Термозміцнення залізорудних окатишів на сталевих перфорованих подинах

Abstract

Розроблено, виготовлено та випробувано конструкцію жаростійких сталевих перфорованих піддонів і спосіб їх кріплення до випалювального візка, що дозволяє замінити колосники на конвеєрних машинах для термозміцнення залізорудних окатишів. Мета роботи - вдосконалення процесу виробництва окатишів шляхом зменшення витрати високолегованого металу, підвищення продуктивності обпалювальних машин і поліпшення металургійних характеристик обпалених окатишів. Завдання дослідження - обгрунтування можливості заміни колосників на обпалювальних візках конвеєрних машин, відпрацювання їх конструкції та кріплення на візках, відпрацювання технологічного процесу термозміцнення сирих окатишів. Виконані напівпромислові та промислові випробування показали працездатність прийнятих технічних рішень. Встановлено, що заміна колосників піддонами дозволить зменшити витрату високолегованого металу, підвищити продуктивність випалювальних машин і поліпшити металургійні характеристики випалених окатишів.

The purpose of the work is to substantiate and experimentally verify the effectiveness of using steel perforated grates instead of grate bars in the process of heat treatment of iron ore pellets. The tasks include improving the metallurgical characteristics ofpellets, reducing the consumption of heat-resistant steels, and improving the energy efficiency of roasting machines. The research was conducted in semi-industrial (bowl-type installation) and experimental-industrial conditions on conveyor kilns (SM-306, SM-552). It has been established that the optimal live cross-section of a perforated grate with a thickness of 5 mm is 19-20% with elongated holes with straight edges. Semi-industrial tests have shown that the metallurgical characteristics ofpellets calcined on a perforated grate are 3–5% (relative) better in all respects compared to pellets calcined on grates. At the same time, the specific productivity of the installation increased from 0.8 to 0.805 t/m²-hour. Based on these data, a design of grooved perforated pallets with a live cross-section of 20.1 % was developed for industrial testing. The roasting trolley with pallets operated continuously for over 2,280 hours without clogging the holes, forming scale, breaking down, or warping. The maximum temperature of the waste gases under the pallets did not exceed 780 °C due to an increase in the height of the bottom bed (to 215-230 mm instead of 100 mm). Industrial tests confirmed that the strength characteristics ofpellets burned on the bottom (especially in the lower layer) are higher, and the abrasion and gas permeability indicators during recovery are better compared to pellets from a grate trolley. The key scientific and practical result is the development and successful industrial testing of a perforated steel grate design, which reduces the consumption of high-alloy metal by 85-87% compared to grate bars, increases the productivity of roasting machines, and improves the metallurgical properties of pellets. The scientific novelty lies in the comprehensive experimental study of perforated grate bars in industrial conditions and the establishment of optimal geometric parameters for the holes. The practical significance lies in significant savings in expensive materials and increased heat treatment efficiency without major production reconstruction. Further research may be directed toward optimizing the choice of steel grade for hearths (taking into account the high temperature of scale formation) to ensure maximum service life.