Усреднение (технология)

Усредне́ние — совокупность технологических операций смешивания, направленных на снижение колебаний химического, гранулометрического состава и других качественных показателей сыпучего материала в объёме.

Усреднительный склад агломерационной шихты
Саморазгружающаяся тележка для штабелирования материала

ПрименениеПравить

В горном деле, обогащении полезных ископаемых и металлургии усреднение является распространённой технологической операцией, преследующей цель выравнивания химического и гранулометрического состава полезных ископаемых, концентратов и других сыпучих материалов и полуфабрикатов на разных стадиях добычи и переработки. Основными предпосылками к усреднению качества добываемой руды является значительное снижение производительности плавильных печей, работающих на неусреднённом сырье, а также снижение степени извлечения ценных компонентов в процессе переработки[1][2][3][4]. Так, например, колебания содержания железа в шихте доменной печи вызывают тепловой дисбаланс и нарушения нормального хода плавки. Чтобы не допускать этого, доменщики зачастую вынуждены вести плавку с резервом тепла, перерасходуя кокс[4].

Техническая реализацияПравить

Как правило, усреднение полезных ископаемых и шихтовых материалов проводят в объёмных штабелях вместимостью в несколько сотен тысяч тонн. Штабель формируется путём укладки относительно тонких горизонтальных слоёв материала, а забор производится с торца штабеля по всей его высоте, захватывая таким образом все уложенные слои. Укладка производится в основном саморазгружающимися тележками или штабелеукладчиками, забор материала — роторными экскаваторами или комбайнами. При этом достигается выравнивание химического состава каждой порции. Усреднительные склады имеют несколько штабелей, часть из которых находится в стадии формирования, другая часть расходуется[2][4][5].

Практика показывает, что бо́льшая эффективность усреднения достигается в крупных складах и штабелях. Известно, на складах ёмкостью 70—100 тыс. т удаётся достичь снижения колебаний железа в руде с ±3 до ±1 %[4].

В процессе добычи руды усреднение её качества также производится путём планирования горных работ и оперативного управления последовательностью подачи порций руды известного качества на дробильно-обогатительную фабрику[3].

Качество усредненияПравить

Основным показателем эффективности усреднения является коэффициент усреднения материала, рассчитываемый по формуле[4][3]:

 , где   и   — среднеквадратические отклонения показателя качества материала до и после усреднения соответственно.

ПримечанияПравить

  1. Коллектив авторов. Усреднение // Энциклопедический словарь по металлургии : Справочное издание : в 2 т. / гл. ред. Н. П. Лякишев. — М. : «Интермет Инжиниринг», 2000. — Т. 2: П — Я. — С. 303. — 409 с. — 500 экз. — ISBN 5-89594-034-X.
  2. 1 2 Коротич В. И., Набойченко С. С., Сотников А. И., Грачёв С. В., Фурман Е. Л., Ляшков В. Б. Начала металлургии : Учебник для вузов / под ред. В. И. Коротича. — Екатеринбург : УГТУ, 2000. — С. 71—73. — 392 с. — ISBN 5-230-06611-3.
  3. 1 2 3 Ломоносов Г. Г. Усреднение качества // Горная энциклопедия: [в 5 томах] / гл. ред. Е. А. Козловский. — М.: «Советская энциклопедия», 1991. — Т. 5. СССР — Яшма. — С. 276—277. — 541 с. — 44 126 экз. — ISBN 5-85270-007-X.
  4. 1 2 3 4 5 Шумаков Н. С., Дмитриев А. Н., Гараева О. Г. Сырые материалы и топливо доменной плавки. — Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 2007. — С. 261—268. — 392 с. — 200 экз. — ISBN 5-7691-1833-4.
  5. Коротич В. И., Фролов Ю. А., Каплун Л. И. Теоретические основы технологий окускования металлургического сырья : Агломерация : учебное пособие / науч. ред. В. И. Коротич. — 2-е изд., исправл. и дополн. — Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2009. — С. 201—203. — 417 с. — 150 экз. — ISBN 978-5-321-01579-7.