blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-8-536-542blackmet-929Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESСРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТЕРМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ОБЪЕМЕ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ С ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЙ ПОРИСТОСТЬЮCOMPARATIVE EVALUATION OF THERMAL STRESSES IN THE CAPACITY OF IRON-ORE PELLETS WITH DIFFERENTIATED POROSITYПавловецВ. М.PavlovetsV. M.

к. т. н.,  доцент кафедры теплоэнергетики и экологии

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Thermal Power and Ecology”

pavlovets.victormix@yandex.ruГерасимукА. В.GerasimukA. V.

аспирант кафедры электротехники

Postgraduate of the Chair of Electrical Engineering

heavymetal7200@gmail.comСибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42)РоссияSiberian State Industrial University, Novokuznetsk, RussiaRussian Federation201624102016598536542Copyright © Павловец В.М., Герасимук А.В., 20162016Павловец В.М., Герасимук А.В.Pavlovets V.M., Gerasimuk A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/929

Выполнена сравнительная оценка термических напряжений в объеме железорудных окатышей с дифференцированной пористостью. Проанализировано термонапряженное состояние окатышей, полученных с применением технологии теплосилового напыления влажной шихты на шихтовый гарнисаж и на комкуемые материалы. Установлено влияние пористости, термической массивности окатышей на величину и характер изменения (распределения) термических напряжений по сечению окатышей. Оценен характер изменения прочности окатышей с дифференцированной пористостью по его сечению с динамикой температурного поля пористой сферы и критериями термической массивности в зародыше и оболочке окатыша. Проведен анализ роли термических напряжений в активации режима спекания железорудных окатышей, предложены рекомендации по совершенствованию теплового режима обжига окатышей. На основе этого анализа сделан вывод о более благоприятной поровой структуре полученных по технологии принудительного зародышеобразования окатышей, в объеме которых сформирован зародыш с повышенной пористостью.

The article presents the comparative evaluation of thermal stresses in the capacity of iron-ore pellets with diff erentiated porosity. Thermostressed state of pellets, derived from the use of thermal power wet charge heat-spraying technology for charge skull and palletized materials has been analyzed. The infl uence of porosity, thermal pellets massiveness on the magnitude and nature of the thermal stresses changes along the cross section of the pellets has been set. The authors have evaluated the nature of changes in the strength of the pellets with diff erentiated porosity along its cross section, with the dynamics of the temperature fi eld of the porous spheres and criteria of massive heat in the nucleus and pellet shells. The analysis of the role of thermal stress to activate the sintering of iron-ore pellets has been conducted to propose recommendations for improving the thermal conditions of pellets burning. On the basis of this analysis the authors have concluded that a more favorable pore structure of pellets is produced by forced nucleation technology, in the capacity of which the nucleus with high porosity is formed.

термонапряженное состояниедифференцированная пористостьхарактер изменения прочноститемпературное поле пористой сферыинтенсивность нагревапринудительное зародышеобразованиенапыление влажной шихтызародышиоболочкажелезорудные окатыши.thermostressed statediff erentiated porositynature of strength changetemperature fi eld of porous spheresheating intensitycriteriaforced nucleationspraying of wet chargenucleuscoveriron-ore pelletsReferencesЯрошенко Ю.Г., Павловец В.М., Трофимов Н.И. и др. Термо-напряженное состояние железорудных окатышей в начальной стадии спекания // Изв. вуз. Черная металлургия. 1987. № 10. С. 102 – 105.Yaroshenko Yu.G., Pavlovets V.M., Trofi mov N.I., Shvydkii V.S., Lobanov V.I., Maizel’ S.G. Thermostressed state of iron-ore pellets in the initial stage of sintering. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1987, no. 10, pp. 102–105. (In Russ.).Меламуд С.Г., Юрьев Б.П. Методика расчета напряжений в обожженных железорудных окатышах при их охлаждении // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. № 12. С. 10 – 15.Melamud S.G., Yur’ev B.P. Calculation methods of tensions in burnt iron-ore pellets at their cooling. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2015, no. 12, pp. 10–15. (In Russ.).Павловец В.М. Окатыши в технологии экстракции металлов из руд. – Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2014. – 345 с.Pavlovets V.M. Okatyshi v tekhnologii ekstraktsii metallov iz rud [Pellets in the technology of metal extraction from ores]. Novokuznetsk: Izd. tsentr SibGIU, 2014, 345 p. (In Russ.).Павловец В.М. Принципы организации принудительного зародышеобразования в холостой зоне тарельчатого окомкователя // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. № 4. С. 3 – 6.Pavlovets V.M. Organization principals of forced nucleation in an empty zone of pelletizing disk. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2009, no. 4, pp. 3–6. (In Russ.).Павловец В.М. Исследование теплосиловых режимов напыления влажной шихты, предназначенных для принудительного зародышеобразования // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. № 6. С. 9 – 13.Pavlovets V.M. Research of heat-force regimes of wet charge spraying intended for forced nucleation. Izvestiya VUZov. Chernaya me tallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2009, no. 6, pp. 9–13. (In Russ.).Павловец. В.М. Исследование процесса получения влажных окатышей с использованием принудительного зародышеобразования // Изв. вуз. Черная металлургия. 2010. № 6. С. 15 – 20.Pavlovets V.M. Study of the receiving process of wet pellets with the use of forced nucleation. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2010, no. 6, pp. 15–20. (In Russ.).Физико-химические и теплотехнические основы производства железорудных окатышей / В.М. Абзалов, Горбачев В.А., Евстюгин С.Н. и др. – Екатеринбург: НПВП «ТОРЕКС», 2012. – 340 с.Abzalov V.M., Gorbachev V.A., Evstyugin S.N., Klein V.I., Leont’ ev L.I. Fiziko-tekhnicheskie i teplotekhnicheskie osnovy proizvodstva zhelezorudnykh okatyshei [Applied-physics and heat engineering of iron-ore pellet production basis]. Ekaterinburg: NPVP “TOREKS”, 2012, 340 p. (In Russ.).Интенсификация производства и улучшение качества окатышей / Ю.С. Юсфин, Н.Ф. Пашков, Л.К. Антоненко и др. – М.: Металлургия, 1994. – 240 с.Yusfi n Yu.S., Pashkov N.F., Antonenko L.K., Zhak R.M., Maizel’ G.M., Bazilevich T.N. Intensifi katsiya proizvodstva i uluchshenie kachestva okatyshei [Intensifi cation of production and the improvement of pellets quality]. Moscow: Metallurgiya, 1994, 240 p. (In Russ.).Ручкин И.Е. Производство железорудных окатышей. – М.: Металлургия, 1976. – 184 с.Ruchkin I.E. Proizvodstvo zhelezorudnykh okatyshei [Iron-ore pellets production]. Moscow: Metallurgiya, 1976, 184 p. (In Russ.).Маерчак Ш. Производство окатышей. – М.: Металлургия, 1982. – 232 с.Maerchak Sh. Proizvodstvo okatyshei [Pellets production]. Moscow: Metallurgiya, 1982, 232 p. (In Russ.).Боли Э., Уэйнер Д. Теория температурных напряжений. – М.: Мир, 1964. – 518 с.Boley Bruno A., Weiner Jerome H. Theory of Thermal Stresses. New York: John Wiley & Sons, 1960. (Russ.ed.: Boley B., Weiner J. Teoriya temperaturnykh napryazhenii. Moscow: Mir, 1964, 517 p.).Мельникова И.В. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. – М.: Недра, 1975. – 279 с.Mel’nikova I.V. Spravochnik (kadastr) fi zicheskikh svoistv gornykh porod [Reference book (cadaster) of physical properties of rocks]. Moscow: Nedra, 1975, 279 p. (In Russ.).Лыков А.В. Теория теплопроводности. – М.: Высшая школа, 1967. – 599 с.Lykov A.V. Teoriya teploprovodnosti [Theory of heat conductivity]. Moscow: Vysshaya shkola, 1967, 599 p. (In Russ.).Тучинский Л.И. Пластическая релаксация термических напряжений в неизотермических условиях // Порошковая металлургия. 1982. № 11. С. 24 – 29.Tuchinskii L.I. Plastic relaxation of thermal stresses in nonisothermal conditions. Poroshkovaya metallurgiya. 1982, no. 11, pp. 24–29. (In Russ.).Скороход В.В. Условия пластичности пористых тел // Порошковая металлургия. 1978. № 11. С. 83 – 87.Skorokhod V.V. Plasticity conditions of porous bodies. Poroshkovaya metallurgiya. 1978, no. 11, 83–87. (In Russ.). 16. Urusov V.S. Energeticheskaya kristallokhimiya [Power crystal chemistry]. Moscow: Nauka, 1975, 335 p. (In Russ.).Урусов В.С. Энергетическая кристаллохимия. – М.: Наука, 1975. – 335 с.Урусов В.С. Энергетическая кристаллохимия. – М.: Наука, 1975. – 335 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.