Плавильная печь

Для загрузки базальта в  печь применяют винтовой конвейер (см. рис. 2). Винтовые конвейеры выполняют горизонтальными или пологонаклонными под углом до 20° (основной тип) и вертикальными или крутонаклонными. К ним можно также отнести винтовые транспортирующие трубы. Эти три вида винтовых конвейеров имеют как сходные, так и отличительные конструктивные характеристики, но особенно отличаются друг от друга по принципу действия, рассматриваемому ниже.

Винтовые конвейеры  применяют для транспортирования  пылевидных, порошкообразных и реже — мелкокусковых насыпных грузов на сравнительно небольшое расстояние (обычно до 40 м по горизонтали и до 30 м — по вертикали) при производительности обычно до 100 т/ч в химической и мукомольной промышленности и на предприятиях строительных материалов.[3]

Винтовыми конвейерами  нецелесообразно транспортировать липкие и сильно уплотняющиеся, а также высокоабразивные грузы.

К преимуществам винтовых конвейеров относятся простота устройства и несложность технического обслуживания, небольшие габаритные размеры, удобство промежуточной разгрузки, герметичность, что особенно важно при перемещении      пылящих,      горячих и остропахнущих грузов. Недостатками винтовых конвейеров являются связанный со способом перемещения высокий удельный расход энергии, значительное истирание и измельчение груза, повышенный износ винта и желоба, а также чувствительность к перегрузкам, ведущая к образованию внутри желоба (особенно у промежуточных подшипников) скопления грузов.

В данном случае применяется  горизонтальный винтовой конвейер.

Горизонтальный (или пологонаклонный) винтовой конвейер состоит из винта в виде расположенного в подшипниках продольного вала с укрепленными на нем винтовыми витками, желоба с полуцилиндрическим днищем, в котором винт размещен соосно, и привода (электродвигатель и редуктор), вращающего винт. Насыпной груз подается в желоб через одно или несколько отверстий в его крышке и при вращении винта скользит вдоль желоба, подобно тому, как движется по винту гайка, удерживаемая от совместного с ним вращения. Совместному вращению груза с винтом препятствует сила тяжести груза и трение его о желоб. Разгрузка желоба производится через одно или несколько отверстий в днище, снабженных затворами.

Винт конвейера выполняют  с правым или левым направлением спирали, одно-, двух- или трехзаходным. Поверхность винта может быть сплошной, ленточной или прерывистой в виде отдельных лопастей фасонной формы. Винт со сплошной поверхностью применяют преимущественно при перемещении сухого мелкозернистого и порошкового насыпного груза, не склонного к слеживанию; с ленточной, лопастной и фасонной — при перемещении слеживающихся грузов. Кроме того, лопастный и фасонный винты используют в тех случаях, когда при перемещении груза должен быть выполнен еще и определенный технологический процесс, например интенсивное перемешивание.

Витки полностенного  и ленточного винта изготовляют  штамповкой из стального листа или полосы, а затем приваривают к валу. Спираль ленточного и лопасти лопастного винта укрепляют на стерженьках, пропускаемых через просверленные в валу отверстия.

Вал винта, состоящий  для удобства сборки из отдельных  секций, может быть сплошным или  трубчатым. Трубчатые валы имеют меньшую массу, и их более удобно скреплять между собой с помощью вставляемых по концам коротких соединительных валиков. Вал винта лежит в промежуточных и концевых подшипниках. Промежуточные подшипники подвешиваются сверху на укрепленных   на   желобе   поперечных планках. Они должны иметь по возможности малые диаметр и длину (так как витки винта на эту длину приходится прерывать), а также надежное уплотнение во избежание загрязнения частицами груза. Нередко это подшипники скольжения, в которых вращаются соединительные валики. Смазка к подшипникам подводится по трубкам от пресс-масленок, расположенных сверху на планках. Концевые подшипники укрепляют в торцовых стенках желоба. Один из них делают упорным и устанавливают обычно со стороны, в которую перемещается груз, для восприятия действующей вдоль вала осевой растягивающей силы.[3]

 

4.2 Расчет параметров питателя

По данным разрабатываемой  печи, установим, что производительность печи 25 кг/ч, длина конвейера 2 м, транспортируемый материал – базальт.

Производительность винтового  конвейера рассчитывается по формуле:

,  (1)                                                                  

где D – диаметр винта, м;

      t –   шаг винта, м;

      п –  частота вращения винта, об/мин;

      ρ –  плотность транспортируемого материала,  т/м3;

      С –  поправочный коэффициент, зависящий  от угла наклона конвейера  β, при β = 0º ,принимаем С  = 1;

      ψ   – коэффициент наполнения поперечного  сечения винта, ψ = 0,125 [4].

В нормальных условиях работы рекомендуется шаг винта t принимать  равным диаметру винта D [4]. Плотность  базальта  берем из справочника  ρ = 20 кг/м3. Рекомендуемое число оборотов винта выбираем по ГОСТ 2037-65  п = 50 об/мин.

Из формулы (1) получим  формулу для расчета диаметра винта:

         (2)

.

 

Определение мощности на валу винта

Мощность на валу винта  определяют по формуле [3]:

,      (3)

где  L_Г – горизонтальная проекция длины конвейера, м;

W – опытный коэффициент  сопротивления при движении груза  по желобу [3], W = 4;

k – коэффициент, учитывающий  характер перемещения винта, k = 0,2;

qК  – погонная  масса вращающихся частей конвейера,  кг/м;

u – осевая скорость движения груза, м/с;

wВ – коэффициент сопротивления движению вращающихся частей конвейера, при подшипниках качения wВ = 0,08.

     (4)

                                                        (5)

 

Определение мощности и выбор электродвигателя

Мощность двигателя  определяется с учетом КПД механизма:

,   (9)

где h – механический КПД привода

,  (10)

где h_м – кпд муфт, hм.=0,98;

h_ред – кпд двухступенчатого редуктора, h_ред= 0,96. 

 

 

По ГОСТ 19523-81 выбираем асинхронный электродвигатель типа: 4АМ80А6У3 с номинальной мощностью 0,75 кВт и асинхронной частотой вращения n_дв.ном.= 1000мин^-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Указания по технике безопасности при плавлении базальта в ванной печи

5.1 Мероприятия по оздоровлению условий труда

Создание здоровых условий  труда при плавлении в ванной печи обеспечивается устройством вентиляции и проведением комплекса следующих мероприятий.

На колошниковых площадках, изолированных от других участков плавильного  отделения, оборудуют общеобменную вентиляцию в виде вытяжки через  открывающиеся окна, у загрузочных  окон плавильной печи устраивают установки воздушного душирования и индивидуальные вытяжные зонты. Установки воздушного душирования устанавливают также на участках обслуживания печи, т. е. у желоба выдачи расплава. Участки сушки и подогрева разливочных ковшей снабжают системой общеобменной вентиляции, а также зонтами с механической вытяжкой теплого воздуха и газов.

В плавильных отделениях цехов широко применяют прогрессивные  методы плавки в среде нейтральных газов и используют усовершенствованные конструкции ванных печей. Такие вагранки отличаются малым выделением тепла и газа.

При плавлении базальта применяется также ряд специальных мер, направленных на сохранение здоровья работающих. К ним относятся особый режим труда, при котором работа в течение смены чередуется с перерывами для отдыха в специально оборудованных комнатах, внеочередное снабжение рабочих путевками в санатории и дома отдыха и др. Рабочие плавильных отделений имеют право выхода на пенсию по достижении 50-летнего возраста.

 

5.2 Правила безопасного проведения работ

Безопасность труда при плавке базальта обеспечивается правильной эксплуатацией ванной печи и подъемно-транспортного оборудования, точным, соблюдением технологических режимов, подготовки печи к работе и плавки базальта. Нарушение этих условий может привести к серьезным авариям, взрыву и выводу из строя оборудования, стать причиной очень серьезных травм.

Учитывая это, при плавлении в ванных печах проводят следующий комплекс мероприятий:

- для снижения загазованности и предупреждения возможности взрыва вагранки снабжают пылеочистными устройствами и системами дожигания отходящих газов;

- чтобы обеспечить оптимальный режим плавки, плавильные установки оборудуют центральными пультами, имеющими аппаратуру контроля и корректирования параметров плавильных процессов;

- процессы загрузки базальта в ванную печь выполняются специальными автоматически действующими механизмами;

- при ремонте ванной печи температура в рабочем пространстве печи не должна превышать 50°С, для освещения используют только низковольтные (12 В) переносные лампы с бронированным проводом и защитной сеткой, после каждого ремонта тщательно контролируют качество его выполнения и полноту просушки футеровки рабочего пространства и желоба ванной печи;

- безопасность выдачи расплава из ванной печи достигается тщательной подготовкой и просушкой футеровки желоба ванной печи и разливочных ковшей;

- особое внимание обращают на состояние полов участков разливки и подготовку инструментов, так как ожоги рабочих чаще всего происходят искрами и брызгами расплава, образующимися при соприкосновении расплава с влагой пола, с влажным или ржавым инструментом;

- основным мероприятием по предупреждению травматизма при плавке базальта является снабжение рабочих специальной одеждой и средствами индивидуальной защиты.

Особая осторожность и соблюдение правил техники безопасности требуются при выпуске расплава из печи. При выполнении этой операции необходимо очистить площадку перед желобом от посторонних предметов, удалить от желоба посторонних людей, убедиться в готовности ковшей к приемке расплава, установить ковш точно под желоб так, чтобы струя расплава не лилась мимо ковша или на его борт.

Заполнять ковш расплавленным базальтом следует не более чем на 7/8 его высоты и так, чтобы уровень расплава в нем был ниже высоты кромки ковша не менее чем на 100 мм; летку вагранки следует заделывать глиняной пробкой, закрепленной на конце стальной штанги длиной не менее 1,8 м, пробки должны изготовляться из глины нормальной влажности и иметь правильную форму усеченного конуса, при выпуске расплава базальта запрещается стоять против летки или сбоку от нее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Для примера новых материалов возьмём одну из свежих разработок - регенерирующие маты. Они могут быть использованы для удаления излившихся нефтепродуктов с поверхности воды и почвы. Это волокнистый гидрофобизированный сорбент на основе базальтовых волокон, который обладает свойством почти полной регенерации. На практике это выглядит так: на месте, где по причине аварии была разлита нефть, повляется специальное спасательное судно и спускает на воду, покрытую нефтью, маты размером 1х5 м, которые сорбируют нефть. У них удивительная впитываемость: 10 кг сорбента вбирает до 500 кг нефтепродуктов. Затем, простым отжиманием (допустим, через валки или центрифугу) нефть сливается, причем она сохраняет все свои свойства и ее можно пускать в производство. Маты можно применять не только на воде, но и на почве. Кроме того, такие маты долговечны и после выжигания могут быть использованы еще многократно. Таких примеров можно привести очень много. Мы находимся только в самом начале захватывающего пути, и впереди нас ждет много неожиданых открытий. Несмотря на трудности в работе, новые материалы продолжают исследовать вопросы, касающиеся молекулярного производства композиционных материалов. Цель такой работы — создание новых технологий и материалов с совершенно новыми уникальными свойствами, которые смогут изменить все наши представления о свойствах вещества, позволят строить до сих пор невиданные конструкции здании, инженерных сооружении. Новые виды транспорта сделают наши путешествия более комфортными, быстрыми, безопасными. Благодаря будущим материалам, наши жилища станут удобнее, экологичнее, экономнее по энергопотреблению. Техника будущего, созданная из новых материалов по новым технологиям, позволит решать более сложные задачи по изучению и освоению окружающего нас мира.

 

 

Список использованной литературы

1. Основы производства базальтовых волокон и изделий, – Д.Д. Джигирис, М. Ф. Махова, - Москва: «Теплоэнергетик», - 2002г.
2. Металлургические печи, том 2 – А. И. Ващенко, М. А. Глинков, - Москва: «Металлургия», - 1964г.
3. Транспортирующие машины, - А. О. Спиваковский, В. К. Дьячков, - Москва: «Машиностроение», - 1983г.
4. Машины непрерывного транспорта, - Зенков Р.Л., Ивашков И.И., Колобов Л.Н., -  Москва: «Машиностроение», 1987г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения