Способ механической обработки аглоспека Советский патент 1991 года по МПК C22B1/16 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к окускованию металлургических шихт методом агломерации, и может быть использовано при обработке спека в агломерационном производстве.Цель изобретения - повышение выхода кондиционного продукта за счет снижения содержания мелочи в продуктах разрушения.

Стадиальное разрушение аглоспека сжатием при постоянной скорости деформирования так, что степень деформации куска на каждой стадии разрушения уменьшается по мере сокращения размеров куска по закону, выраженному формулой (Dx х ), позволяет осуществить рациональное сокращение размеров аглоспека с учетом его физико-механических свойств, структуры и особенностей разрушения, обеспечить снижение выхода мелочи класса (-5+QJMM. в кондиционном продукте.

Обусловлено это тем, что в режиме жесткого деформирования (или жесткого на- гружения) на каждой стадии нагружения

о ю о ел ю чэ

скорость деформации задается постоянной, что позволяет задавать такую степень деформации куска, при которой происходит минимальное образование мелочи, а снижение деформации по мере сокращения размеров куска по- заданному соотношению позволяет сохранить указанный режим на- гружения, обеспечивающий снижение мелочи, на всех стадиях разрушения до получения кондиционного по верхнему классу крупности продукта,

Как показали исследования особенностей разрушения аглоспека, вид диаграммы нагружения (диаграмма: нагрузка - деформация) и характер разрушения (количество образованной мелочи) определяются жесткостью ал госпека (которая зависит от структуры образованного спека, его модуля упругости и др.), а также режимом нагружения.

При постянной скорости деформации (или жестком режиме деформации) на стадии разрушения энергия рабочих органов нагружаемой машины не передается куску аглоспека, а его разрушение осуществляется за счет накопленной упругой энергии, в результате чего при заданной величине деформации образуется единичное разрушение, вследствие чего кусок распадается на части, обусловленные микроструктурой аглоспека и с минимальным переизмельчением.

Экспериментальными исследованиями установлено, что величина деформации куска на каждой стадии его разрушения зависит от размеров куска, его жесткости, а также от размеров нижнего класса кондиционного продукта.

Организация процесса разрушения по числу стадий позволяет в режиме нагружения с постоянной скоростью деформирования снизить переизмельчение аглоспека и тем самым повысить выход годного продукта, а с другой стороны обеспечить сокраще- ние начальных размеров куска до кондиционного в результате однократных приложений нагрузки столько раз, сколько стадий задает приведенная формула, которая учитывает как начальный, так и конечный размеры куска, а также влияние структуры спека на степень разрушения при однократном приложении нагрузки.

Экспериментальными исследованиями разрушения аглоспеков с различной структурой и прочностью показано, что выход мелочи определяется величиной деформации и зависит от структурных и физико-механических свойств спека. „

Влияние величины деформации на выход мелочи при разрушении кусков агломерата различной крупности показано в табл. 1.

Результаты исследований, выраженные в виде зависимости величины деформации

от размеров разрушаемого куска, приведены на фиг. 1.

Зависимость построена для таких величин деформации, при которых выход мелочи (-5+0) мм для данного размера куска был

минимальный. Аналитическое выражение данного графика имеет вид соотношения Е -у (D Kn -d), связывающего требуемую величину деформации (Е) куска с его начальным размеров (D) в направлении егодеформирования на каждой стадии разрушения, а также учитывающего жесткость разрушаемого аглоспека (у) и предельный размер куска кондиционного продукта (d), полученного на n-й стадии разрушения.

На фиг. 2 приведена экспериментально определенная область изменения коэффициента структуры аглоспека, значение которого меняется в диапазоне 0,3-0,5.

Коэффициент жесткости (у) определяется как угловой коэффициент зависимости величины предельной деформации от размера разрушаемого куска (фиг. 1).

Способ осуществляется следующим образом.

Определяют коэффициент структуры по эмпирическим зависимостям, представляющим собой зависимости среднего размера продуктов разрушения (d) и исходной крупности кусков аглоспека (D) при его однократном деформировании (нагружении) (фиг. 2).

При этом коэффициент структуры находится как угловой коэффициент этой зависимости (tg p) на ее линейном участке.

По известным исходным параметрам аглоспека (начальному размеру разрушаемого куска D, предельному размеру куска кондиционного продукта d, коэффициенту жесткости у и коэффициенту структуры К

tg ip) определяют начальную величину деформации на первой стадии разрушения по приведенной формуле и задают в нагружающем устройстве, обеспечивающем постоянную скорость и величину деформации

(жесткое деформирование), например в ще- ковой дробилке.

После первой стадии разрушения и отсева кондиционного продукта аглоспек снова подвергают разрушению - вторая стадия.

При этом величину деформации задают из соотношения (1) с учетом стадии разрушения.

Число стадий разрушения определяют из выражения

(§-ig.

При этом разрушение может быть осуществлено как в нескольких дробильных аппаратах, установленных, например, кас- кадно с соответствующими уровнями деформации, или в одном аппарате, позволяющем организовать стадиальность разрушения с выносом кондиционного продукта и заданной степенью деформации.

Пример. Разрушению подвергался аглоспек Карагандинского металлургического комбината. При этом аглоспек крупностью кусков 350 мм подвергали стадиальному разрушению между плоскопараллельными рабочими органами, движущимися навстречу друг другу, с отсевом на каждой стадии кондиционного по верхнему класу крупности продукта (в данном случае 40 мм) и выделением кусков выше верхнего предела крупности на каждой стадии жесткого деформирования, задаваемого винтовым нагружающим устройством, контролировалась величина деформации разрушения.

Коэффициент жесткости и испытуемого аглоспека составил у 0,1% мм, а коэффициент структуры к 0,45.

При разрушении агломерата Карагандинского металлургического комбината в силу большого разнообразия структур получена область (фиг. 2) изменений коэффициента структуры (между углами и р$- Коэффициент структуры в этом случае находится как среднее из двух крайних.

Для данного спека с экспериментальным коэффициентом структуры спека К 0,45 по приведенной формуле число стадий оказывается равным 3:

N (-1),45(-1).

При этом степени деформации кусков на каждой стадии разрушения составляют Јl y (D Kn 1-d) 0,01 (350 0, - 40) 31%;

ЈИ 0,01 (350 0.452 1-40) 12%; еш 0.01 (350 0,) 3%. Для получения сравнительных данных куски агломерата размером 350 мм были разрушены путем деформирования с постоянной скоростью в две и четыре стадии. Разрушение кусков в две стадии проводились при степенях деформации по стадиям 31 и 12%, а для четырех стадий 31; 12; 3 и затем разрушение кондиционного класса 40-25 с ,5%.

Результаты разрушения аглоспека в зависимости от числа стадий приведены в табл. 2.

При числе стадий меньше расчетных выход годного продукта уменьшается за счет увеличения выхода некондиционного класса +40 мм. При числе стадий разрушения, равном четырем, выход годного также уменьшается, но теперь за счет переизмельчения материала и увеличения выхода мелочи (-5+0) мм,

Начальная величина деформации аглос- пека с размером кусков 350 мм определялась по приведенной формуле с учетом коэффициента жесткости и конечного размера кондиционного продукта 40 мм и составила 31%. После разрушения были выделены продукты некондиционного по верхнему классу крупности +40 мм.

Для продуктов разрушения спека стадии I величина деформации на стадии II составила 12%.

Как и после стадии I продукты разрушения стадии II рассевались по классу +40 мм и -5 мм и верхний продукт подвергался разрушению в стадии III при величине деформации 3%. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Анализ результатов испытаний, приведенных в табл. 3, показывает, что способ механической обработки аглоспека, включающий деформирование спека до разрушения с постоянной скоростью и определение величины деформации и числа стадий разрушения по математическим выражениям, позволяет снизить суммарный выход мелочи (кл. (-5+0) мм) с 24,9% до 15,4%, а выход готового продукта увеличить на 9,0%.

Формула изобретения Способ механической обработки аглоспека, включающий стадиальное разруше- ние его путем деформирования и классификацию продуктов разрушения, о т- личающийся тем, что, с целью повышения выхода кондиционного продукта за счет снижения содержания мелочи в продуктах разрушения, деформирование спека до разрушения осуществляют с постоянной скоростью до величины деформации, которую определяют по формуле

(D ), где Ј - величина деформации, %;

у- коэффициент жесткости аглоспека, %/мм;

D - размер разрушаемого куска, мм; d - предельный размер куска кондици- онного продукта, мм;

К - коэффициент структуры; п - номер стадии разрушения, а число стадий разрушения определяют по формуле

N (f-1) где N - число стадий разрушения;

Е - указатель на отбор целой части выражения в скобках.

Изобретение относится к металлургии, а именно к окускованию металлургических шихт методом агломерации, и может быть использовано при обработке спека в агломерационном производстве. Цель изобретения - повышение выхода кондиционного продукта за счет снижения содержания мелочи в продуктах разрушения. При механической обработке аглоспека, включающей его стадиальное разрушение и классификацию, производят деформирование кусков до разрушения с постоянной скоростью до величины деформации, которую определяют по формуле (D ), где е- величина деформации, %;у- коэффициент жесткости аглоспека, %/мм D - размер разрушаемого куска, мм; d - предельный размер куска кондиционного продукта, мм; К - коэффициент структуры; п - номер стадии разрушения. Число стадий разрушения определяют по формуле N Е К(О/с1-1),где N - число стадий разрушения; Е - функция целой части выражения в скобках. Уменьшение степени деформации по мере сокращения размеров куска позволяет осуществлять механическую обработку спека с учетом его физико-механических свойств, структуры и особенностей разрушения, что снижает выход мелочи в кондиционном продукте. 2 ил., 3 табл. сл с

При меньших значениях у не происходило множественного разрушения куска данной крупности,

Таблица 2

Размер A-ycw, Р /t/,

Таблица 1

Таблица 3

SCO

/50

too

50

ЮО

200 300 fOO

Pt/t.&

№ -.

4i