Эффективность работы печей по производству металлизованных окатышей определяется качеством окатышей прежде всего – восстановимость и прочность при восстановлении. Не менее важным показателем является склонность к спеканию восстановленного продукта, что определяет выбор химического состава окатышей, покрытий перед металлизацией и температуры восстановления. Спекание является термически активируемым процессом, происходящим под действием сил поверхностного натяжения. В случае металлизованных окатышей появляется еще один источник энергии – пластические деформации под действием столба шихты и внешнего давления.

Прочность сцепления окатышей и является возможностью появления спеков. Прочность сцепления зависит от коэффициента внутреннего трения, то есть коэффициента трения между окатышами. Поэтому уменьшая или увеличивая коэффициент трения мы имеем возможность регулировать сход шихты. На основе анализа литературных источников известно, что коэффициент трения зависит от гранулометрического состава окатышей, и высоты слоя окатышей или силовой нагрузки на них.

Экспериментальные исследования влияния гранулометрического состава окатышей на коэффициент внутреннего трения проводили на приборе, принципиальная схема которого представлена на рисунке 1.

Установка представляет собой тележку, на которую крепится сдвиговая ячейка. На ячейку устанавливается матрица с навеской сыпучего материала так, чтобы она могла скользить вдоль сдвиговой ячейки. Динамометр крепят в горизонтальном направлении за опору с одной стороны, а с другой за матрицу с определенной навеской материала. При установившемся движении тележки фиксируют показания динамометра.

Рис.1 Принципиальная схема прибора №1 для определения коэффициента внутреннего трения материалов в сыпучем состоянии.

Второй способ определения коэффициента внутреннего трения по углу естественного откоса. Для определения коэффициента трения была сконструирована установка, на которой определяли коэффициент трения между окатышами (рис.2).

Рис.2 Установка по определению внутреннего коэффициента трения

1-ёмкость, 2- стойки, 3- конус, 4- шкалы

Установка состоит из металлического конуса, жестко закреплённого на прочных опорах, в которых предусмотрено 5 уровней высоты от 450 до 950мм с шагом 100мм. При заполнении конуса окатышами, они начинают высыпаться в ёмкость, образуя конусообразную горку. В месте пересечения оси конуса и ёмкости находится нулевая точка. Из неё симметрично выходят 8 шкал, по которым замеряется граница подошвы образовавшейся горки. За радиус конуса принимается среднее значение длин от нулевой точки до границы подошвы.

При проведении эксперимента использовались металлизованные окатыши. Они характеризуются большой прочностью и поэтому при соударении более упруго контактируют друг о друга.

Для проведения эксперимента, все окатыши были разделены по фракциям, определялась масса каждой фракции. Измеряли время высыпания каждой фракции с различной высоты. Затем измеряли диаметр подошвы образующегося конуса и его высоту.

Используя усреднённые значения, рассчитывали угол конусности по формуле:

’

где h- высота конуса, r- радиус подошвы.

В результате проведений экспериментов получили следующие зависимости (табл.1 по первому методу; табл. 2, рис. 3 – по второму)

Таблица 1.