اختبار تشكيل فحم حجري يحتوي على حبيبات الكربون
بصفته المادة الخام الرئيسية للتخفيض المباشر لفرن الموقد الدوار ، يحتاج الفحم المدعم بالكربون البارد إلى المرور من خلال النقل والتوزيع والاختزال والتفريغ وغيرها من العمليات في عملية إنتاج فرن الموقد الدوار ، وبالتالي فإن أدائه في جميع الجوانب يؤثر على إنتاج سلس وكفاءة فرن الموقد الدوار. في هذا البحث ، تم استخدام الشراب كمواد رابطة ، واستخدم مغنتيت تيتانيوم الفاناديوم والفحم المسحوق كمواد خام لدراسة تأثير نسبة الموثق المختلفة ، وتشكيل الضغط ومحتوى الماء على أداء الدمج البارد لحبيبات الكربون.
1. الاختبار
1.1 اختبار المواد الخام
مسحوق الخام المستخدم في الاختبار هو تركيز الفاناديوم تيتانومنيتيت ، ومحتوى الكربون الثابت للفحم 82.04٪ ، والمواد المتطايرة 6.58٪ ، ومحتوى الرماد 9.88٪. يتم عرض توزيع حجم الجسيمات والكثافة الظاهرية للخبث ومسحوق الفحم في الجدول 1.
الجدول 1 ، تكوين حجم الجسيمات والكثافة الظاهرية لمسحوق الفحم ومسحوق الخام.
مواد خام | التركيب الحبيبي٪ | الكثافة الظاهرية (جم / سم-3) | |||||
+0.4مم | 0.15-0.4مم | 0.125-0.15مم | 0.098-0.125مم | 0.074-0.098مم | -0.074مم | ||
مسحوق معدني | 0.65 | 20.85 | 52.80 | 22.10 | 2.30 | 1.30 | 2.78 |
فحم | 21.65 | 23.25 | 15.20 | 17.85 | 12.70 | 9.90 | 0.97 |
1.2 طرق البحث
تتضمن عملية الاختبار عدة روابط مثل تجفيف المواد الخام ، والجمع ، والخلط ، والتكوير ، والتجفيف ، والاختبار. تم اختيار درجة حرارة تجفيف المواد الخام على أنها 200 درجة مئوية ، وتم اختيار وقت التجفيف على أنه 120 دقيقة. نسبة (نسبة الكتلة) لمسحوق الخام ومسحوق الفحم هي: م (مسحوق معدني): م (مسحوق الفحم) = 5: 1. بعد خلط المواد الخام بالتساوي ، أضف نسبة معينة من المادة الرابطة والماء المقطر وفقًا للجدول المتعامد ، وحركها بالتساوي. يتم تشكيل المواد الخام المخلوطة بشكل موحد عن طريق الدمج البارد معآلة ضغط المساحيق الأسطوانية، ويتم ضبط ضغط القولبة وفقًا للجدول المتعامد. تم قياس الكريات المجففة لمقاومة الحبيبات.
2. النتائج والتحليل
2.1 التصميم التجريبي والنتائج
بعد صب الدمج البارد ، تم وضع كريات الكربون في فرن التجفيف للتجفيف. تم ضبط ظروف التجفيف على 300 ℃ ووقت التجفيف عند 30 دقيقة. بعد التجفيف ، تم أخذ 5 كريات لقياس مقاومة الانضغاط ، ثم تم أخذ متوسط القيمة على أنها مقاومة الانضغاط للحبيبات. وفقًا لمبدأ الاختبار المتعامد ، يظهر تصميم مستوى العامل في الجدول 2 ، وتظهر نتائج الاختبار في الجدول 3.
الجدول 2 مستويات عامل الاختبار المتعامد
مستوى العامل | محتوى الموثق (العامل أ) /٪ | ضغط فحم حجري (العامل ب) / ميجا باسكال | إضافة الماء (العامل ج) /٪ |
1 | 4 | 10 | 1 |
2 | 5 | 12 | 2 |
3 | 6 | 15 | 3 |
4 | 7 | 18 | 4 |
الجدول 3 المخطط التجريبي والنتائج
اختبار لا. | محتوى الموثق (العامل أ)) /٪ | ضغط فحم حجري (العامل ب) / ميجا باسكال | إضافة الماء (العامل ج) /٪ | القوة الانضغاطية للقوالب الجافة (ف) / ن |
1 | 4 | 10 | 3 | 326 |
2 | 5 | 15 | 1 | 1631 |
3 | 6 | 12 | 2 | 1902 |
4 | 7 | 18 | 4 | 606 |
5 | 4 | 18 | 2 | 732 |
6 | 5 | 12 | 4 | 418 |
7 | 6 | 15 | 3 | 1776 |
8 | 7 | 10 | 1 | 838 |
9 | 4 | 12 | 1 | 473 |
10 | 5 | 18 | 3 | 2011 |
11 | 6 | 10 | 4 | 437 |
12 | 7 | 15 | 2 | 1082 |
13 | 4 | 15 | 4 | 417 |
14 | 5 | 10 | 2 | 1218 |
15 | 6 | 18 | 1 | 1876 |
16 | 7 | 12 | 3 | 737 |
يتم تحليل نتائج الاختبار في الجدول 3. S.أ 1يمثل مجموع نتائج الاختبار المقابلة عندما يأخذ العامل A مستوى الماء الأول ، SA2يمثل مجموع نتائج الاختبار المقابلة عندما يأخذ العامل A المستوى الثاني ، SA3يمثل مجموع نتائج الاختبار المقابلة عندما يأخذ العامل A المستوى الثالث ، SA4يمثل مجموع نتائج الاختبار المقابلة في المستوى الرابع من العامل A ، وهي:
سأ 1= P1 + P5 + P9 + P13 = 326 + 732 + 473 + 417 = 1948 (1)
سA2= P2 + P6 + P10 + P14 = 1631 + 418 +2011 + 1218 = 5278 (2)
سA3 = P3 + P7 + P11 + P15 = 1902 + 1776 + 437 + 1876 = 5991 (3)
سA4= P4 + P8 + P12 + P16 = 606 + 838 + 1082 +737 = 3263 (4)
قسّم Sأ 1، سA2، سA3، و S.A4بحلول 4 للحصول على:
في المعادلات من (5) إلى (8) يمثل مقاومة الانضغاط الكروية عندما يكون ضغط القولبة وكمية الماء المضافة بالمعنى المتوسط الشامل ، وكمية الرابط المضافة هي 4٪ ، 5٪ ، 6٪ ، 7٪ ، على التوالى. تُستخدم نفس الطريقة لحساب العامل B والعامل C ، وتظهر نتائج الحساب في الجدول 4:
الجدول 4 التحليل المتعامد لنتائج الاختبار
مشروع | العامل أ | العامل ب | العامل ج |
S1 | 1948 | 2819 | 4818 |
S2 | 5278 | 3530 | 4934 |
S3 | 5991 | 4906 | 4850 |
4 س | 3263 | 5225 | 1878 |
| 487 | 705 | 1205 |
| 1320 | 883 | 1234 |
| 1498 | 1227 | 1213 |
| 816 | 1306 | 470 |
ر | 1011 | 601 | 764 |
1في الاختبار المتعامد ، إذا كان لعامل مستوى معين تأثير كبير على النتائج ، فيجب إظهار العلاقة الكمية كفرق كبير بين المتوسط الشامل K للمؤشرات تحت كل مستوى من مستويات العامل ، على العكس من ذلك ، إذا كان الفرق بين كل ك صغير. ، فهذا يعني أن العامل ليس هو العامل الرئيسي. وفقًا لقيمة K في الجدول ، يتم حساب نطاق العوامل A و B و C على النحو التالي:
رأ= 1498-487 = 1011 (9)
رب= 1306 - 705 = 601 (10)
رج= 1234-470 = 764 (11)
من المعادلات (9) إلى (11) ، يمكن ملاحظة أنه من بين العوامل الثلاثة A و B و C ، فإن العامل الرئيسي الذي يؤثر على قوة الانضغاط للحبيبات هو محتوى المادة A ، متبوعًا بكمية الماء المضافة حسب العامل C ، وضغط تكوين العامل B له تأثير ضئيل نسبيًا على قوة ضغط الكريات. لذلك ، من أجل الحصول على كريات ذات قوة ضغط عالية ، فإن الخطوة الأولى هي اختيار نسبة الموثق المناسبة.
2.2 تأثير العوامل المختلفة على نتائج الاختبار
من أجل وصف تأثير العوامل المختلفة على قوة الانضغاط للحبيبات بعد التشكيل بشكل أكثر وضوحًا ، يتكون الرسم البياني لكل عامل ومتوسط قيمة قوة الضغط الشاملة تحت هذا العامل ، كما هو موضح في الشكل
الشكل 1 تأثير إضافة المادة الرابطة ، وضغط الصب ، وإضافة الرطوبة على قوة ضغط الكريات
يمكن أن نرى من الشكل 1 أن تأثيرات العوامل المختلفة على قوة الضغط للكريات المجمعة على البارد مختلفة. تزداد قوة الانضغاط أولاً ثم تتناقص مع زيادة كمية المادة الرابطة المضافة ؛ مع زيادة ضغط القولبة ، يتزايد اتجاه التغيير دائمًا ، لكن الزيادة أصغر وأصغر ؛ عندما تكون كمية الماء المضافة أقل من 3٪ ، يكون لقوة الانضغاط للحبيبات تأثير ضئيل ، وتنخفض قوة الكريات بشكل حاد عندما تستمر كمية الماء في الزيادة.
بناءً على تحليل الجدول 2 والشكل 1 ، يمكن تحديد أن تركيبة المستوى الأمثل هي A3 B4 C2 ، أي قوة الضغط للكريات المجمعة على البارد عندما يكون محتوى الرابط 6 ٪ ، وضغط التشكيل هو 18 الآلام والكروب الذهنية ، ومحتوى الماء 2٪. الأعلى ، لم يتم تضمين هذا المزيج في التجارب الـ 16 التي أجريت. لذلك ، استمر اختبار التركيبة الأفقية A3 B4 C2 ، وكان متوسط مقاومة الانضغاط للكريات التي تم الحصول عليها في الاختبار بعد التجفيف 2723 نيوتن.
هذه النتيجة أعلى من القيمة القصوى في التجربة ، وبالتالي ، فهي التركيبة المثلى في ظل الظروف التجريبية.
3 - الخلاصة
3.1 تم تحليل تأثيرات ثلاثة عوامل ، بما في ذلك كمية المادة الرابطة ، وضغط القولبة وكمية الماء المضافة ، على مقاومة الضغط للكريات المجمعة على البارد بواسطة اختبارات متعامدة. قوة الضغط لها التأثير الأكبر ، تليها كمية الماء المضافة وضغط القولبة.
3.2 تأثير المادة اللاصقة على مقاومة الانضغاط للحبيبات بعد الصب يجب أن يزداد أولاً ثم يتناقص. عند إضافة 6 ٪ من الشراب ، فإن العلاقة بين ضغط القولبة وقوة الضغط للكريات بعد الصب هي أنه مع زيادة ضغط القولبة ، تزداد قوة الانضغاط للحبيبات باستمرار ؛ عندما لا تكون كمية الماء المضافة كبيرة ، يكون لها تأثير ضئيل على قوة الكريات. عندما يتجاوز المحتوى 3٪ ، تقل قوة الكريات بشكل حاد مع زيادة محتوى الماء.
3.3 تم الحصول على التركيبة المثلى A3 B4 C2 بطريقة الاختبار المتعامد ، أي أن محتوى المادة الرابطة كان 6٪ ، وضغط التشكيل 18 ميجا باسكال ، ومحتوى الماء 2٪. في ظل ظروف العملية هذه ، يمكن أن يصل متوسط مقاومة الانضغاط للكريات إلى 2723 نيوتن.
