Александр Семенович Вусихис, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии цветных металлов
620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Aleksandr S. Vusikhis, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Laboratory of Pyrometallurgy of Non-Ferrous Metals
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Михаил Аркадьевич Михеенков, д.т.н., ведущий научный сотрудник лаборатории проблем техногенных образований
620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Mikhail A. Mikheenkov, Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher of the Laboratory of Problems of Man-Made Formations
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Леопольд Игоревич Леонтьев, академик, советник, Президиум РАН; д.т.н., профессор, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС»; главный научный сотрудник, Институт металлургии УрО РАН
620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр., 32а
Leopol’d I. Leont’ev, Academician, Adviser, Russian Academy of Sciences; Dr. Sci. (Eng.), Prof., National University of Science and Technology “MISIS”; Chief Researcher, Institute of Metallurgy, Ural Branch of the Russian Academy of Science
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation
32a Leninskii Ave., Moscow 119991, Russian Federation
Сергей Николаевич Агафонов, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории редких тугоплавких металлов
620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Sergei N. Agafonov, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Laboratory of Rare Refractory Metals
101 Amundsena Str., Yekaterinburg 620016, Russian Federation
Доля местного железорудного сырья металлургических предприятий Уральского региона составляет 50 – 60 %. Остальное завозится из Центральной России, Кольского полуострова и Казахстана. Вопрос замены привозного сырья на местное, более дешевое, является весьма актуальным. Добыча сидеритовой железной руды Бакальского месторождения (Южный Урал), запасы которой составляют около 1 млрд т, во много раз меньше, чем это позволяют горно-геологические условия, что связано с незначительным спросом на это сырье из-за низкого качества. Высокое содержание в руде оксида магния делает затруднительным или невозможным ведение доменной плавки с использованием более 20 % сидеритов в шихте. Основой любого доменного шлака является четырехкомпонентная система CaO – SiO2 – Al2O3 – MgO состава, мас. %: 30 – 40 SiO2 , 31 – 49 CaO, 3 – 18 MgO, 7 – 20 Al2O3 . Температура плавления таких шлаков составляет 1280 – 1320 ℃. При температуре 1450 °С их вязкость имеет значение ~0,5 Паꞏс. Увеличение содержания оксида магния (>20 %) приводит к резкому повышению температуры плавления шлаков, сокращает интервал кристаллизации и делает их нестабильными. В связи с этим материалы, изготовленные из сидеритовой руды с использованием различных технологий подготовки их к доменной плавке (сырая руда, обжиг-магнитное обогащение, агломерация), вводят в шихту только в качестве добавок. Их доля не превышает 20 %. С использованием современных методов статистической обработки экспериментальных данных изучено влияние борного ангидрида на вязкость высокомагнезиальных доменных шлаков, содержащих 15 – 36 % MgO. Показано, что добавление борного ангидрида в исходную шихту позволяет снизить температуру плавления шлака и увеличить интервал кристаллизации. Это дает возможность вести доменную плавку на шлаках, содержащих около 40 % MgO, что соответствует доле сидерита 40 – 50 % в исходной шихте.
The share of local iron ore raw materials of metallurgical enterprises of the Ural region is 50 – 60 %. The rest is brought from Central Russia, the Kola Peninsula and Kazakhstan. The issue of replacing imported raw materials with local, cheaper ones, is very relevant. The extraction of siderite iron ore of the Bakalskoye deposit (Southern Urals), the reserves of which are about 1 billion tons, is many times less than the mining and geological conditions allow because of the insignificant demand for this raw material due to its low quality. The high content of magnesium oxide in the ore makes blast furnace smelting difficult or impossible using more than 20 % of siderites in the charge. The basis of any blast furnace slag is a four-component system CaO – SiO2 – Al2O3 – MgO with the following composition, wt. %: 30 – 40 SiO2 , 31 – 49 CaO, 3 – 18 MgO, 7 – 20 Al2O3 . The melting point of such slags is 1280 – 1320 ℃. At a temperature of 1450 °C, their viscosity is about 0.5 Pa·s. An increase in the magnesium oxide content (>20 %) leads to a sharp increase in melting point of the slags, reduces the crystallization interval and makes them unstable. In this regard, the materials made from siderite ore using various technologies for preparing them for blast furnace smelting (raw ore, roasting-magnetic separation, agglomeration) are introduced into the blast furnace charge only as additives. Their share does not exceed 20 %. The effect of boric anhydride on the viscosity of high-magnesia blast furnace slags containing 15 – 36 % MgO was studied using modern methods of statistical processing of experimental data. It was shown that addition of boric anhydride to the initial charge allows to reduce the melting point of the slag and to increase the crystallization interval. This makes it possible to conduct blast furnace smelting on slags containing about 40 % MgO, which corresponds to a siderite share of 40 – 50 % in the initial charge.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.