Как производится пыль от угля, используемого в литье, и каковы требования к размеру частиц?

Введение в производство пыли угля для литейных цехов

Пыль из угля, используемая в процессах литья металлов, получается путем специальной обработки и сортировки металлургического угля. Ее основная функция – создание восстановительной среды в формах для литья, предотвращение окисления и обеспечение гладкой поверхности готового изделия из металла. Процесс производства включает несколько этапов уменьшения размера частиц и их тонкой сортировки, чтобы соответствовать строгим требованиям литейной промышленности к размеру частиц.

Подготовка сырья

Производственный процесс начинается с использования высококачественного металлургического угля, который сначала измельчается до удобного для обработки размера (обычно менее 50 мм) с помощью основных дробилок. Это первоначальное уменьшение размера крайне важно для эффективной последующей переработки. Затем измельченный уголь подвергается сушке с целью снижения содержания влаги до уровня ниже 2%; избыток влаги может снизить эффективность измельчения и вызвать проблемы с его хранением и транспортировкой.

Процесс шлифования: сердце производства

Основа производства пыли угля для литейных цехов лежит в процессе помола, в ходе которого предварительно обработанный уголь доводится до необходимой степени мелкодисперсности. Для реализации различных целей и удовлетворения требований относительно размера частиц используются разные технологии помола, каждая из которых обладает своими уникальными преимуществами.

Системы шаровой мельницы

Традиционные шаровые мельницы работают на принципах ударного и трётного воздействия: во время вращения цилиндров, внутри которых находятся стальные шары, уголь подвергается дроблению под действием непрерывных движений. Хотя такие мельницы эффективны для среднего и мелкого помола, они обычно дают более широкий диапазон размеров частиц и потребляют больше энергии по сравнению с современными системами измельчения.

Вертикальные валковые мельницы

Вертикальные роликовые мельницы полностью изменили подход к измельчению угля благодаря своей высокой энергоэффективности и точному контролю размера частиц. В этих установках используются гидравлически подавленные ролики, вращающиеся в контакте с неподвижной мельничной плитой; уголь измельчается путем сжатия, а не удара.

Для литейных процессов, требующих точного контроля размера частиц в диапазоне от 600 до 45 мкм (сетка 30–325), предлагаемые нами решения…Мельница серии MTW с трапециевидным режущим элементомОбеспечивает выдающиеся показатели производительности. Мельница выполнена на передовом уровне: размеры загружаемого материала достигают 50 мм, а производственная мощность варьируется от 3 до 45 тонн в час. Особенностью конструкции является инновационный дизайн изогнутых воздуховодов, снижающий энергопотребление, а также лопаты, устойчивые к износу, что значительно увеличивает сроки между техническим обслуживанием. Интегрированная система сортировки гарантирует стабильное качество продукции с минимальным содержанием частиц ненужного размера.

Технологии сверхтонкого измельчения

Для приложений, требующих использования ультратонкой угольной пыли (размер частиц менее 45 мкм или 325 сита), применяются специализированные системы ультратонкого измельчения. Эти передовые мельницы сочетают в себе несколько механизмов измельчения с высокоточной сортировкой, что позволяет достичь узкого диапазона размеров частиц.

НашМельница SCM Ultrafine MillЭта система представляет собой вершину технологий тонкого измельчения; она позволяет производить угольный порошок с размером частиц в диапазоне от 325 до 2500 меш (D97 ≤ 5 мкм). Ее производственная мощность составляет от 0,5 до 25 тонн в час, а энергопотребление на 30% ниже, чем у обычных струйных мельниц. Система оснащена интеллектуальным автоматическим контролем, который постоянно отслеживает и регулирует степень тонкости измельченного продукта. Вертикальный турбинный сортировочный аппарат обеспечивает точное формирование частиц нежелательного размера без примеси крупных частиц, а уникальная конструкция роликов и колец обеспечивает высокую устойчивость к износу и стабильность работы устройства.

Классификация размера частиц

После процесса измельчения угольная пыль подвергается точному сортированию с целью соответствия определенным требованиям по размеру частиц. В воздушных сортировочных установках частицы разделяются в зависимости от их размера за счет взаимодействия центробежной и силы сопротивления, что позволяет точно контролировать распределение размеров готового продукта.

Требования к размеру частиц для применений в литейном производстве

Распределение размеров частиц угольной пыли, используемой в литейных цехах, значительно влияет на её эффективность в процессах литья металлов. Для различных литейных процессов требуются определённые характеристики размеров частиц.

Применение метода формования из зеленого песка

Для традиционного литья из зеленого песка порошок угля обычно должен соответствовать следующим требованиям по тонкости: не менее 90–95% частиц должны проходить через сито с размером ячеек 200 меш (74 мкм). Такой диапазон размеров обеспечивает оптимальные свойства в процессе восстановления (редукции) металлов при одновременном сохранении хороших свойств течения смеси и взаимодействия с песком.

Покрытия и добавки

Специализированные покрытия для литейных цехов и добавки часто требуют использования ультратонкого угольного пыли с 99% частиц размером менее 325 меш (45 мкм) или даже мельче. Для таких применений необходимо точное контролирование размера частиц с целью обеспечения равномерных свойств покрытия и высокого качества поверхностной обработки.

Требования к распределению размеров конкретных элементов

Помимо общей тонкости, критически важна кривая распределения размеров частиц. Большинство спецификаций литейных предприятий предусматривают следующее:

• Менее 1% вещества удерживается на сетке с размером ячеек 100 меш (150 мкм).
• 60–80% материала проходят через сито с размером ячеек 200 меш (74 мкм).
• От 20 до 40% материала проходит через сито с размером ячеек 325 меш (45 мкм).

Контролируемое распределение размеров обеспечивает стабильность процесса создания восстановительной атмосферы, необходимой для получения качественных литых изделий.

Контроль качества и тестирование

Строгие меры контроля качества обеспечивают соответствие производимой угольной пыли отраслевым стандартам. Стандартные тесты включают:

• Анализ размера частиц с использованием лазерного дифракционного метода или методов просеивания
• Определение содержания летучих веществ
• Анализ содержания фиксированного углерода
• Измерение содержания золы
• Проверка содержания влаги

Экологические соображения и меры по контролю пыли

Современные предприятия по производству угольной пыли в литейных цехах оснащены комплексными системами сбора пыли с целью минимизации воздействия на окружающую среду и обеспечения безопасности рабочих. Стандартным оборудованием являются фильтры типа “мешок” с эффективностью сбора пыли, превышающей 99,9%, а также системы транспортировки материалов в закрытых условиях и автоматизированное контрольно-измерительное оборудование уровня пыли в воздухе.

Вывод

Производство угольной пыли для литейних предприятий требует применения современных технологий измельчения и сортировки, чтобы соответствовать строгим требованиям к размеру частиц, предъявляемым металлургической отраслью. Достижения в области технологий измельчения, особенно в области вертикальных валковых мельниц и ультратонких систем измельчения, значительно улучшили качество продукции, снизив при этом потребление энергии и воздействие на окружающую среду. Непрерывное совершенствование оборудования для измельчения позволяет получать угольную пыль с идеальными характеристиками, необходимыми для конкретных применений, что способствует повышению качества литейных изделий и эффективности производства.