Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

гом или в результате естественного старения. Проверка на плот­ ность при изготовлении должна осуществляться с применением де­ фектоскопов. При невозможности проверить таким способом при­ бегают к примитивным способам: наполнению котла водой и смачи­ ванию поверхности швов керосином.

Котлы, из которых разливают свинец, отливают с носком. Свар­ ные конструкции на 25—30% легче литых, имеют более гладкую

Рис. 266. Рафинировочные стальные котлы:

а — сварной емкостью 100 т; б — литой емкостью 50 т

поверхность, допускающую лучшую очистку стенок скребками от глета и настылей. Чугунные котлы применяют редко, только для операций, где стальные котлы быстро выходят из строя (плавка каустика и др.). Техническая характеристика котлов приведена

втабл. 33.

Впроцессах рафинирования свинца отмечается тенденция к даль­ нейшему повышению емкости котлов. В последние годы ряд заводов переоборудован на 260-т котлы. Имеются данные о применении котлов емкостью 320 т.

496

Работа котлов протекает в очень тяжелых условиях, вызванных главным образом частыми и сравнительно быстрыми изменениями температуры нагрева стенок от 400 до 700° С, местными их перегре­ вами, а также вредными воздействиями агрессивных примесей свинца в условиях высоких температур. В наиболее тяжелых условиях протекает работа первого (наборного) котла при расплавлении в нем твердого свинца. На современных заводах черновой свинец подают на рафинирование в жидком виде и транспортируют в стальных ковшах. Переработка жидкого металла более экономична, так как используется тепло, полученное при плавке в шахтной печи, уско­ ряется процесс рафинирования, в лучших условиях работает набор­ ный котел. Но транспортирование расплавленного металла более опасно, требует особых мер предосторожности на трассе перемеще­ ния, создает тяжелые условия для работы машиниста тельфера.

При переработке твердого свинца (слитков, отлитых в излож­ ницы) наборный котел устанавливают на 1—1,5 м выше соседнего котла для получения постоянной ванны расплавленного металла, который в этом случае перекачивают в соседний котел при помощи сифона. Это позволяет значительно повысить срок службы котла.

Срок службы рафинировочных котлов колеблется в зависимости от условий эксплуатации: для сварных 18—24 месяца, стальных литых — 12—18 месяцев.

Внутри цеха рафинирования котлы располагают последовательно в два параллельных ряда. Сзади последних котлов устанавливают разливочные машины. Цех оборудуют мостовыми (двумя—тремя) кранами соответствующей грузоподъемности. Предусматривают пло-

щадку для установки переносного оборудования: мешалок, на­

сосов и др.

Для равномерного распределения нагрузки на топку и стенки котла требуется его устанавливать строго горизонтально по борту топки — фланец должен равномерно по всей окружности прилегать к плитам, уложенным на бортах топки. При выборе высоты подкра­ новых путей и подъема необходимо учитывать удлинение котла в результате утоньшения его стенок под воздействием нагрузки и температуры, величина которого может достигать 500—700 мм. Про­ грессирующему удлинению котла способствует перегрузка его ме­ таллом вследствие увеличенной емкости.

На бортах котлов устанавливают вентиляционные кольца для отсасывания вредных свинцовых газов в общую вентиляционную систему, а также — ограждения во избежание несчастных случаев. Внутренняя поверхность котла должна периодически и тщательно очищаться от образовавшихся настылей и глета, резко ухудшающих теплопередачу и способствующих перегреву стенок.

В процессе рафинирования свинца требуется периодическое пере­ мешивание свинцовой ванны в котле для более быстрого растворе­ ния реагентов и равномерного их вмешивания в свинец. Перемеши­ вание осуществляется мешалками. Общий вид мешалки, установлен­ ной на фланце котла, показан на рис. 265. Механизм мешалки состоит

из винта, закрепленного на вертикальном валу. Вращение винту передается от электродвигателя через приводной вал и коническую зубчатую передачу, которые размещены в чугунной коробке. Винт изготовлен из стального литья с четырьмя лопастями. Угол наклона плоскостей 45°, число оборотов винта 265. В котлах малой емкости используются также мешалки пропеллерного типа, но приводом от фланцевого электродвигателя мощностью 2,8 кВт с числом обо­ ротов винта 960 в 1 мин.

В процессе рафинирования приходится перекачивать жидкий свинец внутри цеха. Для перемещения свинца применяют специаль­ ные насосы. По условиям технологического процесса, насосы уста­ навливают обычно над рафинировочными котлами, а поэтому их выполняют вертикальными. По конструктивному устройству на­ сосы бывают центробежными и винтовыми (осевыми).

Центробежный насос (рис. 267, а) состоит из спирального кор­ пуса 1, рабочего колеса 2 и вертикального вала 5, соединенного с колесом болтами 3. Станиной (кронштейном) насоса являются чу­ гунные сборные колонки 6 и 8 и чугунная коробка 9. В коробке

расположена верхняя опора вала, состоящая из опорного и упорного шарикоподшипников 12 и 10%закрепленных в съемном стакане 13. Вращение колесу передается через пальцевую муфту 11 от верти­

кального электродвигателя. Коробка своими бортами крепится на стальной раме (аналогично тому, как крепится мешалка), при по­ мощи которой насосный агрегат устанавливают на фланце рафини­ ровочного котла.

Насосы работают в свинцовой ванне с температурой, достига­ ющей 500—600° С. Высокая температура и примеси, имеющиеся

498

в свинце, являются причинами охрупчивания деталей насоса и их сравнительно малого срока службы (свинец неагрессивен к металлу деталей насоса).

Нижний подшипник 4 и средний 7 — скользящего трения с чу­

гунными втулками. Поскольку насос работает в свинцовой ванне,

зазор в подшипниках принимают около 0,5 мм — свинец в данном случае служит антифрикционным материалом. Зазор между напра­ вляющим кольцом 14 и рабочим колесом устанавливают в преде­

лах 0,5—0,75 мм. Применение среднего подшипника позволило вдвое повысить срок службы вала.

Центробежный насос работает так же, как и центробежный насос для перекачки пульп. Всасывание свинца происходит по оси насоса, а нагнетание — по касательной к рабочей поверхности корпуса 1.

Подача металла вверху осуществляется с помощью трубы, присо­ единяемой к фланцу корпуса.

Осевой (винтовой) насос состоит из рабочего винта 14 (рис. 267, б), направляющего патрубка 15, вала 5, колонки 16 и коробки 9. Все

детали, кроме вала, изготовлены из серого чугуна.

В отличие от центробежного насоса всасывание и нагнетание свинца в этом насосе происходит в осевом направлении. Для нормальной работы насоса важное значение имеет величина зазора

и напор насоса резко уменьшаются. Внутренняя поверхность на­ правляющего патрубка должна быть обработанной — чистой и глад­ кой, а закругления в нагнетательном патрубке 17 должны быть плав­

ными. Рабочая поверхность этого патрубка выполняется также чистой и гладкой. Для насосов, перекачивающих свинец, это-крайне важно, так как оседающие на рабочих поверхностях настыли и свин­ цовый глет снижают параметры насоса, затрудняют его обслужива­ ние и пуск в работу.

Центробежный насос перед пуском в работу обязательно прогре­ вают. Краном его доставляют к котлу и опускают в металл до такого положения, при котором между котлом и низом рамы насоса остается расстояние около 200 мм. В этом положении насос находится в тече­ ние 3—5 мин для просушки нагнетательной трубы во избежание застывания металла в месте выхода трубы из ванны. После прогрева трубы насос опускают до рабочего положения, при котором рама ляжет на борт котла. Поверхность ванны в месте опускания насоса должна быть очищена от шликеров и щелочей, забивающих зазоры и каналы в рабочем колесе. При опускании в неочищенную ванну всасывающее отверстие насоса закрывают лопатой или другим ме­ таллическим предметом. В зависимости от загрязненности насоса и температуры ванны прогревание длится от 10 до 30 мин.

Осевой насос можно опускать в ванну после прокручивания вала вручную и вхолостую от двигателя без предварительного подогрева. Конструкция этогонасоса отличается простотой, надежностью в ра­ боте и меньшей чувствительностью к засорению проточной части. Насос может развивать высокую производительность, но при низком напоре.

Вследствие тяжелых условий работы рабочие детали насосов имеют малый срок службы, до 3—4 месяцев. Поэтому для нормаль­ ной работы создают резерв в размере не менее 100%. Наиболее частые поломки деталей: изгиб и скручивание вала от перегрузок

500

и перегрева свинца в котле и опускания в ванну неподогретого на­ соса; срезывание болтов, соединяющих турбинку с валом, и поломки муфты.

Резервные насосы, мешалки и аппараты рафинирования устана­ вливают отдельно от работающих и содержат их очищенными от глета и настылей и, безусловно, в исправленном, работоспособном состоянии. Ремонт и сборка насосов должны выполняться в механи­ ческом цехе. Ремонтные работы в рафинировочном цехе запрещаются.

Краткая техническая характеристика свинцовых насосов -при­ ведена в табл. 34.

ТАБЛИЦА 34

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВИНЦОВЫХ НАСОСОВ

Скорость вращения для всех насосов составляет 1450 об/мин; к. п. д. колеблется в пределах 0,6—0,8. Меньшие значения отно­ сятся к центробежным насосам. Насосы изготавливают в ремонтных цехах комбинатов.

Свинец очищают от сурьмы, мышьяка и олова методом щелочного рафинирования. Процесс состоит в окислении этих металлов кисло­ родом (от разложения натриевой селитры) и последующем взаимодей­ ствии полученных окислов с расплавом едкой щелочи. Кроме едкого натра и селитры, в процесс добавляют поваренную соль. Рафиниро­ вание протекает при 400—420° С в котле с применением специального аппарата, одна из конструкций которого представлена на рис. 268. Аппарат состоит из реакционного цилиндра 2 с отъемным кониче­ ским днищем 4, перекрываемым клапаном 6 при помощи тяги 3. По оси цилиндра расположена мешалка 1, получающая вращение от двигателя 12 через редуктор 13. От этого редуктора приводится в движение редуктор 15 тарельчатого питателя селитры 16. В зави­

симости от емкости котла устанавливают два или три винтовых на­ соса 10 с всасывающей 8 и нагнетательной 11 трубой. При помощи траверсы 14 аппарат перемещают мостовым грузоподъемным краном и опорной рамой 9 устанавливают на бортах котла 5 при открытом (при помощи механизма 17) клапане. Смесь едкого натра с селитрой

заливают внутрь цилиндра, заполненного до определенного уровня свинцом. Смесь, имеющая меньшую удельную массу, остается сверху свинца. Через слой смеси подают расплавленный свинец при откры­ том клапане. Селитру подают равномерно и непрерывно.

501