CS240666B1 - Způsob homogenizace základních vstupních surovin v přípravě směsných práškových hmot a homogenizační linka k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu homogenizace základních vstupních surovin v přípravě směsných práškových hmot výroby keramických, elektrokeramických - feritických i jiných kovových nebo nekovových materiálů vyráběných práškovou metalurgií a homogenizační linky X provádění tohoto způsobu.

V současné době je prováděné míšení homogenizace základních surovin směsných práškových hmot velmi různorodé. Homogenizace je odvislá jednak od četnosti vstupních komponentů, tak i od konečných vlastností finálních výrobků získaných z těchto práškových hmot.

Jedním z hlavních představitelů z hlediska vysokých požadavků konečných vlastností finálních výrobků z práškových hmot jsou elektrokeramické materiály různých směsných kysličníků, t. j. výroba, příprava magneticky měkkých feritických materiálů.

Homogenizace (míšení) vstupních surovinjt. zn. různých směsných oxidů výroby magneticky měkkých feritů, je jednotlivými známými současnými výrobci prováděna poměrně rozdílně, a to dle dostupného produkčního homogenizačního zařízení.

Míšení vstupních komponentů je zpravidla prováděno tak, že jednotlivé vstupní suroviny jsou dle potřeby separátně rozmělněny nejprve suchou cestou na jednotnou vstupní frakci a poté jsou v přesném poměru hmotnostních dávek jednotlivých komponentů společně homogenizovány za mokra po výrobních celcích. Pak je prováděna dekantace|t. j. odvodnění a sušení hmoty.

“3 ~

240 666

Pro tuto operaci rozmělňování případných aglomerátů vstupních komponentů je ponejvíce používáno intenzivních suchých kulových vibračních mlýnů, a pro mokrou homogenizaci je použito různých čeřiček s aktivním vertikálním čeřícím prvkem propelerem. Odvodňování materiálové suspenze je prováděno buá na jednoduchých nučkáchjnebo v tlakových hydraulických filtrech, s volným dosušením.

Nejnověji je prováděna vlastní homogenizace vstupních práškových komponentů tak, že dílčí materiálové složky jsou odděleně nadávkovány do zavažovacxh nádob a jednotlivě zavazovány do homogenizačního zařízení, jež tvoří vertikální kulový válcový mlýn se svislým rotačním hřeblem, atritor, nebo velkoobjemový horizontální rotační kulový mlýn. Následuje standartní odvodnění přes hydraulický tlakový filtr a sušení v el. komorových suškách.

Nevýhodou stávajícího způsobu homogenizace vstupních komponentů práškových hmot s předchozím předemletím agloierátů na jednotnou vstupní velikost je jeho zdlouhavost a nedokonalá mokrá homogenizace směsi. Používané suché rozmělňování v intenzivních kulových vibračních kulových mlýnech je technologicky nevhodné, nebot zpravidla z důvodu nedokonalého vyčištění je použitelné jen pro jeden hlavní komponent. Dále je hlučné a značně prašné. Tento cyklický způsob rozmělňování je fyzicky xáročný, ale hlavně se značnými materiálovými ztrátami. Následná homogenizace všech komponentůjjako celistvé dávky v homogenizačním atritoru i je prováděna zdlouhavě, nekompaktně, po maloobjemových dávkách (cca po 200 Qg 350 kg) se značnými časovými prodlevami danými přímým přečerpáváním do tlakových hydraulických filtrů. Je poměrně neefektivní a s velkými materiálovými ztrátami. Ty vznikají jak při vlastním zavazování a čištění atritorů, tak hlavně při následném odvodňování v tlakovém hydraulickém filtru, kalolisu, kde odchází značná část surovin s oddělovanou vodau.

- /f240 666

Použití velkoobjemových horizontálních válcových mlýnů jako homogenizátoru umožňuje sice přípravu větších výrobních dávek cca a 5001000 kg, ale tyto vyžadují neúměrné zvýšení, prodloužení homogenizačních časů· Jejich dokonalé vyprazdňování a čištění činí provozně nemalé potíže, nebol dochází k-nežádoucímu znečišťování vzájemných materiálových druhů. Materiálové ztráty - u současně používaných způsobů hmogenizace a výrobních technologických zařízení - dané jednak značným rozprachem při větší četnosti navazování malých výrobních dávek a nesnadností dokonalého vyčištění jednotlivých technologických zařízení, t. j. únikem - odchodem v proplachové vodě, jakož i nevhodným systémem stávajícího způsobu odvodňování materiálové suspenze jsou splavovány při oplachu do odpadních vod, kde tvoří méně hodnotný odpad. Tento provozně činí 15 Ař 20 % vstupních hmotnostních dávek.Kromě toho znečišťuje nejen bezprostřední pracovní prostředí, ale i nejbližší okolí a veřejné stoky. Rovněž nevhodná a silně znečištěna (prašná a mokrá) pracoviště těchto přípraven způsobují nemalé potíže se získáváním stabilních pracovních sil na tato pracoviště. Obsluha je obtěžována značným znečištěním, zejména základním komponentem - železitou červení (FegO^), jež je obtížně odstranitelná z povrchu těla - pórů kůže, vlasů a podobně.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob homogenizace základních vstupních surovin v přípravě·směsných práškových hmot výroby keramických, elektrokeramických - feritických i jiných kovových nebo nekovových materiálů vyráběn^práškovou metalurgií podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jednotlivě navážené vstupní komponenty se podrobí intenzivní cirkulační homogenizaci za mokra za současného rozmělňování aglomerátů na úzkou frakční velikost částic v rozsahu od 5 do 100 /um, načež se z homogenizované materiálové suspenze oddělí kapalina, a tato je současně i s dodatkovou proplachovou kapalinou postoupena k dalšímu účinnému dočištění - filtraci při zpětném využití kapaliny a zachyceného materiálu ve výrobním procesu.

240 666

Podstata homogenizační linky, sestávající ze vstupní části, vnitřní a vnější soustavy spočívá v tom, že vstupní část zahrnuje přepravní kontejnery napojené přes výstupní rukávce a potrubní svody na dávkovači váhy, jež navazují přes uzavírací člen na vnitřní uzavřenou okružní soustavu sestávající z velkoobjemové čeřičky s vertikálně ustaveným hnaným čeřícím prvkem, a v horní části po obvodě pláště s vestavěným prstencem tlakových trysek a na víku s odvzdušňovacím filtrem, napojené přes cirkulační čerpadlo zapojené obtokem na spodní část kuželového atritoru s prstencem tlakových trysek paralelně napojeném na vnější soustavu sestávající ze zásobníku napojeného spodem přes čerpadlo na tlakový filtr ustavený na roštu: nad zapuštěnou sběrnou nádrží, jež je přes čerpadlo napojena na sběrný zásobník s prstencem tlakových trysek napojeným svým výstupem přes uzavírací prvek a regulátor hladiny na jemný filtr, jehož odtok je propojen přes zpětné čerpadlo na okružní větev, s volným výtoksm, a s para lelně připojeným doplňovacím zásobníkem s přívodem kapaliny, přičemž okružní větev je napojena na sběrný zásobník, zásobník, kuželový atritor přes prstenec tlakových trysek a dále přes dávkovač na pstenec tlakových trysek velkoobjemové čeřičky·

Výhodou navrženého racionálního způsobu homogenizace základních vstupních surovin je vysoce produktivní příprava velkoobjemových výrobních dávek velmi homogenní práškové směsi při prakticky nepatrných, velmi mizivých ztrátách základních vstupních surovin a při minimálních nárocích na potřebu homogenizační kapaliny - pitnou nebo demineralizovanou vodu. Uvedený způsob homogenizace je velmi produktivní, intenzivní, materiálově rovnoměrný a hlavně přesně reprodukovatelný nejen co do kvality, ale i objemově a hmotnostně· Nezanedbatelné je, že umožňuje i podstatné zlepšení hygienických (odstranění prašnosti)> jakož i pracovních podmínek, snížení fyzické námahy a zvyšuje celkovou úroveň a kulturu pracoviště jako stěžejní výrobní celek.

240 666

Hlavní výhodou zařízení dle tohoto vynálezu/umožňujícího uvedený racionální způsob homogenizace vstupních surovin práškových hmot/je jeho uzavřený kontinuální homogenizační okružní systém se zpětnou větví čisticí i homogenizační kapaliny - pitné vody.

Tento uzavřený homogenizační okružní systém prakticky nedovoluje přímému vzniku materiálových ztrát a přitom zaručuje dobré vyčištění, dokonalý proplach jednotlivých technologických zařízení, bez možnosti vzniku ztrát oplachem na materiálu nebo enormní spotřebě kapaliny - pitné vody. Proplachová čisticí kapalina je kontinuelně filtrována - při současném zachycení zbytků homogenizovaného materiálu - a je opět, buá přímo/nebo po úpravě, použita na vstupu procesujtj. při homogenizaci.

Další výhodou je, že při jednotkovém osazení lze prakticky provádět kontinuální homogenizaci objemově poměrně velkých výrobních dávek (cca 3<wTl0x větších než dosud) ihned následně za sebou, bez časové ztráty nutné k filtraci, odvodnění, již zhomogenizované dávky materiálu. Tím je dosahováno vysokého jednotkového výkonu při minimálních nárocích na vlastní provoz, obsluhu, el. energii, ale i na výrobní plochu. Dále navržený technologický uzel výrazně zlepšuje pracovní i hygienické podmínky.

Uvedené zařízení lze plně automatizovat, dle potřeby řídit a přizpůsobovat v závislosti na konkrétních výrobních podmínkách jednotlivých materiálových druhů. Tím se stává jako technologický celek vysoce ekonomickým výrobním uzlem.

Na přiloženém výlepu. je znázorněn příklad uzavřeného kontinuálního homogenizačního systému, tlakové filtrace odvodnění a dočišíování kapaliny, sestavený z optimálních dílčích technologických zařízení v uzavřeném provedení se zpětnou vazbou využití čistící i homogenizační kapaliny.

- 7 240 666

Uzavřený kontinuální homogenizační systém sestává ze vstupní části - tvořené přepravními kontejnery 1₍napojené přes výstupní rukávce a potrubní svody na dávkovači váhy 2, jež zausíují přes uzavírací člen 14 a přes pružný nástavec do velkoobjemové čeřící nádrže 2» dále sestává z vnitřní soustavy cirkulačního homogenizačního okruhu tvořeného velkoobjemovou čeřící nádrží 3 s vertikálně ustaveným hnaným čeřícím prvkem 21 a v horní části po obvodě pláště s vestavěným prstencem tlakových trysek 16, a na víku s odvzdušnovacím filtrem 4· čeřící nádrž je cirkulačním čerpadlem 6 paralelně zapojeným obtokem na spodní část kuželového atritoru 5 s prstencem tlakových trysek 16 a v horní části se spádovým přepadem zaústěným zpět do velkoobjemové čeřící nádrže 3· Dále pak z vnější soustavy odvodňovacího a dočišíovacího okruhu zapojeného paralelně na homogenizační okruh (na cirkulační čerpadlo 6) sestávající ze zásobníku 7 s propelerem a prstencem tlakových trysek 16, napojených spodem přes čerpadlo 23 na tlakový filtr 8 ustavený na roštu 17 nad zapuštěnou sběrnou nádobou 9· Tato je přes čerpadlo 24 napojena na sběrný zásobník 10 s prstencem tlakových trysek 16, z něho pak na výstupu spodem přes uzavírací prvek a regulátor hladiny 18 na jemný filtr 11, jehož odtok je propojen přes zpětné čerpadlo 25 na okružní větev 22 s paralelně připojeným doplňovacím zásobníkem s přívodem kapaliny 19» Zpětná okružní větev 22 s volným výtokem 20 je propojena přes uzavírací armaturu na jednotlivé prstence tlakových trysek 16 (zařízení 3, 7, 10) a přes dávkovač 15 na čeřící nádrž 3, dále je přepravní vozík 12 jako technologická součást jemného filtru 11.

Jednotlivé vstupní komponenty základních surovin dodávané v přepravních kontejnerech 1 (vacích) jsou z těchto přímo navažovány v předepsaných poměrech přes dávkovači váhy 2 a uzavírací člen 14 do uzavřené velkoobjemové čeřičky 3» V této je materiál přímo splavován kapalinou - pitnou vodou - přes prstenec tlakových trysek 1,6 za rotace čeřícího prvku 21. Po krátkodobém zčeření práškového materiálu (cca 10 4a 30 min)j dle velikosti vstupních

-8 240 666 dávek a úpravy hustoty materiálové suspenze dávkovačem kapaliny (vodoměrem) 15 _f je zapojena intenzivní homogenizace v okružním systému čerpadlem 6 do kuželového atritoru 5 a opět spádově (gravitačně) zpět do velkoobjemové čeřičky 2* Po rozmělnění aglomerátů vstupních komponentů a dokonalá homogenizaci, ověřené empiricky pro jednotlivé druhy materiálů a dle velikosti vstupních dávek, je suspenze přepuětěna čerpadlem 6 do zásobníku 2· Odtud je postupně již dávkována čerpadlem 23 do tlakového hydraulického filtru (kalolisu) 8. Odvodněný filtrát - zhomogenizovaný odvodněný materiál - ve tvaru kruhových nebo čtvercových koláčů je po tlakovém uvolnění jednotlivých desek filtru postupně obsluhou zařízení ručně odebírán a kladen na podložky k dosušení. Odfiltrovávaná kapalina je přímo sváděna v průběhu odvodňování stranovými kryty zařízení přes rošt 17 do sběrné nádrže 2 a pak čerpadlem 24 do sběrného zásobníku 10. Z toho je již plynule dávkována regulátorem hladiny 18 na cyklicky pracující jemný filtr 11. Zachycené velmi jemné zbytky materiálu jsou cyklicky pracujícím jemným filtrem 11 svedeny na přepravní vozík 12 a použity ke zpracování na dalších operacích;jako např. sušení a kalcinace. Vyčištěná kapalina je čerpadlem 25 zpětnou větví 22 vedena zpět do jednotlivých technologických zařízení Q, j>, 2 ^a 10). kde přes prstenec tlakových trysek 16 je opětně použita k důkladnému proplachu a čištění uvedených zařízení - zejména při přechodu na homogenizace jiných druhů materiálu. Při homogenizaci dalších výrobních dávek téhož druhu materiálového je přečerpána do doplňovacího zásobníku 13» kde s nově přiváděnou kapalinou - přívodem kapaliny 19 - je použita pro vlastní mokrou homogenizaci dávkovačem 15 - jak již výše uvedeno.

Po přečerpání již zhomogenizované materiálové suspenze do zásobníku 2 a případném proplachu homogenizačního okruhu je možno dávkovat okamžitě další velkoobjemovou výrobní dávku jednotlivých materiálových komponentů téhož nebo materiálově jiného druhu materiálu, aniž je nutno čekat na odvodnění právě zhomoge240 ΘΒ6 nizované materiálové směsi v tlakovém filtru (kalolisu) 8· Navrženým uzavřeným systémem je prakticky potlačena veškerá prašnost při vlastním dávkování - navažování. Vypuštěný nadávkovaný materiál z dávkovačích vah 2 přes proměnlivě otevřený - přiškrcený uzavírací člen 14 do velkoobjemové čeřičky £ sice způsobí dynamický tlakový ráz - jemné prachové části vstupního materiálu, ale tento je eliminován vestavěným odvzdušňovacím filtrem 4· Ten prakticky zachytí veškeré materiálové jemné frakce jednotlivých komponent, jež jsou následně případným poklepem vráceny zpět do velkoobjemové čeřičky 3 a nezpůsobují tak prvotní materiálové ztráty, ani neznečišťují nejbližší okolí.

Instalovaný prstenec tlakových trysek 16 slouží nejen k účinnému vyčištění vnitřního prostoru jednotlivých zařízení (3, 5, 7 a 10), ale přispívá i k účinné eliminaci vzniklého prachového polštáře při dávkování do velkoobjemové čeřičky 3·

K omezení materiálových ztrát v mokrém stavujzejména k operaci odvodňování|je tlakový filtr (kalolis) 8 celoplošně bočně krytý - k zamezení možného úniku filtrování materiálové suspenze, a to v případě protržení filtrační tkaniny. Současně je ustaven na roštu 17 sběrné nádrže 9. Do této je prakticky svedena veškerá filtrovaná kapalina, jakož i oplachová pitná voda, přiváděná z volného výtoku 20 k čištění jednotlivých filtračních desek a stínících stanových krytů. Takto prakticky zachycený materiál, jež dosud tvořil převážně materiálové ztrátyj je zpracován - odvodněn - v jemném filtru 11. Tento může být v provedení jako pásový náplavový nebo odvalovací tkaninový (papírový) cyklicky pracující filtr, a to podle stupně zaměření.

- ίο 240 066

Příklad způsobu homogenizace materiálu pro magneticky měkké ferity na výrobní dávku 1600 kg pevného materiálu·

Odvažování komponentů: 66 % PegOj % MnOO^ % ZnO % NiO 0,5% Ti0₂ 0,5% CaCO^ automatické vícekomponentní dávkovači váhy ze zavěšených vaků postupně přes škrticí rukávce do zaústěných vah. Odvážené komponenty jsou dávkovány do velkoobjemové čeřičky • uzavřeného provedení, přičemž plnění velkoobjemové čeřičky je pro vedeno za rotace n « 100 ot/min hřebla a otevření vodní sprchy při spotřebě 2400 1 vody. K čeřičce je ve stejném okruhu připojen kuželový atřitor o obsahu V = 300 litrů s navážkou koulí - pro γ

SK koule 1000 kg o 4 6 (& 8 mm. Cirkulace feritové břečky v uzavře ném okruhu je provedena mezi čeřičkou a atritorem po dobu 5 hodin Následuje přečerpání feritové břečky do zásobníku cirkulačním čerpadlem. Tlaková filtrace (odvodňování feritového materiálu od kapaliny) se provádí po dobu 30 až 60 min/dávku s přečerpáním zachycené vody do zásobníku a následnou jemnou filtrací. Doba jemné filtrace je průběžná. Následuje proplach celého systému vyčištěnou vodou a příprava linky na další dávku.

Claims (2)

1, Způsob hanogenizace základních vstupních surovin v přípravě směsných práškových hmot výroby keramických, elektrokeramických - feritických i jiných kovových nebo nekovových materiálů vyráběných práškovou metalurgií, vyznačený tím, že jednotlivě navážené vstupní komponenty se podrobí intenzivní cirkulační homogenizaci za mokra za současného rozmělňování aglomerátů na úzkou frakční velikost částic v rozsahu od 5 do 100 /Um, načež je z homogenizované materiálové suspenze oddělena kapalina, a tato se současně i s dodatkovou proplachovou kapalinou odvádí k dalěímu účinnému dočištění - filtraci při zpětném využití kapaliny a zachyceného materiálu ve výrobním procesu·

2, Homogenizační linka k provádění způsobu homogenizace podle bodu lj sestává^že^ vstupní části, vnitřní a vnější soustavy, vyznačená ^tím, že vstupní část zahrnuje přepravní kontejnery (1) napojené přes výstupní rukávce a potrubní svody na dávkovači váhy (2), jež navazují přes uzavírací člen (14) na vnitřní uzavřenou okružní soustavu sestávající z velkoobjemove čeřičky (3) s vertikálně ustaveným hnaným čeřícím prvkem (21), a v horní části po obvodě pláště s vestavěným prstencem tlakových trysek (16) a na víku s odvzduěňovacím filtrem (4), napojené přes cirkulační čerpadlo (6) zapojené obtokem na spodní část kuželového atritoru (5) s prstencem- tlakových trysek (16) paralelně napojeném na vnější soustavu sestávající ze zásobníku (7) napojeného spodem přes čerpadlo (23) na tlakový filtr (8) ustavený na roštu (17) nad zapuštěnou sběrnou nádrží (9), jež je přes čerpadlo (24) napojena na sběrný zásobník (10) s prstencem tlakových trysek (16) napojeným svým výstupem přes uzavírací prvek a regulátor hladiny (18) na jemný filtr (11), jehož odtok je propojen přes zpětné čerpadlo (25) na okružní větev (22) s volným výtokem (20), a s paralelně připojeným doplňovacím zásobníkem (13) s přívodem kapaliny (19) » přičemž okružní větev (22) je napojena na sběrný zásobník (10), zásobník (7), kuželový atritOT (5) přes prstonec tlakových trysek (16, a dále přes dávkovač (15) na prst$jaec tiskových trysek (16) velkoobjemové čeřičky (3).