Одной из механических характеристик металлургических изделий является прочность, которая играет очень важную роль. Лебединский горно-обогатительный комбинат относительно недавно начал производить горячебрикетированное железо - брикеты. Наряду с такими факторами как химический состав металлизованного продукта и технологические параметры процесса брикетирования на прочность брикетов влияет также способ охлаждения. Известно, что резкий перепад температур ведет к возникновению внутренних температурных напряжений, способствующих разрушению. Нами проведены лабораторные исследования охлаждения брикетов двумя способами: охлаждение с помощью погружения в ванну с водой и охлаждение с помощью диспергированных водных струй.
Брикеты с температурой 400-450 С подвергались охлаждению по одному из вышеуказанных способов. В течение всего времени охлаждения с интервалом 5-10 сек с помощью термопары фиксировалась температура брикета. В момент погружения при контакте горячего металла с водой наступает интенсивное испарение жидкости, которое поглощает значительное количество тепла. Процесс испарения сопровождается бурным кипением воды около брикета. Скорость охлаждения брикета достаточно велика. Период кипения продолжается до того момента, пока температура брикета станет несколько ниже температуры кипения воды. Очевидно, что далее скорость охлаждения резко падает. Это объясняется тем, что процесс парообразования прекращается, и передача тепла осуществляется теплопроводностью и свободной конвекцией.
При расчетах скоростей охлаждения были получены следующие данные: в начальный период погружения скорость составляет 40 ºС/с, дальнейшее охлаждение происходит со средней скоростью 1,4 ºС/с.
При струйном водяном охлаждении поверхность брикета омывается водяной пылью. Площадь контакта охлаждающего агента с поверхностью меньше по сравнению с предыдущим способом, а средняя скорость охлаждения приблизительно постоянна и составляет 2,9 - 3,2 ºС/с.
В результате проведенных опытов выяснили, что более равномерная теплоотдача происходит при охлаждении диспергированной жидкостью. Это позволяет сказать, что при данном способе охлаждения возникают более низкие температурные напряжения.
Проведены лабораторные испытания механической прочности брикетов в зависимости от способа охлаждения. Прочность брикетов охлажденных диспергированной струей воды на 1520% выше, чем охлажденных в ванне с водой первым способом.
Также нужно сказать, что при охлаждении диспергированными струями наблюдается некоторое снижение расхода воды, что можно отнести к положительным сторонам данного режима охлаждения.
Вывод: Одним из решений вопроса о повышении прочностных качества брикетов является изменение существующего, в данный момент на ЛГОКе способа охлаждения на охлаждение диспергированными струями, что влечет за собой совершенствование системы охлаждения.