Оцінка процесів руйнування та способів стабілізації агломерату
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро
Abstract
UKR: Актуальною проблемою в умовах сьогодення є вдосконалення технології та покращенню якісних характеристик залізорудного агломерату. У статті розглянуто особливості механічної обробки агломерату в різних пристроях та виконано аналіз ефективності стабілізації агломерату за міцністю і крупністю в стабілізаторі барабанного типу. Відмічається, що істотним недоліком цього пристрою є відсутність достатнього аргументування вибору конструкційних і технологічних параметрів роботи барабана-стабілізатора. Для дослідження впливу конструкційних і технологічних параметрів роботи пристрою барабанного типу на руйнування агломерату розроблена математична модель. Запропонована модель дозволяє визначити характеристики барабана, величину і види енергетичних навантажень, які діють на матеріал при різних технологічних і конструкційних параметрах роботи пристрою. Визначено, що енергія навантаження, яка діє на агломерат, залежить від наступних факторів: радіуса барабана, частоти обертання, кількості та ширини полиць, ступеню завантаження пристрою агломератом. Доведено, що для стабілізації агломерату за крупністю та міцністю в пристрої барабанного типу необхідно виділити три характерні зони з різним механізмом руйнування, шляхом зменшення величини та кількості полиць в них: дроблення – з максимальною необхідною величиною загальних та ударних навантажень; стабілізації характеристик за крупністю за рахунок зменшення ударних навантажень; стирання, яке має забезпечити мінімізацію ударних навантажень, з основною дією сил, які дозволять видалити гострі виступи для надання агломерату кулястої форми. Запропоновано оптимальні конструкційні та технологічні параметри барабана-стабілізатора, які дозволять забезпечувати необхідний рівень початкових навантажень на агломерат в межах 60-100 Дж/кг з подальшим зменшенням енергетичних сил до 30-40 Дж/кг агломерату.
ENG: An urgent problem in today's conditions is the improvement of technology and the improvement of quality characteristics of iron ore agglomerate. The article examines the features of mechanical processing of agglomerate in various devices and analyzes the effectiveness of agglomerate stabilization in terms of strength and size in a drum-type stabilizer. It is noted that a significant drawback of this device is the lack of sufficient reasoning for the selection of structural and technological parameters of the stabilizer drum. A mathematical model was developed to study the impact of structural and technological parameters of the drum-type device on the destruction of agglomerate. The proposed model allows you to determine the characteristics of the drum, the amount and types of energy loads that act on the material at various technological and structural parameters of the device. It was determined that the load energy acting on the agglomerate depends on the following factors: the radius of the drum, the frequency of rotation, the number and width of the shelves, the degree of loading of the device with the agglomerate. It has been proven that in order to stabilize the agglomerate in terms of size and strength in a drum-type device, it is necessary to distinguish three characteristic zones with different destruction mechanisms, by reducing the size and number of shelves in them: crushing - with the maximum required amount of general and shock loads; stabilization of characteristics by size due to reduction of shock loads; abrasion, which should ensure the minimization of shock loads, with the main action of forces that will allow the removal of sharp protrusions to give the agglomerate a spherical shape. The optimal design and technological parameters of the stabilizer drum are proposed, which will allow providing the required level of initial loads on the agglomerate in the range of 60-100 J/kg with a further reduction of the energy forces to 30-40 J/kg of the agglomerate.
ENG: An urgent problem in today's conditions is the improvement of technology and the improvement of quality characteristics of iron ore agglomerate. The article examines the features of mechanical processing of agglomerate in various devices and analyzes the effectiveness of agglomerate stabilization in terms of strength and size in a drum-type stabilizer. It is noted that a significant drawback of this device is the lack of sufficient reasoning for the selection of structural and technological parameters of the stabilizer drum. A mathematical model was developed to study the impact of structural and technological parameters of the drum-type device on the destruction of agglomerate. The proposed model allows you to determine the characteristics of the drum, the amount and types of energy loads that act on the material at various technological and structural parameters of the device. It was determined that the load energy acting on the agglomerate depends on the following factors: the radius of the drum, the frequency of rotation, the number and width of the shelves, the degree of loading of the device with the agglomerate. It has been proven that in order to stabilize the agglomerate in terms of size and strength in a drum-type device, it is necessary to distinguish three characteristic zones with different destruction mechanisms, by reducing the size and number of shelves in them: crushing - with the maximum required amount of general and shock loads; stabilization of characteristics by size due to reduction of shock loads; abrasion, which should ensure the minimization of shock loads, with the main action of forces that will allow the removal of sharp protrusions to give the agglomerate a spherical shape. The optimal design and technological parameters of the stabilizer drum are proposed, which will allow providing the required level of initial loads on the agglomerate in the range of 60-100 J/kg with a further reduction of the energy forces to 30-40 J/kg of the agglomerate.
Description
В. Бочка: ORCID: 0000-0002-4935-0779; К. Нізяєв: ORCID: 0000-0002-9260-0964; М. Ягольник: ORCID: 0000-0003-2686-8601; А. Сова: ORCID: 0009-0001-9149-6456
Keywords
барабан-стабілізатор, агломерат, навантаження, гранулометричний склад, міцність, stabilizer drum, agglomerate, load, particle size composition, strength, КМЧС
Citation
Бочка В. В., Нізяєв К. Г., Ягольник М. В., Сова А. В., Шмат К. В., Олексієнко М. М. Оцінка процесів руйнування та способів стабілізації агломерату. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. Дніпро, 2023. № 37. С. 50–61. DOI: 10.52150/2522-9117-2023-37-50-61.