научная статья по теме ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЛЮСА И БЕНТОНИТА НА ПРОЧНОСТЬ СУХИХ ОКАТЫШЕЙ Металлургия

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЛЮСА И БЕНТОНИТА НА ПРОЧНОСТЬ СУХИХ ОКАТЫШЕЙ»

УДК 622.788

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЛЮСА И БЕНТОНИТА НА ПРОЧНОСТЬ СУХИХ ОКАТЫШЕЙ

© Тимофеева Анна Стефановна, канд. техн. наук, проф., e-mail: uked@yandex.ru; Никитченко Татьяна Владимировна, канд. техн. наук; e-mail: nikitchenko.tania@yandex.ru; Казарцев Владимир Олегович, e-mail: valkar_mail_box@mail.ru Старооскольский технологический институт им. А.А.Угарова - филиал НИТУ «МИСиС». Россия, г. Старый Оскол Белгородской обл.

Статья поступила 15.07.2013 г.

Представлены результаты лабораторных исследований по влиянию содержания бентонита и известняка на прочностные свойства окатышей в процессе сушки. В результате исследований было установлено, что известняк, добавляемый в шихту окатышей, может компенсировать частичное снижение расхода бентонита, при этом влияние известняка на прочность сухих окатышей более существенно проявляется при повышении температуры сушки выше 500 °С.

Ключевые слова: обожженные окатыши; бентонит; флюс; сушка; прочность окатышей на сжатие.

Сырые окатыши, сформированные в окомко-вателях, транспортируются к обжиговым машинам, при этом большее значение для сырых окатышей имеет способность их сопротивляться ударным нагрузкам, которые возникают при перегрузках окатышей с одного конвейера на другой. Как правило, ударная прочность сырых окатышей по требованиям стандартов различных организаций находится в диапазоне 6-10 сбрасываний в зависимости от конкретной технологической схемы. Способность сырого окатыша сопротивляться статическим нагрузкам - прочность при сжатии, как правило, лежит в диапазоне 0,8-1,3 кг на окатыш, что обеспечивает их целостность при укладке слоя на обжиговую машину. Далее окатыши подвергаются термической обработке - сушке, окислительному нагреву, высокотемпературному обжигу и охлаждению. Для обжиговых машин конвейерного типа лимитирующим звеном этого технологического процесса очень часто является процесс сушки, так как при ее интенсификации может произойти растрескивание окатыша или его полное разрушение.

Сохранение целостности окатышей в процессе сушки обеспечивается добавкой бентонита и флюса (известняка). Задачей исследования являлось выяснение степени влияния количества этих добавок на прочностные свойства сухих окатышей.

Из ряда литературных источников 1 2 известно, что интенсифицировать сушку окатышей можно несколькими путями:

- изменением состава, т.е. изменением количества бентонита и флюса;

- формированием определенной пористости окатыша путем изменения параметров процесса окомкования;

- изменением качественных характеристик исходного сырья - влажности концентрата, реологических свойств бентонита, марки флюса.

В лаборатории кафедры металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС» были проведены эксперименты по определению прочностных свойств сухих окатышей при изменении содержания в них бентонита, флюса, а также при изменении температурного режима сушки. Окатыши изготавливали в лабораторных условиях из концентрата ОАО «Лебединский ГОК» с добавлением различного количества бентонита и флюса на окомкователе барабанного типа. Для сушки окатышей использовали муфельную печь БЫОЬ 7,2/1200, обеспечивающую возможность варьирования температуры сушки.

Для определения прочности окатышей использовали гидравлический пресс (рис. 1).

Окатыш помещали на нижнюю пластину про-бодержателя пресса для испытания, и создавали постоянно возрастающую нагрузку до их разрушения. Регистрировали величину нагрузки в момент начала разрушения (растрески-

Рис. 1. Гидравлический пресс ПРГ-1

1 Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф., Антоненко Л.К. и др. Интенсификация производства и улучшение качества окатышей. М. : Металлургия, 1994. 239 с. 2' Воскобойников В.Г. и др. Общая металлургия / 6-е изд., перераб. и доп. М. : ИКЦ Академкнига, 2005. 768 с.

40

35

и

-2 30 и

25

У 20 |15

С 10

5 0

250 300 350 400 450 500 550 600 650 Температура, °C

Рис. 2. Изменение прочности сухих окатышей при изменении температуры сушки окатышей с различным содержанием бентонита и флюса: 1 - 0,4% бентонита, 0,5% известняка; 2 - 0,65% бентонита, 0,7% известняка; 3 - 0,65% бентонита, 0,5% известняка

вания) каждого окатыша. Прочность окатышей определяли как среднее значение по результатам 10 испытаний окатышей.

Прочность при сжатии X в Н/окатыш (кг/окатыш) вычисляли по формуле

Х = ±х/п, (1)

¡=1 /

где X - показатель прочности при сжатии ¿-того окатыша, Н (кг); n - число испытанных окатышей.

Начальное влагосодержание окатышей определяли по стандартной методике высушивания влажной пробы до постоянной массы в соответствии с ГОСТ 15054. Массовую долю влаги (W) вычисляли с точностью до второго десятичного знака по формуле

(2)

w = m1 т2.10а%)

т1—т

где т: и т2 - масса противня с навеской до и после высушивания, г, соответственно; т - масса противня, г.

После высушивания окатышей и их охлаждения определяли прочность при сжатии сухих окатышей. Результаты экспериментов представлены на рис. 2 и 3. Из представленных графиков видно, что увеличение количества бентонита в шихте способствует повышению прочностных свойств сухого окатыша. При этом следует отметить, что при одинаковом содержании флюса (кривые 1 и 2, см. рис. 2) увеличение содержания бентонита способ-

250 300 350 400 450 500 550 600 650 Температура, °С

Рис. 3. Сравнение прочности сухих окатышей при одновременном снижении содержания бентонита и увеличении содержания флюса: 1 - 0,4% бентонита, 0,7% известняка; 2 - 0,65% бентонита, 0,5% известняка

ствует повышению прочности окатышей при температурах ниже 500 °С, а при температуре 600 °С его влияние становится менее существенным.

Флюс оказывает влияние на прочностные свойства сухого окатыша при более высоких температурах сушки - выше 500 °С, что видно при сравнении кривых 2 и 3 на рис. 2. Так, при температурах 300 и 400 °С прочность сухих окатышей практически одинакова, хотя содержание известняка возросло. При более высоких температурах сушки (500 и 600 °С) прочность сухих окатышей с более высоким содержанием известняка существенно возрастает (кривая 3, см. рис. 2).

Сравнивая прочность сухих окатышей при уменьшении содержания бентонита, можно констатировать, что путем увеличения содержания флюса можно получить практически одинаковые прочностные характеристики окатышей при всех температурах сушки (см. рис. 3). Это свидетельствует о том, что известняк, добавляемый в шихту в качестве флюса, может частично компенсировать недостающее содержание бентонита.

Выводы. Бентонит и флюс повышают прочность сухих окатышей; при сушке по умеренному температурному режиму (до 500 °С) превалирующую роль в формировании прочностных свойств играет бентонит. При более высоких температурах сушки возрастает роль флюса (известняка). Увеличение добавки известняка может частично компенсировать снижение содержания бентонита.

EFFECT OF FLUX AND BENTONITE CONTENT ON STRENGTH OF DRY PELLETS

© Timofeeva A.S., Cand. Sci. (Eng.), prof.; Nikitchenko T.V., Cand. Sci. (Eng.); Kazartsev V.O. ^

Results of laboratory investigations concerning the influence of bentonite and limestone content on strength properties of « pellets under drying are presented. The investigation results have showed that limestone added to the pellet burden can compensate partial decrease of bentonite consumption while the influence of limestone on the strength of dry pellets shows itself ,_ more significantly when drying temperature is above 500 °C. g Keywords: indurated pellets; bentonite; flux; compression strength of pellets. i

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком