Андрей Николаевич Дмитриев, д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии восстановительных процессов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Andrei N. Dmitriev, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Chief Researcher of the Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Юлия Евгеньевна Бурова, младший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии восстановительных процессов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Yuliya E. Burova, Junior Researcher of the Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Галина Юрьевна Витькина, к.т.н., ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией пирометаллургии восстановительных процессов
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Galina Yu. Vit’kina, Cand. Sci. (Eng.), Leading Researcher, Head of the Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Николай Михайлович Барбин, д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии восстановительных процессов, Институт металлургии Уральского отделения РАН; профессор, Уральский институт государственной противопожарной службы МЧС России
Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 22
Nikolai M. Barbin, Dr. Sci. (Eng.), Chief Researcher of the Laboratory of Pyrometallurgy of Reduction Processes, Institute of Metallurgy, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Prof., Ural Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
22 Mira Str., Yekaterinburg 620062, Russian Federation
Дмитрий Иванович Терентьев, к.х.н., ведущий научный сотрудник
Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 22
Dmitrii I. Terent’yev, Cand. Sci. (Chem.), Leading Researcher
22 Mira Str., Yekaterinburg 620062, Russian Federation
В статье представлены результаты исследования процессов восстановления железорудных титаномагнетитовых окатышей синтез-газом с помощью термодинамического моделирования с использованием программного комплекса «Терра». Его применение позволило смоделировать и спрогнозировать химические и фазовые превращения в железорудных титаномагнетитовых окатышах при восстановлении с использованием водородсодержащего синтез-газа, учитывая влияние температуры, концентрации водорода и других параметров. Расчеты проводились с различным содержанием газовой смеси для оценки эффективности модели. Содержание газовой смеси CO – N2 – H2 – СН4 для расчетов изменялось с увеличением CO и H2 , уменьшением N2 и постоянным СН4 . Термодинамическое моделирование показало, что при достижении баланса основных фаз в высокотемпературных системах при восстановлении различными газовыми смесями концентрация распределения кремния, алюминия, титана, магния и кальция остается постоянной. Значительные изменения наблюдаются в концентрации содержания железа, ванадия и марганца, что связано с особенностями процесса восстановления и составом используемых газов. Получены зависимости равновесного состава системы от температуры при различных содержаниях элементов. Построенная термодинамическая модель описывает процесс восстановления и может быть использована для оптимизации данного процесса в различных условиях производства.
The article presents the results of studying the processes of reduction of iron ore titanomagnetite pellets with synthesis gas by means of thermodynamic modeling using the Terra software package. Its use made it possible to model and predict chemical and phase transformations in iron ore titanomagnetite pellets during reduction using hydrogen-containing synthesis gas, taking into account the effect of temperature, hydrogen concentration and other parameters on reduction. Calculations were performed with different gas mixture contents to evaluate the model efficiency. Content of the CO – N2 – H2 – CH4 gas mixture for calculations varied with an increase in CO and H2 , decrease in N2 and constant CH4 . Thermodynamic modeling showed that when balance of the main phases in high-temperature systems is achieved during reduction with various gas mixtures, the concentration of distribution of silicon, aluminum, titanium, magnesium, and calcium elements remains constant. Significant changes are observed in the concentration of iron, vanadium, and manganese, which is associated with the features of reduction process and composition of the gases used. Dependences of the system equilibrium composition on temperature at various element contents were obtained. The constructed thermodynamic model describes the reduction process and can be used to optimize it under various production conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.