Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАЧЕСТВА ТИТАНОМАГНЕТИТОВОГО СЫРЬЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-8-609-615

Полный текст:

Аннотация

Приведено краткое описание математических моделей доменного процесса и методики оценки количественного влияния металлургических характеристик железорудного сырья и кокса на технико-экономические показатели доменной плавки, разработанных в Институте металлургии УрО РАН. Основными особенностями для данных математических моделей являются: для комплекса математических  моделей – двумерность доменного процесса, заложенная при постановке задачи; для балансовой логико-статистической модели – возможность учета металлургических характеристик железорудного сырья (агломерат и окатыши) при анализе доменной плавки. Описана оригинальная методика оценки влияния показателей качества железорудного сырья и кокса на технико-экономические показатели доменной  плавки. Суть этой методики заключается в следующем: исследование в лабораторных условиях металлургических характеристик железорудного сырья (восстановимость, прочность, температуры размягчения и плавления), определение с помощью математических моделей  технико-экономических показателей доменной плавки, проведение опытно-промышленных и промышленных испытаний. Приведены результаты исследования влияния основности промышленного агломерата из титаномагнетитового концентрата на технико-экономические  показатели доменной плавки. Представлены результаты литературных и собственных исследований по выявлению стабилизированной  фазы двухкальциевого силиката SFCA. Понимание механизмов формирования таких фаз может привести к повышению эффективности  промышленных процессов спекания. Для изучения минералогического состава агломератов был проведен микрорентгеноструктурный  анализ с помощью растрового электронного микроскопа (Scanning Electron Microscope, SEM) JSM-5900LM. Выявлено наличие определенной взаимосвязи фазового состава агломерата и его горячей прочности. Согласно расчетам с использованием математической модели,  повышение горячей прочности агломерата может дать экономию кокса до 3,9 кг/т чугуна и увеличение производительности до 6,3  %.  Выполнена оценка влияния химического состава доменной шихты с учетом степени восстановления железа на положение и форму зоны  когезии в доменной печи. Для расчета использованы прогнозные физико-химические модели, позволяющие учесть влияние химического  состава железорудных материалов и их соотношений на температуры размягчения и плавления окускованного железорудного материала  из титаномагнетитового концентрата.

Об авторе

А. Н. Дмитриев
Институт металлургии УрО РАН.
Россия

доктор технических наук, главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов. 

620002, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101.



Список литературы

1. Дмитриев А.Н., Щербатский В.Б., Суханов Е.Л. и др. Методика расчета температурного поля доменной печи с учетом неравномерности движения потоков шихты и газа // Изв. ву з. Черная металлургия. 1979. № 8. C. 28 – 32.

2. Дмитриев А.Н. Математическое моделирование двумерных процессов в доменной печи // Вычислительные методы и программирование. 2004. Т. 5. Раздел 1. С. 252 – 267.

3. Blast Furnace Phenomena and Modeling. – London – New York: Elsevier Applied. 1987, – 631 p.

4. Shigeru Ueda, Shungo Natsuo, Hiroshi Nogami etc. Recent progress and future perspective on mathematical modeling of blast furnace // ISIJ International. 2010. Vol. 50. No. 7. Р. 914 – 923.

5. Zongliang Zhang, Jiale Meng, Lei Guo, Zhancheng Guo. Numerical study of the gas distribution in an oxygen blast furnace. Part 1. Model building and basic characteristics // JOM. 2015. Vol. 67. No. 9. Р. 1936 – 1944.

6. Zongliang Zhang, Jiale Meng, Lei Guo, Zhancheng Guo. Numerical study of the gas distribution in an oxygen blast furnace. Part 2. Effects of the design and operating parameters // JOM. 2015. Vol. 67. No. 9. Р. 1945 – 1955.

7. Chenn Zhou, Guangwu Tang, Jichao Wang etc. Comprehensive numerical modeling of the blast furnace ironmaking process // JOM. 2016. Vol. 68. Issue 5. Р. 1353 – 1362.

8. Jun-ichiroYagi, Hiroshi Nogami, Aibing Yu. Multi-dimensional mathematical model of blast furnace based on multi-fluid theory and its application to develop super-high efficiency operations // Proceedings of Fifth International Conference on CFD in the Process Industries CSIRO, Melbourne, Australia, 13 – 15 December, 2006. Р. 1 – 6.

9. Математическое моделирование металлургических процессов в АСУ ТП / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев и др. / Под ред. Н.А. Спирина. – Екатеринбург: ООО “УИПЦ”, 2014. – 558 с.

10. Dmitriev A.N. The role of reducibility in achievement of the minimal coke consumption in the blast furnace smelting // Defect and Diffusion Forum. 2006. Vols. 258 – 260. Р. 91 – 100.

11. Ченцов А.В., Чесноков Ю.А., Шаврин С.В. Балансовая логикостатистическая модель доменного процесса. – Екатеринбург: УрО РАН, 1991. – 90 с.

12. Ченцов А.В., Чесноков Ю.А., Шаврин С.В. Балансовая логикостатистическая модель доменного процесса. – 2-е изд. – Екатеринбург: УрО РАН, 2003. – 164 с.

13. Dmitriev A.N., Vitkina G.Yu., Chesnokov Yu.A. Methodical basis of investigation of influence of the iron ore materials and coke metallurgical characteristics on the blast furnace smelting efficiency // Advanced Materials Research. 2013. Vols. 602 – 604. Р . 365 – 375.

14. Малышева Т.Я., Павлов Р.М., Мансурова Н.Р., Деткова Т.В. Влия ние природного рудообразования на минеральный состав и холодную прочность офлюсованных железорудных агломератов // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. Т. 58. № 3. С. 180 – 185.

15. Zhengwei Yu, Guanghui Lu, Tao Jiang etc. Effect of basicity on titanomagnetite concentrate sintering // ISIJ International. 2015. Vol. 55. No. 4. Р. 907 – 909.

16. Hamilton J.D.G., Hoskins B.F., Mumme W.G. etc. The crystal structure and crystal chemistry of Ca2,3Mg0,8Al1,5Si1,1Fe8,3O20 (SFCA): solid solution limits and selected phase relationships of SFCA in the SiO2 – Fe2O3 – CaO(– Al2O3 ) system // Neues Jahrb. Miner. Abh., 1989. Vol. 161. P. 1 – 26.

17. Nathan A.S. Webster, Mark I. Pownceby, Ian C. Madsen, Justin A. Kimpton. Silico-ferrite of calcium and aluminum (SFCA) iron ore sinter bonding phases: new insights into their formation during heating and cooling //Metallurgical and Materials Transactions B. 2012. Vol. 43B. December. Р. 1344 – 1357.

18. Nathan A.S. Webster, Mark I. Pownceby, Ian C. Madsen etc. Fundamentals of silico-ferrite of calcium and aluminum (SFCA) and SFCA-I iron ore sinter bonding phase formation: effects of CaO:SiO2 ratio // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. Vol. 45B. December. Р. 2097 – 2115.

19. Тогобицкая Д.Н., Хамхотько А.Ф., Гладков Н.А., Ходотова Н.Е. Разработка моделей для прогнозирования агрегатных превращений железорудных материалов в доменной печи // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2009. № 19. С. 49 – 67.

20. Гаврилко С.А., Киселев А.А., Громак Г.А. и др. Исследование размягчаемости восстановленного агломерата различных фракций // Металлургия: Сборник научных трудов ЗГИА. – Запорожье. 2009. Вып. 20. С. 26 – 31.

21. Приходько Э.В., Хамхотько А.Ф., Тогобицкая Д.Н. и др. Роль химического состава железорудных материалов в формировании их металлургических свойств. Подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу и производство чугуна // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 1987. Вып. 5. С. 1 – 25.


Для цитирования:


Дмитриев А.Н. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАЧЕСТВА ТИТАНОМАГНЕТИТОВОГО СЫРЬЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(8):609-615. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-8-609-615

For citation:


Dmitriev A.N. ANALYTICAL STUDY OF QUALITY INFLUENCE OF TITANOMAGNETITE RAW MATERIALS ON BLAST FURNACE INDICATORS. Izvestiya Vyshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(8):609-615. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-8-609-615

Просмотров: 159


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)