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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse der Eigenschaften eines reduzierbaren Testmusters, welches Eisen enthält, von Art eines unbearbeiteten Pellets oder Pellets während der Herstellung von unbearbeiteten (rohen) Pellets oder Pellets zur nachfolgenden Optimierung des Pelletisierungsprozesses und einer nachfolgenden Extrahierung von Eisen, wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben.
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Die Extraktion von metallischem Eisen findet normalerweise über die Reduktion von Eisenoxid in einem Hochofen oder über dessen unmittelbare Reduktion in einem Direktreduzierofen statt. Das Eisenoxid in Form von Pellets kommt mit einem reduzierenden Gas in Kontakt, wodurch das Eisenoxid in metallisches Eisen in die Form von geschmolzenem Eisen reduziert wird, was als Eisenschwamm bekannt ist. Die Temperatur des reduzierenden Gases im Direktreduzierprozess beträgt ungefähr 800–950°C. Wenn die Pellets während des Reduktionsprozesses zerfallen, wird der Kontakt des reduzierenden Gases mit dem Eisenoxid schwieriger, was einen ungleichen Betrieb oder reduzierte Produktivität zur Folge hat. Aus diesem Grund wünscht man sich, Pellets einer gleichmäßigen und hohen Festigkeit zu erlangen. Der Ausdruck ”Pellets” wird hier verwendet, um Körper zu bezeichnen, die aus einem reduzierbaren Material zusammengesetzt sind, welches Eisen enthält, welche in Form von Ballungen von fein unterteiltem Material sind. Chemisch reines Eisenerzkonzentrat, welches auf eine geeignete Größe gemahlen wurde, wird während der Herstellung der Pellets mit einem Additiv gemischt, und die Mischung wird dann gefiltert, um einen feuchten Faserkuchen zu ergeben. Der Feuchtigkeitsinhalt des feuchten Kuchens liegt normalerweise im Intervall von 8 bis 9 Gewichtsprozent. Das feuchte gefilterte Material wird mit einem Bindemittel gemischt und durch bekannte Verfahren gerollt, beispielsweise unter Verwendung von Rolltrommeln oder Rollscheiben, um rohe Bälle zu ergeben, die als grüne Pellets bekannt sind, welche einen Durchmesser von ungefähr 10–15 mm haben. Die rohen Pellets werden weiter durch Trocknen bei einer erhöhten Temperatur bearbeitet, um nachfolgend bei hoher Temperatur zu ausgehärteten Pellets gesintert zu werden.
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Feuchte rohe Pellets sind schwach und zeigen normalerweise eine Kompressionsfestigkeit von ungefähr 10 N/Pellet. Die niedrige Festigkeit bedeutet, dass die Pellets leicht brechen. Gebrochene Pellets werden durch Aussieben getrennt, bevor die rohen Pellets der Pelletierungsmaschine zugeführt werden, wobei jedoch rohe Pellets auch nach dem Sieben brechen können. Dies bedeutet, dass die Durchtsickerbarkeit-Fähigkeit des Gases in das Bett der rohen Pellets während des Herstellungsprozesses der Pellets reduziert wird, und dies wiederum bedeutet, dass das Trocknen und die Oxidation (wenn das Eisenerzkonzentrat Magneteisenstein ist) nicht in einer wirksamen und homogenen Weise stattfinden kann. Außerdem sind rohe Pellets plastisch, d. h., dass sie durch Druck deformiert werden können, wodurch dies weiter die Durchsickerbarkeit des Betts reduziert, da die deformierten Pellets die Räume schließen werden, welche sich zwischen den Pellets bilden, die eine hohe Festigkeit haben, und durch welche Räume das Gas laufen muss.
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Wenn feuchte rohe Pellets getrocknet werden, sammelt sich Bindemittel oder anderes aufgelöstes oder fein verteiltes vorhandenes Material an den Kontaktpunkten zwischen den Partikeln, welche Komponenten der rohen Pellets sind. Dadurch werden neue Zusammenschlüsse gebildet, wodurch ein trockenes rohes Pellet eine gesteigerte Festigkeit zeigt, wenn Bindemittel verwendet wird, üblicherweise im Intervall von 20–60 N/Pellet.
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Wenn das Eisenerzkonzentrat Magneteisenstein ist, werden die rohen Pellets zu Hämatit während des Pelletisierungsprozesses oxidiert. Es werden weitere Kontaktpunkte zwischen den Partikeln, welche Komponenten der rohen Pellets sind, gebildet, wodurch die Kompressionsfestigkeit üblicherweise bis ungefähr 500–800 N/Pellet beträgt, obwohl auch andere Werte auftreten können.
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Nach dem Sintern, welches normalerweise bei ungefähr 1300°C stattfindet, erlangt das gesinterte Pellet eine Kompressionsfestigkeit von mehr als 2000 N/Pellet. Es ist aus verschiedenen Gründen wichtig, eine hohe gleichmäßige Festigkeit der Pellets zu erlangen. Zusätzlich zu den Effekten während des oben beschriebenen Reduktionsprozesses ist auch die Festigkeit während der Handhabung während des Transports wichtig. Die Endfestigkeit der Pellets wird zu einem Hauptteil durch die Festigkeit der rohen Pellets am Anfang des Pelletisierungsprozesses bestimmt.
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Unterschiedlicher Feuchtigkeitsgehalt, die Feinheit des Startmaterials, die Menge des Bindemittels und die Zustände während des Mischprozesses sind Beispiele von Parametern, die unterschiedliche Festigkeiten ergeben. Eine höhere Festigkeit der rohen Pellets und der Pellets bedeutet, dass der Pelletisierungsprozess mit einer höheren Kapazität ausgeführt werden kann. Geringere Beträge von Verschnitt werden während des Transports erzeugt, und die Produktivität des Reduktionsprozesses wird höher sein. Die Erfordernisse für eine gleichmäßige und hohe Qualität der Pellets steigen an, und dies bedeutet, dass Feedback zwischen der Qualität der Pellets und den Eigenschaften der rohen Pellets sogar wichtiger wird. Zufallsproben von der Pelletsproduktion werden herausgenommen, um die Festigkeit der Endpellets zu bestimmen, die bei der Extraktion von Eisen verwendet werden. Die Zufallsproben werden verschiedenen Testarten unterworfen. Testarten für nicht gesinterte Pellets und für feuchte oder trockene rohe Pellets jedoch waren nicht verlässlich, und es gibt aus diesem Grund die Notwendigkeit nach einer effizienten und verlässlichen Testmethode.
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Anordnungen zum Testen der Härte von Testmustern sind seit einiger Zeit bekannt. Ein allgemeines Verfahren zum Testen feuchter roher Pellets ist, das rohe Pellet mit einer bestimmten Häufigkeit von einer vorher festgelegten Höhe fallen zu lassen. Die Häufigkeit, mit der die rohen Pellets von dieser Höhe ohne zu brechen fallen gelassen können, ergibt das Ergebnis des Testes. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass das Ergebnis von der Person abhängt, welche den Test durchführt, d. h., dass das Ergebnis unbewusst durch die Person, welche den Test ausführt, beeinflusst werden kann.
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Eine Anordnung zum Testen feuchter und trockner roher Pellets und Pellets wurde in einer Weise bestimmt, dass diese das rohe Pellet oder das Pellet auf Bruch über die Anwendung eines Kolbens mit ansteigender Kraft pressen kann, bis das rohe Pellet oder das Pellet bricht. Das Ablesen findet im Zeitpunkt des Brechens statt, entweder manuell auf einem Messgerät oder automatisch, als ein Maximalwert, bevor der Durchmesser mit einem bestimmten Prozentsatz reduziert wird. Der Wert der Kraft, der gelesen wird, wird in eine Tabelle eingegeben. Der Nachteil davon ist, dass die angewendete Kraft nicht während des vollständigen Druckanwendungsprozesses aufgezeichnet wird, und aus diesem Grund lediglich Information über die Maximalkraft, die während des vollständigen Druckanwendungsprozesses angelegt wird, erhalten werden kann. Man hat den Fall nachgewiesen, dass die maximale Kraft auftreten kann, wenn einmal die Bildung von Brüchen im rohen Pellet oder den Pellets begonnen hat und somit in dieser Weise ein fehlerhaftes Bild der Festigkeit ergibt. Optisches Lesen ist ungenau und hängt von der Person, welche dies ausführt, ab. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist, dass diese in einer Weise ausgebildet ist, dass die schwachen feuchten und trocknen rohen Pellets einmal in einem Zeitpunkt manuell eingeführt werden müssen.
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Wenn das feuchte, gefilterte Material einen optimalen Feuchtigkeitsgehalt ergibt, zeigt dies ein ausreichend schnelles Wachstum während der Rollprozedur d. h., während der Bildung von rohen Pellets, maximale Festigkeit der gebildeten rohen Pellets und ausreichend hohe Elastizität, so dass dies die Handhabung überleben kann, wobei dies von großer Wichtigkeit für den nachfolgenden Pelletierungsprozess ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung und ein Verfahren zur Analyse der Eigenschaften von Testmustern aus reduzierbarem Material bereitzustellen, welches Eisen in seiner gesinterten oder nicht gesinterten Form in Form von rohen Pellets oder Pellets enthält, und um einen nachfolgenden Bericht zu liefern.
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Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren erreicht, welches die Eigenschaften und Kenndaten zeigt, die in den nachfolgenden Patentansprüchen definiert sind.
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Eine Ausführungsform, welche als Beispiel ausgewählt ist, wird anschließend mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
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1 eine Presse zum Komprimieren gemäß der Erfindung zeigt;
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2 die Presse von 1 zeigt, wobei ihre Abdeckung entfernt ist; und
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3–6 Beispiele grafischer Kurven zeigen, bei denen die gesammelten gemessenen Werte aufgezeichnet sind.
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3 zeigt die Kraft als Funktion der Zeit während des Testens eines rohen Pellets.
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4 zeigt die Kraft als Funktion der Zeit für ein rohes Pellet, wobei ein Klasse-A-Zerfall dargestellt ist.
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5 zeigt die Kraft als Funktion der Zeit für ein rohes Pellet, wobei ein Klasse-B-Zerfall dargestellt ist.
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6 zeigt die Kraft als Funktion der Zeit für zwei feuchte rohe Pellets, die einen Klasse-C-Zerfall zeigen. Die Figur zeigt auch ein Beispiel der Berechnung der Verformungsgröße bei einer Kraft von 10 N (Def(10 N)) und der Berechnung der Abweichung von der Linearität (Dlin(max)).
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Die Anordnung von 1 umfasst eine Presse 1 für Testmuster A aus reduzierbarem Material, welches Eisen enthält, in Form von grünen Pellets, d. h., feuchte oder getrocknete rohe Pellets oder gesinterte Pellets. Die Presse 1 besitzt einen Rahmen 2 mit einer Basis 3 in Form eines Bodenteils. Eine Abdeckung 4 über dem Rahmen 2 in Form eines Paars von wesentlich vertikalen Wänden 5 ist mit einem Abstand sowie ein hinteres Stück 6 voneinander angeordnet. Die Abdeckung 4 ist mit Öffnungen 7 für die Verbindung der Presse 1 mit einer Steuer- und Aufzeichnungseinrichtung in Form beispielsweise eines Computers, PCL oder ähnlichem (in der Zeichnung nicht gezeigt) versehen.
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Eine erste Einrichtung ist zwischen den vertikalen Wänden angeordnet, wie in 2 gezeigt ist, mit einer Kontaktfläche in Form einer Druckeinrichtung 8, die unter der Steuerung zwischen einer ersten zurückgezogenen Endposition und einer zweiten erstreckten Position versetzt werden kann. Die Druckeinrichtung umfasst beispielsweise einen Kolben oder einen Stempel mit einer Kraft, die für das laufende Anwendungsgebiet angepasst ist. Eine Kraft im Intervall von 0–100 N wird verwendet, wenn rohe Pellets getestet werden, während der Messbereich so ausgewählt wird, wenn gesinterte Pellets getestet werden, dass die maximale Kraft zwischen 100–3300 N liegt. Die Geschwindigkeit der Druckeinrichtung 8 wird auf zwischen 2–50 mm/min bei der bevorzugten Ausführungsform eingestellt, und der Verstellabstand der Druckeinrichtung 8 wird auf 100 mm festgelegt. Die genannte Geschwindigkeit und der Abstand werden über einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motor 9 reguliert, und sie werden durch den Computer über einen Sensor gesteuert.
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Ein Kontaktsensor 11 ist am freien Ende der Druckeinrichtung 8 an seiner Kontaktfläche 10 angeordnet, und es ist beabsichtigt, dass der Kontaktsensor den Kontakt der Druckeinrichtung 8 mit der Fläche der Pellet A aufzeichnet. Die Druckeinrichtung kann mit zwei oder mehreren verschiedenen Geschwindigkeiten nacheinander angetrieben werden, um die Zeit für den anzulegenden Druck zu minimieren. Die Druckeinrichtung wird nach vorne schnell von ihrer oberen Endposition in eine Richtung in Richtung auf das Testmuster geführt. Die schnelle Zufuhr wird beendet, bevor der Kontaktsensor einen Kontakt mit dem Testmuster tätigt, in einem Abstand von der Endposition, die vorher festgelegt wurde. Der Kontaktsensor wird verwendet, den Durchmesser des Testmusters zu messen, wobei der Durchmesser abgelesen wird, wenn der Kontaktsensor einen Kontakt mit dem Testmuster tätigt. Die Abdeckung 4 ist außerdem mit einer Öffnung 12 für einen Zugriff zu einer zweiten Einrichtung versehen, die auf der Basis 3 mit einer Kontaktfläche 13 in Form eines Elements angeordnet, welches die Form einer Plattform, beispielsweise einer Platte hat. Dieses Element kann gedreht werden, vorzugsweise in der horizontalen Ebene.
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Die Platte 13 zeigt auf ihrer Fläche 14, welche der Druckeinrichtung 8 zugewandt ist, eine Anzahl von Vertiefungen oder Kammern 15, die die Aufgabe haben, Testmuster A in einer Weise anzuordnen, um sie lagerichtig zu halten. Die Vertiefungen 15 sind symmetrisch mit gegenseitigen Abständen voneinander rundum den äußeren Rand der Platte 13 angeordnet. Die Anzahl der Vertiefungen 15 beträgt bei dieser Ausführungsform 20, wobei jedoch erkannt werden muss, dass die Anzahl der Vertiefungen größer oder klein sein kann. Die Vertiefungen 15 haben eine Größe, die ein Testmuster beherbergen können, welches einen Durchmesser im Intervall 1–30 mm hat, wobei ein vorgeschlagenes Intervall 5–15 mm beträgt. Es ist ein Vorteil, wenn die Vertiefungen die Form von Schalen haben, wodurch die Testmuster in Richtung auf die Mitte der Vertiefung in einer einfachen Weise während des Einsatzes versetzt werden können. Die Platte bei einer anderen Ausführungsform wurde mit fortlaufenden Wänden oder Hülsen ausgebildet, welche die Vertiefungen umgeben. Die Aufgabe der Hülsen besteht darin, zu verhindern, dass Staub und Bruchstücke in das Gerät gestreut werden, wenn die Testmuster gebrochen werden. Die Vertiefungen bei einer anderen Ausführungsform sind lediglich teilweise durch Hülsen umgeben, um eine optische Studie des Bruchs der Testmuster während der Druckprozedur zu ermöglichen.
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Die Platte 13 ist mit einem Drehmechanismus 16 versehen, beispielsweise einem Motor, wobei die Platte durch einen Antriebsriemen oder ein Zahnrad angetrieben wird, welches durch einen Motor angetrieben wird, und kann demontiert werden, um zuzulassen, dass die Vertiefungen 15 der Platte 13 gereinigt werden können, und um zuzulassen, dass neue Testmuster in den Vertiefungen angeordnet werden können. Der Drehmechanismus 16 ist mit einem Winkelsensor versehen, um die Vertiefung der Platte an der korrekten Lage in Bezug auf die Richtung der Bewegung der Druckeinrichtung 8 anzuordnen.
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Außerdem ist eine Drehkupplung 17 zwischen dem Drehmechanismus 16 und der Platte 13 angeordnet. Die Drehkupplung 17 ist mit einem losen Aufbau oder mit Spiel aufgebaut. Die Funktion des losen Aufbaus oder des Spiels besteht darin, die Platte 13 vom Drehmechanismus 16 freizugeben, wenn die Vertiefung 15 der Platte in der korrekten Weise positioniert ist, und um auf diese Weise den mechanischen Kontakt zwischen der Platte 13 und dem Drehmechanismus 16 freizugeben. Dies ist notwendig, um Fehler beim Sammeln der Daten zu vermeiden. Die Drehung der Platte 13 ist mit der Bewegung der Druckeinrichtung 8 in einer Weise gekoppelt, dass, wenn die Druckeinrichtung 8 sich weg von der Platte 13 bewegt, die Platte einen Schritt nach vorne verschoben wird, um ein neues Testmuster A in Linie mit der Bewegungsrichtung der Druckeinrichtung 8 zu positionieren.
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Die Kontaktfläche 13 der zweiten Einrichtung weist bei einer anderen Ausführungsform ein erstrecktes Element mit der Form einer Plattform auf, welche die Aufgabe hat, eine Anzahl von Testmustern aufzunehmen und in ihrer Längsrichtung um einen Schritt während des Druckbetriebs nach vorne verschoben wird.
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Es sollte erkannt werden, dass beide Kontaktflächen bei einer anderen Ausführungsform in einer Richtung auf und weg voneinander versetzbar sein können, oder dass lediglich die Kontaktfläche, welche die Form einer Plattform hat, in einer Richtung in Richtung auf die erste Kontaktfläche versetzbar sein kann.
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Zumindest eine Belastungszelle ist in Linie mit der Druckeinrichtung 8 und der Platte 13 angeordnet, die in einer Richtung längs der Richtung der Bewegung der Druckeinrichtung 8 versetzt werden kann. Die Belastungszelle wird in der gleichen Art und Weise wie die Druckeinrichtung in Bezug auf ihr Anwendungsgebiet ausgewählt. Eine Belastungszelle mit einem Messbereich im Intervall von beispielsweise 0–100 N wird verwendet, wenn feuchte oder trockene rohe Pellets getestet werden, während der Messbereich so ausgewählt wird, um beispielsweise zwischen 0–1000 N zu liegen, wenn teilweise ausgehärtete Pellets getestet werden. Es sollte erkannt werden, dass der Messbereich der Belastungszelle ausgewählt wird, um den mutmaßlichen Belastungskräften, die auftreten können, zu entsprechen. Die Belastungszelle 18 ist mit dem Bewegungen der Druckeinrichtung 8 und der Platte 13 synchronisiert, wodurch der Wert der Belastung, die an das Testmuster A angelegt wird, auf den Computer übertragen wird.
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Die Platte 13 ist drei Stellen verteilt über die Fläche 14 der Platte gelagert, die weg von der Druckeinrichtung 8 gerichtet ist, verteilt beispielsweise als Dreieck, wobei ein Punkt die Belastungszelle 18 aufweist und die beiden anderen Punkte mechanische Lager 19 sind. Die Belastungszelle 18 ist in einer Linie mit der Bewegungsrichtung der Druckeinrichtung 8 an der Position angeordnet, bei der die Vertiefungen 15 der Platte 13 vor jedem Test angeordnet sind. Belastungszellen 18 sind bei einer anderen Ausführungsform an zwei oder an allen Lagerpunkten angeordnet. Fehlerquellen während des Sammelns von Daten werden vermieden, wenn eine Belastungszelle an jedem Lagerpunkt angeordnet ist, während ein Fehler auftreten kann, wenn das Testmuster schräg in der Vertiefung angeordnet ist, d. h., wenn das Testmuster nicht zentral in der Vertiefung angeordnet ist.
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Die Belastungszelle 18 ist bei einer anderen Ausführungsform in der Druckeinrichtung 8 angeordnet. Die Druckprozedur kann bei einer solchen Ausführungsform die gleiche sein wie oben beschrieben, wobei jedoch erkannt werden sollte, dass die Druckeinrichtung 8 auch als feste Einrichtung angeordnet sein kann, wodurch die Kontaktfläche 13 zunächst nach vorne um einen Schritt bewegt wird, um ein Testmuster A an der korrekten Position zu positionieren, wonach die Kontaktfläche 13 in einer Richtung in Richtung auf die Druckeinrichtung 8 für die Komprimierung des Testmusters A verschoben wird.
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Die Belastungszelle 18, die Platte 13 und die Druckeinrichtung 8 sind, wie oben beschrieben, mit einem Computer, mit einem PLC oder einem ähnlichen Gerät verbunden. Ein Testmuster ist während des Testens in jeder Vertiefung angeordnet, wonach das Testen sequentiell in Bezug auf alle Testmuster ausgeführt wird. Der Computer sammelt die Messwerte über die Belastungszelle und die Kontaktsensoren der Druckeinrichtung ein und speichert diese Werte auf einem Speicherträger in Form eines Speichers, beispielsweise einer Festplatte des Computers in einer Weise, die bereits bekannt ist, wonach eine Messdatei erzeugt wird. Die gemessenen Werte, die gesammelt werden, sind beispielsweise die Folgenummer des Testmusters A, das gerade getestet wird, die fortlaufende Messung der Kraft, welche durch die Druckeinrichtung 8 angelegt wird, von dem Moment an, wo die Druckeinrichtung einen Kontakt mit dem Testmuster macht, bis das Testmuster zerfällt, d. h., bis die Druckeinrichtung eine spezifische Umkehrposition erreicht hat, die Größe des Abstands zwischen der Druckeinrichtung 8 und der Platte 13, wenn die Druckeinrichtung einen Kontakt mit dem Testmuster macht, und die (elektrische) Spannung am Kontaktsensor 11. Es sollte erkannt werden, dass auch andere Werte in Abhängigkeit von der Aufgabe und der Natur der Analyse eingesammelt werden können. Die Rate, mit der die Werte bei dieser Ausführungsform eingesammelt werden, beträgt 1000 pro Sekunde, kann jedoch auch 200000 pro Sekunde sein.
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Die Messwerte, die gesammelt werden, werden zu einem numerischen Bericht und einem grafischen Bericht zusammengestellt. Der numerische und die zugrunde liegende Information für diesen Bericht werden automatisch nach der Kompression aller Testmuster auf der Platte gebildet. Beispiele der Werte, welche in tabularer Form gezeigt werden, sind der Durchmesser, die Kraft, die Klassifizierung bestimmt durch die Art und Weise, mit der dieses zerfallt, die Deformation und jegliche Abweichung von Linearität.
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Der grafische Bericht zeigt den Kraftprozess während der Druckprozedur und das Zerkleinern jedes Testmusters in Bezug auf die Bewegung der Druckeinrichtung.
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Es werden nun Beispiele über die Verwendung der Messwerte gezeigt. Der Begriff ”Testmuster” wurde in bestimmten Fällen durch den Ausdruck ”rohes Pellet” oder Pellet aus Gründen der Deutlichkeit ersetzt.
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Während der Analyse der Kompressionsstärke des rohen Pellets oder des Pellets mit Hilfe der Messwerte, die eingesammelt wurden, wird die grafische Kurve der Kraft und der Zeit, die aufgetragen wurde, studiert, siehe 3. Die Grafik ist mit einer Kraft in Newtons (N) längs der Y-Achse dargestellt, und die Zeit in Millisekunden (ms) längs der X-Achse in der gleichen Art und Weise zum Testen nicht nur feuchter oder trockner roher Pellets, sondern auch gesinterter oder nicht gesinterter Pellets. Der Druck steigt mit ansteigender Kraft an, bis das Pellet das erste Mal bricht. Der Druck kann nachfolgend beginnen, wiederum anzusteigen und mehrere nachfolgende Bruchereignisse können stattfinden. Wenn das Pellet bricht und der angelegte Druck abfällt, dreht sich die Kurve nach unten in einer Richtung in Richtung auf die X-Achse. Der Bruchpunkt oder der Zerfallpunkt S ist der maximale Druck, bevor ein vorher definierter Abfall im Druck das erste Mal auftritt, wobei dieser Abfall im Druck beispielsweise 10% des maximalen Drucks sein kann. Die Größe des Berstens in den Testmustern, die als ”Bruch” definiert ist, kann auf diese Art und Weise definiert werden.
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Die Größe des Druckabfalls in Bezug auf den maximalen Druck im Zeitpunkt des Zerfalls wird verwendet, um die Testmuster in unterschiedliche Klassen zu klassifizieren. Die Klassifizierung reflektiert das Muster des Zerfallprozesses der Testmuster. Wenn das Testmuster in eine kleine Anzahl von großen Stücken zerfallt, wird der Druckabfall groß sein, beispielsweise 80% oder größer, und die Pellets werden als ”Klasse A” klassifiziert (siehe 4). Wenn der Zerfall in Stufen stattfindet, kann dies abhängig sein vom rohen Pellet, das in einer Weise aufgebaut ist, dass eine Anzahl von Schalen aufeinander angewandt wurde. Wenn ein solch rohes Pellet getestet wird, können die Bindungen zwischen den Schalen schwächer sein und die rohe Pellet in mehreren Stufen zerfallen. Der Druckabfall für einen stufenweisen Zerfall wird kleiner sein, beispielsweise zwischen 50% und 80% des maximalen Drucks, und die Pellets werden so klassifiziert, dass sie zur ”Klasse B” gehören (siehe 5). Der Zerfall findet ebenfalls langsam statt, so dass die Druckkurve eine große Krümmung im Zerfallszeitpunkt zeigt. Dieses Verhalten ist für feuchte rohe Pellets typisch, die eine hohe Fluidsättigung haben. Der Druckabfall kann üblicherweise zwischen 10% und 50% des maximalen Drucks sein, und die Pellets werden so klassifiziert, dass sie zur ”Klasse C” gehören. Der Zerfall bei der Klasse C ist ebenfalls für einen pulvrigen Zerfall typisch, bei dem der Feuchtigkeitsgehalt der rohen Pellets zu niedrig ist, wobei in diesem Fall der Druckabfall der Druckkurve ausgeprägter sein wird. Ein Beispiel jeder Art an Zerfall ist in 6 gezeigt. Es können auch andere Werte des Druckabfalls verwendet werden, um die Testmuster zu klassifizieren.
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Ein feuchtes rohes Pellet wird über eine langsame Kompression mit einer Restdeformation als Ergebnis deformiert. Aufgrund der Tatsache, dass die Partikel beginnen, in Bezug zueinander zu gleiten, während ihre wechselseitigen Bindungen gehalten werden, ändert sich der Querschnitt des Pellets vom kreisförmigen auf den elliptischen. Wie oben beschrieben ist diese Eigenschaft ein Nachteil für den nachfolgenden Pelletisierungsprozess, da deformierte rohe Pellets die Räume zwischen den rohen Pellets verschließen, über welche Räume das Gas laufen muss, was zu einem Anstieg des Druckabfalls und einer Vergrößerung bei der Schwierigkeit einer Oxidation führt. Da rohe Pellets unterschiedliche Festigkeiten und verschiedene Formen von Kurven zeigen, wenn sich der Druck diesem Zerfallspunkt nähert, kann die Deformation nicht unmittelbar aus der Druckkurve gelesen werden. Der Druck steigt linear unmittelbar nach oben zum Zerfallspunkt in bestimmten Fällen an. Ein Bruch von Bindungen kann in anderen Fällen auftreten, bevor der Zerfallspunkt erreicht wird, wodurch dies zu einer Krümmung der Kurve führt. Wenn die Deformation des Testmusters mit Hilfe der Messwerte analisiert wird, die gesammelt wurden, wird eine Rückgangslinie in Form einer Tangente in Bezug auf die Kurve zwischen den beiden bestimmten Werte gezogen, in diesem Fall zwischen 3 und 8 N wie in 6 gezeigt ist. Die Grenzwerte werden so gewählt, dass die Druckkurve zwischen diesen beiden Werten ein lineares Wachstum zeigt. Die Deformation roher Pellets, welche langsamer Anwendung von Druck bis zu 10 N folgt, kann durch Ablesen des Werts auf der X-Achse in diesem Zeitpunkt gelesen werden, bei dem 10 N auf der Y-Achse die Rückgangslinie schneidet. Der Abstand längs der X-Achse von diesem Punkt zu dem Punkt, bei dem die Rückgangslinie die X-Achse schneidet, wird in Mikrometer umgesetzt, wodurch die Deformation des Testmusters bestimmt werden kann. Wenn die Kompressionsfestigkeit des rohen Pellets niedriger als 10 N ist, erstreckt sich die Rückgangslinie über 10 N hinaus, um die Deformation zu lesen.
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Die Größe der Deformation wird unter anderen Faktoren durch das Maß an Feuchtigkeit und an Porosität der rohen Pellets und der Feinheit der Struktur des rohen Materials und der Form dieser Partikel beeinflusst. Gemäß 6, in welcher die Druckkraft (N) längs der Y-Achse und die Zeit (ms) längs der Y-Achse aufgezeichnet sind, wird die Abweichung der Druckkurve von der Linearität (Dlin(max)) beim maximalen Druck im Zerfallspunkt gemessen, wobei dies die Form der Kurve beschreibt. Die Abweichung von der Linearität wird gleich null in dem Fall sein, wo die Kurve völlig linear ist. Die Abweichung von der Linearität ist ein positiver Wert, wenn sich die Druckkurve vor dem Zerfallszeitpunkt biegt. Wenn die berechnete Abweichung von der Linearität einen negativen Wert hat, ist dies ein Signal, dass die Tangente irrtümlicherweise gezogen wurde, und somit der berechnete Deformationswert fehlerhaft ist. Die Abweichung von der Linearität kann somit verwendet werden, um zu prüfen, dass die Tangente korrekt gezogen wurde und die Berechnung der Deformation korrekt ausgeführt wurde. Wenn die Abweichung von der Linearität negativ ist, beispielsweise kleiner als –1 N, kann die Tangente durch Bewegen des oberen Punkts höher oder niedriger unter die Druckskala umgezeichnet werden, in Abhängigkeit davon, was die Festigkeit der rohen Pellets erlaubt. Die Deformationswerte, welche somit mit einer negativen Abweichung von der Linearität verknüpft sind, beispielsweise kleiner als –1 N, können somit aus den Berechnungen des Mittelwerts ausgelassen werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschränkt, was oben beschrieben wurde und in den Zeichnungen gezeigt ist; sie kann in einer Anzahl unterschiedlicher Wege innerhalb des Rahmens des innovativen Konzepts, welches durch die angehängten Ansprüche spezifiziert ist, geändert und modifiziert werden.
