Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата

Проведен анализ особенностей формирования напряженного состояния агломерационного спека и исследовано влияние различных параметров на процессы его разрушения и получения готового агломерата. Выполнена оценка особенностей поведения кусков спека при механической обработке. Оборудование загрузочного ус...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
Hauptverfasser:	Бочка, В.В., Сова, А.В., Двоеглазова, А.В., Сулименко, С.Е., Высочин, Д.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2017
Schriftenreihe:	Металл и литье Украины
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/163154
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата / В.В. Бочка, А.В. Сова, А.В. Двоеглазова, С.Е. Сулименко, Д.С. Высочин // Металл и литье Украины. — 2017. — № 6-7 (289-290). — С. 3-6. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-163154
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1631542020-01-26T01:25:46Z Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата Бочка, В.В. Сова, А.В. Двоеглазова, А.В. Сулименко, С.Е. Высочин, Д.С. Проведен анализ особенностей формирования напряженного состояния агломерационного спека и исследовано влияние различных параметров на процессы его разрушения и получения готового агломерата. Выполнена оценка особенностей поведения кусков спека при механической обработке. Оборудование загрузочного устройства барабана-стабилизатора свободно подвешенными металлическими билами позволяет разрушать крупные куски до попадания в барабан, улучшая показатели стабилизации агломерата. Доказано, что предварительно стабилизированный за крупностью агломерат, позволяет уменьшить время обработки в барабане-стабилизаторе, что также позитивно влияет на стабилизацию и уменьшение доли переизмельчения. Проведено аналіз особливостей формування напруженого стану агломераційного спіку та досліджено вплив різних параметрів на процеси його руйнування і отримання готового агломерату. Виконано оцінку особливостей поведінки кусків спеченця при механічній обробці. Обладнання завантажувального пристрою барабану-стабілізатора вільно підвішеними металевими білами дозволяє руйнувати крупні куски до потрапляння в барабан, покращуючи показники стабілізації агломерату. Доведено, що попередньо стабілізований за крупністю агломерат, дозволяє зменшити час обробки в барабані-стабілізаторі, що також позитивно впливає на стабілізацію та зменшення долі переподрібнення. The analysis of features of tension formation of sinter good is carried out and the influence of various parameters on the processes of its destruction and receiving the finished agglomerate is investigated. The assessment of features of sinter good pieces behavior when machining is performed. The equipment of the loading device of the drum-stabilizer by freely suspended metal beaters allows destroying large pieces before reaching the drum, improving the stabilization of sinter. It is proved that the agglomerate which is previously stabilized behind fineness, allows to reduce processing time in the drumstabilizer that also positively influences stabilization and reduction of a share of overgrinding. 2017 Article Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата / В.В. Бочка, А.В. Сова, А.В. Двоеглазова, С.Е. Сулименко, Д.С. Высочин // Металл и литье Украины. — 2017. — № 6-7 (289-290). — С. 3-6. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/163154 669.162 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Проведен анализ особенностей формирования напряженного состояния агломерационного спека и исследовано влияние различных параметров на процессы его разрушения и получения готового агломерата. Выполнена оценка особенностей поведения кусков спека при механической обработке. Оборудование загрузочного устройства барабана-стабилизатора свободно подвешенными металлическими билами позволяет разрушать крупные куски до попадания в барабан, улучшая показатели стабилизации агломерата. Доказано, что предварительно стабилизированный за крупностью агломерат, позволяет уменьшить время обработки в барабане-стабилизаторе, что также позитивно влияет на стабилизацию и уменьшение доли переизмельчения.
format	Article
author	Бочка, В.В. Сова, А.В. Двоеглазова, А.В. Сулименко, С.Е. Высочин, Д.С.
spellingShingle	Бочка, В.В. Сова, А.В. Двоеглазова, А.В. Сулименко, С.Е. Высочин, Д.С. Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата Металл и литье Украины
author_facet	Бочка, В.В. Сова, А.В. Двоеглазова, А.В. Сулименко, С.Е. Высочин, Д.С.
author_sort	Бочка, В.В.
title	Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата
title_short	Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата
title_full	Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата
title_fullStr	Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата
title_full_unstemmed	Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата
title_sort	особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2017
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/163154
citation_txt	Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата / В.В. Бочка, А.В. Сова, А.В. Двоеглазова, С.Е. Сулименко, Д.С. Высочин // Металл и литье Украины. — 2017. — № 6-7 (289-290). — С. 3-6. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT bočkavv osobennostiformirovaniânaprâžennogosostoâniâirazrušeniâaglomerata AT sovaav osobennostiformirovaniânaprâžennogosostoâniâirazrušeniâaglomerata AT dvoeglazovaav osobennostiformirovaniânaprâžennogosostoâniâirazrušeniâaglomerata AT sulimenkose osobennostiformirovaniânaprâžennogosostoâniâirazrušeniâaglomerata AT vysočinds osobennostiformirovaniânaprâžennogosostoâniâirazrušeniâaglomerata
first_indexed	2025-07-14T15:42:16Z
last_indexed	2025-07-14T15:42:16Z
_version_	1837637553221533696
fulltext	3ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 6-7 (289-290) Сравнение характеристик прочности при сжатии вторичных фаз агломе- рата, по отношению к оливиновому стеклу Рис. 1. Одной из главных причин образования внутрен- них напряжений является композитность агломе- рата. Наиболее прочными фазами являются Fe2O3, 2FeO·SiO2, CaO·FeO·SiO2. Наименее прочную фазу образуют минералы (CaO)x·(FeO)2-x·SiO2, в то время как другие имеют прочность, которая несущественно отличается друг от друга. Авторами работы [2] бы- ли установлены в относительных единицах сравни- тельные характеристики прочности на сжатие группы вторичных фаз, составляющих агломерат к оливи- новому стеклу (показатели которого приняты за 100 единиц). Значение прочности для каждой фазы при- ведены на рис. 1. Следует отметить, что такие значительные ко- лебания характеристик прочности минералов ак- тивно способствуют формированию напряженного состояния спека и особому характеру его разруше- ния. Разрушение спека при механической нагрузке начинается в местах концентрации самых слабых П остановка задачи. Агломерат представляет собой гетерогенный материал, содержащий в себе боль- шое количество минеральных составляющих, ко- торые образовывают между собой различные со- единения, существенно влияющие на показатели его прочности: гематит (Fe2O3), магнетит (Fe3O4), ферриты кальция (Ca2Fe2O5, CaFe2O4, CaFe4O7), двухкальци- евый силикат (Ca2SiO4), железо-кальциевые мине- ралы ((СаО)х(FeO)2-x(SiO2)x), представленные оливи- нами – особенно вытянутыми кристаллами ферро- монтичеллита (СаFeSiO4), фаялита (Fe2SiO4). [1]. Его прочность, как композиционного материала, является весьма важной характеристикой, которая связана с параметрами внутреннего напряженного состояния. Оно возникает как в процессе агломерации, так и, в значительной степени, во время охлаждения спека, а реализуется при механической обработке с образова- нием менее напряженных и более крепких кусков. Современные схемы механической обработки не позволяют контролировать ве- личину приложенной силы на ку- сок спека, что не приводит к каче- ственной реализации внутренних напряжений в агломерате, с це- лью стабилизации его как по гра- нулометрическому составу, так и по прочности. В связи с этим был проведен анализ особенностей формирова- ния напряженного состояния агло- мерационного спека и исследова- но влияние различных параметров на процессы его разрушения и по- лучения готового агломерата. Методика проведения экспе- римента. Анализ особенностей формирования напряженного со- стояния и исследование влияния механической обработки на раз- рушение агломерационного спека проводились визуально и с помо- щью специальных устройств. УДК 669.162 В. В. Бочка, А. В. Сова, А. В. Двоеглазова, С. Е. Сулименко, Д. С. Высочин Национальная металлургическая академия Украины, Днепр Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата Проведен анализ особенностей формирования напряженного состояния агломерационного спека и исследовано влияние различных параметров на процессы его разрушения и получения готового агломерата. Выполнена оценка особенностей поведения кусков спека при механической обработке. Оборудование загрузочного устройства барабана-стабилизатора свободно подвешенными металлическими билами позволяет разрушать крупные куски до попадания в барабан, улучшая показатели стабилизации агломерата. Доказано, что предварительно стабилизированный за крупностью агломерат, позволяет уменьшить время обработки в барабане-стабилизаторе, что также позитивно влияет на стабилизацию и уменьшение доли переизмельчения. Ключевые слова: агломерат, измельчение, стабилизация, прочность. 4 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 6-7 (289-290) плиту, предварительно оснащенную металлически- ми билами. После каждого сброса агломерат рассе- ивался на ситах с целью выявления изменения его гранулометрического состава. Исследование характеристик влияния предвари- тельной механической обработки проводилось в ба- рабане-стабилизаторе. После каждой минуты обра- ботки в устройстве агломерат рассеивался на ситах с целью выявления изменения его гранулометриче- ского состава. Результаты исследований. Результаты измене- ния гранулометрического состава отобранной пробы, крупностью более 60 мм и массой 15 кг, после сброса на металлическую плиту, предварительно оснащен- ную металлическими билами, приведены на рис. 2. Степень измельчения агломерата после сбросов возрастала до 1,14; 1,4; 1,84, с уменьшением средне- го диаметра куска с 54,16 до 29,4 мм, при увеличе- нии содержания мелочи до 0,66, 2 и 3,33 % от общей массы соответственно. Количество фракции 60 мм уменьшилось до 8-10 %. Уменьшение содержания крупной фракции важно для работы барабана-ста- билизатора, поскольку наличие ее в значительном количестве приводит к переизмельчению других фракций и влияет на время необходимой обработки агломерата. С целью оценки влияния предложенной пред- варительной обработки агломерата на результаты работы барабана-стабилизатора, было проведено исследование процесса стабилизации агломерата по крупности при использовании спека с разным ко- личеством крупных кусков. Результаты приведены на рис. 3 и 4. Как показали исследования, даже несуществен- ное увеличение содержания фракции более 60 мм (16 против 8 %) в барабане-стабилизаторе увеличи- вало время необходимой стабилизации и приводило не только к значительному переизмельчению агломе- рата, но и к разрушению фракции 25-40 мм, способ- ствуя образованию большого количества мелочи. Степень измельчения для стандартной схемы со- ставляла 2,25, а для предложенной – 1,49, средний размер куска на выходе из барабана (15,13 против 22,62 мм) и количество мелочи (30 против 22 %) под- минералов. Наименьшую прочность имеет оливи- новое стекло, образованию которого способствует быстрое охлаждение расплава и наличие разницы температур интенсивного образования зародышей и роста кристаллов. Снижению способности силикатного расплава к образованию стекловидной фазы способствует уве- личение основности расплава [2]. Однако, увеличе- ние основности приводит к значительному снижению прочности оливинов (CaO0,5·FeO1,5·SiO2 имеет в 2,5 раза больший предел прочности по отношению к CaO·FeO·SiO2). Также, теоретический анализ показал, что вероят- ность появления и развития трещин в макрострукту- ре агломерата определяется наличием в нем пор и каналов. Образование трещин вокруг пор обусловлено кон- центрацией растягивающих напряжений на их конту- рах. При достижении внешними сжимающими напря- жениями критического уровня, возникает напряжение на контурах пор, что способствует развитию трещин, которые в итоге при многократном разветвлении и из- менении направления образования создают вместе магистральную трещину, ориентированную вдоль на- правления внешних усилий, что и приводит к разру- шению материала [3]. Одним из способов производства стабилизиро- ванного по крупности и прочности агломерата явля- ется способ обработки в барабане-стабилизаторе, загрузочное устройство которого дополнительно обо- рудовано свободно подвешенными в шахматном по- рядке металлическими билами треугольной формы, которые вершинами своих граней направлены на- встречу движению агломерата, при этом промежуток между билами в одном ряду равен максимальному размеру куска агломерата [4]. Металлические билы позволяют разрушать крупные куски спека до попа- дания в барабан-стабилизатор. Согласно схеме об- работки, спек после первичных стадий дробления в зубчатой дробилке проходит через металлические билы с одновременным отсевом мелочи (фракции 0-5 мм), после чего подлежит дополнительной це- ленаправленной механической обработке в специ- ализированном устройстве барабанного типа. Куски спека под действием энергии раз- рушения распадаются на куски повышенной прочности размером 5-50 мм и на мелочь, что отсеива- ется во время грохочения. Анализ процесса производства стабили- зированного агломерата показал, что данный способ в целом реша- ет поставленную задачу. Для оценки эффективности ис- пользования металлических бил с целью предварительного разру- шения крупных кусков спека до по- падання в барабан-стабилизатор, была отобрана проба агломерата массой 15 кг и крупностью кусков более 60 мм, которую сбрасывали с высоты 2 м на металлическую Зависимость изменения гранулометрического состава агломерата от ко- личества падений на металлическую плиту, предварительно оснащенную метал- лическими билами Рис. 2. 5ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 6-7 (289-290) тверждают эффективность предложенной схемы об- работки. Важным параметром обработки агломерата в ба- рабане-стабилизаторе является время. Изменение среднего диаметра и количества образованной мело- чи в зависимости от времени приведены в таблице. Таким образом, сравнение подтвердило тот факт, что после прохождения металлических бил и умень- шения количества крупной фракции, образование мелочи уменьшается, и стабилизация агломерата протекает более качественно. При этом довольно существенно со- кращается время, необходимое на разрушение фракции более 60 мм. При предварительной обработке оно составляет лишь 2-3 минуты, с образованием 8 % мелочи, что важ- но для предотвращения значитель- ного переизмельчения во время дальнейшей работы барабана-ста- билизатора. Важным является по- ведение фракции 5-25 мм, которая показала себя наиболее прочной и пригодной для обработки в ба- рабане-стабилизаторе, в то время как слишком длительная обработ- ка приводит к переизмельчению, в значительной степени, фракции 25-40 мм, что оставляет открытым вопрос необходимого усилия для формирования блоков пригодной фракции и невозможности их раз- рушения. Выводы Рассмотрены основные фак- торы, приводящие к образованию напряженного состояния спека. Показано, что основным фактором является неоднородность минера- лов по прочности и их высокая по- ристость. Выполнена оценка особенно- стей поведения кусков спека при механической обработке. Показа- но, что эффективность процесса стабилизации агломерата по круп- ности и прочности в значительной степени определяется содержанием в спеке крупных кусков (60 мм и более). Чем меньше крупных кусков, тем эффективность выше. Оборудование загрузочного устройства барабана- стабилизатора свободно подвешенными металличе- скими билами позволяет разрушать крупные куски до попадания в барабан, улучшая показатели стабили- зации агломерата. Изменение гранулометрического состава агломерата при обработке в барабане-стабилизаторе после традиционной схемы подготовки спека Изменение гранулометрического состава агломерата при стабилизации в барабане после прохождения металлических бил Рис. 3. Рис. 4. Влияние времени пребывания агломерата в барабане-стабилизаторе на средний диаметр и количе- ство образованной мелочи в материале 876543210Время обработки, мин 22,6223,924,8524,9525,6627,4128,6131,7233,9Средний диаметр, мм 221817161311820Количество мелочи, % 6 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2017. № 6-7 (289-290) 1. Исаенко М. П. Определитель текстур и структур руд. – Москва: «Недра», 1983. – 261 с. 2. Ковалев Д. А., Ванюкова Н. Д., Иващенко В. П., Крикунов Б. П., Ягольник М. В., Бойко М. Н. Теоретические основы производства окускованного сырья: учебное пособие для высших учебных заведений // НМетАУ. – Днепр: ИМА-пресс, 2011. – 476 с. 3. Толстунов В. Л. Текстуры и структуры железорудных агломератов разной основности и их влияние на прочность и восстановимость: автореф. дис. канд. техн. наук. – Свердловск, 1974. – 31 с. 4. Патент України на корисну модель №100418. Барабан-стабілізатор із завантажувальним пристроєм / Суліменко С. Є. , Бочка В. В., Суліменко Є. І., Сова А. В., u201500823 від 02.02.2015, опубл. 27.07.2015 р., Бюл. № 14. 1. Isaenko M. P. (1983). Opredelitel’ tekstur i struktur rud [Determinant of textures and structures of ores]. Moscow: “Nedra”, 261 p. [in Russian]. 2. Kovalev D. A., Vaniukova N. D., Ivashchenko V. P., Krikunov B. P., Yagol’nik M. V., Boiko M. N. (2011). Teoreticheskie osnovy proizvodstva okuskovannogo syr’ia: uchebnoe posobie dlia vysshikh uchebnykh zavedenii [Theoretical bases of production of agglomerated raw material: manual for higher educational institutions]. NMetAU. Dnepr: IMA-press, 476 p. [in Russian]. 3. Tolstunov V. L. (1974). Tekstury i struktury zhelezorudnykh aglomeratov raznoi osnovnosti i ikh vliianie na prochnost’ i vosstanovimost’ [Textures and structures of iron ore agglomerates of different basicity and their influence on durability and recoverability]. Extended abstract of candidate’s thesis. Sverdlovsk, 31 p. [in Russian]. 4. Patent of Ukraine for useful model no. 100418. Baraban-stabilizator iz zavantazhuval’nym prystroem [Drum-stabilizer with boot device]. Sulimenko S. E., Bochka V. V., Sulimenko E. I., Sova A. V., u201500823 vid 02.02.2015, publ. 27.07.2015, bull. no. 14 [in Ukrainian]. ЛИТЕРАТУРА REFERENCES Проведено аналіз особливостей формування напруженого стану агломераційного спіку та досліджено вплив різних параметрів на процеси його руйнування і отримання готового агломерату. Виконано оцінку особливостей поведінки кусків спеченця при механічній обробці. Обладнання завантажувального пристрою барабану-стабілізатора вільно підвішеними металевими білами дозволяє руйнувати крупні куски до потрапляння в барабан, покращуючи показники стабілізації агломерату. Доведено, що попередньо стабілізований за крупністю агломерат, дозволяє зменшити час обробки в барабані-стабілізаторі, що також позитивно впливає на стабілізацію та зменшення долі переподрібнення. Бочка В. В., Сова А. В., Двоєглазова А. В., Суліменко С. Є., Височин Д. С. Особливості формування напруженого стану та руйнування агломератуАнотація Ключові слова Агломерат, подрібнення, стабілізація, міцність. Bochka V., Sova A., Dvoeglazova A., Sulimenko S., Vysochyn D. Features of formation of tension and destruction of agglomerateSummary The analysis of features of tension formation of sinter good is carried out and the influence of various parameters on the processes of its destruction and receiving the finished agglomerate is investigated. The assessment of features of sinter good pieces behavior when machining is performed. The equipment of the loading device of the drum-stabilizer by freely suspended metal beaters allows destroying large pieces before reaching the drum, improving the stabilization of sinter. It is proved that the agglomerate which is previously stabilized behind fineness, allows to reduce processing time in the drum- stabilizer that also positively influences stabilization and reduction of a share of overgrinding. Agglomerate, grinding, stabilization, strength.Keywords Поступила 08.06.17

Особенности формирования напряженного состояния и разрушения агломерата

Institution

Ähnliche Einträge