آزمایش استحکام در سقوط آزاد گندله

به منظور اندازه گیری استحکام گندله های خام و پخته مقاومت آن ها را برابر شکست در سقوط آزاد اندازه گیری می کنند.

استحکام در سقوط آزاد از طریق رها کردن گندله از فاصله 30 الی 45 سانتی متری روی صفحه ای فولادی به دست می آید.

تعداد دفعات سقوط آزاد گندله بدون صدمه دیدن آن ها تعیین می شود. مجموعا تعداد 10 گندله مورد آزمایش قرار می گیرد و میانگین تعداد سقوط آن ها محاسبه می شود.

در استاندارد های دیگر تعداد حقیقی گندله با ابعاد بزرگ تر از 10 میلیمتر از ارتفاع 2 متری، چهار بار روی سطحی بتنی رها می شوند و سپس گندله ها جمع و ارزیابی از طریق سرند 10 میلیمتری انجام می شود.

اگر گندله های خرد شده زیر 10 میلیمتر کمتر از 20 درصد باشد در این صورت مقاومت به ضربه گندله خوب و مناسب است.

آزمایش سقوط برای گندله های پخته نیز انجام می گیرد، اما تعداد دفعات سقوط و نیز ارتفاع سقوط چندین برابر است.

در یک استاندارد دیگر ارتفاع رها شدن گندله ها 4 متر است و از طریق ارزیابی آنالیز سرند فوق، درصد مواد خرد شده، مشخص کننده مقاومت به ضربه می باشد، لذا مشخصات آزمایش مهم است و باید ارائه شود. تعداد دفعات سقوط آزاد گندله خام سالم و مناسب بین 4 تا 7 می باشد.

گندله هایی که در کوره بلند یا در واحد های احیای مستقیم احیا می شوند در اثر انتقال از قسمت های مختلف کوره، تحت تأثیر شرایط متفاوتی از نظر دما قرار می گیرند. این تغییرات فیزیکی متنوع شامل تورم و متلاشی شدن می باشد.

گندله و کلوخه ها عملا به علت ویژگی آن ها در کوره ها متلاشی نمی شوند. این پدیده بیشتر مربوط به سنگ های آهن متراکم می باشد. دمای متلاشی شدن سنگ های آهن در حدود 500 درجه سانتی گراد می باشد.

عامل اصلی متلاشی شدن سنگ ها در اثر تبخیر سریع آب مولکولی و ترکیبی و هم چنین انبساط مختلف سنگ آهن در جهات مختلف شبکه بلوری آن است.

تجربه نشان می دهد که وجود حدود 10 درصد تخلخل در سنگ ها، مانع از متلاشی شدن آن ها می شود. چون مقدار تخلخل در گندله و کلوخه همواره بیشتر از این حد است، لذا عملا کلوخه و گندله در اثر این عوامل متلاشی نمی شوند.

اندازه گیری ضریب متلاشی شدن:
عبارتست از گرم کردن مواد با ابعاد بزرگ تر از 20 میلی متر تا حدود 500 درجه سانتی گراد و سرد کردن آن ها در هوای آزاد و سپس دانه بندی و تعیین مقدار درصد دانه های زیر 0.5 میلیمتر.

گاهی اوقات در این آزمایش دانه های کوچک تر از 5 میلیمتر اندازه گیری می شود و درصد آن ضریبی برای متلاشی شدن است.

جهت تعیین مقاومت حرارتی گندله های خام، دمایی را که حداقل 80 درصد گندله های خشک شده صدمه نبینند اندازه گیری می شود.

به این منظور 10 عدد گندله خام در کوره پیش گرم شده به مدت 10 دقیقه قرار داده می شوند و بعد از خارج کردن آن ها از کوره نسبت تعداد گندله های سالم به کل گندله ها معیاری برای استحکام حرارتی گندله ها خواهد بود.

مقاومت در برابر شوک حرارتی، توانایی و مقاومت در برابر تغییرات ناگهانی است که به عواملی نظیر تخلخل، ابعاد ذرات و قطر گندله ارتباط دارد. مقاومت فشاری گندله در اثر گرم شدن به سرعت کاهش می یابد.

گندله ها در داخل کوره بلند باید فشار اعمال شده از سایر مواد را که در روی آن ها قرار دارند تحمل کنند و خرد نشوند.

اگر دما در کوره حدود 1000 درجه سانتیگراد و وزن مخصوص ظاهری بار حدود 2 گرم به ازای هر سانتی متر مکعب فرض شود فشار وارده بر یک سانتی متر مربع گندله 4 کیلوگرم می شود.

با فرض اینکه گندله ها کروی و قطر آن ها 16 میلیمتر باشد ماکزیمم سطح گندله در مقابل فشار معادل حدود 2 سانتیمتر مربع است و در نتیجه فشار وارده بر آن حدود 8 کیلوگرم خواهد بود.

با در نظر گرفتن ضریب اطمینان 2، هر گندله باید در دمای 1000 درجه سانتی گراد حدود 15 تا 20 کیلوگرم فشار را تحمل کند.

اندازه گیری مقاومت فشاری تحت دمای بالا:
گندله در یک کوره در آتمسفر خنثی و دمای 1000 درجه سانتی گراد قرار می گیرد و نیروی لازم برای خرد کردن آن اندازه گیری می شود.

باید توجه داشت که اندازه گیری مقاومت فشاری گندله در دمای 1000 درجه سانتیگراد وضع واقعی گندله را در کوره نشان نمی دهد.

زیرا در کوره های احیا در این درجه حرارت گندله تحت شرایط احیا نیز قرار دارد و عمل احیا در این درجه حرارت کاملا پیشرفته است و عملکرد احیا در تورم و خرد و متلاشی شدن گندله اثر بسیار مهمی دارد.