Сырые окатыши должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдержать транспортировку к обжиговому агрегату и за­грузку в него без разрушения и деформаций, иметь определенный гранулометрический состав и термостойкость, обеспечивающие оптимальную работу обжигового агрегата и получение требуемого качества готовой продукции. Механические свойства сырых ока­тышей определяются обычно испытаниями на удар и раздавли­вание.

Прочность на удар характеризуется количеством падений ока­тышей с определенной высоты на стальную плиту до их разру­шения или максимальной высотой, при падении с которой ока­тыши разрушаются. Высота, с которой проводится сбрасывание для определения прочности на удар, еще не является стандартной величиной и выбирается различными исследователями в широких пределах от 100 до 915 мм. В соответствии с реальными перепа­дами при перегрузках на фабриках высота сбрасывания должна быть не менее 300 мм.

В лаборатории Хиббинг фирмы «Пикандс Мазер» стандартной была принята высота сбрасывания 257 мм, причем кондиционные сырые окатыши должны выдерживать не менее пяти сбрасыва­ний [88]. Сырые окатыши диаметром 9,5 мм считаются пригодны­ми для обжига на конвейерной машине, если при испытании на удар они способны выдержать пять сбрасываний с высоты 200 мм [98].

В условиях работающей фабрики наиболее представительные данные о разрушении окатышей дает ситовый состав их после каждой перегрузки, включая и загрузку в обжиговый агрегат. Од­нако в связи с большой трудоемкостью операций по отбору проб, и их рассеву, такой контроль может осуществляться периодически при изменении сырья и высоты перегрузок. Для постоянного конт­роля достаточно определение прочности окатышей на удар путем сбрасывания с высоты, равной максимальному перепаду при пе­регрузках. В связи с тем, что при перегрузках разру­шаются в большей степени крупные окатыши, необхо­димо для испытания проч­ности на удар брать ока­тыши размером, равным верхнему пределу заданной крупности. При этом ока­тыши должны выдерживать не менее трех падений. Ко­личество испытанных ока­тышей должно быть не ме­нее 10.

Определение прочности на раздавливание прово­дится путем сжатия отдель­ных окатышей с целью оп­ределения нагрузки, при которой они деформируются или разрушаются. Для ока­тышей диаметром 25 мм, об­жигаемых в шахтной печи, минимальное значение раз­давливающего усилия со­ставляет 5,5 кГ! окаіьіис [88]. Прочность сырых ока­тышей диаметром 9,5 мм, равная примерно 0,9 кГ/окатыш, ука­зывает на пригодность их для обжига на конвейерной маши­не [98].

Абсолютное значение прочности окатышей на раздавливание с уменьшением их размера снижается, а на удар увеличивается. Поэтому для определения прочности на раздавливание необходима брать окатыши, соответствующие по размеру нижнему пределу заданной крупности, а для определения прочности на удар — ока­тыши равные верхнему пределу крупности.

Для выяснения характера зависимости между размером и прочностью сырых окатышей определяли сопротивление раздавли­ванию окатышей различной крупности: 5—10, 10—15, 15—20, 20— 25 и 25—30 мм (влажность соответственно 7,08, 7,21, 7,34, 7,06 и 58

7,78%). Проба каждой фракции содержала 100 окатышей. В ре­зультате испытаний была установлена зависимость между прочно­стью и диаметром окатышей (рис. 28).

Характер трещин (рис. 29) свидетельствует о разрушении ока­тышей от растягивающих окружных напряжений. Поэтому более правильно оценивать сравнительную прочность окатышей, изго-

товленных из различных шихт, как отношение раздавливающего усилия к длине окружности (или к ее диаметру), которое можно считать «условным поверхностным натяжением» сырого окатыша {рис. 28). При более тщательных (ла­бораторных) исследованиях, возмож­но, будет обнаружено снижение «ус­ловного поверхностного натяжения» окатышей с увеличением их разме­ров, так как при этом повышается (на 2—3%) пористость окатышей.

Для определения прочности на удар окатыши сбрасывали по одному с высоты 300, 500 или 700 мм (по 10 штук каждой из названных фракций).

Среднеарифметические значения коли­чества падений окатышей до разруше­ния наносились на график (рис. 30).

Максимальная высота сбрасывания соответственно равна 300 мм для ока­тышей фракции 25—30 мм, 500 мм — для окатышей фракции 15—20 мм и 700 мм — для окатышей фракции 10—

15 мм. При максимальной высоте паде­ния окатыши в среднем выдерживают одно падение. При сбрасывании ока­тышей с высоты, большей максималь­ной, происходит их разрушение и по­
лучаются дробные значения количества падений (меньше еди­ницы), позволяющие определить количество разрушаемых окаты­шей. Например, количество падений до разрушения окатышей фракции 25—30 мм с высоты 500 мм равняется 0,7. Это значит, что из 10 сброшенных по одному окатышей разрушились 3 и вы­держали по одному падению 7.

Весьма высокие требования предъявляются к гранулометриче­скому составу и крупности окатышей. Наличие мелочи и крупных окатышей уменьшает газопроницаемость слоя и снижает скорость сушки и обжига [28]. Поэтому суммарное содержание мелочи (—5 мм) и крупных комков должно быть не более 10%.

Термостойкость сырых окатышей, характеризуемая темпера­турой «шока» или допустимой скоростью нагрева, должна обеспе­чить возможность их сушки и нагрева без разрушения.

После сушки окатыши также испытывают на удар и раздав­ливание. При таком испытании величина сопротивления раздав­ливанию является очень важным показателем, особенно при об­жиге в шахтных печах. Сопротивление раздавливанию магнетито - вых окатышей диаметром 25 мм после сушки должно составлять при обжиге в шахтной печи не менее 13,6 кГ/окатыш [88].

Гематитовые окатыши диаметром 9,5 мм считаются пригодными для обжига на конвейерной машине при прочности на раздавли­вание после сушки 3,6 кГ/окатыш [98].

Введение упрочняющих добавок способствует повышению тер­мостойкости окатышей до 600—800° С и позволяет сократить дли­ну зоны сушки и увеличить производительность обжиговых агре­гатов. Верхний предел термостойкости окатышей не ограничи­вается.