Browsing by Author "Andrii Ivanov"

Now showing 1 - 1 of 1
  • No Thumbnail Available
    Item
    Дослідження впливу сполук лужних металів на стійкість колосникового поля конвеєрних машин при обпаленні залізорудних окатишів
    (Scientific and practical journal "Economics and technical engineering", 2025-12-30) Hanna Panchenko; Andrii Ivanov; Nataliia Suslo; Yelyzaveta Huk
    У роботі досліджено вплив сполук лужних металів, що надходять у процес обпалення разом із бентонітовою зв’язкою у складі залізорудних окатишів, на стійкість колосникового поля конвеєрних машин. Під час обпалення натрієві та калієві компоненти, присутні в монтморилонітових бентонітах, переходять у реакційно здатні форми та за високих температур взаємодіють із матеріалом колосника. За наявності в сталі хрому в зоні контакту утворюється окалина складної структури, у якій фіксуються легкоплавкі хромати. Такі фазові утворення різко знижують захисні властивості оксидної плівки, спричиняючи її інтенсивне відшаровування та стрімке прогресування хімічної ерозії, що призводить до передчасного руйнування колосників. Для оцінювання механізмів деградації проведено лабораторні дослідження зразків литої сталі 40Х24Н12СЛ, які окиснювали та піддавали дії натрієвмісних компонентів за температури 1070 °C упродовж шести годин. Методами електронної мікроскопії та рентгеноспектрального мікроаналізу встановлено формування багатошарової окалини з підвищеним умістом натрію та хрому й наявністю фаз, характерних для хроматів, що підтверджує інтенсифікацію корозійних процесів у присутності лужних металів. Отримані результати дозволяють пояснити природу катастрофічного зношування колосникового поля за умов обпалення окатишів із бентонітовою зв’язкою. Оскільки вміст лужних металів визначається мінералогічною природою бентоніту та є технологічно необхідним для забезпечення міцності окатишів, мінімізація їхнього впливу має ґрунтуватися на виборі більш корозійностійких матеріалів колосників і коригуванні температурно-окиснювальних параметрів обпалення. This investigation analyzes the influence of alkali metal compounds introduced into the firing process through the bentonite binder contained in iron ore pellets on the durability of grate bar assemblies in conveyor-type induration machines. During pellet firing, sodium- and potassium-bearing components inherent to montmorillonitic bentonites transform into reactive forms and interact at high temperatures with the grate bar material. In the presence of chromium in the steel, a complex oxide scale develops at the metal–oxide interface, incorporating low-melting chromate phases. These phases significantly reduce the protective capacity of the oxide film, promote intense scale spalling, and accelerate high-temperature chemical erosion, ultimately resulting in rapid and catastrophic grate bar degradation. To evaluate the degradation mechanisms, laboratory tests were carried out on samples of cast steel 40Kh24N12SL, which were oxidized and exposed to sodium-containing components at 1070 °C for six hours. Scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy revealed the formation of multilayer oxide scales enriched in sodium and chromium and the presence of reaction products characteristic of chromates, confirming the intensification of corrosion processes in the presence of alkali metals. The obtained results clarify the origins of severe grate bar wear under pellet induration conditions when bentonite is used as the binder. Since the alkali metal content is defined by the mineralogical nature of bentonite and is technologically necessary for achieving adequate pellet strength, its reduction is not feasible. Therefore, mitigating the destructive effect of alkali metals must rely on selecting more corrosion-resistant alloys for grate bars and optimizing the temperature–oxidation parameters of the firing process.