blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2019-9-702-707blackmet-1404Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESТехнология производства высокоуглеродистого феррохрома с использованием моношихтовых брикетовTechnology for the production of high-carbon ferrochromium using mono-briquettesШабановЕ. Ж.ShabanovE. Zh.

Ph.D, заведующий лабораторией ферросплавов и процессов восстановления.

100009, Караганда, ул. Ермекова, 63

Ph.D, Head of the Laboratory of Ferroalloys and Reduction Processes.

Karaganda

ye.shabanov@gmail.comИзбембетовД. Д.IzbembetovD. D.

Кандидат технических наук, профессор, заместитель директора по науке.

030005, Актобе, пр. Абылхаир хана 2, офис 44

Cand. Sci. (Eng.), Professor, Deputy Director for Research.

Aktobe

БайсановС. О.BaisanovS. O.

Доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией «Металлургические расплавы».

100009, Караганда, ул. Ермекова, 63

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Laboratory “Metallurgical Melts”.

Karaganda

ШадиевМ. Ф.ShadievM. F.

Директор.

030005, Актобе, пр. Абылхаир хана 2, офис 44

Director.

Aktobe

Химико-металлургический институт им. Ж. АбишеваКазахстанChemical-Metallurgical InstituteKazakhstanНТП «Инновационные технологии, ТООКазахстан“NTP “Innovative Technologies", LLPKazakhstan201821102018619702707Copyright © Шабанов Е.Ж., Избембетов Д.Д., Байсанов С.О., Шадиев М.Ф., 20182018Шабанов Е.Ж., Избембетов Д.Д., Байсанов С.О., Шадиев М.Ф.Shabanov E.Z., Izbembetov D.D., Baisanov S.O., Shadiev M.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1404

Представлены результаты укрупненно-лабораторных исследований на базе Химико-металлургического института им. Ж. Абишева по установлению возможности применения моношихты для выплавки стандартного углеродистого феррохрома. Укрупненно-лабораторные исследования проводились в руднотермической печи с мощностью трансформатора 200 КВА. Продолжительность опытной кампании составила девять суток. Были проведены испытания трех вариантов брикетов, содержащих в своем составе различные восстановители, в  том числе: традиционная шихта (кокс Китайской Народной Республики (КНР) + спецкокс + борлинский уголь); брикеты с шубаркольским углем; брикеты с борлинским углем; брикеты с коксом КНР. В качестве сравнительного варианта использована традиционная технология с  шихтовыми материалами без брикетирования. В общей сложности проведена 41 плавка. Испытания были начаты со сравнительного варианта, в качестве которого была выбрана технология, максимально приближенная к технологии на Актюбинском заводе ферросплавов. На традиционный шихте колошник работал без свищей с равномерным газовыделением по всей поверхности колошника. Извлечение хрома в сплаве составило 79,3 %. Переход на брикеты с шубаркольским углем в целом привел к интенсификации процесса с более устойчивой токовой нагрузкой. Увеличилась производительность печи до 165,9 кг Cr/сут за счет увелечения поверхности контакта реагирующих фаз в брикетах. При использовании брикетов с борлинском углем также были получены удоволетворительные технологические параметры процесса выплавки высокоуглеродистого феррохрома, извлечение хрома в металл составило 84,91 %. При использовании в шихте брикетов из руды фракции 0 – 10 мм и кокса КНР работа печи и состояние колошника не отличались от предыдущих периодов. Шихта сходила равномерно, без обвалов, разрушения брикетов на колошнике не наблюдалось, токовая нагрузка отличалась высокой устойчивостью. В работе также представлены сравнительные технико-экономические показатели по всем технологиям применения моношихтовых брикетов.

The article presents results of large-scale laboratory studies on the basis of Chemical-Metallurgical Institute named after Zh. Abishev on establishing the possibility of using a mono-charge for smelting standard carbon ferrochromium. Enlarged-laboratory studies were carried out in an ore-thermal furnace with transformer capacity of 200 kVA. Duration of the pilot campaign was 4 days. Three variants of briquettes containing various reducing agents were tested, including: traditional charge (coke PRC + special coke + Borolinsky coal); briquettes with coal from Shubarkol; briquettes with Borlinsky coal; briquettes with coke of China. As a comparative variant, traditional technology with charge materials without briquetting was used. In total, when conducted large-scale laboratory studies it was 41 smeltings. The tests began with a comparative version, which was chosen as technology closest to the technology at Aktobe ferroalloy plant. On the traditional charge, top worked without the uniformly gassing over entire surface of the top. Recovery rate of chromium in the alloy was 79.3  %. Change to briquettes with Shubarkol coal in general has led to the process intensification with more stable current load. The furnace productivity increased to 165.9 kg Cr/day due to increase in the contact surface of reacting phases in briquettes. When using briquettes with Borlinsky coal, satisfactory technological parameters of the smelting process for high-carbon ferrochrome were also obtained, extraction rate of chromium into the metal was 84.91  %. When using briquettes from 0  –  10  mm ore fraction ore and CPR coke in the charge, furnace operation and state of the top were not different from previous periods. The charge also went off evenly, without collapses, the briquettes on the top were not destroyed and current load was highly stable. The work also presents comparative technical and economic indicators for all technologies using mono-charge briquettes.

моношихтабрикетвысокоуглеродистый феррохромхромовая рудакоксвосстановительугольmono-chargebriquettehigh-carbon ferrochromiumchrome orecokereducing agentcoalReferencesPietsch W. Agglomeration in Industry. Occurrence and Applications. – Wiley-VCN, 2004. – 834 p.Pietsch W. Agglomeration in Industry. Occurrence and Applications. Wiley-VCN, 2004, 834 p.Бижанов А.М., Курунов И.Ф., Подгородецкий Г.С. и др. Брикеты экструзии (брэксы) для производства ферросплавов // Металлург. 2012. № 12. С. 52.Bizhanov A.M., Kurunov I.F., Podgorodetskii G.S., Dashevskii V.Ya., Farnasov G.A. Experience with the use of extrusion briquettes (brex) to make ferrosilicomanganese. Metallurgist. 2013, vol. 57, no. 1-2, p. 105–112.Бижанов А.М., Курунов И.Ф., Дашевский В.Я. О механической прочности брикетов экструзии: I. Зависимость прочностных свойств брикетов экструзии от связующего // Металлы. 2015. № 2. С. 19 – 25.Bizhanov A.M., Kurunov I.F., Dashevskii V.Ya. Mechanical strength of extrusion briquettes (brex) for blast-furnace and ferroalloy production: I. Dependence of the strength properties of extrusion briquettes on the binder. Russian Metallurgy (Metally). 2015, no. 3, p.185–190.Курунов И.Ф., Бижанов А.М., Тихонов Д.Н., Мансурова Н.Р. Металлургические свойства брэксов // Металлург. 2012. № 6. С. 44 – 48.Kurunov I.F., Bizhanov A.M., Tikhonov D.N., Mansurova N.R. Metallurgical properties of brex. Metallurgist. 2012, vol. 56, no. 5-6, pp. 430–437.Steele R.B., Bizhanov A.M. Stiff extrusion agglomeration of arc furnace dust and ore fines for recovery at a ferroalloy smelter // Proc. 32nd Biennial Conf. (New Orleans, Louisiana. September, 2011). Institute for Briquetting and Agglomeration. Vol. 32. Р. 41 – 53.Steele R.B., Bizhanov A.M. Stiff extrusion agglomeration of arc furnace dust and ore fines for recovery at a ferroalloy smelter. In: Proc. 32nd Biennial Conf. (New Orleans, Louisiana. September, 2011). Institute for Briquetting and Agglomeration. Vol. 32, pp. 41–53.Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. – М.: Металлургия, 2000. – 768 с.Voskoboinikov V.G., Kudrin V.A., Yakushev A.M. Obshchaya metal lurgiya [General metallurgy]. Moscow: Metallurgiya, 2000, 768 p. (In Russ.).Абдулабеков Е.Э., Каскин К.К., Нурумгалиев А.Х. Теория и технология производства хромистых сплавов. – Актобе, 2010. – 280 с.Abdulabekov E.E., Kaskin K.K., Nurumgaliev A.Kh. Teoriya i tekhnologiya proizvodstva khromistykh splavov [Theory and technology of production of chromium alloys]. Aktobe, 2010, 280 p. (In Russ.).Гриненко В.И., Петлюх П.С., Такенов Т.Д. и др. Освоение технологии выплавки высокоуглеродистого феррохрома с использованием брикетированной мелочи хромитовой руды // Сталь. 2001. № 12. С. 28 – 30.Grinenko V.I., Petlyukh P.S., Takenov T.D., Zhakibekov T.B., Tolymbekov M.Zh.. Mastering the technology of smelting high-carbon ferrochromium using briquetted chrome ore trifle. Stal’. 2001, no. 12, pp. 28–30. (In Russ.).Magdziarz A., Kuźnia M., Bembenek M. etc. Briquetting of EAF dust for its utilisation in metallurgical processes // Chemical and Process Engineering. 2015. Vol. 36. No. 2. P. 263 – 271(9).Magdziarz A., Kuźnia M., Bembenek M., Gara P., Hryniewicz M. Briquetting of EAF dust for its utilization in metallurgical processes. Chemical and Process Engineering. 2015, vol. 36, no. 2, pp. 263–271(9).Рывкин И.Ю., Еремин А.Я., Литвин Е.М., Бабанин В.И. Брикетирование мелкозернистых и тонкодисперсных материалов со связующим // Кокс и химия. 2000. № 10.С. 36 – 43.Ryvkin I.Yu., Eremin A.Ya., Litvin E.M., Babanin V.I. Briquetting of fine-grained and finely dispersed materials with a binder. Koks i khimiya. 2000, no. 10, pp. 36–43. (In Russ.).Еремин А.Я., Бабанин В.И. Изменение физико-механических свойств смесей мелкозернистых материалов со связующими на стадиях подготовки и прессования в процессе брикетирования // Кокс и химия. 2003. № 4. С.17 – 26.Eremin A.Ya., Babanin V.I. Physical-mechanical properties of dispersed materials during briquetting. Koks i khimiya. 2003, no. 4, pp. 17–26. (In Russ.).Хорошавин Л. Металлургические брикеты нового поколения сокращают продолжительность плавки металлов // Уральский рынок металлов. 2006. № 7. С. 39 – 42.Khoroshavin L. Metallurgical briquettes of the new generation reduce the duration of metals smelting. Ural’skii rynok metallov. 2006, no. 7, pp. 39–42. (In Russ.).Ожогин В.В.,Томаш А.А., Ковалевский И.А. Брикетирование как полноправный метод окускования металлургического сырья // Металлургические процессы и оборудование. 2005. № 2. С. 54 – 58.Ozhogin V.V., Tomash A.A., Kovalevskii I.A. Briquetting as a fullfledged method of agglomeration of metallurgical raw materials. Metallurgicheskie protsessy i oborudovanie. 2005, no. 2, pp. 54–58. (In Russ.).Котенев В.И., Барсукова Е.Ю. Технология и экономика производства брикетов из мелкодисперсных отходов металлургических и коксохимических производств для экономически выгодной замены ими традиционной шихты сталеплавильного, доменного и ферросплавного переделов и способ его производства // VII Междунар. конгресс сталеплавильщиков. – М., 2002.Kotenev V.I., Barsukova E.Yu. Technology and economics of production of briquettes from fine-dispersed wastes of metallurgical and coke-chemical industries for economically advantageous replacement of the traditional burden of steelmaking, blast-furnace and ferroalloy processing and the method of its production. In: 7­i Mezhdunarodnyi Kongress staleplavil’shchikov. 14 noyabrya 2002. Moskva [7th International Congress of Steel Makers. November 14, 2002, Moscow]. (In Russ.).Бабанин В.И., Еремин А.Я., Бездежский Г.Н. Разработка и внедрение новой технологии брикетирования мелкофракционных материалов с жидким стеклом. Часть 1 // Металлург. 2007. № 1. С. 68 – 71.Babanin V.I., Eremin A.Ya., Bezdezhskii G.N. Development and introduction of a new technology for briquetting finely divided materials with sodium silicate. Metallurgist. 2007, vol. 51, no. 1-2, pp. 131–135.Бездежский Г.Н., Смоляков В.П., Бабанин В.И. и др. Освоение брикетирования хромитового концентрата на Донском горно-обогатительном комбинате // Цветная металлургия. 2002. № 8 – 9. С.7 – 10.Bezdezhskii G.N., Smolyakov V.P., Babanin V.I., Eremin A.Ya., Til’ V.V., Shashkin V.N. Mastering the briquetting of chromite concentrate at the Don Mining and Processing Combine. Tsvetnaya metallurgiya. 2002, no. 8-9, pp. 7–10. (In Russ.).Озеров С.С., Портов А.Б., Цемехман Л.Ш. Брикетирование мелкозернистых материалов // Цветные металлы. 2014. №. 7. С. 26 – 31.Ozerov S.S., Portov A.B., Tsemekhman L.Sh. Briquetting of finegrained materials. Tsvetnye metally. 2014, no. 7, pp. 26–31. (In Russ.).Ожогин В.В. Основы теории и технологии брикетирования измельченного металлургического сырья. – Мариуполь: ПГТУ, 2010. – 442 с.Ozhogin V.V. Osnovy teorii i tekhnologii briketirovaniya izmel’chennogo metallurgicheskogo syr’ya: monografiya [The fundamentals of the theory and technology of briquetting of crushed metallurgical raw materials: monograph]. Mariupol: PGTU, 2010, 442 p. (In Russ.).Ray C.R., Sahoo P.K., Rao S.S. Strength of chromite briquettes and its effect on smelting of charge chrome / ferro chrome // Innovations in Ferro Alloys industry. INFACON XI. 2007. P. 63 – 66.Ray C.R., Sahoo P.K., Rao S.S. Strength of chromite briquettes and its effect on smelting of charge chrome / ferro chrome. Innovations in Ferro Alloys industry. INFACON XI. 2007, pp. 63–66.Tolymbekov M.Zh., Baisanov S.O., Izbembetov D.D. etc. Smelting high-carbon ferrochrome with uniform briquetted batch // Steel in Translation. 2010. Vol. 40. No.6. P. 556 – 557.Tolymbekov M.Zh., Baisanov S.O., Izbembetov D.D., Abdulabekov E.E., Akuov A.M. Smelting high-carbon ferrochrome with uniform briquetted batch. Steel in Translation. 2010, vol. 40, no. 6, pp. 556–557.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.