Файл: Барон, Л. И. Износ и защита внутренних поверхностей угольных бункеров.pdf

опытах до четырех суток) уголь уплотнялся очень медленно. Отмечено, что более влажный уголь с течением времени уплотнялся

109

Г Л А В А IV

НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКА РАСЧЕТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ИЗНОСА ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ УГОЛЬНЫХ БУНКЕРОВ

1. ИЗНАШИВАЮЩИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВНУТРЕННИЕ ПОВЕРХНОСТИ

УГОЛЬНЫХ БУНКЕРОВ

При проектировании бункеров конструкция футеровки обычно назначается без какого-либо технического обоснования, по опыту или традиции проектной организации. Каких-либо нормативных документов или инструкций, регламентирующих проектирование футеровки бункеров, нет. В значительной мере это обусловлено тем, что до настоящего времени не были выяснены, с одной сто­ роны, величина и характер изнашивающих эксплуатационных воздействий на внутренние поверхности бункеров, а с другой— показатели сопротивляемости различных материалов изнашива­ нию в результате этих воздействий.

Под термином изнашивающие эксплуатационные воздействия условимся подразумевать воздействия, вызывающие уменьшение толщины внутренних поверхностей бункера (футеровки) после загрузки в последний и прохождения через него определенного количества сыпучего материала.

Для определения количественной характеристики изнашиваю­ щего эксплуатационного воздействия сыпучего материала на вну­ тренние поверхности бункера К- Д. Марковым и А. М. Гиржелем предложен [49] экспериментальный метод, состоящий из двух се­ рий опытов. Первая серия проводится в натурных (производст­ венных) условиях на действующем бункере. В данной серии определяется величина износа образцов из эталонного материала от изнашивающих эксплуатационных воздействий. Для этой цели на внутренние поверхности стенок и днища бункера, заполняемо­ го определенным сыпучим, свойства которого известны, устанав­ ливают образцы из эталонного материала, относительно легкоиз-

111

Нашиваемого данным сыпучим. Образцы перед установкой в бун­ кер взвешивают.

После пропуска через бункер (в процессе нормальной его экс­ плуатации) определенного количества сыпучего материала образ­ цы взвешивают повторно и определяют их потерю веса (в грам­ мах), которая и будет характеризовать величину износа эталон­ ного материала.

Вторая серия экспериментов проводится на лабораторном при­ боре, воспроизводящем характер и величину изнашивающих экс­ плуатационных воздействий в бункере. Загружаемый в бункер и проходящий через него сыпучий материал может оказывать на внутренние поверхности бункера следующие виды изнашивающих воздействий: ударное, истирающее, комбинированное — ударное и истирающее. Поэтому в зависимости от характера воздействий сыпучего материала на внутренние поверхности исследуемого бункера в натуре лабораторный прибор тоже должен воспроиз­ водить одно из перечисленных выше трех воздействий. На таком приборе испытываются образцы из эталонного материала — ана­ логи образцов, устанавливаемых в исследуемом натурном бункере. При этом интенсивность изнашивающих воздействий в приборе должна быть более высокой, чем в бункере.

Показания прибора, при которых величина износа образца окажется равной величине износа аналогичного образца в натур­ ном бункере, и явятся характеристикой изнашивающего эксплуа­ тационного воздействия. За численный показатель величины на­ званного воздействия принимается ’отношение показания лабора­ торного прибора к количеству сыпучего материала, прошедшего через бункер.

Зная величину изнашивающего эксплуатационного воздействия, можно испытать на лабораторном приборе различные строитель­ ные материалы, из которых изготовляются внутренние поверхно­ сти бункеров или их футеровка, и определить их износ, вызван­ ный прохождением через бункер определенного количества сыпу­ чего 'материала. Имея такие данные, можно легко подобрать ма­ териал и рассчитать конструкцию футеровки, которая будет соот­ ветствовать реальным изнашивающим эксплуатационным воздей­ ствиям на протяжении проектируемого срока службы бункера.

Отметим, что аналогичным приемом пользуются при исследо­ ваниях закономерностей изнашивания трубопроводов гидротран­ спортных систем [56]. В последние устанавливают вставки из отно­ сительно легкоизнашиваемых материалов, по потере веса которых определяют влияние исследуемых факторов на величину износа. В качестве легкоизнашиваемых материалов часто применяют мед­ ные цилиндрические вставки.

По описанной выше методике К. Д. Марковым и А. М. Гиржелем [47, 48] были проведены исследования величин изнаши­ вающих эксплуатационных воздействий на внутренние поверхно­ сти угольных бункеров.

•112

Как указывалось в главе I, в бункерах для мелкого и рядо­ вого угля имеют место большие отложения последнего па наклон­ ных стенках днища. Эти отложения предохраняют внутренние по­ верхности бункера ют воздействия ударов при его загрузке и исти­ рания при разгрузке, так как оно, как правило, происходит по нормальному виду истечения.

Все это позволяет утверждать, что изнашивающие эксплуата­ ционные воздействия на внутренние поверхности бункеров для рядового и мелкого угля пли незначительны по величине, или их вообще нет. В связи с изложенным величины изнашивающих экс­ плуатационных воздействий на внутренние поверхности бункеров для мелкого и рядового угля не определялись.

Согласно существующей классификации по размерам кусков [27] каменных углей и антрацитов, их разделяют иа следующие классы крупности: +100, 50—100, 25—50, 13—25, 6—13 и менее

6 мм. Кроме того, обогатительные фабрики часто отгружают по­ требителям концентрат угля с кусками крупностью 13—100 мм. В соответствии с этим изнашивающие эксплуатационные воздейст­ вия на внутренние поверхности угольных бункеров были опреде­ лены для углей первых четырех из числа указанных классов круп­ ности, а также для фракций, соответствующих крупности концен­ трата (13—100 мм).

Натурные исследования проводились на бункерах для цен­ тральных обогатительных фабрик Донбасса: Шахтерской ЦОФ комбината Шахтерскантрацит и Селидовской ЦОФ треста Донецкуглеобюгащение.

Шахтерская ЦОФ обогащает антрацит, а Селидовская ЦОФ — каменный уголь марки Г. На Шахтерской ЦОФ величины изна­ шивающих эксплуатационных воздействий на внутренние поверх­ ности бункеров определяли для четырех классов крупности ан­ трацита + 100, 50—100, 25—50 и 13—25 мм, а на Селидовской ЦОФ — для концентрата крупностью 13—100 мм.

Данные о геометрической форме, схемах загрузки и состоянии внутренних поверхностей бункерных установок приведены в гла­ ве I. Выбор объектов для проведения исследований был обуслов­ лен следующими факторами:

в указанные бункера поступают угли, обладающие разными свойствами и, в частности, различной абразивностью;

бункера по своим размерам, форме, местам расположения из­ ношенных поверхностей и ряду других показателей типичны для бункеров как уже построенных за последние 10—15 лет на шах­ тах и углеобогатительных фабриках, так и строящихся в настоя­ щее время;

исследуемые бункера Шахтерской ЦОФ загружаются как с конвейера, так и по наклонной точке, при этом уголь падает в бункер вертикально и движется по криволинейной траектории (при загрузке по наклонной течке);

на Шахтерской и на Селидовской ЦОФ имеется по нескольку