ДСЛ (дробильно-сортировочной линии, полная записка)

ЗАПИСКА ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ 123.docx

1.Описание технологического процесса
Дробление – это процесс деления твердых тел характеризующийся уменьшением крупности отдельных частиц. Дробление в зависимости от размеров частиц продукта бывает крупным (100 – 350 мм) средним (40 – 100 мм) и мелким (5 – 40 мм).
В технологии строительных материалов к дроблению предъявляются следующие требования: получение заданного гранулометрического состава требуемой конфигурации частиц продукта и сохранение прочности материала. В данном курсовом проекте измельчение горной породы осуществляется конусными и щековыми дробилками. Они отличаются друг от друга конструкцией рабочего органа. В первом случае – это вращающийся конус а во втором – подвижная щека. Каждый вид дробилок обладает определенными характеристиками что позволяет при грамотном выборе типоразмера наиболее эффективно перерабатывать материал отличающийся по крупности и пределу прочности на сжатие. При выборе дробильного оборудования также учитывается степень измельчения исходного материала которую способна обеспечить дробилка.
Сортировка - это механическая классификация (разделение) материала по размерам частиц. В проектируемой дробильно-сортировочной линии (ДСЛ) сортировка осуществляется грохочением – просеиванием продукта дробления (горной породы) в специальных аппаратах - грохотах. Колосниковые грохоты предназначены для т.н. предварительного грохочения – выделения из исходного продукта фракций не подлежащих дроблению. Для контрольного (промежуточного) и окончательного (товарного) грохочения используют наклонные инерционные виброгрохоты легкого и среднего типов. Контрольное грохочение предназначено для анализа гранулометрического состава продукта дробления а окончательное – для разделения продукта на товарные фракции и отсев.
Технологический процесс переработки нерудных строительных материалов в готовый продукт (щебень гравий) включает как стадию дробления так и сортировку. Поэтому структурная схема проектируемой ДСЛ состоит из колосникового грохота двух дробилок (для среднего и мелкого дробления) двух односитовых и одного двухситового грохота. Для оптимизации работы данной линии необходимо соблюдение ряда условий:
- дробилки должны быть загружены наиболее полно (рекомендуемая загрузка 85-90%);
- объем материала поступающего на додробление (возврат) должен быть наименьшим;
- объем фракции готового продукта для каждой стадии измельчения должен быть наибольшим.
Одна из дробилок в данной технологической схеме ДСЛ работает в замкнутом цикле то есть часть материала выходящего из дробилки имеющая размер фракции по крупности больше ячейки сита грохота возвращается назад на дробление. Этот материал будет дробиться до тех пор пока размер фракции по крупности не станет меньше или равен размеру ячейки сита грохота. На товарном или окончательном грохочении поступающий материал сортируется на фракции готовой продукции которые являются основным товаром данной ДСЛ.
Структурно-математическое описание ДСЛ
На рисунке 1 представлена структурно-технологическая схема ДСЛ с двумя стадиями измельчения материала. Перерабатываемая горная масса поступающая на ДСЛ – сланец глинистый имеет максимальный размер кусков D= 710 мм; фракция готового продукта ( 10 – 20 ) (20 – 40) мм; прочность материала на сжатие = 25 – 40 мПа.
Рисунок 1 – Структурно-технологическая схема ДСЛ с двумя стадиями измельчения материала.
Q- часовая производительность ДСЛ Q= 200 м3ч; V1 V2 V11 – материальные потоки м3ч; 10 20 40 – ячейки сит (границы фракций) мм.
1. Определение фракционного и качественного состава материальных потоков
Фракционный и качественный состав материальных потоков:
V1 = V(bк – 710) мм
V2 = V(0 – bк) мм Недроблёная Горная масса = 25 – 40 мПа
V6 = V(40 – dmax1) мм продукт дробления 1-й стадии измельчения
V8 = V(0 – dmax2) мм
V9 = V(40 – dmax2) мм продукт дробления 2-й стадии измельчения
V11 = V(0 – 10) мм отсев
V12 = V(10 – 20) мм готовый продукт
Где dma bк – ширина щели колосникового грохота мм;
Vi объем перерабатываемого материала м3ч.
2.Материальный баланс
Количество уравнений локальных материальных балансов стадий грохочения и дробления составляет 7.
Уравнение материального баланса колосникового грохота 3:
Уравнение материального баланса односитового грохота 4:
Уравнение материального баланса 1-й стадии дробления:
Уравнение материального баланса 2-й стадии дробления:
Уравнение материального баланса односитового грохота 5:
Уравнение материального баланса односитового грохота 6:
Уравнение материального баланса двухситового грохота 7:
V3+ V10 + V7 = V11 + V12 + V13
Общее число материальных потоков nv = 13 из них количество потоков нижнего класса составляет 6: V2 V3 V7 V10 V11 V12
где J0-bk J0-10 J0-40 J10-20 J20-40 – процентное содержание соответствующих фракций недробленой горной массы %.
J 0-40 J 10-20 J 20-40 – процентное содержание соответствующих фракций продукта дробления 1-й стадии измельчения %.
Ек Е10 Е20 Е40 – эффективность грохочения ( соответственно для колосникового грохота и наклонных ситовых грохотов при сортировке горной массы и продукта дробления)%. Для предварительных расчетов рекомендуется принимать : Ек = 90 %; Еij (Еij) = 90 %.
Совместное решение уравнений дает следующий результат:
Совместное решение уравнений и дает уравнение для расчета объема поступающего на стадию работающую в замкнутом цикле измельчения:
Расчет стадии предварительного грохочения
Типоразмер колосникового грохота выбирается по значения максимального куска горной массы поступающей на предварительное грохочение.
Для правильного определения ширины щели между колосниками рекомендуется определить гранулометрический состав исходной горной массы оформив его в виде таблицы.
Относительная круность
Среднеарифметический размер фракции Dср мм
Процентное содержание J%
Средневзвешенный размер частиц горной массы мм:
Где Dср jj – сореджание фракции нижнего класса (Di – Dj) %:
Где Dj – текущее значение верхней границы требуемой фракции мм;
Dмах – заданное значение максимального размера куска горной
По значению размера максимального куска горной породы Dmax=710 мм примем типоразмер колосникового грохота ГИТ-32.
Техническая характеристика ГИТ-32:
Вид просеивающей поверхности
Ширина между колосниками мм
Размеры просеивающей поверхности мм
Наибольшая крупность исходного материала мм
Мощность электродвигателя кВт
Ширину щели между колосниками bk определим из следующих условий :
bк= (50 – 250) мм bк= (50 – 250) мм
bк= (01 – 03)Dmax мм => bк= (71 – 213) мм (2.15)
bк = (20 – 40)d3 мм bк= (80 – 160) мм
J0 - bк = (20 – 50)%
где J0 – bк – содержание фракции нижнего класса (0 - bк)%; d3 – верхняя граница фракций готового продукта мм.
После составления численных интервалов назначается значение шириты между колосниками (кратное 10 мм) которое проверяется по условию 2.15 на содержание фракции нижнего класса J0 – bк .
При Dmax = 710 мм d3 = 40 мм принимаем значение bк = 90 мм что соответствует содержанию нижнего класса 49% (для недробленой горной массы при сж 80 МПа)
V1 = Qчас – V2 = 200 – 882 = 1118 м3ч
V4 = V2 – V3 = 882 – 666 = 216 м3ч
Расчет и выбор дробильного оборудования
Выбор типа дробильного оборудования осуществляется по прочности на сжатие перерабатываемой горной массы и степени измельчения материала реализуемой в выбираемом типе дробилок.
Выбор типоразмера дробилки осуществляется по значению максимального размера частиц в потоках поступающих на измельчение.
Максимальный размер частиц Dмах = 710 мм
1. Расчёт 1-й стадии измельчения
) Для первой стадии измельчения материала сделаем расчёт валковой дробилки.
Предел прочности на сжатие сж = 25 – 50 МПа
Технические характеристики ДДЗ-16:
Наибольшая крупность исходного материала [Dmax] мм
Номинальная ширина разгрузочной щели в фазе раскрытия [b] мм
Диапазон регулирования разгрузочной щели мм
Частота вращения валков (n) с-1
Мощность электродвигателя (Ngp) кВт
Диапазон регулирования разгрузочной щели: (30-80)мм. Определим производительность дробилки для различных значений ширины разгрузочной щели: наименьший – 130 мм средний – 165 мм наибольший – 200 мм.
где kн – коэффициент учитывающий прохождение материала без измельчения (1 стадия – kн=105)
kи– коэффициент измельчения (kи= 05)
LвDв – длина и диаметр валка м
n – частота вращения эксцентрикового вала (число качений) с-1
а – величина зазора между валками м.
Определим требуемое количество дробилок для 1-й стадии измельчения шт:
Где Qi – производительность при данной ширине разгрузочной щели
Рабочая загрузка дробилки при различных значениях ширины разгрузочного отверстия %:
Определим объём фракций готового продукта после 1-й стадии измельчения:
Для определения оптимального значения ширины разгрузочной щели bопт построим графические зависимости числа дробилок Zдр объёма фракций готового продукта Vгп от ширины разгрузочной щели.
Рисунок 2.1 – График зависимости числа дробилок Zдр объёма фракций готового продукта Vгп от ширины разгрузочной щели.
Из условия выбора оптимального значения ширины разгрузочной щели принимаем bопт =130мм.
сделаем расчёт щековой дробилки.
Принимаем ЩДП-9х12 (СМД-11А).
Технические характеристики ЩДП-9х12 (СМД-11А):
Размеры приемного отверстия мм:
Частота вращения эксцентрикового вала (n) с-1
Масса без электродвигателя М др. т
Габаритные размеры мм:
Рисунок 2.2 – График зависимости числа дробилок Zдр объёма фракций готового продукта Vгп от ширины разгрузочной щели.
Из условия выбора оптимального значения ширины разгрузочной щели принимаем bопт =250мм.
Определим удельное значение мощности кВт.чм3 и массы т.чм3:
Составим таблицу показателей дробилок:
Максимальный размер частиц выходящих после 1-й стадии дробления:
Исходя из данной таблицы и РЗ и принимаем для 1-й стадии измельчения щековую дробилку типа ДДЗ-16.
V6 = V5 – V7 = V1 - V7 = 1118 – 4472 = 6708
2. Расчёт 2-й стадии измельчения
Выбор типоразмера дробилки для 2-й стадии измельчения осуществляется по максимальному размеру куска поступающего на измельчение. Максимальный кусок поступающий после предварительного грохочения bк =100 мм. Следовательно Dmax для 2-й стадии измельчения принимаем равным 100 мм. Примем для расчёта 2-й стадии измельчения валковую дробилку.
Технические характеристики ДДЗ-6:
Диапазон регулирования разгрузочной щели: (30-80)мм. Определим производительность дробилки для различных значений ширины разгрузочной щели: наименьший – 30 мм средний – 55 мм наибольший – 80 мм.
Объем материала поступающего на додробление (возврат):
Определим требуемое количество дробилок для 2-й стадии измельчения шт:
Определим объём фракций готового продукта после 2-й стадии измельчения:
Для определения оптимального значения ширины разгрузочной щели bопт построим графические зависимости числа дробилок Zдр объёма фракций готового продукта Vгп и возврата Vв от ширины разгрузочной щели:
Рисунок 3.1 – График зависимости числа дробилок Zдр объёма фракций готового продукта Vгп объёма возврата Vв от ширины разгрузочной щели.
Из условия выбора оптимального значения ширины разгрузочной щели принимаем bопт =55 мм.
) Принимаем ЩДС-11 25х4:
Размеры приёмного отверстия мм:
Угол захвата (α) град
Масса без электродвигателя (Mgp) т
Габаритные размеры м:
Диапазон регулирования разгрузочной щели: (20-60)мм. Определим производительность дробилки для различных значений ширины разгрузочной щели: наименьший – 20 мм средний – 40 мм наибольший – 60 мм.
Рисунок 4 – График зависимости числа дробилок Zдр объёма фракций готового продукта Vгп объёма возврата Vв от ширины разгрузочной щели.
Из условия выбора оптимального значения ширины разгрузочной щели принимаем bопт =20мм.
Исходя из данной таблицы и РЗ принимаем для 1-й стадии измельчения щековую дробилку типа ДДЗ-16.
Выбор и расчёт сортировочного оборудования
Для определения типоразмеров грохотов определим все материальные потоки:
Типоразмер грохота определяется по требуемой площади поверхности сита Fтр м2.
где Vc – объём материального потока поступающего на м3ч.
m – коэффициент учитывающий размер и форму сортируемых частиц и тип используемого грохота;
k1 – коэффициент учитывающий влияние угла наклона сита к горизонту;
k2 – коэффициент учитывающий процентное содержание фракций нижнего класса в исходном материале;
k3 – коэффициент учитывающий влияние процентного содержания в нижнем классе частиц меньше размера ячейки сита.
)Рассчитаем сито односитового грохота №4 с ячейкой сита 40 мм.
По значению требуемой площади Fтр = 227 м2 принимаем грохот ГИC-22 (С-861). Техническая характеристика ГИC-22 (С-861). представлена в таблице 5.1:
Угол наклона сита град
Определим расчётное количество сит для сортировки потока шт:
где Fc – площадь поверхности сита выбираемого грохота м2;
Определим рабочую загрузку %:
где Z – принятое количество сит (целая величина) шт;
Полученная рабочая загрузка не удовлетворяет условию (РЗ=80-90%). изменяем угол сита α=18о до α=19о .
Полученная рабочая загрузка удовлетворяет условию (РЗ=80-90%). оставляем угол сита α=19о .
)Рассчитаем сито односитового грохота №5 с ячейкой сита 40 мм.
По значению требуемой площади Fтр = 4372 м2 принимаем грохот ГИC-42 (СМД-148). Техническая характеристика ГИC-42 (СМД-148) представлена в таблице 5.1:
Полученная рабочая загрузка не удовлетворяет условию (РЗ=80-90%). изменяем угол сита α=18о до α=17о .
)Рассчитаем сито односитового грохота №6 с ячейкой сита 40 мм.
По значению требуемой площади Fтр = 351 м2 принимаем грохот ГИC-32 (С-740). Техническая характеристика ГИC-32 (С-740) представлена в таблице 5.1:
)Рассчитаем сито с ячейкой 20 двухситового грохота №7
По значению требуемой площади Fтр = 9286 м2 принимаем грохот ГИC-62 (СМД-125). Техническая характеристика ГИC-62 (СМД-125) представлена в таблице 6.1:
)Рассчитаем сито с ячейкой 10 двухситового грохота №7
По значению требуемой площади Fтр = 9557 м2 принимаем грохот ГИC-62 (СМД-125). Техническая характеристика ГИC-62 (СМД-125) представлена в таблице 6.1:
Определение эффективности грохочения
Эффективность грохочения определяется по формуле:
где e0 – эталонное значение эффективности грохочения для средних условий зависящих от размеров частиц и направления вала вибратора;
k'1 – коэффициент учитывающий влияние угла наклона сита к горизонту;
k'2 – коэффициент учитывающий влияние процентного содержания фракций нижнего класса в исходном материале;
k'3 – коэффициент учитывающий влияние процентного содержания в нижнем классе частиц менее 05 размера ячейки сита.
Эффективность грохочения будем определять для двух направлений вращения вала вибратора
) Грохот №4 с ячейкой сита 40 мм.
При прямом вращении вала вибратора:
При обратном вращении вала вибратора:
) Грохот №5 с ячейкой сита 40 мм.
) Грохот №6 с ячейкой сита 40 мм.
) Грохот №7 с ячейкой сита 20 мм.
) Грохот №7.1 с ячейкой сита 10 мм.
Определенные значения эффективности грохотов заносим в таблицу
Угол наклона сита град.
Значение эффективности E %
В целом эффективность грохочения находится в пределах допустимого. Для улучшения эффективности грохочения нужно: изменить направление вращения вала вибратора всех грохотов (в связи с более высоким значением эффективности при обратном вращении) также можно уменьшить угол наклона всех грохотов что приведёт к увеличению значения поправочного коэффициента который в свою очередь увеличит значение эффективности грохочения но приведёт к увеличению количества сит а следовательно и количества грохотов что с экономической точки зрения - невыгодно.
Направление вращения вала вибратора
Определение степени измельчения
Для определения степени измельчения определим фракционный состав продуктов измельчения 1-й и 2-й стадий дробления.
Фракционный состав после 1-й стадии измельчения:
Относительная крупность
Среднеарифметический размер фракции мм
Процентное содержание Ji%
Линейная степень измельчения после 1-й стадии:
Линейная степень измельчения после 2-й стадии:
Общая линейная степень измельчения материала:
Объёмная степень измельчения материала:
Технологические рекомендации по эксплуатации ДСЛ.
Эксплуатация ДСЛ должна осуществляться в соответствии с “Правилами по технике безопасности и производственной санитарии”.
Все движущиеся части механизмов а также электрическая аппаратура должны быть надежно ограждены. Обслуживание дробилок транспортирующих и погрузочно-разгрузочных механизмов осуществляется в соответствии с правилами безопасной работы разрабатываемыми для каждой установки. Дробилки оборудуются системами звуковой и световой сигнализации обеспечивающими двухстороннюю связь площадок для обслуживания приемных и транспортирующих устройств с пультом управления. Для безопасного ведения ремонтных работ предусматриваются соответствующие подъемно-транспортные устройства.
Материал в дробилку подают только после ее пуска и набора полных оборотов ротора. Перед остановкой должен быть полностью выработан материал из бункера и питающих устройств.
В сортировочных отделениях необходимо предусматривать защиту рабочего персонала и оборудования от вибрационного воздействия и шума. В целях нормализации параметров воздуха все существующие производственные помещения оборудуются системами искусственной вентиляции (при необходимости работающие обеспечиваются средствами индивидуальной защиты). Распространению пыли препятствует также герметизация мест пылевыделения отсос воздуха из бункеров дробилок. Очистка воздуха производится с помощью рукавных или электрофильтров.
Для повышенной эффективности измельчения необходимо выполнение следующих пунктов:
) Рациональная организация процесса измельчения. Она должна предусматривать оптимальные условия для выполнения всех стадий разрушения материала: частицы материала должны подвергаться силовому воздействию разнонаправленных нагрузок действующих внутри материала; одновременно для роста внутренних напряжений частиц должны подвергаться многократному комбинированному воздействию; соотношение действующих нагрузок должно определяться физико-механическими свойствами материала и др.
) Использование и управление свойствами среды в которой протекает измельчение.

технологическая схема ДСЛ_1.dwg

характеристика ддз-16
характеристика ЩДП-9х12(СМД-11А)
характеристика ддз-6
характеристика ЩДС-11.2
технологическая схема ДСЛ