IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

С ростом производства окатышей требования к их качеству повышаются. Все более необходимой становится разработка единых методик оценки качества и более высокая точность этой оценки. В настоящее время разработке методов испытаний обожженных окатышей во всем мире уделяется большое внима­ние. Прежде всего, разрабатываются методы определения меха­нических свойств и восстановления обожженных окатышей, их разбухаемости в процессе восстановления. Для всех методов общим требованием является строгая стандартизация условий испытаний.

Прочность окатышей на раздавливание, прочность окатышей на истирание, прочность после восстановления и восстановимость являются определяющими свойствами окатышей [1]. Первые два, из которых определяют возможность транспортировки и складирования окатышей. Кроме того, что уменьшается доля окатышей , поступающих на следующий передел, истирание и дробление наносят вред окружающей среде, так как при транспортировке, при пересыпке выделяется большое количество пыли.

Под прочностью понимают зачастую сопротивление окатышей при раздавливании. Определить прочность окатышей на истирание и дробление можно экспериментально.

Ценность исследовательской работы многократно увеличивается экспериментом. Эксперимент есть научно поставленная проверка искусственно вызванного явления точно создаваемых или учитываемых условий, что позволяет следить за его развитием, ходом, управлять им и воссоздавать каждый раз при повторении условий.

На кафедре ММ СТИ НИТУ «МИСИС» нами были проведены эксперименты [2]по определению прочностных свойств неофлюсованных окатышей согласно ГОСТ 15137-77.

Для проведения эксперимента использовались обожженные неофлюсованные окатыши Лебединского горно-металлургического комбината, отобранные в процессе производства (рис. 2).

Рис. 1 – Обожженные неофлюсованные окатыши

Так как одним из наиболее эффективных технологических путей повышения качества окатышей и механизмов является нанесение на поверхность окатышей покрытия. В качестве такого мы использовали дисперсию поливинилацетата в воде, (ПВА), в соотношении воды 1/1,25.

Покрытие представляет собой поверхностный слой окатыша, целенаправленно создаваемый воздействием специального оборудования [2], на поверхность окатышей характеризующийся химическим составов и структурно-фазовым состоянием, качественно отличающимся от аналогичных характеристик основы окатышей.

Результаты проведения экспериментального научного исследования приведены на рис. 2.

Рис. 2 – Результаты проведенного исследования

После нанесения выбранного нами покрытия, масса образовавшейся пыли окатышей (-0,5 мм) при испытании окатышей составила меньше на 32,43 %, и масса раздробленных окатышей (-5мм) меньше на 25% по сравнению с непокрытыми[2].

Предлагаемый способ решения проблемы был основан на проведении эмпирического экспериментального научного исследования, результатом которого является разработанная инновационная технология[2], которая предполагает использование покрытия.

Технология покрытия окатышей для уменьшения истирания методом распыления представляет собой процесс с использованием главного содержательного элемента – суспензии, которая характеризуется по назначению как защитное, способствующее уменьшению истирания окатышей при многочисленных перегрузках.

Основные этапы технологии покрытия окатышей:

1. Прием и подготовка компонентов суспензии

2. Дозирование и смешивание составляющих суспензии

3. Предварительный контроль оборудования и качества суспензии

4. Нанесение суспензии на окатыши

5. Контроль качества покрытых неофлюсованных окатышей

Принцип работы оборудования участка покрытия окатышей (рис. 3): по ленточному конвейеру, подаются обожженные окатыши температура окатышей находиться в диапазоне (80-130 ⁰С), после чего порция окатышей захватывается П-образным флажком первой ворошилки, и передается по днищу рабочей станины, в сегментообразный паз, для захвата следующей, идущей по ходу движения ворошилкой. В момент, когда обе ворошилки принимают вертикальное положение, происходит кратковременное распыление защитного раствора (защитный раствор находится в цистерне) через форсунки, после чего, весь процесс повторяется, пока покрываемая порция окатышей, не дойдет до последней ворошилки. Дойдя до конца станины, последняя по ходу движения ворошилка выталкивает покрываемую порцию окатышей из сегментообразного паза на ленточный конвейер, расположенный ниже уровня станины.

Рисунок 3 - Принципиальная схема подачи и распыления покрытия

1-распределительная рампа, 2 гибкие шланги, 3 водопроводные трубы, 4- распылительные форсунки.

Прежде чем попасть в водопроводные трубы, пленкообразующий раствор откачивается насосной станцией из цистерны, после чего под давлением подается в распределительную рампу 1 установки, где и происходит перераспределение потока покрытия по водопроводным трубам в зависимости от положения рабочих ворошилок и стадии прохождения покрываемой порции окатышей. Это позволить максимально снизить расход пленкообразующего раствора, т.к. исключается возможность повторного распыления раствора на покрытую порцию окатышей.

Современная технология позволяет решать одну и ту же задачу различными вариантами технологического оборудования. Технологический процесс имеет свою экономическую специфику, связанную подчас с высокими расходами по эксплуатации оборудования, с проектированием и изготовлением сложной, дорогостоящей оснастки, затратами на сопутствующие вспомогательные процессы и др. Все это способствовало подбору оптимального, экономически обоснованного варианта покрытия окатышей.

На рисунке 4 приведем материальный поток участка покрытия окатышей, в составе которого имеется основное оборудование, которое представляет автоматизированную линию по покрытию окатышей[3].

Учитывая удельный расход пленкообразующего покрытия, полученный в ходе экспериментальных исследований, определим количество составляющих суспензии для покрытия годового плана окатышей:

где: Мр-ра - масса защитного раствора, необходимая для покрытия годового объема обожженных окатышей, тыс.т;

годовой выпуск обожженных окатышей, тыс.т.;

удельный расход защитного раствора на покрытие одной тонны окатышей кг/т;

поправочный коэффициент работы установки, учитывающий перераспределение и потери защитного раствора в ходе работы установки.

Рис. 4 - Материальный поток участка покрытия окатышей

С учетом производства неофлюсованных окатышей Лебединским горно-обогатительным комбинатом 2 500 000 т/год необходимо 536,5 т/год суспензии на покрытие годового объема окатышей, таким образом, суммарный материальный поток на участке покрытия окатышей составит 2 500 536,5 т/год .

Годовые затраты на покрытие составят:

Зм = 1,508*2500000 = 3 770 000 руб

Цена реализации 1 тонны окатышей составляет в среднем 3500 руб/т. При этом для исключения возможного завышения эффекта, предположим, что все увеличение выхода годной продукции будет за счет снижения истирания и дробления окатышей. В этом случае снижение образования пыли и раздробившихся окатышей с каждой тонны произведенной готовой продукции будет рассчитываться как:

1000*0,3414%/100% = 3,414 (кг/т)

Эффект от увеличения выхода годного:

Эг = 3500*3,414/1000 = 11,95 (руб/т)

На весь выпуск 11,95*2 500 000 = 29 872 500 рублей в год

Годовой экономический эффект от внедрения мероприятия составит 15 381,39 тысяч рублей.

Произведенные расчеты показателей, характеризующие экономическую эффективность проекта покрытия окатышей, показали, что данное мероприятие является экономически целесообразным в принятых ценовых условиях.

Список использованной литературы:

1. Кремлева Н.Н. Влияние различных факторов на прочностные свойства неофлюсованных окатышей/ Н.Н. Кремлева, Д.С. Тимофеева, М.С. Пивикова // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по материалам XL студ. междунар. заочной науч.-практ. конф. — М.: «МЦНО». — 2016 —№ 11(40) / [Электронный ресурс] URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/11(40).pdf(дата обращения: 16.02.2017)

2. Кремлева Н.Н. Разработка инновационной технологии по снижению истирания окатышей в процессе их транспортировки и складирования/ Н.Н. Кремлева, Д.С. Тимофеева // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 6(42). URL: https://sibac.info/archive/technic/6(42).pdf (дата обращения: 17.02.2017)

3. Кремлева, Н.Н. Материальные потоки инновационного процесса покрытия неофлюсованных окатышей/ Н.Н. Кремлева, А.С. Тимофеева // Наука, технология, техника: перспективные исследования и разработки: сборник научных трудов по материалам I международной научно-практической конференции студентов, магистрантов и аспирантов 30 ноября 2016г. Калининград: НОО «Профессиональная наука», 2016. с. 176-183.

4. Ручкин И. Е. Производство железорудных окатышей. - М., «Металлургия», 1976. 184 с.

5. Тимофеева, А.С., Влияние качества перегрузок обожженных неофлюсованных окатышей на их прочность и истирание / А.С. Тимофеева, В.В. Федина, Л.Н. Крахт, П.В. Семин, Н.А. Корсун. – Старый Оскол. – Современные наукоемкие технологии.– 2007. – №12. – с. 125-126.

6. Юсфин, Ю. С., Обжиг железорудных окатышей / Ю.С. Юсфин, Т.Н. Базилевич. – М.: Металлургия,1973. – 272 с.

Код для цитирования: Скопировать