ГЛАВА V ПОДГОТОВКА КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОКРЫТИЙ (1956 год)

ГЛАВА V ПОДГОТОВКА КОМПОНЕНТОВ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОКРЫТИЙ (1956 год)

Разгрузка материалов и отбор контрольных проб. Как уже

отмечалось, компоненты электродных покрытий доставляются на завод в кусках различной крупности или в виде порошков.

В состав электродных покрытий входят компоненты в виде порошков определенного гранулометрического состава в результате соответствующей обработки материалов (табл. 23).

Укладка материалов и взятие контрольных проб. Поступающие на завод компоненты разгружаются в приемные бункеры, а также на ровную площадку склада, покрытую чугунными плитами или толстыми сваренными между собой стальными листами.

Выделяющаяся в большом количестве пыль при разгрузке компонентов осаждается путем разбрызгивания воды.

Тут же отбирается средняя проба для производства контрольного химического состава компонентов и эталонного контроля.

Затаренные компоненты разгружаются и складываются в штабели. От них также отбирается средняя проба для производства контрольных операций.

Только после получения удовлетворительных результатов контрольных проверок средних проб компоненты могут быть пущены в производство.

Промывка загрязненных компонентов. Кусковые и крупнозернистые компоненты в случае их поверхностного загрязнения подаются на механическую промывку в агрегатах типа обычных гравиемоек либо, при относительно небольшом расходовании компонентов, — на промывку водяной струей на ситах.

После промывки компоненты загружаются в расходные бункеры, оборудованные стоками воды.

Сортировка кусковых компонентов по внешнему виду. Ряд рудоминеральных компонентов, поступающих на производство в виде кусков, содержит в исходном состоянии посторонние включения: глинозем — в плавиковом шпате, включения кварца — в полевом шпате и т. п.

При большой засоренности кусковых компонентов посторонними включениями они рассортировываются и до удаления посторонних включений в производство не допускаются.

Таблица 23
Схема технологии обработки материалов, входящих в электродные покрытия

Высушивание компонентов. В компонентах минерального происхождения, в различных химикатах и органических соединениях содержится гигроскопическая вода либо химически связанная вода.

Для каждого вида материалов — компонентов — установлены пределы влажности, выше которых затрудняется тонкое измельчение в шаровых мельницах сухого помола и просев его на тонких ситах.

Компоненты, содержащие гигроскопическую влагу выше установленного предела, в процессе дробления прилипают к стенкам шаровых мельниц и к шарам.

Просев влажных компонентов после тонкого их измельчения через сита почти невозможен из-за замазывания отверстий сетки и взаимного прилипания мелких зерен друг к другу.

Опытным путем установлена следующая допустимая влажность в % компонентов перед тонким дроблением:

для кварцевого песка, маршалита, титанового концентрата, каолина, мела и подобных им компонентов ... До 0,4

для гематита, титаномагнетитовой руды, перовскита, ферросплавов после мокрого пассивирования и других подобных им компонентов................До 0,5

для марганцевой руды, глуховецкого каолина .... До 0,75

В связи с этим перед тонким измельчением проводится сушка компонентов (кроме компонентов органического происхождения) при температурах 300—400°.

В результате из-за испарения излишней влаги обнаруживается убыль веса компонентов от 5 до 11 %.

После сушки каолина и маршалита потери веса партии компонентов достигают в отдельных случаях до 25%.

Для приближенного вычисления потерь при высушивании компонентов используются средние величины влажности компонентов в исходном состоянии в %:

для гематита.........................10

„ титанового концентрата ................. 10

„ титаномагнетитовой руды ................8

» ильменита ........................ 8

„ марганцевой руды....................10

„ мела кускового.....................15

„ каолина кускового .................... 15

„ маршалита........................15

Достаточность высушивания порошковых материалов устанавливается пробой на растирание в фарфоровой ступке пестиком, при этом материал не должен прилипать к стенкам ступки.

Для высушивания компонентов применяются печи-сушилки, подовые, электрические — муфельные или камерные, вращающиеся цилиндрические печи с ручной или автоматической подачей компонентов в печь.

Конструкция любого типа сушильных печей должна обеспечивать возможность быстрой их очистки при переходе на сушку другого компонента.

Ввиду того что при высушивании компонентов могут быть большие пылевыделения, а также выделения вредных газов, су-шилки должны быть оборудованы хорошей вытяжкой для удаления пыли и газов. Подовые печи должны быть хорошо капсулированы, т. е. заключены в укрытия типа шкафов с вытяжкой, обеспечивающей очистку воздуха от пыли и газов.

Для обеспечения равномерной сушки компонентов в подовых, муфельных и камерных печах необходимо периодически перемешивать их железным скребком.

Для сушки компонентов могут применяться вращающиеся цилиндрические печи с косвенным подогревом, в которых горячие газы омывают наружную поверхность печей и сушка происходит за счет теплопередачи через стенки печи. Вращающиеся цилиндрические печи могут применяться также и с прямым подогревом, при котором очищенные горячие газы или предварительно нагретый до определенной температуры воздух непосредственно омывают просушиваемые компоненты.

При сушке компонентов, содержащих в своем составе в чистом виде СаСО3 или MgCО3, т. е. мел, мрамор, известняк, доломит и магнезит, нельзя повышать температуру выше 500°, так как может

произойти частичный обжиг компонентов с выделением газа СО2. После такой сушки частично образуется негашеная известь и в связи с этим значительно снижается при горении электрода выделение защитного газа.

Обжиг компонентов. Некоторые рудоминеральные компоненты в процессе обогащения или обработки сохраняют в своем составе в виде механической примеси (сростков) пириты (титановый концентрат и др.).

Эти пириты могут быть извлечены путем магнитной сепарации или разложены путем обжига при высокой температуре в окислительной среде.

Последний способ является более доступным и поэтому наиболее распространенным.

Обжигу рекомендуется подвергать также двуокись титана. В работах ЦНИИТМАШ указывается, что при обжиге двуокиси титана в течение 1 часа значительно снижается содержание в нем серы и конституционной влаги (табл. 62).

Экспериментальным цехом Московского электродного завода установлено, что путем обжига при температуре до 1000° в течение 1 часа титанового концентрата в последнем резко снижается содержание серы (с 0,4 до 0,1%). Установлена также возможность частичного удаления серы из тонкоизмельченного плавикового шпата путем его обжига при температуре порядка 800° в течение

1 часа.

ЦНИИТМАШ рекомендует обжигать гранит для удаления из него части конституционной влаги с целью снижения или полной ликвидации пор в наплавленном металле при сварке электродами марки ЦМ7 и ЦМ7С.

Для обжига компоненты загружаются на противни из жаростойких сталей слоем толщиной 40—50 мм и помещаются в печь.

Для более интенсивного и равномерного обжига обжигаемый материал периодически перемешивается скребками (2—3 раза в течение 1 часа).

Закалка ферросплавов. Многие ферросплавы, применяемые в электродных покрытиях, вследствие высокой твердости, большой прочности и вязкости плохо измельчаются в обычных шаровых мельницах тонкого помола. По этой же причине в процессе дробления ферросплавов в шаровой мельнице быстро изнашивается и внутренняя поверхность барабана.

Поэтому часовой выход готового продукта — порошка ферросплава чрезвычайно мал. Этот порошок содержит металлические отходы стенок шаровой мельницы и шаров.

Для повышения хрупкости и увеличения выхода готовых порошков ферросплавов при тонком измельчении они предварительно подвергаются закалке.

Закалка ферросплавов заключается в нагреве их примерно до 1000° и последующем быстром охлаждении в холодной проточной воде. Закалка проводится от 1 до 3 раз, в результате чего в ферросплавах возникают внутренние остаточные напряжения и появляются мелкие закалочные трещинки.

После закалки ферросплавы дробятся в шаровых мельницах значительно быстрее и производительность их по часовому выходу готовых порошков резко повышается.

Крупное и среднее дробление. Компоненты, поступающие на производство в виде кусков различной величины, перед загрузкой в шаровые мельницы для тонкого измельчения дробятся на куски величиной 6—8 мм.

При загрузке крупных кусков в шаровую мельницу они в процессе тонкого измельчения окатываются в круглые голыши, и тогда производительность шаровой мельницы резко снижается.

Предварительное дробление кусковых компонентов обычно производится в два приема. В первый прием они дробятся на куски размером до 10—25 мм в поперечнике (крупное дробление) и во второй прием — до 3—8 мм (среднее дробление).

После крупного дробления кусковых минералов (плавиковый шпат, полевой шпат) выборочно удаляются куски посторонних примесей: глинозем из плавикового шпата и кварц из полевого шпата.

При тонком измельчении компонентов в шаровых мельницах периодического действия обычно ограничиваются крупным дроблением. При измельчении компонентов в шаровых мельницах непрерывного действия компоненты предварительно подвергаются крупному и среднему дроблению.

Предварительному дроблению подвергаются мрамор, плавиковый шпат, полевой шпат, кварц, гранит, доломит, титаном, а гнетитовая руда, ильменит, кусковой гематит, сырой магнетит, ферромарганец, ферротитан, ферромолибден, феррохром, феррованадий, ферровольфрам и все другие кусковые материалы.

Крупное дробление производится под молотом и в челюстной дробилке.

При дроблении материалов под падающим молотом пределы измельчения колеблются от 1 : 3 до 1 : 4, а в щековых дробилках — от 1 : 7 до 1 : 10.

Крупное дробление твердых ферросплавов рекомендуется производить под фрикционным или воздушным молотом. При дроблении крупных кусков твердых ферросплавов в щековой дробилке щеки быстро изнашиваются, поэтому их необходимо наплавлять твердыми сплавами, например электродами марки Т-640 или Т-590.

Щековые дробилки применяются для крупного дробления минералов, руд и хрупких ферросплавов, как ферромарганец, ферросилиций и силикомарганец.

Производительность щековых дробилок даже самого малого размера составляет 1,0—1,5 т/час.

Среднее дробление кусковых компонентов производится на молотовых дробилках ударного действия и валковых дробилках. Производительность молотковых и валковых дробилок в зависимости от твердости перерабатываемых материалов достигает 3—5 т/час.

Тонкое измельчение. Размер зерен компонентов, входящих в состав электродных покрытий, определяет сварочно-технологические свойства электродов, поэтому для них в зависимости от марки электродов практически должны быть установлены определенные пределы измельчения.

Степень измельчения компонентов является условной величиной, определяющейся номером сетки, через которую производится просеивание тонкоизмельченных материалов или контрольное выборочное просеивание, если классификация их производилась на сепараторах.

Ситовой анализ просеянных или сепарированных после тонкого дробления компонентов показывает, что после тонкого дробления гранулометрический состав порошков чрезвычайно пестр и всегда наряду с более крупными фракциями имеются зерна более мелких фракций (табл. 24).

Из табл. 24 видно, что после тонкого измельчения компонентов в шаровых мельницах наряду с крупными фракциями содержатся все промежуточные, более мелкие фракции, проходящие через сито

11 000 отв/см.2, размерами от 5 мк и меньше.

Выход мельчайших пылевидных фракций достигает свыше 30% от общего количества продукта, а в отдельных случаях — свыше 50%.

В производственной практике степень измельчения компонентов обычно определяется номером сита, через которое производится просев измельченных компонентов, однако, как видно из приведенных в табл. 24 данных, это определение может создать только относительное представление о действительном размере зерен измельченного компонента.

Таблица 24
Гранулометрический состав материалов (3 %) после тонкого измельчения

В специальной литературе по электродному производству рекомендуется просеивать компоненты после тонкого измельчения через следующие контрольные сита.

Наименование компонентов, входящих в электродные покрытия	Рекомендуемое сито для просева компонентов с числом отверстий в см²	Наименование компонентов, входящих в электродные покрытия	Рекомендуемое сито для просева компонентов с числом отверстий в см²
Титановый концентрат	2500-3600	Феррованадий . . .	1000-1500
Марганцевая руда . .	2500—3600	Мрамор	2500-3600
Полевой шпат . .	2500-3600	Плавиковый шпат	2500—3600
Ферромарганец ....	1000—1500	Доломит	2500-3600
Ферросилиций ....	1000-1500	Каолин	460-600
Ферротитан	1000-1500		2500-3600
Феррохром	1000—1500		1600-2500
Ферромолибден . . .	1000—1500	Мел ,	450-600

Практически просеивание тонкоизмельченных компонентов на механических и вибрационных ситах через тонкие сетки затрудняется в результате замазывания ячеек сетки мельчайшими частицами.

Особенно мал выход пудры вследствие замазывания отверстий в сетке при просеивании марганцевой руды, полевого шпата, мрамора, плавикового шпата, мела и каолина.

Гранулометрический состав тонкоизмельченных компонентов подтверждает, что в пробах содержится относительно небольшое количество пудры, остающейся на сетках с числом отверстий, приведенным выше.

Поэтому после установления режима дробления в шаровых мельницах опытным путем Московский электродный завод перевел операцию просева тонкоизмельченных компонентов на сита с большим количеством отверстий.

Длительной производственной проверкой был установлен допустимый остаток тонкоизмельченных компонентов на контрольном сите до 5%.

Режим дробления (тонкого измельчении) компонентов электродных покрытий, таким образом, устанавливается с помощью контрольных сит.

ЦНИИТМАШ рекомендует [16] после тонкого измельчения компонентов электродных покрытий просеивать их через сита со следующим числом отверстий на 1 см2:

На Московском электродном заводе для просеивания железных, марганцевых и титановых руд применяется сетка № 75, а для остальных минералов — сетка № 60, за исключением кварца и

маршалита, которые просеиваются через сетку № 100 с числом отверстий 1600 на 1 см2.

Число отверстий на 1 см2 по номерам сеток для контрольного просева компонентов и установления режима помола их в шаровых мельницах приводится в табл. 25.

Для тонкого измельчения компонентов применяются шаровые мельницы периодического и непрерывного действия.

По санитарным правилам шаровые мельницы непрерывного действия должны применяться в герметичных установках, в замкнутом цикле с сепараторами. Такие установки резко сокращают количество перевалок и перевозок пылящих материалов на разных стадиях обработки компонентов.

После тонкого измельчения в шаровых мельницах периодического действия проводится просеивание размолотых компонентов на механических или вибрационных ситах или классификация их на сепараторах.

При просеивании или сепарации измельченных компонентов получаются две фракции порошков: нормальная, поступающая в производство, и крупная (хвосты), загружаемая вновь в мельницу для дополнительного измельчения.

Таблица 25

Шаровые мельницы периодического действия загружаются периодически через люк, расположенный в цилиндрической части барабана мельницы. Разгрузка такой мельницы производится через этот же люк.

Шаровые мельницы непрерывного действия загружаются через одну из полых цапф, снабженных внутри улиткой, и выгружаются через противоположную цапфу.

Шаровая мельница непрерывного действия загружается автоматически с помощью тарельчатого или лоткового питателей с регулировкой подачи материалов.

В процессе измельчения

компонентов в шаровой мельнице непрерывного действия

из нее непрерывно удаляется измельченный материал путем свободного истечения или в результате выноса его проходящим через барабан воздушным потоком, создаваемым

вентилятором или воздушным сепаратором.

Преимущество шаровых мельниц непрерывного действия перед шаровыми мельницами периодического действия заключается в том, что требуется меньшее число обслуживающих мельницу рабочих, обеспечивается герметичность транспортировки материалов

между мельницей и классифицирующим аппаратом (сито или сепаратор), исключается применение ручного труда при загрузке, выгрузке и классификации материалов; производительность этих мельниц в 3—4 раза выше шаровых мельниц периодического действия.

Фиг. 12. Шаровая мельница периодического действия с защитным кожухом.
1 — кожух шаровой мельницы; 2 — крышка в кожухе мельницы для загрузки; 3 — патрубок для присоединения кожуха шаровой мельницы к вытяжному воздуховоду; 4 — дверки кожуха мельницы; 5 — тележка для приемки дробленых компонентов из шаровой мельницы.

Недостаток шаровых мельниц непрерывного действия заключается в трудности перехода на дробление с одного компонента на другой из-за необходимости обязательной очистки не только внутренней части шаровой мельницы (барабана), но и сепараторов, бункеров и транспортирующих узлов.

Поэтому в случае применения этого типа шаровых мельниц целесообразно закрепление за каждым шаромельничным агрегатом непрерывного действия одного определенного компонента. При ограниченных масштабах производства электродов (до 6000 г

в год) приходится прибегать к периодической очистке шаромельничных агрегатов в целях более полного их использования.

Во всех случаях дробления компонентов необходимо обеспечить чистоту измельчаемых материалов.

Для очистки шаромельничного агрегата непрерывного действия в определенный момент прекращается подача материалов и в течение 2—3 час. мельница работает вхолостую, пока весь ранее загруженный материал не будет извлечен из системы. После этого мельницу загружают новым материалом и в течение часа, а иногда и более, пропускают его через всю систему. В результате загрязненная смесь выбрасывается и агрегат освобождается для дробления нового компонента.

Значительное сокращение времени на переналадку агрегата достигается за счет установки на шаромельничном агрегате классификаторов на каждый обрабатываемый материал. Тогда очистке подлежит только барабан шаровой мельницы и питающие ее узлы.

Современные конструкции шаровых мельниц непрерывного действия непригодны для измельчения ферромарганца и ферросилиция, так как они в пылевидном состоянии в воздухе легко воспламеняются, что может привести к взрыву взвешенной пыли

ферросплавов.

Для обеспечения санитарных условий при дроблении компонентов в шаровых мельницах периодического действия их заключают в кожухи, присоединенные к вытяжной системе. Выгрузка компонентов из мельниц после их измельчения производится непосредственно в тележку внутри защитного кожуха дробильного барабана (фиг. 12).

В целях уменьшения потерь компонентов за счет их вытяжки снижаются скорости воздуха вентиляционной системы путем значительного увеличения сечения воздухоприемных устройств защитного кожуха.

содержание .. 3 4 5 6 ..