Процеси та апарати в технології виробництва будівельних матеріалів

 

 

Таблиця 6

Планова продуктивність апаратів

Апарат	Клас	Вихідний матеріал	Верхній продукт	Нижній продукт
Грохіт попер.просій.на І стадії подрібнення	360	535,8	423,3	48,2
Конусна дробарка І стад.подрібн.		423,3		423,3
Грохіт попер.просій.на ІІ стадії подріб.	120	535,8	339,4	196,4
Роторна дробарка ІІ стад.подріб.		339,4		339,4
Грохіт попер.просій.на ІІІ стадії подріб.	40	535,8	295,8	240
Конусна дробарка ІІІ стад.подріб.		295,8		295,8
Коритна мийка		535,8	525	10,8
ГР для розподілу на фракції	20	525	201,9	323,1
Грохіт для розподілу  на щебінь і пісок	5	323,1	249,8	73,3
Гідрокласифікатор	0,63	73,3	67,5	5,8
Спіральний класифікатор 1	0,63	67,5	67,5	Вода
Спіральний класифікатор 2	0,16	5,78	5,78	Вода

3. Параметричний  розрахунок апаратів

В  залежності  від  виду  процесу,  характеристик  вихідного матеріалу  та  необхідного  продукту по технічним характеристикам  з довідникової літератури вибирають  відповідне обладнання. Склад та послідовність  виконання процесів приведені на технологічній схемі роботи подрібнювально-сортувального  заводу  (рис. 1). Характеристика  зернового  складу вихідного матеріалу і  продукту подрібнення після класифікації та миття наведені в таблиці 5, а планова продуктивність апаратів – в таблиці 6.

Для вибраного апарату  розглядаємо конструктивну та кінематичну  схему його роботи, виконуємо параметричний  розрахунок діючих процесів та визначаємо основні технологічні параметри.

Розрахунок кількості  обладнання  ведеться по організаційній продуктивності  апаратів: 

 

де – машинна продуктивність апарату при безперервній роботі, яка розрахована в проекті або взята з довідкової літератури;

   –  коефіцієнт  організації роботи апарату. 

Кількість паралельно діючих апаратів для виконання даного процесу  визначається за формулою:

 

де R – планова продуктивність апарату за годину.

3.1 Просіювання  матеріалів

Процес просіювання матеріалів  виконується  за  допомогою  грохоту. Щоб  запобігти переподрібненню  вихідного  матеріалу  на  всіх  трьох  стадіях  використовують  попереднє просіювання.  Згідно  рекомендаціям  на  першій  стадії  застосовують  нерухомий,  а  на  другій – інерційний похилий колосниковий грохіт. На третій стадії для попереднього і перевірочного просіювання   застосовують гіраційні похилі решітчасті грохоти. Після миття 

подрібнений матеріал розділяється на щебінь і пісок за допомогою  горизонтальних самобалансних грохотів оснащених дротяними ситами.

Характеристика  зернового  складу  вихідного матеріалу  при  просіюванні  розраховується в таблиці 4.

3.1.1 Типорозміри  грохотів

Типорозмір грохота вибирають  за максимальним розміром куска вихідного матеріалу  і планової продуктивності. Нерухомі колосникові грохоти виготовляють як нестандартне обладнання, вони виконують роль живильника дробарки. Рекомендовані технічні параметри нерухомих грохотів наведені в таблиці 7.

Таблиця 7

Технічні параметри нерухомих  грохотів

№	Показник	ГНВ5.1
1	Допустимий максимальний діаметр кусків вихідного матеріалу, мм	1150
2	Розміри поверхні просіювання: ширина В, мм довжина L, мм S,	1750 3500 6,125

 

По максимальному розміру  кусків вихідного матеріалу = 1080 мм для попереднього просіювання вибираємо нерухомий грохіт-живильник ГНВ-5.1 з розмірами поверхні просіювання 1750 х 3500. Розміри поверхні просіювання вібраційних грохотів із умови їх однотипності приймаємо такими ж. Марки прийнятих грохотів та розрахунок їх основних параметрів приводяться в таблиці 8.

3.1.2 Параметри  поверхні просіювання

Поверхня  просіювання  нерухомого  грохота-живильника  збирається  із  колосників, виготовлених із металевих рейок, з шириною  біля основи а = 0,5 і висотою = 1,15 а у вигляді веєра із розширенням 10…20 мм на 1 м довжини в сторону похилу грохота.

В місці падіння вихідного  матеріалу на всій ширині грохота встановлюється броньована плита товщиною 20…30 мм  і довжиною 800…1000мм. Площа поверхні просіювання, що не закрита броньованою плитою:  F=B(L-1)

a=0,5∙360=180 мм

=1,15∙180=207 мм

F=1,75∙(3,5-1)=4,375

 

Поверхня просіювання  інерційного грохота збирається із колосників, що виготовлені із прокату трапецеїдальної форми, з шириною верхньої основи а = 0,5 та шириною нижньої –= 0,25 і висотою = 3а.

a=0,5∙120=60 мм     

=0,25∙120=30 мм

=3∙60=180мм

F=1,75∙3,5=6,125

 

Решето  гіраційного  грохота  штампується  із металевого  листа  товщиною   = 0,3, відстань між квадратними отворами а = 0,5 . Поверхня просіювання усіх вібраційних грохотів однакова і становить:F=B∙L.

a=0,5∙40=20 мм     

=0.3∙40=12мм

F=1,75∙3,5=6,125

 

Сито самобалансного грохоту виготовляють із дроту діаметром а = 0,5  Поверхня просіювання усіх вібраційних грохотів однакова і

становить:  F=B∙L  .

а=0,5∙20=10 мм        

а=0,5∙5=2,5 мм        

F=1,75∙3,5=6,125

Рекомендований  кут  нахилу    поверхні  просіювання  нерухомого  грохота  складає 40…45  і підбираємо дослідним шляхом із умови безперервної подачі без завалу надрешітчатого  продукту  дробарки.  Для  інерційного  грохота   20…22 ,  для гіраційного   =15…18 . Самобалансний грохіт має горизонтальне сито. Кут нахилу напрямку  коливань до поверхні просіювання =35 .

3.1.3 Продуктивність  грохотів

Машинна продуктивність нерухомого грохоту 

, 

а для вібраційного

,

де  F  –  площа поверхні просіювання,    ;

–  ширина щілини між колосниками, мм;

q  –  питома продуктивність  поверхні просіювання, м/год; 

  –  коефіцієнт, що враховує кут нахилу грохота  (для горизонтальних грохотів  =1);

  –  коефіцієнт, що враховує процентний вміст  нижнього класу у вихідному  матеріалі; 

  –  коефіцієнт, що враховує вміст в нижньому  класі зерен, розмір яких менше  половини розміру отворів просіювання;

m  –  коефіцієнт, що  враховує  нерівномірність  живлення,  нерівномірність  зернового складу  матеріалу  і  тип  грохоту  (при просіюванні щебеню на  похилих  грохотах  m = 0,5, а на  горизонтальних – m = 0,65);

 

Організаційна продуктивність  грохоту , де – коефіцієнт організації роботи (0,86). Кількість паралельно діючих грохотів для виконання планової продуктивності: M=  , де Q – планова продуктивність грохоту, т/год.

 

Зерновий склад вихідного  матеріалу при просіюванні

1 – попереднє просіювання  на І стадії подрібнення гірської  маси 

=1080;  l = 360; =38

l/2=180; =62

 

2 – попереднє просіювання  на ІІ стадії подрібнення матеріалу 

=360; l = 120; =65

l/2=60; =85

3 – просіювання для  розподілу на фракції

=120; l = 40; =50

l/2=20; =72

4 – просіювання для  розподілу продукту подрібнення  на щебінь і пісок

=40; l = 20; =30

l/2=10; =67

5 – просіювання для  розподілу продукту подрібнення  на щебінь і пісок

=20; l = 5; =75

l/2=2,5; =87

Машинна продуктивність

Для нерухомого грохота: 

 

Для інерційного грохота:

6,1251,280,80,6750,5=398,5 т/год

Для гіраційного грохота:

6,1251,00,920,80,5=197 т/год

Для самобалансного грохота:

6,12511,080,8470,65=220,8 т/год

6,12510,770,660,65=34,2 т/год

Організаційна продуктивність грохота:

,

де  – коефіцієнт організації роботи (0,86)

Для нерухомого грохота: 

 

Для інерційного грохота: 

Для гіраційного грохота: 

Для самобалансного грохота:

 

 

Кількість паралельно діючих грохотів, для забезпечення планової продуктивності:

M=  , де Q – планова продуктивність грохоту, т/год.

Для нерухомого грохота:  М==0,16

Приймаємо 1 грохіт

Для інерційного грохота: М==1,56

 Приймаємо 2 грохоти

Для гіраційного грохота:М==3,16

Приймаємо 4 грохоти

Для самобалансних грохотів:

М==2,6                     М==10,98

Приймаємо 3 грохоти           Приймаємо 11 грохотів

3.1.4 Ефективність  просіювання

Ефективність просіювання  нерухомого грохоту становить 60…70%, а вібраційного E=ek₁`k<sub>2</sub>`k₃`, %, де е – еталонна ефективність (при просіюванні щебеню на похилому грохоті е = 86%, на горизонтальному – е = 89%).

Для інерційного грохота: Е = 86·0,95·0,925·0,9= 68,02 %

Для гіраційного грохота: Е = 86·1,01·0,97·0,94 = 79,20 %

Для самобалансних грохотів: Е = 89·1·1,02·0,959 = 87,06 %

                                                    Е = 89·1·0,88·0,9 = 70,49 %

3.1.5 Кінематичні  параметри грохота

Лінійна швидкість коливань короба із умови  самоочищення поверхні просіювання  похилого грохота становить 

, м/с, 

а для горизонтального грохота  , м/с.

Швидкість переміщення матеріалу  по нерухомому грохоту визначається із умови рівності товщини шару продукту, що надходить у грохот, максимальному розміру куска:

, м/с.

Швидкість переміщення матеріалу  по вібраційному похилому грохоту 

, м/с, 

по горизонтальному грохоту  , м/с.

 

Амплітуда коливань короба приймається  в межах 3…8 мм а частота визначається

 об/хв.

 

Для інерційного грохота:=0,938(м/с).

Для гіраційного грохота: =0,548(м/с).

Для самобалансного грохота:=0,691(м/с).

                                                =0,345(м/с).

Швидкість переміщення матеріалу  по похилому, нерухомому, колосниковому  грохоті:

.

Швидкість переміщення матеріалу  на вібраційних похилих грохотах:

 

На інерційному грохоті: .

 

На гіраційному грохоті: .

 

Швидкість переміщення  матеріалу на горизонтальному самобалансному грохоті:

 

.       .

 

Амплітуда коливань короба приймається в межах 3…8 мм. Приймаємо  амплітуду коливань 6мм.

 

Частота коливань короба: .

 

Для інерційного грохота: .

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

 

3.1.6 Розміри короба

Товщина шару вихідного матеріалу  на початку короба:

Для нерухомого грохота:

Для інерційного грохота:

Для гіраційного грохота:

Для самобалансного грохота:

         

 

Товщина шару надрешітного продукту в кінці короба: .

 

Для нерухомого грохота:

 

Для інерційного грохота:

 

Для гіраційного грохота:

 

Для самобалансного грохота:

 

 

Товщина шару підрешітного продукту в кінці короба: .

 

Для нерухомого грохота:

 

Для інерційного грохота:

 

Для гіраційного грохота:

 

Для самобалансного грохота:

 

 

Запас висоти бортів короба з урахуванням  процесу просіювання: .

Для нерухомого грохота:

 

Для інерційного грохота:

 

Для гіраційного грохота:

 

Для самобалансного грохота:

 

Висота короба: .

 

Для нерухомого грохота: .

 

Для інерційного грохота: .

 

Для гіраційного грохота: .

 

Для самобалансного грохота: .

 

Потужність двигуна вібраційних  грохотів: .

Для інерційного грохта: