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: XLVII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 28 ноября 2016 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Металлургия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Фирсовская Е.В., Паринова А.С. ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОНЦЕНТРАТА НА КОМКУЕМОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 10(46). URL: https://sibac.info/archive/technic/10(46).pdf (дата обращения: 28.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 51 голос
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОНЦЕНТРАТА НА КОМКУЕМОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ СЫРЫХ ОКАТЫШЕЙ

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

Тимофеева Анна Стефановна

научный руководитель,

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

РФ, г. Старый Оскол

Производство окисленных окатышей на современных фабри­ках окускования происходит в два этапа. Первый этап состоит в формирования гранул (производство "сырых" окатышей), второй этап – в их упрочнении, путём высокотемпературного обжига.

Сырые окатыши образуются при окатывании железорудного тонкодисперсного материала, увлажненного до определенной степени. Любой измельченный материал, который обладает боль­шой поверхностью и, следовательно, поверхностной энергией, отличается термодинамической потребностью к укрупнению частиц. Железорудный увлажненный порошок относится к дисперсным гидрофильным системам, характеризующимся высокоинтенсивным взаимодействием с водой. В такой системе стремление к уменьшению энергии реализуется как за счет укрупнения частиц (в результате их сцепления), так и за счет понижения величины поверхностного натяжения на границе раздела фаз (при взаимодействии частицы с водой).Таким образом, система "вода - дисперсный железорудный материал" обладает стремлением к окомкованию. Силы сцепления частиц определяют формулой:

1)

где F- силы сцепления;

S- удельная поверхность дисперсного материала;

ρ- плотность материала;

ε - пористость слоя;

k - коэффициент, учитывающий характер укладки частиц в образце, форму частиц , гидрофильность материала [2].

Самым важным фактором, который определяет прочность сырых окатышей и сцепление частиц, является величина удельной поверхности железорудного концентрата. Последняя в большей степени связана с гранулометрическим составов концентрата. Чем больше величина удельной поверхности концентрата, тем больше количество мелких фракций. В настоящее момент принято, что доля фракции размером фракции менее 28 микрон должна составлять более 60-80%, фракции размером менее 74 микрон - более 25%, а фракции менее 44 микрон - более 75-90% [2].

Другим фактором, оказывающим не малое влияние на окомкование, является влажность шихты, где зависимость прочности сырых окатышей от количества воды в шихте носит предельный характер. Наиболее подходящая влажность шихты зависит от свойств железорудного концентрата, разные материалы отличаются различной способностью к окомкованию, оцениваемой показателем комкуемости К.

       (2)

Где  - наибольшая молекулярная влагоемкость материала, где при изменении давления влажность ших­ты остается постоянной и соответ­ствует наибольшей толщине слоя прочно связанной воды;

- наибольшая капиллярная влагоемкость, соответ­ствующая капиллярному насыщению материала.

Сырые окатыши должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы не разрушиться при транспортировке к обжиговым агрегатам. Обычно динамические и статические нагрузки, испытываемые сырыми окатышами при транспортировке моделируются с помощью испытаний на сбра­сывание и раздавливание. Испытание на раздавливание проводят путем сжа­тия окатыша с целью определения усилия, при котором окатыши деформируются или разрушаются.

Главным фактором, определяющим прочность сцепления частичек во влажном состоянии, является удельная поверхность материала, которая тем больше, чем выше содержание наиболее мелких фракций. Конечные показатели процесса производства окатышей и величина суммарной поверхности частиц шихты имеют между собой сложные связи.

Так, рост удельной поверхности вызывает рост оптимальной влажности концентрата (-1,25% на каждые дополнительные 100 см2/г, что приводит к снижению производительности машин для обжига окатышей примерно на 1,2%. С одной стороны, более плотные сырые окатыши вызывают снижение скорости и конечной степени окисления, что отрицательно влияет на качество окатышей и производительность обжиговых машин; с другой стороны, из переизмельченного концентрата получить прочные окатыши затруднительно, так как при этом невозможно достичь максимально возможной плотности. В связи с этим для каждого вида шихты существует оптимальная величина поверхности частиц (при нижнем уровне 1300-1500см2/г) [1].

На кафедре металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС» в лабораторных условиях были проведены исследования по влиянию удельной поверхности концентрата на комкуемость и прочность сырых окатышей. Для этого применялись удельная поверхность равная 1310см2/г, удельная поверхность равная 1510см2/г и бентонит. Влажность концентрата определяли на приборе «Элвиз 2С», она составила 9,8%(рис.1). Так же определили влажность бентонита, составила 4,2%. Затем для окомкования смеси использовали барабанный окомкователь. Смесь комковалась в порциях по 500г в течение 10 минут. После чего окатыши просеивались через сито фракций более 0,5мм, более 5мм, более 14мм.

Рисунок 1. Прибор для определения влажности

 

Полученные окатыши подвергались испытаниям на прочность (удар и сжатие). Прибор для определения прочности окатышей представлен на рис. 2.

Рисунок 2. Прибор для определения прочности

 

На основании полученных данных рассчитывали комкуемость каждого концентрата. На рисунке 3 показан график сравнения двух удельных поверхностей.

Рисунок 3. Влияние удельной поверхности на комкуемость

 

Анализируя данные экспериментов, можно резюмировать, что комкуемость шихты с удельной поверхностью равной 1510см2/г больше Процент комкуемости получается более 100%, это связано с тем, при построении графиков мы учитывали фракции более 0,5мм, более 5мм, и более 14мм и массу зародышей. Из данного концентрата получилось большее количество рабочих окатышей, которые используются в производстве. Их комкуемость выше при удельной поверхности равной 1510см2/г, т.к. шихта с больше удельной поверхностью имеет меньшую пористость, соответственно большую плотность, и частицы концентрата ближе подходят друг к другу, тем самым улучшая комкуемость.

 

Список литературы:

  1. Падалка В.П., Технология производства черных металлов [Электронный ресурс]: http://www.studfiles.ru/preview/4193964/page:3/ .-(Дата обращения 18.11.2016).
  2. Производство железорудного сырья [Электронный ресурс]: http://westud.ru/work/207305/Proizvodstvo-zhelezorudnogo-syrya.-(Дата обращения 18.11.2016)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 51 голос
Дипломы участников
Диплом лауреата
отправлен участнику

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.