведенные технико-экономические расчеты элементов проектируемого агрегата и внедрения разработанного проекта показали, что это приведет к увеличению межремонтного периода, срока эксплуатации оборудования, снижению уровня шума во время работы механизма тем самым улучшению условий труда обслуживающего персонала, а следовательно, к возможности модернизации шаровой мельницы сухого помола.

Список литературы

1. Басов А.И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов. М.: Металлургия, 1984. 168 с.

2. Машины и агрегаты для подготовки шихтовых материалов: учебник для вузов / Заводяный А.В., Нефедов А.В., Чиченев Н.А., Шур И.А. Орск: Изд-во Орского гуманитарно-технологического института (филиала) ОГУ, 2013. 157 с.

3. Гуревич Ю.Е., Выров Б.Я. Расчёты деталей машин: учеб. пособие. М.: Изд-во «Станкин», 2000. 89 с.

4. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: справ. учеб.-метод. пособие. М.: Высш. шк., 2004. 309 с.

5. Чиченев Н. А., Свистунов Е. А. Расчет деталей и узлов металлургических машин. М.: Металлургия, 1985. 105 с.

«Оборудование металлургических предприятий» НФ НИТУ

♦ ♦ ♦