Дисертація присвячена питанням підвищення продуктивності агломераційних машин та зниження витрат палива за рахунок покращання якості огрудкування шихти. Розроблена та досліджена комплексна динамічна модель процесу огрудкування з визначенням порожності шару по масовому гранулометричному складу, фізико-механічним властивостям аглошихти на вході в барабан-огрудкувач і кількості води, що додається на зволоження. Розроблений новий спосіб управління огрудкуванням аглошихти по максимальній її порожності шару на виході з барабану-огрудкувача на основі оптимальних співвідношень кількості центрів накочування і частинок, що грудкуються, і вологості, розрахованих за допомогою даної моделі.

Разработана технология получения марганецсодержащих брикетов из смеси мелких концентратов Марганецкого ГОКа. Изучены потребительские свойства брикетов, разработаны технические условия на брикеты, технологический регламент на их производство.

Показаны особенности производства и структуры марганцеворудного агломерата из смешанных окисных и карбонатных концентратов Никопольского месторождения. Выполнен петрографический анализ фазового состава агломерата. Показано, что в структуре агломерата содержится до 40 от общей массы непродиссоциировавших карбонатных минералов и до 35 стекловидной фазы. Исследована степень диссоциации карбонатных составляющих различной крупности - от 3 до 30 мм применительно к условиям температурного режима процесса спекания. Установлено, что в условиях агломерации полностью диссоциируют лишь куски крупностью до 3 мм. На основании лабораторных опытов и промышленных испытаний показана эффективность дополнительного отжига аглоспека, обеспечивающая высокую степень декарбонизации рудных минералов, снижение стекловидной фазы в структуре агломерата и повышение его прочности на 1,7...2,5.

Проведено дослідження фізико-хімічних і реологічних характеристик глин супутнього видобутку: набухання, колоїдності, динамічної в'язкості, водовбирання, кількість глинистої складової. Глини супутнього видобутку віднесено до класу лужноземельних бентонітів.

Изучены характеристики уплотнения шихт, получены зависимости плотности и прочности брикетов от режима производства. Выполнены экспериментальные исследования основных параметров и режимов процесса прессования в валковом брикетном прессе. Экспериментальные данные имеют удовлетворительную сходимость с расчетными.

Рассмотрены различные конструкции зажигательных горнов, эксплуатируемых на аглофабрике ЮГОКа. На основе анализа сделан вывод о технологических преимуществах конструкции горна с торцевым расположением горелок, которая позволяет улучшить эффективность зажигания шихты и повысить механическую прочность верхнего слоя аглоспека.

Разработана новая технология производства офлюсованных окатышей из высококремнеземистых железорудных концентратов. Повышение основности достигается путем закатывания известняка вовнутрь гранулы путем опудривания рециркуляционной нагрузки.

Проведены промышленные испытания и отработана технология производства окатышей с использованием в шихте активированного торфа вместо бентонитовой глины. Внедрение разработанной технологии позволяет улучшить гранулометрический состав и прочностные характеристики обожженых окатышей, повысить содержание в них железа. Произведены опытные партии окатышей разной основности для доменной плавки.

Показано, что основным агрегатом для производства брикетов является брикетный пресс валкового типа. Определены основные направления в области создания валковых прессов. Рассмотрены конструктивные особенности и характеристика валковых брикетных прессов, разработанных Институтом черной металлургии НАНУ.

Викладено новий напрямок в автоматичному управлінні агломерацією, що базується на автоматичному контролі наддовгого електромагнітного випромінювання спеченого шару агломерату. Розроблено методику визначення контрольного показника часу інтегрування потужності електромагнітного випромінювання як функції шару спеченого агломерату. У відповідності з проведеними промисловими дослідженнями підтверджено адекватність розрахункових і експериментальних даних. Запропоновано систему автоматичного управління процесом спікання агломерату, яка базується на розробленому методі автоматичного контролю. Досліджено особливості даної системи, зроблено оцінку якості системи згідно з видом частотних характеристик.

Викладено методики розрахунків масо- та теплообміну під час агломерації залізорудних матеріалів, що максимально відображають фізичні, хімічні та фізико-хімічні закономірності агломераційного процесу. Наведено варіанти розрахунку температури спалахування твердого палива за умов агломераційного процесу, складу газової фази та окиснення заліза в агломераті, матеріального та теплового балансів верхнього елементарного пласта шихти та шару в цілому. Розглянуто теоретичні основи та результати промислової реалізації процесу безполуменевого горіння газового палива у шарі агломераційної шихти.

Разработана технология активации глины попутной добычи марганцевых руд и показана эффективность использования их при производстве окатышей.

Виконано аналіз стану забезпечення бентонітовими глинами фабрик огрудкування України. Показано, що промислові запаси бентонітових глин, придатних для виробництва залізорудних котунів, відсутні. Родовища лужноземельних бентонітів потребують спеціальної підготовки. У ході видобутку марганцевих і залізних руд супутньо розробляються шари бентонітових глин. Проведено дослідження фізико-хімічних і реологічних характеристик глин супутнього видобутку: здатність до набухаємоісті, колоїдність, динамічна в'язкість, водопоглинанність, кількість глинистої складової. Глини супутнього видобутку віднесено до класу лужноземельних бентонітів. Для надання глинам супутнього видобутку властивостей лужних бентонітів розроблено засіб їх активації кальцинованою содою. Досліджено фізико-хімічні і реологічні характеристики активованих бентонітів у порівнянні з природними лужними бентонітами. Встановлено параметри активації глин і технологічні характеристики процесу огрудкування із застосуванням активованих бентонітів. Кращі технологічні властивості активованих глин дозволили знизити витрати бентоніту до 1,4 - 1,6 % замість 2,3 % для вихідних глин. Процес огрудкування стабілізувався, покращилась якість сирих котуншів, зменшився в 2,0 - 2,5 рази вихід некондиційної фракції - 8 мм з-під роликового укладальника. Продуктивність обпалювальної машини зросла на 4,1 - 6,3 %. Покращалась якість обпалених котунів: зріс вміст заліза на 0,5 - 0,7 %, знизився вміст

Установлено, что повышение производительности брикетного пресса за счет увеличения частоты вращения валков лимитируется понижением плотности брикетов вследствие действия противотока вытесняемого воздуха. Аналитически и экспериментально определены зависимости уплотнения исследуемых шихт от скорости процесса брикетирования. Установлено, что введение связующих добавок в шихту увеличивает ее "связность" и расширяет скоростной диапазон при сохранении плотности брикетов.

Досліджено властивості шламів і шлаків за різної вологості під час їх руху по футеровочних матеріалах. Електрокінетичні дзета-потенціали свідчать про можливість заміни вапна та бентоніту шлаками як в'яжучих за умов огрудкування шихт. Встановлено, що електроосмосом можна знизити вологість шламів з 18 до 15 % і зробити їх придатними для офлюсовання аглошихти. Вапняк в агломераті можна замінити на сталеплавильні шлаки до 36,5 % і в перспективі до 50 %, а у котунах підвищити основність до 1 та вище. Розроблено технологію переробки шлаків, яка забезпечує повніше вилучення скрапу та вищу його якість. У разі впровадження технології фактичний економічний ефект дорівнює 347 тис. грн/рік.

Розглянуто проблему підвищення продуктивності агломераційних машин та зниження витрати палива за рахунок покращання газопроникності шару шихти, що спікається. Досліджено нові способи визначення порожності та газопроникності шару аглошихти в потоці. Апробовано нову модель газопроникності шару з урахуванням гранулометричного складу аглошихти та властивостей газу за висотою шару. Розроблено новий спосіб управління огрудкуванням аглошихти на основі приладу визначення газопроникності шару аглошихти в потоці.

На основе аналитических исследований разработана методика расчета значений и характера распределения уплотнения в формующих элементах валков брикетных прессов. Приведены результаты расчетов уплотнения в формующих элементах линзовидной и зубчато-желобчатой конфигураций различных размеров. Расчетные данные имеют удовлетворительную сходимость с экспериментальными.

Предложено использовать сталеплавильный шлам в аглопроцессе с предварительным его уплотнением в валковых брикетных прессах перед подачей на аглоленту. Отработаны режимы получения брикетов из шлама. Проведены спекания аглошихт с добавкой брикетов, изучены свойства агломерата. Результаты исследований показали эффективность и целесообразность использования шламов в уплотненном виде в качестве компонента аглошихты.

Рассмотрены вопросы надежности линейного охладителя агломерата. Приведены результаты экспериментального исследования усилия в цепи методом тензометрии и анализ полученных результатов.

Вирішено проблеми підготовки та створення вітчизняного пресового обладнання для брикетування дрібнофракційних металургійних відходів та науково-методичних основ розробки його параметрів. Обгрунтовано фізико-механічні характеристики дрібнофракційних шихт, які визначають їх поведінку шляхом брикетування в валкових пресах. Розвинено наукові засадиоснови розробки механізму деформації та параметрів брикетування шихт у валках з формувальними елементами. Наведено математичну модель прогнозного розрахунку величини та характеру розподілу ущільнення по перерізу формувального елемента з урахуванням його розмірів і конфігурації. Запроваджено методику розрахунку основних параметрів валкового пресу з програмою реалізації на ПЕОМ, яка дозволяє визначити навантаження, що виникають в його основних вузлах і механізмах. На підставі одержаних результатів, сформульованих вимог і нових технічних рішень розроблено та впроваджено на підприємствах конструкцію валкового пресу.