Статья опубликована в рамках: LVI Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 28 августа 2017 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Металлургия
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
дипломов
РАСЧЕТ ИСТИРАТЕЛЯ ТВЕРДЫХ ФРАКЦИЙ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В черной металлургии качество стали напрямую зависит от качества шихтового материала, в качестве которого в последнее время широкое распространение получили железорудные окатыши.
При транспортировке окатыши претерпевают неоднократные перегрузки.
Качество и количество доставленных окатышей зависит от показателей качества, таких как прочность и истирание.
На практике при транспортировке часть сырья дробится и истирается в пыль, которая в свою очередь негативно сказывается на экологии и финансовых затратах.
Поэтому возникает вопрос, как же уменьшить потери при транспортировке, уменьшить финансовые затраты и сохранить экологию.
Как правило, потери на истирание составляют 5 – 6 %, практически проверить окатыши на сопротивление истиранию позволяет испытательный барабан.
По количеству образовавшейся пыли при вращении окатышей в барабане судят о потерях, ушедших на истирание.
Прочность на истирание зависит от состояния поверхности окатышей и определяет образование мелочи при взаимном трении окатышей.
Кроме окатышей, извести, известняка и других материалов, применяющихся в металлургии, определение на истирание необходимо проводить и в строительной отрасли (мел, щебень, мрамор и т.д.), в химической и медицинской промышленности.
Метод основан на механической обработке во вращающемся стальном барабане и последующем определении ситовым анализом изменения гранулометрического состава пробы, характеризующего способность руды сопротивляться удару и истиранию.
Согласно ГОСТ 8269.0-97 барабан истирателя для твердых фракций (щебня, известняка и др.) имеет минимальный диаметр Dо=700мм и длину lо=500мм.
Внутри барабана имеется максимум No=12 шаров стальных или чугунных диаметром do= 48мм.
Для экспериментальных исследований имеется барабан диаметром Dм= 550мм и длиной lм= 250мм.
Рассчитать какое количество шаров диаметром dм=30мм необходимо иметь для истирания твердых фракций, например, известняка.
Для того чтобы рассчитать количество шаров, необходимо выполнить условия моделирования.
Определим масштаб моделирования:
700/550=1,27, а по длине 500/250=2.
Тогда по условию моделирования объемы барабанов будут относиться как:
Vоб/Vм = ( S1*l1)/( S2*l2)= 3,24
C точки зрения работы барабана и результатов истирания важно какое количество шаров и каких должно быть, то есть объем, занимаемый шарами в объеме барабана должен оставаться одинаковым и для образца и модели.
Это связано со стесненностью материала в барабане - она должна быть одинаковой для обоих вариантов.
Тогда определим объемы барабанов.
Для образца:
Vоб.= πD2*l = 192325(см3 ),
где D-диаметр цилиндра, так как барабан представляет из себя цилиндр.
Для модели:
Vмод.= πD2 · l = 59365,63(см3)
Объем 12 шаров диаметром 4,8см равен=694,52 см3
Тогда отношение объема шаров к объему барабана на образце равно
n= 192325/694,52=276,92.
Так как на модели должно быть такое же отношение, то объем шаров будет равен:
Vш = V мод./n= 59365,63/ 276,917=214,38 см3
Для модели можно использовать шары диаметром 48мм в количестве:
N48 = 276,92/57,876 = 5
Так как имеющиеся шары на модели имеют диаметр 30мм, то объем одного шара равен:
3,14· 27/6=14,13см3
Зная общий объем шаров и объем одного шара, можно найти количество шаров для модели:
Nмод.= 214,38/(14,13)=15,17 т.е. 15 шаров.
Проверить правильность расчета можно по сравнению доли массы шаров в объеме барабана. Оно должно быть одинаковым.
Масса шаров по стандарту равна:
405·12=4860г,
где 405г - масса одного шара.
На единицу объема емкости приходится 4860/192325=0,0253г/см3 по стандарту.
На модели необходимо иметь 15 шаров размером 30мм, масса их будет равна:
211,845· 6,99763=1482,4(г),
где 6,99763г/см3-плотность материала шаров.
Тогда доля объема шаров в барабане модели составит:
1482,4/59365,63 = 0,025.
Погрешность составляет между решением по объему и массе:
(0,0253-0,025)/0,0253· 100=1,18 %,
что является незначительным.
Значит для качественного истирания соответствующего стандарту для модели необходимо 15 шаров или 5 шаров с диаметром 48мм.
Список литературы:
- Тимофеева А.С., Тимофеев Е.С. Теплофизические особенности окисленных окатышей и металлизованного продукта. Учебное пособие. — Старый Оскол: «ТНТ»,2005. — 187 с.
- ГОСТ15137-77. Руды железные и марганцевые, агломераты и окатыши. Метод определения прочности во вращающемся барабане [Электронный ресурс], URL: http://engenegr.ru/gost-15137-77 (дата обращения 19.08.2017)
- Самофалов Д.С., Кузьменко Н.А., Тимофеева Д.С. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОКРЫТИЙ ОБОЖЖЕННЫХ ОКАТЫШЕЙ НА ИХ ИСТИРАЕМОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ. //ДЕВЯТАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ И АСПИРАНТОВ. Сборник научных и научно-практических докладов. Том 1. – 2013 г. – с. 67-68; URL: http://sf.misis.ru/Portals/40/Documents/science/scientific-papers/Sbornik_tom_1_may_2013.compressed.pdf (дата обращения 19.08.2017)
дипломов
Оставить комментарий