<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">blackmet</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestiya. Ferrous Metallurgy</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0368-0797</issn><issn pub-type="epub">2410-2091</issn><publisher><publisher-name>National University of Science and Technology "MISIS"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17073/0368-0797-2022-4-240-245</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">blackmet-2294</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>METALLURGICAL TECHNOLOGIES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Исследование тепловой работы  надслоевого пространства печи Ромелт</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Thermal operation of superlayer space in Romelt furnace</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сборщиков</surname><given-names>Г. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sborshchikov</surname><given-names>G. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Глеб Семенович Сборщиков, д.т.н., профессор кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий</p><p>Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Gleb S. Sborshchikov, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair “Energy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”</p><p>4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">g.sborshikov@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Петелин</surname><given-names>А. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Petelin</surname><given-names>A. L.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Александр Львович Петелин, д.ф.-м.н., профессор кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий</p><p>Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksandr L. Petelin, Dr. Sci. (Phys.–Math.), Prof. of the Chair “Energy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”</p><p>4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">alexander-petelin@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1286-5576</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Терехова</surname><given-names>А. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Terekhova</surname><given-names>A. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Анастасия Юрьевна Терехова, заведующая лабораторией кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий</p><p>Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anastasiya Yu. Terekhova, Head of the Laboratory of the Chair “Ener­gy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”</p><p>4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">terekhova.nastya@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>National University of Science and Technology “MISIS”</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>05</month><year>2022</year></pub-date><volume>65</volume><issue>4</issue><fpage>240</fpage><lpage>245</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Сборщиков Г.С., Петелин А.Л., Терехова А.Ю., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Сборщиков Г.С., Петелин А.Л., Терехова А.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sborshchikov G.S., Petelin A.L., Terekhova A.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2294">https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2294</self-uri><abstract><p>Процесс Ромелт с точки зрения металлургической теплотехники является перспективным для переработки отходов произ­водства, бедных руд и вторичных металлов без их предварительной подготовки и применения кокса. Но одним из основных недостатков процесса является высокий удельный расход кислорода и топлива на производство 1 т первичного металла. Особенность процесса Ромелт заключается в том, что основное количество теплоты, необходимой для осуществления технологического процесса, подается в барботажный слой из надслоевого пространства за счет дожигания отходящих газов техническим кислородом. Передача теплоты осуществляется по радиационно-конвективному механизму. Любые изменения процесса дожигания возможны, если они не влекут за собой недопустимого изменения температуры в зоне горения. В работе проведено исследование снижения удельного расхода кислорода на 1 т первичного металла, за основу приняты данные плавки на передельный чугун смеси шламов доменного и конвертерного производств. В работе изучена возможность снижения удельного расхода кислорода, подаваемого в надслоевое пространство печи для дожигания отходящих из барботажного слоя газов, в процессе Ромелт. При использовании подогрева дутья, подаваемого на нижние фурмы, и подогрева кислорода, подаваемого в зону дожигания, возможно сокращение удельного расхода кислорода на 1 т чугуна на 11 % без снижения производительности печи. В зоне дожигания рекомендуется использовать подогретый в рекуператоре до 400 °С кислород с  одновременной подачей на нижние фурмы подогретого до 600 °С дутья.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>From the point of metallurgical heat engineering, the Romelt process is promising for processing industrial waste, poor ores and secondary metals without their preliminary preparation and the use of coke. But one of the main disadvantages of this process is high specific consumption of oxygen and fuel for the production of 1 ton of primary metal. The peculiarity of the Romelt process is that the main amount of heat required for implementation of the technological process is supplied to the bubbling layer from the superlayer space due to afterburning of the exhaust gases with technical oxygen. Heat transfer is carried out by a radiation-convective mechanism. Any changes in the afterburning process are possible, if they do not entail an unacceptable change in temperature in combustion zone. In the work, a study was conducted to reduce the specific oxygen consumption per  1  ton of primary metal, based on the data of melting a mixture of blast furnace and converter slurries for pig iron. The authors studied the possibility of reducing the specific oxygen consumption supplied to the superlayer space of the furnace for afterburning gases leaving the bubbling layer during the Romelt process. When using blast heating supplied to the lower tuyeres and oxygen heating supplied to the afterburning zone, it is possible to reduce the specific oxygen consumption per 1 ton of cast iron by 11 % without reducing the furnace performance. In the afterburning zone, it is recommended to use oxygen heated up to 400 °C in the recuperator with simultaneous supply of a blast heated up to 600 °C to the lower tuyeres.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>процесс Ромелт</kwd><kwd>техногенные отходы</kwd><kwd>переработка отходов</kwd><kwd>использование технического кислорода</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Роменец В.А., Галкин В.И., Федорова А.А., Валавин В.С., Похвиснев Ю.В., Макеев С.А. Сравнительная технико-экономическая оценка бескоксовых технологий производства производства первичного железа для мини-заводов // Экономика в промышленности. 2013. № 3. С. 38–44.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Romenets V.A., Galkin V.I., Fedorova A.A., Valavin V.S., Pokhvisnev Yu.V., Makeev S.A. Comparative feasibility study of coke-free technologies for the production of primary iron for mini-mills. Ekonomika v promyshlennosti. 2013, no. 3, pp. 38–44. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Anameric B., Kawatra S.K. Direct iron smelting reduction processes // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2008. Vol. 30. No. 1. P. 1–51. https://doi.org/10.1080/08827500802043490</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Anameric B., Kawatra S.K. Direct iron smelting reduction processes. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2008, vol. 30, no. 1, pp. 1–51. https://doi.org/10.1080/08827500802043490</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Valavin V.S., Pokhvisnev Yu.V., Vandar’ev S.V., Chumarin B.A., Malyutin A.N. Calculation of the material and heat balances of the Romelt liquid-phase reduction process // Steel in Translation. 1996. Vol. 26. No. 7. P. 75–80.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Valavin V.S., Pokhvisnev Yu.V., Vandar’ev S.V., Chumarin B.A., Malyutin A.N. Calculation of the material and heat balances of the Romelt liquid-phase reduction process. Steel in Translation. 1996, vol. 26, no. 7, pp. 75–80.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абраменков Ю.Я., Стригунов Н.А. Сравнение технико-экономических и технологических характеристик процессов жидкофазного восстановления железа. В кн.: Металлургическая теплотехника: сб. научных трудов Национальной металлургической академии Украины. Днепропетровск: Новая идеология, 2008. С. 3–19.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramenkov Yu.Ya., Strigunov N.A. Comparison of technical, economic and technological characteristics of iron liquid-phase reduction. In: Metallurgical Heat Engineering: Transactions of the National Metallurgical Academy of Ukraine. Dnepropetrovsk: Novaya ideologiya, 2008, pp. 3–19. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Курунов И.Ф., Савчук Н.А. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа. М.: Черметинформация, 2002. 198 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kurunov I.F., Savchuk N.A. State and Prospects of Iron Metallurgy without Blast Furnace. Moscow: Chermetinformatsiya, 2002, 198  p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Терехова А.Ю. Процессы внедоменного производства чугуна. Состояние вопроса. В кн.: Сб. IX Международной научно-прак­тической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии в промышленности. Печные агрегаты. Экология». М.: 2018. С. 79–88.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Terekhova A.Yu. Processes of cast iron production without blast furnace. State of the issue. In: Transactions of the 9th Int. Sci. and Pract. Conf. “Energy-Efficient and Resource-Saving Technologies in Industry. Furnace Units. Ecology”. Moscow: 2018, pp. 79–88. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Petelin A.L., Polulyakh L.A., Makeev D.B., Dashevskii V.Ya. Thermodynamic justification of the dephosphorization of manganese ores and concentrates in a reducing atmosphere // Russian Metallurgy (Metally). 2018. Vol. 2018. No. 1. P. 1–6. https://doi.org/10.1134/S003602951801010X</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petelin A.L., Polulyakh L.A., Makeev D.B., Dashevskii V.Ya. Thermodynamic justification of the dephosphorization of manganese ores and concentrates in a reducing atmosphere. Russian Metallurgy (Metally). 2018, vol. 2018, no. 1, pp. 1–6. https://doi.org/10.1134/S003602951801010X</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. Металлургия железа. М.: КИЦ «Академкнига», 2007. 464 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yusfin Yu.S., Pashkov N.F. Metallurgy of Iron. Moscow: Akademkniga, 2007, 464 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sborshchikov G.S., Petelin A.L., Terekhova A.Yu. Increasing the specific performance of Romelt furnace // Metallurgist. 2020. Vol. 64. No. 3-4. P. 208–213. https://doi.org/10.1007/s11015-020-00985-y</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sborshchikov G.S., Petelin A.L., Terekhova A.Yu. Increasing the specific performance of Romelt furnace. Metallurgist. 2020, vol. 64, no. 3-4, pp. 208–213. https://doi.org/10.1007/s11015-020-00985-y</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Процесс Ромелт / Под ред. В.А. Роменца. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2005. 400 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ROMELT Process. Romenets V.A. ed. Moscow: Ruda i metally, 2005, 400 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зайцев А.К., Криволапов Н.В., Валавин В.С.Термодинамическое моделирование поведения кремния и марганца в процессе Pомелт // Известия вузов. Черная металлургия. 2002. Т. 45. № 11. С. 3-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zaitsev A.K., Krivolapov N.V., Valavin V.S. Thermodynamic mo­deling of silicon and manganese behavior in Romelt process. Izves­tiya. Ferrous Metallurgy. 2002, vol. 45, no. 11, pp. 3–7. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Семененко Н.А. Организация теплоиспользования и энерготехнологическое комбинирование в промышленной огнетехнике. М.: Энергия, 1976. 280 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Semenenko N.A. Organization of Heat Use and Energy Techno­logy Combination in Industrial Fire Engineering. Moscow: Energiya, 1976, 280 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Евдокименко А.И., Костерин В.В. Природный газ в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1972. 240 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Evdokimenko A.I., Kosterin V.V. Natural Gas in Non-Ferrous Me­tallurgy. Moscow: Metallurgiya, 1972, 240 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Pokhvisnev Yu.V., Valavin V.S., Makeev S.A., Zaitsev A.K. Romelt process production indices with partial replacement of coal by natural gas // Metallurgist. 2019. Vol. 63. No. 1-2. P. 141–148. https://doi.org/10.1007/s11015-019-00803-0</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Pokhvisnev Yu.V., Valavin V.S., Makeev S.A., Zaitsev A.K. Romelt process production indices with partial replacement of coal by natural gas. Metallurgist. 2019, vol. 63, no. 1-2, pp. 141–148. https://doi.org/10.1007/s11015-019-00803-0</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сборщиков Г.С., Вельтищев Н.Ф., Володин А.М., Крупенников С.А. Модель свободной конвекции в ванне аппарата с барботажным слоем при ее продувке газом через фурмы, расположенные сбоку // Известия вузов. Черная металлургия. 2013. T. 56. № 11. С. 25-27.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sborshchikov G.S., Vel’tishchev N.F., Volodin A.M., Krupennikov  S.A. Model of free convection in the bath unit with a bubbling layer with her blowing gas via the side tuyeres. Izvestiya.Ferrous Metallurgy. 2013, vol. 56, no. 11, pp. 25–27. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Николаенко Н.К. Усовершенствование конструкции и режима работы печей с барботажным слоем с учетом процессов образования брызг и их сепарации в надслоевом пространстве. Автореф. дис. … канд. техн. наук. 05.16.08 Металлургическая теплотехника. М.: МИСиС, 1986. 18 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nikolaenko N.K. Improvement of the design and operating mode of furnaces with a bubbling layer, taking into account the processes of spray formation and their separation in the above-layer space: Extended Abstract of Cand. Sci. Diss. Moscow: MISiS, 1986, 18 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Теплотехника металлургического производства. Т. 1. Теорети­чес­кие основы / В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, В.В. Белоусов и др. М.: МИСИС, 2002. 608 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krivandin V.A., Arutyunov V.A., Belousov V.V., etc. Heat Engineering of Metallurgical Production. Vol. 1. Theoretical Foundations. Moscow: MISIS, 2002, 608 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sborshchikov G.S., Krupennikov S.A. Universal energy-efficient refining furnace // Metallurgist. 2009. Vol. 53. No. 5-6. P. 329–335. https://doi.org/10.1007/s11015-009-9182-8</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sborshchikov G.S., Krupennikov S.A. Universal energy-efficient refining furnace. Metallurgist. 2009, vol. 53, no. 5-6, pp. 329–335. https://doi.org/10.1007/s11015-009-9182-8</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хзмалян Д.М. Теория топочных процессов. М.: Энергоатом­издат, 1990, 352 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Khzmalyan D.M. Theory of Furnace Processes. Moscow: Energo­atomizdat, 1990, 352 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Vil’danov S.K., Valavin V.S., Romenets V.A. Prospects for using Romelt technology to reprocess red muds // Steel in Translation. 1998. Vol. 28. No. 7. P. 13–19.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vil’danov S.K., Valavin V.S., Romenets V.A. Prospects for using Romelt technology to reprocess red muds. Steel in Translation. 1998, vol. 28, no. 7, pp. 13–19.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Romenets V.A., Valavin V.S., Pokhvisnev Yu.V. Technological assessment of the Romelt process in the classic and two-zone variants // Metallurgist. 2014. Vol. 58. No. 1-2. P. 20–27. https://doi.org/10.1007/s11015-014-9862-x</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Romenets V.A., Valavin V.S., Pokhvisnev Yu.V. Technological assessment of the Romelt process in the classic and two-zone variants. Metallurgist. 2014, vol. 58, no. 1-2, pp. 20–27. https://doi.org/10.1007/s11015-014-9862-x</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
