Технические науки / Металлургия

Пожуєв В.І., Пазюк М.Ю., Пазюк Ю.М., Іванов В.І.

ПРО АНАЛІЗ МЕХАНІЗМУ СЕГРЕГАЦІЇ АГЛОМЕРАЦІЙНОЇ

ШИХТИ У ШАРІ

Запорізька державна інженерна академія

Аналіз роботи сучасних завантажувальних вузлів агломераційних машин показав, що під час створення направленої сегрегації фракційного складу шихти за висотою шару забезпечується підвищення міцності агломерату та збільшення продуктивності даних машин при одночасному зниженні витрати твердого палива.

Аналітичний опис цього процесу ускладнено через значний вплив різних випадкових чинників на умови руху потоку та взаємодії складових його частинок. Тому доцільно розглянути загальні теоретичні питання формування структури шару полідисперсного матеріалу та встановити основні його закономірності.

Перерозподіл фракцій усередині сипкої маси як результат її завантаження на спікальні візки, характеризується наступною системою рівнянь

                                             (1)

де   - кількість i-ої фракції в j-й зоні шару, %;   - кількість зон у шарі шихти;   - загальна кількість фракцій у j-й зоні шару, %;

У тому разі, якщо відомі середні діаметри частинок шихти в кожній зоні, зв'язок між ними та фракційним складом можна подати системою рівнянь

                                         (2)

де   - середній діаметр i-ої фракції шихти, мм;   - середній діаметр частинок шихти j-ої зони шару, мм.

Під час вирішення цієї задачі розглянуто умови сегрегації двохфракційної сипкої суміші в n-зонном шарі. Розподіл фракцій за зонами шару характеризується наступною системою рівнянь

                                                (3)

Після вирішення систем рівнянь одержують

                                                   (4)

Загальне вирішення систем вищого порядку можна виконати методом послідовного групування невідомих. Для окремої зони шару, створеного шихтою, що містить три фракції (), система рівнянь (1) приймає вигляд

                                         (5)

Невідомі поділяють на дві групи

                                           (6)

де   - середній діаметр суміші фракції  і , мм;

                                                   (7)

або

                                                   (8)

Як результат можна записати

                                (9)

Звідси

                                       (10)

Послідовно задають значення  у інтервалі від 0 до , визначая величини . Враховуючи, що його поточне значення находиться у діапазоні між  и , з одержаного ряда середніх діаметрів  выбирають такі, які відповідають умові  <<.

На основі вибраних  за допомогою системи рівнянь типу (10) визначають значення  і :

 .                                           (11)

Процес пошуку  продовжують до тих пір, поки не буде виконуватися умова

,                                                   (12)

де  - припустима погрішність розрахунку , %.

Проведені дослідження показали, що механізм розподілу маси шихти по висоті шару на спікальних візках агломераційної машини визначається фракційним складом завантажуваного матеріалу і закономірністю його сегрегації.