Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ВАЛКОВОГО ПОМОЛА

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для помола хрупких материалов, в частности для помола металлургического шлака.

Известен также вальцовый станок (А.С. СССР №527202, МПК В02С 4/38, см. Бюл. №33 за 1976 г.), содержащий пару мелющих вальцов, питающее устройство, систему автоматического управления, систему рычагов. Недостатком этого устройства является также ненадежная конструкция автомата загрузки.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявленному устройству является валковая дробилка (А.С. СССР №1209282 МКП В02С 4/28, Бюл. №5, 1986 г.), содержащая приводные горизонтально расположенные валки, кожух с загрузочной горловиной, распределительное устройство, расположенное под загрузочной горловиной.

Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является высокий расход энергии на измельчение хрупкого материала от сталеплавильного шлака и большой износ рабочей поверхности валков.

Из области техники известен нагрев вещества, содержащего железо, микроволновым излучением (см. «Спекание оксидных порошков с использованием микроволнового воздействия». Изд. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Факультет наук о материалах, химический факультет, авт. Ванецев А.С. под ред. проф. Кауля А.Р. Москва, 2011 г. стр. 135-136)

Из области техники известно, что зерна мелкой составляющей (от 0 до 5,0 мм) отвального сталеплавильного шлака представляют собой механическую смесь фаз, содержащих оксиды железа, кальция и многих других минералов, объединенных в конгломерат, возникающий при затвердевании жидкого сталеплавильного шлака, из-за разности температур плавления (температура плавления оксидов железа 1000-1200°С, а оксидов кальция, алюминия более 1500°С) (см. Гончарова М.А., «Структурообразование и технология композитов общестроительного и специального назначения на основе малоиспользуемых отходов металлургии», монография, Воронеж гос. Арх.-Строит. Ун-т, - Воронеж 2012 г. стр. 27, рис. 10).

Технической задачей изобретения является разработка установки помола хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака за счет создания микротрещин между частями конгломерата зерен отвального шлака.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что клеть помола снабжена микроволновым излучателем с длиной волны 245 МГц, имеющим полость для прохождения мелкой составляющей отвального сталеплавильного шлака, а также имеются форсунки для создания воздушного потока против движения зерен отвального сталеплавильного шлака во внутренней полости микроволнового излучателя.

Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором схематически изображена предложенная установка валкового помола хрупкого вещества отвального сталеплавильного шлака.

Установка валкового помола состоит (Фиг. 1) из валков помола 1, подшипников 2, шестеренной клети 3, редуктора 4, электродвигателя 5, подушки 6, винта 7 (для регулировки зазора между валками помола 1, загрузочного устройства 8, микроволнового излучателя 9, форсунок 10 для создания воздушного потока 11, направленного против движения 12 зерен 13 хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака. Имеется бункер 14, в котором накапливаются зерна 13 хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака. Зерна 13 представляют собой конгломерат более мелких частиц 15 оксидов Fe₂O₃; FeO железа 15, частиц 16 оксидов кальция СаО и оксидов алюминия Al₂O₃. Микроволновый излучатель 9 создает излучение 17. В зернах 13 хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака, при прохождении через микроволновый излучатель 9, под действием излучения 17 образуются микротрещины 18. Напряжение «U» подается к электродвигателю 5 по проводам 19. Подушка 6 крепится в станине 20. После помола в валках 1 частицы 15 оксидов Fe₂O₃; FeO железа, частиц 16 оксидов (СаО) кальция, оксидов (Al₂O₃) алюминия поступают в накопитель 21.

Предложенная установка валкового помола работает следующим образом.

Электродвигатель 5, при подаче на него напряжения U по проводам 19, через редуктор 4 и шестеренную клеть 3 сообщает вращение валкам помола 1 с угловой скоростью ω, которые, в свою очередь, зафиксированы в станине 20. Зазор между валками помола 1 устанавливается винтами 7. Зерна 13 хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака из бункера 14 поступают в микроволновый излучатель 9, где под действием микроволнового излучения 17 в зернах 13, представляющих собой частицы 15 оксидов железа (Fe₂O₃, FeO), разогреваются значительно интенсивнее оксидов кальция (СаО), оксидов алюминия (Al₂O₃) 16 (см. «Спекание оксидных порошков с использованием микроволнового воздействия». Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, факультет наук о материалах, химический факультет, Ванецев А.С. под ред. проф. Кауля А.Р. Москва, 2011 г. стр. 140, табл. 1) и, как следствие, происходит разное расширение частиц конгломерата зерен 13 и в них появляются микротрещины 18, которые снижают механическую прочность зерен 13. Воздушный поток 11, создаваемый форсунками 10 и направленный против движения 12, под действием силы тяжести, зерен 13 хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака позволяют регулировать время нахождения зерен 13 хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака в поле излучения 17 микроволнового излучателя 9 в зависимости от размеров зерен 13 хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака и, таким образом, управлять эффективностью нагрева мелких частиц 15 оксидов железа Fe₂O₃, FeO. В результате, при воздействии валков помола 1, происходит разделение между частицами 15 оксидов (Fe₂O₃, FeO) железа и частицами 16 оксидов (СаО) кальция, оксидов (Al₂O₃) алюминия, после чего они поступают в накопитель 21. В результате наличия микротрещин 18 в зернах 13 механическая прочность данного вещества существенно снижается, и, как результат, снижается нагрузка на валки помола 1, и, соответственно, уменьшается износ их рабочей поверхности, увеличивается их стойкость и производительность установки.

Разработанная установка валкового помола не только позволяет существенно снизить затраты энергии на измельчение хрупкого материала отвального сталеплавильного шлака, повысить износостойкость рабочей поверхности валков помола, но и увеличить процент извлечения магнитной составляющей сталеплавильного шлака, которая в дальнейшем используется как добавка к рудному концентрату в доменном производстве.