Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: XLII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 31 мая 2016 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Металлургия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Фирсовская Е.В., Паринова А.С., Базарова М.С. Влияние влаги на комкуемость окатышей и их прочность // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(41). URL: https://sibac.info/archive/technic/5(41).pdf (дата обращения: 05.02.2023)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 3 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Влияние влаги на комкуемость окатышей и их прочность

Фирсовская Евгения Викторовна

студент кафедры металлургии и металловеднния СТИ НИТУ «МИСиС»,

РФ, г. Старый Оскол

Паринова Ангелина Сергеевна

студент кафедры металлургии и металловеднния СТИ НИТУ «МИСиС»,

РФ, г. Старый Оскол

Базарова Маргарита Сергеевна

студент кафедры металлургии и металловеднния СТИ НИТУ «МИСиС»,

РФ, г. Старый Оскол

Тимофеева Анна Стефановна

научный руководитель,

канд. техн. наук, доцент кафедры ММ СТИ НИТУ «МИСиС»,

РФ, г. Старый Оскол

Сырые окатыши формируются при окатывании тонкодисперсного железорудного материала, увлажненного до определенной степени. Тонкоизмельченный железорудный порошок относится к гидрофильным дисперсным системам, которые интенсивно взаимодействуют с водой. В такой системе стремление к уменьшению энергии достигается путем снижения величины поверхностного натяжения на границе раздела фаз (при взаимодействии с водой) и укрупнения частиц (в результате их сцепления). Можно считать, что в целом дисперсная система железорудный материал—вода обладает определенным термодинамическим стремлением к окомкованию. Это реализуется под действием динамических нагрузок при пересыпании увлажненного материала, в результате которого образуются комочки (окатыши)[1].

Основные силы, обеспечивающие прочность сцепления частиц шихты в окатыше, являются молекулярные и капиллярные силы. Они зависят от следующих основных факторов:

содержания влаги в окомковываемом материале;

гранулометрического состава этого материала;

природы окомковываемого материала (степени гидрофильности), формы зерен (пластинчатая, шарообразная или цилиндрическая);

условий образования гранул – длительности окомкованияи его интен­сивности, т. е. степени уплотнения окатышей, характеризуемой их пористостью.

Комкуемость определяется как склонность дисперсного материала к мокрому гранулированию методом окатывания. Она существенно влияет на скорость образования и роста гранул и их прочность. Определение оптимального содержания влаги в окатышах начинается с окомкования увлажненного концентрата, способного на грануляторе образовывать комки.

В процессе слоевой сушки происходит перераспределение влаги, что обуславливает образование двух горизонтов сушки и частичного переувлажнения. Причем переувлажнению могут подвергаться горизонты, находящиеся на различном расстоянии от входа теплоносителя в слой[2].

Большое влияние на окомкование, оказывает влажность шихты. Оптимальная влажность шихты зависит от свойств железорудного концентрата. Различные материалы отличаются различной способностью к окомкованию, оцениваемой показателем комкуемости К.

Где  - максимальная молекулярная влагоемкость материала, соответствующая состоянию, когда влажность шихты при изменении давления не меняется и соответствует максимальной толщине слоя прочно связанной воды;

- максимальная капиллярная влагоемкость, соответствующая капиллярному насыщению материала.

В процессе слоевой сушки происходит перераспределение влаги, что обуславливает образование двух горизонтов сушки и частичного переувлажнения. Причем переувлажнению могут подвергаться горизонты, находящиеся на различном расстоянии от входа теплоносителя в слой.

Время пребывания элементарного горизонта окатышей в переувлажненном состоянии определяется его расположением относительно входа теплоносителя в слой.

Явление переувлажнения влечет за собой ослабление прочности связей между частицами компонентов шихты в объеме окатыша, «размывает» контакты, что приводит к снижению прочности окатыша или кегоразрушению, в результате этого снижается эффективность сушки.

Переувлажнение окатышей зависит от температуры и скорости фильтрации теплоносителя. С повышением скорости фильтрации теплоносителя от 0,6 до 2,0 нм32·с относительная высота переувлажненного слоя окатышей снижается. С повышением температуры теплоносителя от 250 до 600 С при постоянной его скорости фильтрации (2,0 нм32·с) относительное переувлажнение верхнего слоя окатышей возрастает[2].

Процесс окомкования в основном зависит от взаимодействия твердых и жидких фаз, осуществляемого в результате накатывания шихты на локально переувлажненные её частицы –зародыши при грануляции под действием молекулярных икапиллярных сил.

Однако, на практике в производственных масштабах для планирования алгоритма процесса грануляции не рассчитывают показатель комкуемости, а пользуются параметром оптимальной влажности. Это происходит из-за недостаточной точности определения и отсутствия строгого научного обоснования показателя комкуемости, по расчетам которого можно значительно улучшить процесс получения сырых окатышей[3]. Для выявления действия остаточной влаги бентонита на комкуемость были проведены эксперименты в лаборатории кафедры металлургии и металловедения. Для окомкования использовался барабанный окомкователь (рис.1).

Рисунок 1. Барабанный окомкователь

 

Полученные окатыши (рис. 2) с различным содержанием остаточной влаги в бентоните, которая определялась на приборе «Элвиз» (рис. 3)и подвергались исследованию на прочность(сжатие и удар).

Рисунок 2. Полученные окатыши

 

Рисунок 3. Прибор для определения влажности сыпучих веществ.

 

Результаты эксперимента представлены на рисунке 4

Рисунок 4. Влияние содержания остаточной влаги в бентоните на комкуемость шихты.

В результате можно сделать вывод, что влажность различных концентратов оказывает решающее влияние на форму и размер получившихся окатышей, на скорость процесса окомкования и их прочность. Каждому конкретному материалу, в зависимости от его свойств, присуща определенная оптимальная влажность окатывания. При недостатке влаги процесс образования окатышей проходит медленно, они получаются мелкими и хрупкими. При избытке- окатыши получаются мягкими и ломкими. Если количество влаги превышает собственную влагоемкость материала, окомкование происходить не будет.Для данного бентонитаоптимальный процент содержания влаги составляет 5 %, так какпри этом содержании комкуемость шихты повышается на 30% по сравнению с остаточной влажностью 6%, действующей сейчас по инструкции.

 

Список литературы:

  1. Абзалов В.М. Физико-химические и теплотехнические основы производства железорудных окатышей / В.М. Абзалов. – Екатеренбург: НПВП «ТОРЭКС», 2012. – 339 c.
  2. Маерчак Ш. Производство окатышей [Электронный ресурс] // Раздел ГРНТИ: производство черных металлов и сплавов,1982г. URL: http://www.markmet.ru/kniga-po-metallurgii/proizvodstvo-okatyshei (дата обращения 10.05.2015)
  3. Ручкин И.Е. Производство железорудных окатышей / И.Е. Ручкин. Москва: “Металлургия”, 1976. – 40 с.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 3 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом