ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ ВЫДЕРЖКИ СМЕСИ ПЕРЕД ОКОМКОВАНИЕМ НА КОМКУЕМОСТЬ ШИХТЫ И ПРОЧНОСТЬ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

Цель работы: выявление оптимального времени выдержки смеси перед окомкованием для улучшения комкуемости шихты и прочности окатышей.

Время выдержки смеси перед окомкованием железорудного концентрата и связующих материалов является важнейшим фактором, влияющим на комкуемость шихты и на прочностные свойства сырых окатышей. От того, сколько будет выдерживаться смесь до поступления её в окомкователь, во многом зависит дальнейшее получение качественных окатышей. Так как этот вопрос недостаточно изучен, было принято решение провести экспериментальные исследования влияния времени выдержки смеси перед окомкованием на комкуемость шихты и на прочность окатышей.

Экспериментальные исследования по влиянию времени выдержки смеси перед окомкованием, на комкуемость шихты проводились в равных условиях в научно-исследовательских лабораториях кафедры металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС».

Для испытаний  использовали следующее оборудование:

- емкость для смешивания шихты;

- лабораторный чашевый окомкователь;

- сито для отделения окатышей диаметром более 5мм;

- весы с точностью до 0,01 г;

- шприц для впрыскивания воды в смесь;

- печь для сушки сырых окатышей;

-прибор для определения влажности бентонита и концентрата «Элвис» [1].

Масса пробы составляла 150 г из них 0,7% бентонита азербайджанского месторождения и концентрата 99,3% соответственно.

Перед смешиванием была определена влажность компонентов шихты при помощи влагомера «Элвис». Концентрат и бентонит тщательно перемешивались. Смесь настаивалась для каждой серии опытов 20, 30, 40, 50 минут соответственно.

Настоявшаяся определенное время смесь засыпалась в лабораторный чашевый окомкователь для получения сырых окатышей. В результате окомкования получаются окатыши, которые далее подлежат грохочению, где разделяются на фракции: 1) более 5 мм; 2) менее 5 мм. Полученные окатыши взвешивались, и определялась доля окатышей годного класса.

Комкуемость определялась по наличию  массы окатышей более 5 мм, полученных из каждой порции шихты.

Для определения комкуемости была рассчитана массовая доля окатышей для каждой серии опытов по времени выдержки. На основе экспериментальных данных была построена гистограмма зависимости массовой доли окатышей от времени выдержки смеси перед окомкованием (рисунок 1).

Рисунок 1 – Массовая доля окатышей

Из гистограммы видно, что наибольшей комкуемостью обладают окатыши, сделанные из смеси, которая была выдержана перед окомкованием 30 минут. Влага в смеси за полчаса не успевает испариться и остается в достаточном количестве, чтобы окомкование шихты было наилучшим. За большее время выдержки смеси (40 и 50 минут), влаги недостаточно для процесса окомкования, так как она улетучивается в окружающую атмосферу. Напротив – за малое время выдержки влаги слишком много, что уменьшает силы капиллярного сцепления и приводит к снижению прочности окатышей на раздавливание, их чрезмерной пластичности и к нарушению процесса окомкования в результате слипания окатышей в грязевые комья. По результатам опытов, окатыши, сделанные из смеси, выдержанной предварительно перед окомкованием 30 минут, превосходят по количеству полученного годного класса окатыши, при подготовке которых время выдержки составляло 20, 40 и 50 минут приблизительно в 2 раза.

На основе проведенных экспериментов было сделано четыре вида опытов для определенного времени выдержки смеси перед окомкованием соответственно по три серии для каждого с целью усреднения полученных результатов и графического анализа их (смотреть рисунки 2-3).

Определение прочности на сжатие проводилось на специальной установке в научно-исследовательских лабораториях кафедры металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС».

Рисунок 2 – Результаты прочности на сжатие сырых окатышей

На гистограмме видно, что наилучшими показателями прочности на сжатие обладают те сырые окатыши, время выдержки шихты перед окомкованием которых составляло 30 минут. Рассчитано во сколько раз лучше выдерживание смеси при 30 минутах по сравнению с 20, 40  и 50 минутами. В 2,3 раза прочностные характеристики окатышей из смеси, выдержанной в течение получаса лучше, чем при выдержке смеси 20 минут; в 1,9 и 4 раза по сравнению с 40 и 50 минутами выдержки смеси соответственно.

Прочность на удар характеризуется количеством падений сырых окатышей с определенной высоты на резиновый настил до их разрушения. Высота, с которой проводится сбрасывание – 50 см.

Рисунок 3 – Результаты прочности на сбрасывание сырых окатышей

Вывод: После проведения экспериментов и проанализировав полученные данные, делаем вывод, что наилучшее время выдержки смеси после тщательного перемешивания компонентов шихты – 30 минут. Именно за это время окатыши получают прочностные свойства, помогающие выдержать механические и деформирующие нагрузки.

В условиях ЛГОК смесь выдерживается 35-40 минут и это время считается оптимальным при подготовке шихты к окомкованию. Результаты опытов показали, что разница во времени выдержки между 30 и 40 минутами такова, что примерно в два раза лучше свойства производимой продукции при получасовой выдержке смеси, нежели при 40 минутах. И эти 10 минут оказывают существенное влияние на прочностные характеристики окатышей. Это связано с тем, что при более долгом времени выдерживания смеси влаги недостаточно для процесса окомкования, что приводит к снижению пластичности окатышей, нарушению их гранулометрического состава и снижению производительности окомкователя.

Список литературы:

1. Тимофеева А.С. Влияние содержания бентонита на комкуемость и прочность сырых и сухих неофлюсованных окатышей/ С.Г. Черных, А.С. Елина, В.С. Груздов, М.С. Пивикова// Электронный сборник статей по материалам XXVII студенческой международной заочной научно-практической конференции. - 2014. -№12.- С.122 – 129.