Изучение процесса окускования различных видов сырья экструзионным методом

Окускование материалов в промышленных масштабах используется при переработке различных самых различных видов сырья, представленного мелкими частицами. Например, окускование используют в металлургической промышленности, при переработке углей, торфов, сельхозпродукции и много другого. Существует три основных способа окускования – брикетирование, агломерация, окомкование. Одним из самых распространенных аппаратов для брикетирования являются вальцовые пресса. Основными преимуществами вальцовых прессов являются их универсальность, относительная простота конструкции, сравнительно высокая производительность, небольшие динамические нагрузки, компактность, достаточная надежность при существенных механических и термических воздействиях. Но эти пресса имеют и ряд недостатков. Другим устройством, которое можно использовать для брикетирования являются различные виды экструдеров, которые имеют ряд преимуществ перед вальцовыми прессами. В работе предложен простой в изготовлении и дешевый экструдер, пригодный для исследования материалов на «брикетируемость» экструзионном методом. Экструдер относится к плунжерному типу. В нем материал выдавливается из формующей насадки не под давлением шнека, а под давлением поршня, который приводится в движение за счет винтовой пары. Приведены примеры применения плунжерного экструдера для изготовления экструдатов из для металлургических целей из железорудного сырья, стальных опилок, а также топливных брикетов из углеродсодержащего сырья. Полученные экструдаты предназначены для изучения их физико-механических и других свойств.

Кусков В. Б., Ильин Е. С. Изучение процесса окускования различных видов сырья экструзионным методом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6—1. — С. 279—289. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_279.

Кусков Вадим Борисович — канд. техн. наук, доцент, доцент каф. обогащения полезных ископаемых ORCID iD 0000-0002-2303-7186, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, д. 2, Россия, e-mail: Kuskov_VB@pers.spmi.ru;
Ильин Егор Сергеевич — студент, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия, д. 2, Россия, e-mail: s171643@stud. spmi.ru.

Кусков Вадим Борисович, e-mail: Kuskov_VB@pers.spmi.ru.

1. Недосекин А. О., Рейшахрит Е. И., Козловский А. Н. Стратегический подход к оценке экономической устойчивости объектов минерально-сырьевого комплекса России // Записки Горного института. — 2019. — Т. 237. — С. 354—360. DOI: 10.31897/ PMI.2019.3.354.

2. Юрак В. В., Душин А. В., Мочалова Л. А. Против устойчивого развития: сценарии будущего // Записки Горного института. — 2020. — Т. 242. — С. 242—247. DOI: 10.31897//PMI.2020.2.242.

3. Читалов Л. С., Львов В. В. Сравнительная оценка методов определения рабочего индекса шарового измельчения бонда // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 1. — С. 130–145. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0—130—145.

4. Kuskov V. B., Lvov, V. V., Yushina T. I. Increasing the recovery ratio of iron ores in the course of preparation and processing. CIS Iron and Steel Review. 2021, vol. 1, pp. 4—8. DOI: 10.17580/cisisr.2021.01.01.

5. Равич Б. М. Брикетирование руд. — М.: Недра, 1982. — 183 с.

6. Лурье Л. А. Брикетирование в металлургии. — М.: Металлургия, 1963. — 324 с.

7. Медведев В. В., Овсейчук В. А. Повышение технологических свойств твердеющей закладочной смеси // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3—2. — С. 71—80. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_32_0_71.

8. Daniel Fernández-González, Íñigo Ruiz-Bustinza, Javie Mochón, Carmen GonzálezGasca, Luis Felipe Verdeja. Iron ore sintering: Process. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2017, vol. 38, no. 4. pp. 215—227.

9. Соловьев Т. М., Буренина О. Н., Заровняев Б. Н., Николаева Л. А. Влияние температуры на адгезионную способность компонентов древесины и бурого угля при брикетировании // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11. — С. 109—122. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_11_0_109.

10. Ким С. В., Богоявленская О. А., Кударинов С. Х., Орлов А. С., Орлова В. В. Перспективы получения брикетированного бездымного топлива из углей открытой добычи месторождений Казахстана // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 9. — С. 147–158. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0—147—158.

11. Халифа А. А., Бажин В. Ю., Устинова Я. В., Шалаби М. Э. Х. Исследование восстановления оксида железа из окатышей красного шлама коксом // Обогащение руд. — 2021. — №. 4. — С. 46–51. DOI:10.17580/or.2021.04.08

12. Лебедев А. Б., Утков В. А., Халифа А. А. Использование спеченного сорбента для удаления сероводорода из отходящего промышленного газа при грануляции металлургических шлаков // Записки Горного института. — 2019. — Т. 237. — С. 292—297. DOI: 10.31897/PMI.2019.3.292.

13. Голик В. И., Дмитрак Ю. В., Комащенко В. И., Качурин Н. М. Управление свойствами твердеющих смесей при закладке выработанного пространства рудных месторождений // Записки Горного института. — 2020. — Т. 243. — С. 285—292. DOI: 10.31897/PMI.2020.3.285.

14. Кусков В. Б., Бажин В. Ю., Кускова Я. В. Проблемы использования угольных и других невостребованных угольных и углеродсодержащих материалов в качестве энергетических брикетов // Уголь. — 2019. — № 4. — С. 50—54. DOI: http://dx.doi. org/10.18796/0041-5790-2019-4-50—54.

15. Хрусталев Б. М., Пехота А. Н., Нгуен Нга Тху, Ву Фап Минь Твердое топливо на основе отходов малоиспользуемых горючих энергоресурсов // Наука и техника. — 2021. — Т. 20. — №. 1. — С. 58—65. DOI: 10.21122/2227-1031-2021-20—1-58—65.

16. Пехота А. Н. Исследование энергетических характеристик многокомпонентного твердого топлива с использованием некондиционных горючих коммунальных и производственных отходов // Наука и техника. — 2022. — Т. 21. — №. 2. — С. 164—174.

17. Куницкая О. А., Григорьев И. В., Мануковский А. Ю. Технико-экономическое сравнение производства топливных брикетов и пеллет из древесины // Актуальные проблемы лесного комплекса. — 2020. — №. 57. — С. 40—43.

18. Приходько И. А., Бандурин М. А., Вербицкий А. Ю. Влияние выбранных материалов и технологических параметров биомассы на брикетированную смесь. International agricultural journal. — 2021. — Т. 64. — №. 4. — С. 58—69. DOI:10.24411/2588-02092021-10343.

19. Ким С. В., Богоявленская О. А., Кударинов С. Х., Орлов А. С., Орлова В. В. Получение брикетированного бездымного топлива из термообработанной мелочи энергетических углей // Уголь. — 2020. — №. 6 (1131). — С. 41—45. DOI:10.18796/0041-57902020-6-41—45.

20. Siddiqi H., Chandaliya V. K., Suresh A., Dush P. S., Meikap B. S. A scale-up approach to produce highly reactive iron ore catalyzed coke for blast furnace operation. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2020, vol. 41, no. 6, pp. 370—380. DOI:10. 1080/08827508.2019.1666124.

21. Урбанович Н. И., Корнеев С. В., Волосатиков В. И., Комаров Д. О. Анализ состава и технологий переработки дисперсных железосодержащих отходов // Литьё и металлургия. — 2021. — №. 4. — С. 66—69.

22. Павловец В. М. Повышение реакционной способности железосодержащего окускованного сырья // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. — 2018. — №. 41. — С. 62—72.

23. Зильберглейт М. А. Производители валковых прессов для гранулирования (брикетирования). Обзор по Западной Европе // Горная механика и машиностроение. — 2020. — № 2. — С. 57—63.

24. Севостьянов М. В. Теория и практика брикетирования полидисперсных материалов и отходов производства в пресс-валковых агрегатах // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. — 2020. — №. 9. — С. 89—96.

25. Kim K. M., Bae J. H., Han J. W. Effect of Aspect Ratio on Iron-Ore Briquettes During Twin-Roll Briquetting. Archives of Metallurgy and Materials. 2020, vol. 65, no. 4, pp. 1335—1339.

26. Курунов И. Ф., Бижанов А. М. Брэксы — новый этап в окусковании сырья для доменных печей // Металлург. — 2014. — №. 3. — С. 49—53.

27. Курунов И. Ф., Чижикова В. М., Бижанов А. М. Наилучшие доступные технологии в производстве окускованного сырья для доменных печей // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. — 2018. — Т. 1. — №. 4. — С. 62—66.

28. Бижанов А. М., Подгородецкий Г. С. О движении брикетируемой массы в экструдере. Точные решения. Сообщение 1 // Известия высших учебных заведений // Черная металлургия. — 2020. — Т. 63. — №. 1. — С. 7—12.

29. Бижанов А. М. Синергия агломерации и брикетирования в доменном процессе // Металлург. — 2021. — № 7. — С. 20—28.

30. Бижанов А. М., Загайнов С. А. Испытания брикетов на механическую прочность // Металлург. — 2021. — № 3. — С. 11—18.

31. Михайлов А. В., Федоров А. С. Анализ параметров мундштука шнекового пресса для 3d-экструзии торфяных кусков трубчатого типа // Записки горного института. — 2021. — Т. 249. — С. 351—365. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.4.

32. Александрова Т. Н., Рассказова А. В. Исследование зависимости качества угольных топливных брикетов от технологических параметров их производства // Записки горного института. — 2016. — Т. 220. — С. 573—577.

33. Kuskov V., Kuskova Y. Research of physical and mechanical properties of briquettes, concentrated from loose high-grade iron ores // 17th International Multidisciplinary Scientific Geoconference, 2017, vol. 17, no 11, pp. 1011—1016. DOI: 10.5593/sgem2017/11/S04.129.

34. Lubwama M., Yiga V. A., Muhairwe F., Kihedu J. Physical and combustion properties of agricultural residue bio-char bio-composite briquettes as sustainable domestic energy sources. Renewable energy. 2020, vol. 148, pp. 1002—1016.

35. Сергеев С. В., Лябах А. И., Зайцев Д. А. Опыт разработки богатых железных руд Яковлевского месторождения КМА // Научные ведомости БелГУ. Сер. Естественные науки. — 2011. — № 3 (98), — вып. 14. — С. 200—208.