Результат интеллектуальной деятельности: КОНВЕЙЕР КРУТОНАКЛОННЫЙ МАГНИТНЫЙ

Изобретение относится к области металлургии, горнодобывающей промышленности.

Известен магнитный сепаратор, включающий магнитную систему, состоящую из блоков постоянных магнитов, прикрепленных верхними плоскостями к ярму ферромагнитных полюсных концентраторов, погруженных в поток сепарируемого материала под полюсами сепаратора и включающих основание, выполненное в виде плоской ферромагнитной пластины и ферромагнитных зубцов, при этом зубцы выполнены в виде усеченных пирамид, расположенных в основании в шахматном порядке и с изменяющейся в направлении, параллельном продольной оси сепаратора, высотой (пат. РФ на изобретение №2116838, МКИ B03C).

К недостаткам вышеописанных технических решений относится недостаточная эффективность сепарации из-за неоптимальной компоновки постоянных магнитов в магнитной системе, из-за этого создается магнитное поле с неоднородной напряженностью.

Известно также устройство магнитной сепарации мелкодисперсных слабомагнитных сыпучих продуктов, подачи сепарируемого продукта вдоль установленной вертикально магнитной системы, причем магнитные силы поля направлены по нормали к рабочей поверхности магнитов, магнитное поле действует на магнитную и немагнитную фракции, а приемники распределяют просепарированный продукт на магнитную и немагнитную фракции, при этом продукт подается потоками вдоль вертикальных зон действия максимальных магнитных сил, при этом каждый поток подают через устройство замедления скорости свободного падения продукта, а перемещение магнитной фракции продукта, осевшей на поверхность осаждения вдоль рабочей поверхности постоянных магнитов, осуществляют при помощи вибратора, (см. патент RU 2462316, B03C 1/26).

Недостатком описанного способа является наложение вибрации на поверхность осаждения продукта, что ведет к различному его перемещению в зависимости от крупности материала, ухудшению качества разделения магнитной и немагнитной фракции «пыли» отвального сталеплавильного шлака, увеличению материалоемкости устройства для реализации способа.

Известен (вертикально наклоненный) крутонаклонный конвейер (прототип) с магнитным удержанием ферромагнитных грузов (магнетитной железной руды, агломерата, окалины и т.д.), имеющий стандартную транспортирующую ленту, у которой под грузонесущей ветвью ленты установлены секции постоянных магнитов, которая создает в области ленты магнитное поле, притягивающее ферромагнитный груз к ленте и обеспечивающее его надежное движение по крутому наклону (см. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: учебное пособие для машиностроительных вузов. - 3-е издание, перераб. - М.: Машиностроение, 1983, стр. 151, рис. 4.41).

Недостатком прототипа является невозможность отделения магнитной и немагнитной мелкой фракции (от 0 до 4 мм) отвального сталеплавильного шлака с повышенным содержанием влаги.

Технической задачей изобретения является разработка конструкции конвейера крутонаклонного магнитного для разделения магнитной и немагнитной составляющей мелкой фракции (от 0 до 4 мм) отвального сталеплавильного шлака.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что конвейер крутонаклонный магнитный снабжен шахтной высокочастотной печью, а на всей рабочей поверхности транспортирующей ленты крутонаклонного конвейера закреплены постоянные магниты, имеющие коэрцитивную силу не менее 2900 кА/м, при этом транспортирующая лента охвачена бесконечной лентой из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, легированной немагнитной стали ЭИ 429, а выходная ветвь бесконечной ленты из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, легированной немагнитной стали ЭИ 429, опирается на отжимной ролик, снабженный регулировочным винтом для перемещения в горизонтальной плоскости, причем центр отжимного ролика размещен на расстоянии от двух до трех диаметров ведомого шкива от центра ведомого шкива, а угол между ветвью бесконечной ленты из немагнитного материала из дюраля Д16, Д19, легированной стали ЭИ 429 и рабочей поверхностью ведомой ветви транспортирующей ленты конвейера крутонаклонного с установленными на ней постоянными магнитами составляет от 30° до 45°, а конвейер крутонаклонный закреплен на шарнире и снабжен нажимным винтом для поворота конвейера крутонаклонного относительно вертикальной оси на угол от 0° до 15°, а приводной шкив конвейера крутонаклонного снабжен электродвигателем с регулируемой частотой вращения постоянного тока или электродвигателем переменного тока с регулируемой частотой тока.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой показано схематическое изображение предложенного конвейера крутонаклонного магнитного.

Конвейер крутонаклонный магнитный состоит (фиг. 1) из вертикальной шахтной высокочастотной печи 1, корпуса 2, шарнира 3, направляющих 4 для мелкой фракции отвального сталеплавильного шлака, состоящей из магнитных частиц 5 и немагнитных частиц 6, включает ведущий шкив 7 и ведомый шкив 8, охваченные бесконечной транспортирующей лентой 9, на рабочей поверхности 10 транспортирующей ленты 9 закреплены постоянные магниты 11, имеющие коэрцитивную силу более 2900 кА/м, и охваченные бесконечной лентой 12 из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, легированной немагнитной стали ЭИ 429. Выходная ветвь 13 опирается на отжимной ролик 14, снабженный регулировочным винтом 15, угол между выходной ветвью 13 и неприводной ветвью 16 конвейера крутонаклонного составляет от β=30°÷45°. Величина угла β принята на основании опытных данных. При угле β<30° ухудшается отделение магнитных частиц 5 от поверхности выходной ветви 13 бесконечной ленты 12 из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, легированной стали ЭИ 429. При угле β>45° увеличиваются габариты установки и возрастает ее стоимость, экономические затраты. Центр отжимного ролика 14 расположен на расстоянии от двух до трех диаметров ведомого шкива 8 от центра ведомого шкива. При расстоянии положения центра отжимного ролика меньше двух диаметров ведомого шкива от центра ведомого шкива 8 существенно приходится уменьшать диаметр отжимного ролика 14, чтобы обеспечить угол β>30°, что увеличивает износ отжимного ролика 14, а при положении центра отжимного ролика 14 на расстоянии более трех диаметров ведомого шкива 8 от центра ведомого шкива увеличиваются габариты установки и возрастают затраты на ее изготовление. С поверхности бесконечной ленты 12 из немагнитного материала магнитные частицы 5 падают в емкость 17. Регулировка конвейера крутонаклонного магнитного относительно вертикальной оси N-N на угол α=0°÷15°. Параметры угла α определены экспериментально. При угле α<0° ухудшается извлечение магнитных частиц 5 по причине снижения гравитационного давления магнитных частиц 5 на поверхность немагнитной ленты 12 из дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429, а при угле α>15° затрудняется прохождение немагнитных частиц 6 мелкой фракции отвального сталеплавильного шлака по поверхности бесконечной ленты 12 из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, легированной немагнитной стали ЭИ 429 по причине увеличения гравитационного давления. Параллельно поверхности бесконечной ленты 12 из дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429 установлен ленточный транспортер, состоящий из ведущего шкива 18 и ведомого шкива 19, охваченного бесконечной транспортерной лентой 20, а на ведущей ветви 21 транспортерной ленты 20 установлены вибраторы 22. Ведущий шкив 18 приводится во вращение от мотор-редуктора 23. Зазор "в" между поверхностью бесконечной ленты 12 из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, легированной стали ЭИ 429 и ведущей ветвью 21 ленточного транспортера регулируется винтами 24 в пределах от 5 до 20 наибольшего размера Δ₁ магнитных частиц 5 или наибольшего размера Δ₂ немагнитных частиц 6 отвального сталеплавильного шлака. При зазоре "в" между поверхностями ведущей ветви 21 ленточного транспортера и поверхностью бесконечной немагнитной ленты 12 из немагнитного материала 5 наибольшего размера "в" магнитных частиц 5 или Δ₂ немагнитных частиц 6 сталеплавильного шлака нарушается свободное падение немагнитных частиц 6 сталеплавильного шлака, а при зазоре "в" между ведущей ветвью 21 и поверхностью бесконечной ленты 12 из немагнитного материала более 20 наибольших размеров Δ₁ магнитных частиц 5 или Δ₂ немагнитных частиц 6 снижается мощность поля 25 постоянных магнитов 11 и качество извлечения магнитного концентрата. Приводной шкив 7 приводится во вращение электродвигателем 26 с регулируемой частотой вращения постоянного тока или двигателем переменного тока с регулируемой частотой, что, как известно из области техники, позволяет регулировать число оборотов электродвигателя. Немагнитные частицы 6 под действием собственного веса падают в емкость 17. Угол наклона конвейера крутонаклонного регулируется винтом 27. Корпус 2 конвейера крутонаклонного крепится к фундаменту болтами 28. В шахтной печи 1 действует коротковолновое излучение 29.

Конвейер крутонаклонный магнитный работает следующим образом.

Измельченная фракция отвального сталеплавильного шлака, состоящего из магнитных частиц 5 и немагнитных частиц 6, под собственным весом проходит через шахтную высокочастотную печь 1, где высокочастотным излучением 29 прогревает и просушивает их, и далее они поступают в направляющие 4, которые направляют мелкую фракцию в зазор "в" между поверхностью бесконечной транспортерной ленты 20, ведущей ветви 21 ленточного транспортера и поверхностью бесконечной ленты 12 из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429. Закрепленные на рабочей поверхности 10 транспортирующей ленты 9 постоянные магниты 11, имеющие коэрцитивную силу не менее 2900 кА/м, создают магнитное поле 25, которое захватывает магнитные частицы 5 и прижимает их к бесконечной ленте 12 из немагнитного материала из дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429, которая движется вверх вместе с постоянными магнитами 11, закрепленными на транспортирующей ленте 9 конвейера крутонаклонного, и магнитные частицы уносятся вверх против силы земного притяжению в сторону неприводного шкива 8, огибают его и попадают на выходную ветвь 13 бесконечной ленты 12 из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429, которая отклоняется отжимным роликом 14 на угол β=30°÷45° относительно рабочей поверхности 10 транспортирующей ленты 9. В результате действие магнитного поля 25, постоянных магнитов 11 становится близким к нулю и магнитные частицы 5 падают в емкость 17. Движение бесконечной ленты 12 из немагнитного материала из дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429 осуществляется за счет сил трения о поверхность постоянных магнитов 11, закрепленных на транспортирующей ленте 9 конвейера крутонаклонного, которая приводится в движение приводным шкивом 7, который, в свою очередь, приводится во вращение электродвигателем 26 постоянного тока или переменного тока с регулируемой частотой, что позволяет регулировать скорость вращения ведущего шкива 7 и, соответственно, скорость V₁ движения транспортирующей ленты 9 с закрепленными на ней постоянными магнитами 11 и бесконечной ленты 12 из немагнитного материала дюраля Д16, Д19, легированной немагнитной стали ЭИ 429. Это позволяет осуществлять управление объемами извлечения магнитных частиц 5 в зависимости от особенностей и характеристик мелкой фракции отвального сталеплавильного шлака. Положение отжимного ролика 14, определяющего угол β, устанавливается регулировочным винтом 15, а центр отжимного ролика 14 расположен на расстоянии от двух до трех диаметров ведомого шкива 8 и натяжным устройством конвейером крутонаклонным. Ленточный транспортер, состоящий из ведущего шкива 18, который приводится во вращение мотор-редуктором 23, и ведомого шкива 19, охваченного бесконечной транспортерной лентой 20, и расстояния "в" между поверхностями ведущей ветви 21 и поверхностью бесконечной ленты 12 из немагнитного материала из дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429, регулируется винтами 23 и 24. При этом зазор "в" изменяется от 5 наибольших размеров ∆₁ магнитных частиц 5 и Δ₂ немагнитных частиц 6 до 20 наибольших размеров Δ₁ магнитных частиц 5 и Δ₂ немагнитных частиц 6, что связанно с движением частиц отвального сталеплавильного шлака и отделением магнитных частиц 5 от немагнитных частиц 6, чему способствует противоположное со скоростью V₂ движение приводной ветви 21 ленточного транспортера, установленной вблизи приводной ветви 21, вибраторами 22, что исключает налипание немагнитных частиц 6 на поверхность ведущей ветви 21. При падении измельченного отвального сталеплавильного шлака, состоящего из магнитных частиц 6, магнитное поле 25 постоянных магнитов 11 извлекает магнитные частицы 5, прижимает их к поверхности бесконечной ленты 12 из немагнитного материала из дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429, которая уносит их вверх, затем магнитные частицы 5 попадают на выходную ветвь 13 бесконечной ленты 12 из немагнитного материала из дюраля Д16, Д19, немагнитной стали ЭИ 429, поверхность которой удаляется от постоянных магнитов 11, в результате магнитное поле 25 перестает удерживать магнитные частицы 5 и они падают в емкость 17. Положение конвейера крутонаклонного магнитного, закрепленного на шарнире 3, относительно вертикальной линии N-N на угол α=0°÷15° осуществляется винтом 27.

Предложенный конвейер крутонаклонный магнитный позволяет эффективно отделять магнитную и немагнитную составляющую измельченного отвального сталеплавильного шлака, получая концентрат с содержанием железа 65-70%, который эффективно используется в металлургии, и получать немагнитный материал с низким содержанием железа, который используется в строительстве, при сооружении дорог. Привод приводного шкива с двигателем постоянного тока и электродвигателем переменного тока с регулируемой частотой вращения позволяет регулировать число оборотов приводного шкива и за счет этого изменять скорость движения транспортирующей лентой с закрепленными на ней постоянными магнитами в зависимости от свойств мелкой фракции сталеплавильного шлака. Наличие вибраторов на ведущей ветви транспортера исключает непроходимость измельченной массы шлака, делает его работу устойчивой. Просушивание измельченного сталеплавильного шлака в шахтной высокочастотной печи позволяет перерабатывать мелкую фракцию отвального сталеплавильного шлака независимо от погодных условий и времени года.