Аналіз конструкційних особливостей литих колосників як фактор інтенсифікації теплообміну в конвеєрних агрегатах термозміцнення металургійної сировини

Автор(и)

  • Г.М. Панченко Державний університет економіки і технологій , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0001-7565-0380
  • А.С. Іванов ПрАТ «Центральний гірничо-збагачувальний комбінат», м. Кривий Ріг, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.1.2026.359812

Ключові слова:

литі колосники, термозміцнення сировини, експлуатаційна довговічність, металургійне обладнання, параметри технологічного процесу, конструктивна оптимізація, термічна деградація, зносостійкість, ресурсозаощадження

Анотація

У роботі проведено аналіз конструкцій литих колосників, що використовуються в агрегатах термозміцнення металургійної сировини. Необхідність дослідження зумовлена дією екстремальних циклічних термічних навантажень (400–1000°C) та потребою в збільшенні міжремонтного періоду обпалювальних конвеєрних машин і стабілізації виробничих циклів. Метою роботи є систематизація факторів, що впливають на експлуатаційну надійність колосників, та інженерне обґрунтування шляхів збільшення терміну їх служби. На основі порівняльного аналізу колосників, що експлуатуються на машинах типу Lurgi-552 (ПрАТ ПівнГЗК) та ОК-324 (ПрАТ ЦГЗК), встановлено вплив конструктивних особливостей на характер їх зношування. Особливу увагу приділено аеродинамічній стабільності колосникового поля. Встановлено, що застосування жорсткої пазової системи фіксації (характерної для конструкції колосників на машинах ОК-324) усуває «ефект накопичення похибок збірки», притаманний безпазовим аналогам, що використовуються на машинах Lurgi-552 при ручному монтажі. Розрахований коефіцієнт монтажної щільності для пазової конструкції становить 0,976, тоді як для безпазових аналогів – 0,930. Наукова новизна дослідження полягає у встановленні взаємозв’язку між конструктивною жорсткістю колосників і розподілом термічних напружень. Розрахунки довели, що пазова конструкція колосників забезпечує на 12,7% більшу площу «живого перерізу» (0,5410 м2 проти 0,4799 м2), що знижує швидкість фільтрації теплоносія, мінімізує абразивне зношування та втрати пилу. Крім того, теоретичний аеродинамічний опір такого колосникового поля на 27,2% нижчий, що забезпечує істотне зменшення енергоспоживання тяго-дуттьових систем. Практичне значення роботи полягає в наданні рекомендацій щодо впровадження ефективних конструкцій колосників, які дозволяють підвищити їх експлуатаційний ресурс у 1,5–1,7 рази без зміни технологічного циклу. Запропоновані рішення забезпечують рівномірність термічної обробки окатишів завдяки усуненню «холодних зон» на площі палети

Посилання

  1. New Technical Solutions for Increasing the Active Cross-Section Area of Fire Grates of Sintering Machine / Е. Sigarev et al. Science and Innovation. 2024. Vol. 20, no. 1. Pp. 87–96. DOI: https://doi.org/10.15407/scine20.01.087.
  2. Wei Y., Hu C., Liu X. Fatigue Analysis of Band Sintering Machine Trolley Grate Bars. Applied Mechanics and Materials. 2013. Vol. 246–247. Pp. 47–51. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.246-247.47.
  3. Панченко Г. М. Підвищення стійкості колосників конвеєрних машин огрудкування залізорудних концентратів шляхом розробки й застосування економнолегованої електросталі : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.16.02. Дніпро : Національна металургійна академія України, 2014. 20 с.
  4. Рудь Ю. С., Кучер В. Г., Белоножко В. Ю. Анализ конструкции и повышение технического уровня колосниковых решоток агломерационных и обжиговых машин. Вісник Криворізького національного університету. 2019. Вип. 48. С. 94–99. DOI: https://doi.org/10.31721/2306-5451-2019-1-48-94-99.
  5. Failure Analysis and Improvement Measures of Grate Bars Used in Iron Ore Pelletizing Plant / C. Sekhar et al. Journal of Materials Engineering and Performance. 2021. Vol. 30. Pp. 6269–6283. DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-021-05835-9.
  6. Numerical Simulation of Heat and Mass Transfer Behavior during Iron Ore Sintering: A Review / H. Feng et al. Metals. 2023. Vol. 13, no. 7. Article 1277. DOI: https://doi.org/10.3390/met13071277.
  7. Silva J. P., Teixeira S., Teixeira J. C. Development of a CFD Model to Study the Fundamental Phenomena Associated with Biomass Combustion in a Grate-Fired Boiler. Processes. 2025. Vol. 13, no. 8. Article 2617. DOI: https://doi.org/10.3390/pr13082617.
  8. Панченко Г., Іванов А., Сусло Н. Колосники агломераційних і обпалювальних машин: умови роботи, конструкції, технологія виробництва : монографія. Кривий Ріг : ДУЕТ, 2026. 132 с. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.18846667.
  9. Учитель А. Д., Григорьева В. Г., Иванов А. С. Анализ конструкций колосников и колосниковых решеток для конвейерных обжиговых машин. Науковий вісник Кременчуцького університету економіки, інформаційних технологій і управління. Серія: Нові технології. 2008. № 4(22). С. 175.
  10. Анализ конструкций колосников агломерационных машин / Захарченко В. Н., Руденко Н. Р., Мусиенко К. А., Руденко Р. Н. Металл и литьё Украины. 2015. № 6 (265). С. 18–22.
  11. Технічна документація на колосники обпалювальних машин іноземного виробництва (Польща, Німеччина, Македонія). 2007. (Архів КП «ЗЛМЗ»).
  12. Колосник обпалювальної машини № ОБ-403.01 : технічне креслення. 2016. 1 арк. (Архів ПрАТ «Центральний ГЗК»).
  13. Писаренко Г. С., Квітка О. Л., Уманський Е. С. Опір матеріалів : підручник / за ред. Г. С. Писаренка. 2-ге вид., доп. і перероб. Київ : Вища школа, 2004. 655 с.
  14. Liu I. S. On Fourier's law of heat conduction. Continuum Mechanics and Thermodynamics. 1990. Vol. 2. Pp. 301–305. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01129123.
  15. Fang H., Wong M. B., Bai Y. Heating rate effect on the thermophysical properties of steel in fire. Journal of Constructional Steel Research. 2017. Vol. 128. Pp. 611–617. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.09.016.
  16. Incropera F. P., DeWitt D. P. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 5th ed. Wiley India Pvt. Limited, 2009. 1004 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-26

Як цитувати

Панченко , Г., & Іванов , А. (2026). Аналіз конструкційних особливостей литих колосників як фактор інтенсифікації теплообміну в конвеєрних агрегатах термозміцнення металургійної сировини. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, 1(53), 230–242. https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.1.2026.359812

Номер

Том 1 № 53 (2026): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки

Розділ

136 Металургія

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).

Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.

Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.