RU172975U1

RU172975U1 - MINERAL WOOL PRODUCTION GRINDER-GRANULATOR FOR WASTE PROCESSING

Info

Publication number: RU172975U1
Application number: RU2016150771U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Викторович Фирсов; Вячеслав Владимирович Самойленко; Алексей Николаевич Блазнов; Наталья Николаевна Ходакова; Татьяна Константиновна Углова
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2017-08-02

Abstract

Полезная модель относится к промышленности строительных и теплоизоляционных материалов и может быть использована при производстве минеральной ваты из расплавов горных пород, шлаков и стеклянных синтетических материалов, в частности, для переработки некондиционной продукции и отходов производства.В загрузочном бункере предлагаемого измельчителя-гранулятора минеральной ваты горизонтально расположены два питательных барабана с колками, вращающиеся навстречу друг другу с разными окружными скоростями. В нижней части корпуса аппарата расположен горизонтальный вращающийся вал с элементами разрезного шнека, в прорезях которого расположены группы колков. Днище аппарата содержит отверстия для отсеивания твердых неволокнистых включений.Использование предлагаемого измельчителя-гранулятора позволяет обеспечить вторичную переработку отходов минераловатного производства с созданием гранулированного материала с высокими теплозащитными характеристиками и низким содержанием твердых неволокнистых включений, который может применяться как самостоятельный продукт, а также в качестве основного компонента для формования теплоизоляционных композиционных изделий. 1 ил.The utility model relates to the construction and heat-insulating materials industry and can be used in the production of mineral wool from rock melts, slags and glass synthetic materials, in particular, for processing substandard products and production waste. In the loading hopper of the proposed mineral wool grinder-granulator are horizontally located two feeding drums with spikes rotating towards each other at different peripheral speeds. In the lower part of the apparatus housing there is a horizontal rotating shaft with elements of a split auger, in the slots of which there are groups of pegs. The bottom of the apparatus contains holes for screening solid non-fibrous inclusions. Using the proposed grinder-granulator allows for the recycling of mineral wool production with the creation of granular material with high heat-shielding characteristics and a low content of solid non-fibrous inclusions, which can be used as an independent product, as well as as a main component for molding heat-insulating composite products. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к промышленности строительных и теплоизоляционных материалов и может быть использовано при производстве минеральной ваты из расплавов горных пород, шлаков и стеклянных синтетических материалов.The proposed utility model relates to the construction and heat-insulating materials industry and can be used in the production of mineral wool from rock melts, slags and glass synthetic materials.

Из уровня техники [патент РФ №2187525, приоритет от 20.03.2001 г., опубл. 20.08.2002 г. «Способ изготовления теплоизоляционного и огнезащитного покрытия»] известна установка для переработки шлаков, включающая гранулятор и транспортер для уборки гранулята. Гранулятор выполнен в виде вращающегося барабана, по обе стороны от которого расположены две водоохлаждаемые пластины, причем одна из пластин снабжена ножом для очистки барабана. Барабан выполнен полым и охлаждаемым, что обеспечивает безводную грануляцию с равномерным измельчением шлака.From the prior art [RF patent No. 2187525, priority of March 20, 2001, publ. 08/20/2002, "Method for the manufacture of heat-insulating and fire-retardant coatings"] known installation for the processing of slag, including a granulator and conveyor for cleaning granulate. The granulator is made in the form of a rotating drum, on both sides of which are two water-cooled plates, one of the plates having a knife for cleaning the drum. The drum is made hollow and cooled, which provides anhydrous granulation with uniform grinding of slag.

Недостатком данной установки является невозможность измельчения шлаковых корок и кусков минеральной ваты.The disadvantage of this installation is the impossibility of grinding slag crusts and pieces of mineral wool.

Известна также установка для переработки ковшовых остатков, содержащая приемный желоб, устройство для охлаждения, дробления, классификации, выполненная в виде перфорированного барабана с продольными ребрами, устройства для подвода охлаждающей воды, отвода пара и выгрузки [патент РФ №2044711, приоритет от 11.08.1992, опубл. 27.09.1995 «Установка для переработки отходов производства минеральной ваты»]. Недостатками данной установки являются низкая производительность, неэффективное дробление отходов производства только за счет их соударений, охлаждение отходов металлургического производства путем смешивания их с водой, что требует дополнительной сушки при их повторном использовании, невозможность измельчения всех видов отходов производства минеральной ваты (кусков минеральной ваты, минераловатной пыли, шлаковых корок, огненно-жидких капель). Кроме того, не предусмотрен механизм возврата отходов производства минеральной ваты в технологический процесс.Also known is a plant for processing ladle residues, containing a receiving chute, a device for cooling, crushing, classification, made in the form of a perforated drum with longitudinal ribs, a device for supplying cooling water, steam removal and unloading [RF patent No. 2044711, priority from 08/11/1992 publ. 09/27/1995 "Installation for processing waste mineral wool production"]. The disadvantages of this installation are low productivity, inefficient crushing of production waste only due to their collisions, cooling of metallurgical production waste by mixing them with water, which requires additional drying when reused, the inability to grind all types of waste mineral wool (pieces of mineral wool, mineral wool dust, slag crusts, fire-liquid drops). In addition, there is no mechanism for returning mineral wool production waste to the process.

Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является установка гранулирования минеральной ваты для изготовления звукопоглощающих акустических плит «Акмигран» [Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1989. - С.322]. Для разрыва ваты на клочки используют вертикальный гранулятор, который представляет собой цилиндр с конусообразным расширением в верхней части. На центральном валу гранулятора расположены ножи и лопасти для разрыва и закатки минеральной ваты. Гранулятор имеет отверстие для загрузки минеральной ваты в верхней части, патрубки для выхода гранул и твердых неволокнистых включений в нижней части. Получение гранул осуществляется следующим образом: минеральная вата подается в верхнюю часть корпуса трубного гранулятора, где разрывается на отдельные куски ножами. Скребок сбрасывает их в цилиндрическую часть корпуса, где они перемещаются по спирали вдоль стенок и закатываются в гранулы. Регулирование степени закатывания гранул осуществляется степенью открытия задвижки выходного отверстия. При грануляции часть корольков отделяется через частично перфорированные стенки и дно в сборный бункер для корольков. Гранулированный материал через щель с механической задвижкой попадает на механическое сито, имеющее встряхивающий привод, где происходит дополнительный отсев корольков.The closest to a useful model in terms of technical nature and the achieved result is the installation of granulation of mineral wool for the manufacture of sound-absorbing acoustic plates "Akmigran" [Gorlov Yu.P. Technology of heat-insulating and acoustic materials and products. M.: Higher School, 1989. - P.322]. To break the wool into shreds, use a vertical granulator, which is a cylinder with a cone-shaped extension in the upper part. On the central shaft of the granulator are knives and blades for breaking and rolling mineral wool. The granulator has an opening for loading mineral wool in the upper part, nozzles for the exit of granules and solid non-fibrous inclusions in the lower part. The production of granules is carried out as follows: mineral wool is fed into the upper part of the tube granulator body, where it is torn into separate pieces with knives. The scraper drops them into the cylindrical part of the housing, where they move in a spiral along the walls and roll into granules. The degree of pellet rolling is controlled by the degree of opening of the outlet valve. During granulation, part of the kings is separated through partially perforated walls and the bottom into a collection bin for kings. The granular material through a slot with a mechanical valve enters a mechanical sieve with a shaking drive, where additional screening of the kings takes place.

Известный способ грануляции минеральной ваты в вертикальном трубном грануляторе имеет ряд особенностей, выгодно отличающих его от существующих, в число которых входят:The known method of granulation of mineral wool in a vertical tube granulator has a number of features that distinguish it from existing ones, which include:

- гранулятор может обрабатывать минеральную вату двух видов - комовую и в плитах;- the granulator can process mineral wool of two types - lump and in slabs;

- грануляция ваты с различным диаметром волокна и различной жесткостью;- granulation of cotton wool with different fiber diameters and different stiffnesses;

- получение гранул различной плотности и размеров, что достигается изменением времени пребывания материала в грануляторе путем регулирования размера разгрузочного отверстия;- obtaining granules of various densities and sizes, which is achieved by changing the residence time of the material in the granulator by adjusting the size of the discharge opening;

- отсутствие устройства для предварительного распушения или рубки на куски минерального ковра.- the lack of a device for preliminary fluffing or chopping into pieces of mineral carpet.

Из-за особенностей конструкции недостатком данного аппарата является неполное отделение неволокнистых включений через перфорированные стенки: отделение корольков возможно вследствие протирки через отверстия в стенке или под действием центробежных сил, но для закатки в гранулы вращение вала должно быть медленным. Корольки имеют вес, намного больший чем вата, и под действием силы тяжести стремятся вниз, а не к стенкам аппарата. Механическая задвижка выходной щели создает препятствие для выгрузки продукта, который легко утрамбобывается и может создать своды и забить выходную щель. Кроме того, механическое сито усложняет конструкцию гранулятора и требует дополнительного привода. Отсев на нем корольков происходит после закатки в гранулы, что делает невозможным и неэффективным отделение закатанных в гранулы корольков.Due to the design features, the disadvantage of this apparatus is the incomplete separation of non-fibrous inclusions through perforated walls: the separation of kings is possible due to wiping through holes in the wall or under the action of centrifugal forces, but for rolling into granules, the shaft rotation should be slow. Kings have a weight much larger than cotton, and under the influence of gravity tend to down, and not to the walls of the apparatus. The mechanical valve of the exit slit creates an obstacle for unloading the product, which is easily tamped and can create arches and clog the exit slit. In addition, a mechanical sieve complicates the design of the granulator and requires an additional drive. Screening of kings on it occurs after rolling into granules, which makes it impossible and ineffective to separate the kings rolled into granules.

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание совмещенного измельчителя-гранулятора для измельчения всех видов отходов минераловатных производств, разрыва их на клочки с последующим окатыванием в гранулы, отсева неволокнистых включений, который позволяет создать безотходную технологию переработки минеральной ваты, повысить качество получаемого продукта путем многократного воздействия на гранулят (измельчение, окатывание, отсев корольков), расширить сырьевую базу для производства и применения минераловатного гранулята.The technical problem to which the proposed utility model is directed is the creation of a combined grinder-granulator for grinding all types of waste from mineral wool production, tearing it to shreds, followed by pelletizing, screening of non-fibrous inclusions, which allows you to create a waste-free technology for processing mineral wool, to improve the quality the resulting product by repeated exposure to the granulate (grinding, pelletizing, screening kings), to expand the raw material base for production but also the use of mineral wool granulate.

Поставленная техническая задача решается тем, что предлагается измельчитель-гранулятор минеральной ваты, содержащий корпус с загрузочным отверстием в верхней части и разгрузочным отверстием в нижней, вращающийся вал, перфорированное днище, отличающийся тем, что в корпусе, содержащем ограничительные вилы и измельчительные колки, горизонтально расположены два питательных барабана с ответными колками, вращающиеся навстречу друг другу с разными окружными скоростями, в нижней части корпуса аппарата расположен горизонтальный вращающийся вал с элементами разрезного шнека, в прорезях которого расположены группы колков, а днище аппарата в виде фрагмента цилиндра ниже шнека содержит отверстия для отсеивания твердых неволокнистых включений.The stated technical problem is solved in that a mineral wool chopper-granulator is proposed, comprising a housing with a loading hole in the upper part and a discharge hole in the lower one, a rotating shaft, a perforated bottom, characterized in that the housing containing the limiting forks and chopping pegs are horizontally arranged two feeding drums with mating rings rotating towards each other at different peripheral speeds, a horizontal rotating drum is located in the lower part of the apparatus a shaft with elements of a split screw, in the slots of which there are groups of pegs, and the bottom of the apparatus in the form of a cylinder fragment below the screw contains holes for screening solid non-fibrous inclusions.

Предлагаемый измельчитель-гранулятор поясняется фигурой (вертикальный разрез).The proposed chopper-granulator is illustrated by a figure (vertical section).

Предлагаемый измельчитель-гранулятор минеральной ваты содержит корпус 1 с загрузочным бункером, в верхней части которого расположены ограничительные вилы 2, два верхних питательных барабана 3 с колками, вращающиеся навстречу друг друга с разными окружными скоростями для предварительного разрыва на клочки ваты, ответные колки 4 на стенках корпуса для очистки питательных барабанов. В нижней части аппарата расположен основной элемент измельчителя-гранулятора - горизонтальный вращающийся шнековый вал 5. В подбункерном пространстве на валу выполнены элементы шнека для проталкивания клочков ваты в область грануляции. Далее вал имеет чередующиеся разрезы шнека и группы колков, среди них расположены колки для дополнительного разрыва клочков ваты. На корпусе вокруг вращающегося вала напротив разрезов шнека расположены ответные колки 6. В конечной части ротора на корпусе расположен патрубок 7 для выгрузки гранулята. В нижней части корпуса аппарата имеются отверстия 8, через которые происходит отсев твердых неволокнистых включений. Привод аппарата осуществляется посредством передачи вращения от электродвигателя 9 через эластичную муфту на приводные шестерни верхних колковых барабанов и шнека измельчительного, которые размещены на передней стенке корпуса аппарата.The proposed shredder-granulator of mineral wool contains a housing 1 with a loading hopper, in the upper part of which there are restrictive forks 2, two upper feeding drums 3 with pegs, rotating towards each other at different peripheral speeds for preliminary breaking into pieces of cotton wool, mating rings 4 on the walls housings for cleaning feed drums. In the lower part of the apparatus is located the main element of the grinder-granulator - a horizontal rotating screw shaft 5. In the sub-bin space on the shaft, screw elements are made for pushing pieces of cotton wool into the granulation area. Further, the shaft has alternating sections of the auger and a group of spikes, among them spikes are located for additional tearing of pieces of cotton wool. On the casing around the rotating shaft opposite the cuts of the screw there are mating pegs 6. In the end part of the rotor on the casing there is a pipe 7 for unloading the granulate. In the lower part of the apparatus body there are openings 8 through which solid non-fibrous inclusions are screened out. The apparatus is driven by transmitting rotation from the electric motor 9 through an elastic coupling to the drive gears of the upper ring drums and the chopping screw, which are located on the front wall of the apparatus body.

Гранулятор работает следующим образом. Отходы минераловатного производства поступают в загрузочный бункер 1, ложатся на ограничительные вилы 2, под которыми вращается первый колковый барабан 3. Клочки ваты отрываются и увлекаются колками барабана, попадают в зазор между первым и вторым колковыми барабанами 3 и разрываются на более мелкие фрагменты. За счет разности в скоростях вращения барабанов происходят сдвиговые деформации, интенсифицирующие процесс разрыва ваты. Ответные группы колков 4, расположенные на стенках корпуса аппарата, способствуют самоочистке колковых барабанов и дополнительному измельчению ваты.The granulator works as follows. Mineral wool production waste enters the loading hopper 1, falls on the limiting forks 2, under which the first ring drum 3 rotates. Shreds of cotton are torn off and carried away by drum rings, fall into the gap between the first and second ring drums 3 and are torn into smaller fragments. Due to the difference in the rotational speeds of the drums, shear deformations occur, intensifying the process of rupture of the cotton wool. The response groups of pegs 4, located on the walls of the apparatus body, contribute to the self-cleaning of pegs and additional grinding of cotton.

Мелкие клочки ваты попадают в нижнюю часть аппарата, где увлекаются шнеком 5, вращаются и движутся вдоль корпуса вокруг шнека, при этом начинает происходить первичное окатывание и формирование гранул минераловатного материала. Постепенно перемещаясь вдоль шнека, гранулы дополнительно несколько раз измельчаются, проходя через группы колков 6, расположенных в местах разрезов шнека. При интенсивном измельчении и перемешивании из ваты удаляются неволокнистые включения (корольки), которые отсеиваются через отверстия 8 в нижней части корпуса аппарата, собираются в отдельный бункер и направляются на повторную переплавку и раздув волокон. Готовый продукт - минераловатные гранулы - достигает разгрузочного патрубка 7, выходя из которого упаковывается в тару либо поступает на дальнейшую переработку в теплоизоляционные изделия.Small pieces of cotton wool fall into the lower part of the apparatus, where they are carried away by screw 5, rotate and move along the body around the screw, while primary pelletizing and formation of granules of mineral wool begins to occur. Gradually moving along the auger, the granules are additionally crushed several times, passing through a group of pegs 6 located in the places of the auger cuts. With intensive grinding and mixing, non-fibrous inclusions (kings) are removed from the cotton, which are screened out through openings 8 in the lower part of the apparatus body, collected in a separate hopper and sent for re-melting and blowing of the fibers. The finished product - mineral wool granules - reaches the discharge pipe 7, leaving which is packaged in containers or fed for further processing into heat-insulating products.

Увеличение коэффициента гранулообразования достигается многократным чередованием прохождения клочков ваты между группами колков с одновременным их окатыванием и формированием минераловатных теплоизоляционных гранул.An increase in the coefficient of granule formation is achieved by repeatedly alternating the passage of cotton shreds between the splinter groups with their simultaneous rolling and formation of mineral wool heat-insulating granules.

Анализ работы предлагаемого технического решения показал, что применение измельчителя-гранулятора отходов минеральной ваты значительно облегчает работы в области утепления высокотемпературных промышленных агрегатов со сложными формами поверхности. Сыпучая гранулированная минеральная вата методом вдувания заполняет труднодоступные полости и перегородки. Методом полусухого торкретирования гранулированная вата наносится в составе теплоизоляционных и огнезащитных композиций на агрегаты, имеющие сложные поверхности. Методом формования из гидромассы из минераловатных гранул изготавливают теплоизоляционные скорлупы, в том числе и сложной формы.The analysis of the proposed technical solution showed that the use of a mineral wool waste grinder-granulator significantly facilitates the work in the field of thermal insulation of high-temperature industrial units with complex surface shapes. Loose granular mineral wool by blowing fills hard-to-reach cavities and partitions. By the method of semi-dry shotcrete, granular wool is applied as a part of heat-insulating and fire-retardant compositions to units having complex surfaces. Heat-insulating shells, including complex ones, are made from hydromass from mineral wool granules by molding method.

Применение данного измельчителя-гранулятора позволит создать современные экологически чистые производственные линии, которые позволят наладить выпуск новой конкурентноспособной теплоизоляционной продукции для промышленного и гражданского строительства. Аппарат способен перерабатывать как минеральную вату различной плотности, так и отходы производства. За счет отсеивания корольков повышается качество гранулята, возврат отходов в технологический процесс позволяет создать безотходное производство.The use of this grinder-granulator will make it possible to create modern environmentally friendly production lines that will allow the launch of new competitive heat-insulating products for industrial and civil construction. The device is capable of processing both mineral wool of various densities and production waste. Due to the screening of the kings, the quality of the granulate increases, the return of waste to the process allows you to create a waste-free production.

Технический результат, полученный при реализации предлагаемого измельчителя-гранулятора, был достигнут при проведении производственных испытаний лабораторией материаловедения минерального сырья ИПХЭТ СО РАН совместно с действующим участком производства теплоизоляцонных изделий АО «ФНПЦ «Алтай». На экспериментальной установке получены следующие результаты: производительность 15 кг/ч, достигнуто гранулообразование и одновременное отделение твердых неволокнистых включений (корольков). Полученный после измельчения волокнистый материал с размером агломератов (гранул) менее 10 мм содержит минимальное количество неволокнистых включений (5-12% по массе), имеет насыпную плотность в неуплотненном состоянии 75 кг/м³.The technical result obtained by the implementation of the proposed grinder-granulator was achieved during production tests by the laboratory of materials science of mineral raw materials IPKhET SB RAS together with the existing site for the production of heat-insulating products of JSC Altai Federal Scientific-Practical Center. The following results were obtained at the experimental setup: productivity 15 kg / h, granule formation and simultaneous separation of solid non-fibrous inclusions (kings) were achieved. The fibrous material obtained after grinding with a size of agglomerates (granules) of less than 10 mm contains a minimum amount of non-fibrous inclusions (5-12% by weight), has a bulk density in the uncompressed state of 75 kg / m ³ .

Claims

Mineral wool chopper-granulator, comprising a housing with a loading hole in the upper part and a discharge hole in the lower one, a rotating shaft, a perforated bottom, characterized in that in the housing containing the limiting forks and reciprocal pegs, two feed drums with pegs are horizontally rotating towards to each other at different peripheral speeds, in the lower part of the device’s body there is a horizontal rotating shaft with elements of a split screw, in the slots of which there are groups of pegs, and the bottom of the apparatus in the form of a fragment of a cylinder below the screw contains holes for screening solid non-fibrous inclusions.