The use of magnesia fluxes of the Khalilovo deposit in the sinter production

The article describes the magnesian fluxes properties of the Khalilovo deposit with different proportions of magnesite and serpentine. The results of laboratory experiments on the effect of magnesian fluxes of the Khalilovo deposit with various magnesite contents on the parameters of the sintering process of the Kursk magnetic anomaly ores at JSC "Ural Steel" are presented. The use of experimental magnesian fluxes of the Khalilovo deposit increases the sinter strength, increases the yield and sinter productivity. With the use of experimental fluxes instead of Bakal siderite is provided increase in the sinter yield of 3-5% (rel.). In addition, the sinter productivity increases from 1.04 to 1.08-1.15 t / (m²·h), that is, by 4-10% (rel.). The use of experimental magnesian fluxes increases the sinter strength: the tumbler index (+5mm) increases by an average of 4-6% abs., and the abrasion index (-0,5mm) decreases by 0.6-0.8% abs. Improving the strength characteristics of the sinter using magnesian fluxes of the Khalilovo deposit is due to the formation of a "reinforcing" ferritic binder, as well as the homogenization of the solidifying melt and its crystallization in the form of a glass phase of the Rankinite composition, which together limit the formation of β-Ca₂SiO₄.

The results of experimental sintering are confirmed the possibility of using experimental fluxes in the sintering production at sinter plant of JSC "Ural Steel" without changing the production technology. The rational variant of magnesian component of the sinter raw-mix is magnesite of Khalilovo deposit with 50% magnesite content for JSC "Ural Steel". The replacement of the Bakalsk siderite in the production of sinter with 2% MgO on the magnesian flux of the Khalilovo deposit with 50% magnesite is provides an increase in yield of 4-5%, an increase in sinter strength by 5-6% and an increase in sinter productivity by 8-10% while keeping the iron content at the level of the "base" period.

magnesite, serpentine, magnesian fluxe, sinter raw-mix, granulation, sintering

1. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Под редакцией Ю.С. Юсфина. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с.

2. Основы теории и технологии доменной плавки. / А.Н. Дмитриев, Н.С. Шумаков, JI.И. Леонтьев, О.П. Онорин. – Екатеринбург: УрО РАН, 2005. – 545 с.

3. Малышева Т.Я., Долицкая О.А. Петрография и минералогия железорудного сырья: учебное пособие для вузов. – М.: «МИСиС», 2004. – 424 с.

4. Grigor'ev, F.F., Chernyatin, A.N., Kopyrin, I.A. et al. Optimizing the content of lime, magnesia, and alumina in blast-furnace slags. Metallurgist (1979) 23: 536-539.

5. Fedchenko, V.M., Shparber, L.Y. Slag regime of a blast furnace. Metallurgist (1986) 30: 351-353.

6. Александров Л.И. Опыт производства высокоосновного агломерата на фирме «Tata Steel» // Новости черной металлургии за рубежом, 2006. № 4. С. 30-32.

7. Крячко Г.Ю., Беляев Ю.В. Влияние состава шлака на работу доменных печей // Черные металлы, 2006. №3. С.17-22.

8. Близнюков А.С. Улучшение работы доменных печей путем повышения качества агломерата и задачи на будущее // Новости черной металлургии за рубежом, 2008. № 1. С. 22-27.

9. J.S. Shiau, S.H. Liu, C.K. Ho. Effect of Magnesium and Aluminum Oxides on Fluidity of Final Blast Furnace Slag and Its Application. Materials Transactions, Vol. 53, No. 8 (2012) pp. 1449-1455.

10. Yao L. , Ren S. , Wang X. , Liu Q. , Dong L. , Yang J., Liu J. (2016), Effect of Al2O3, MgO, and CaO/SiO2 on Viscosity of High Alumina Blast Furnace Slag. Steel research int., 87: 241-249.

11. Zhang X., Jiang T., Xue X., Hu B. (2016), Influence of MgO/Al2O3 Ratio on Viscosity of Blast Furnace Slag With High Al2O3 Content. Steel research int., 87: 87-94.

12. Zhang K., Wu S., Huang W., Liu X., Zhu J., Du K. (2015). Effect of MgO on Emergence of Blast Furnace Primary Slag with Comprehensive Furnace Burden. TMS Annual Meeting. 2015. 155-161.

13. Kim J., LeeY., Min D., Jung S., Yi S., 2004, Influence of MgO and Al2O3 contents on viscosity of blast furnace type slags containing FeO, ISIJ International, vol. 44, no. 8, pp. 1291–1297.

14. Nakamoto M., Tanaka T., Lee J., Usui T., 2004, Evaluation of viscosity of molten SiO2–CaO–MgO– Al2O3 slags in blast furnace operation, ISIJ International, vol. 44, no. 12, pp. 2115–2119.

15. Logachev G.N., Gostenin V.A., Pishnograev S.N. et al. Mobility of blast-furnace slag. Steel Transl. (2013) 43: 805-807.

16. S.C. Panigrahy, M.A.J. Rigaud, J. Dilewijns, The effect of dolomite addition on the properties of sinters produced from a high aluminous iron ore, Steel Res. Int. 1985, Vol. 56, Issue 1, Pages 35–41.

17. T. Umadevi, A.K. Roy, P.C. Mahapatra, M. Prabhu, M. Ranjan, Influence of Magnesia on Iron Ore Sinter Properties and Productivity – Use of Dolomite and Dunite, Steel Res. Int. 2009, Vol. 80, Issue 11, Pages 800-807.

18. Шаповалов А.Н., Заводяный А.В., Братковский Е.В. Применение серпентинитомагнезитов Халиловского месторождения в агломерационном производстве // Известия вузов. Черная металлургия, 2011. №3. С. 25-29.

19. Sh. Raygan, H. Abdizadeh, A. Dabbagh, M. Pourabdoli (2013) Influence of talc additive on cold strength and reducibility of iron ore sinters compared to bentonite, Ironmaking & Steelmaking, 36:4, 273-278.

20. T. Umadevi, K. Nelson, P.C. Mahapatra, M. Prabhu, M. Ranjan (2013) Influence of magnesia on iron ore sinter properties and productivity, Ironmaking & Steelmaking, 36:7, 515-520.

21. U.S. Yadav, B.D. Pandey, B.K. Das, D.N. Jena (2013) Influence of magnesia on sintering characteristics of iron ore, Ironmaking & Steelmaking, 29:2, 91-95.

22. Шаповалов А.Н., Овчинникова Е.В., Майстренко Н.А. Повышение качества подготовки агломерационной шихты к спеканию в условиях ОАО «Уральская Сталь» // Металлург, 2015. №3. С.30-36.

23. Широян Д.С., Громова И.В., Элжиркаев Р.А. Изучение возможности переработки серпентинитомагнезитового сырья Халиловского месторождения на сульфат магния // Успехи в химии и химической технологии, 2014. Том XXVIII. № 5. С.122-125.

24. Минералы (cправочник). Т.IV., вып. 1: Силикаты со структурой переходной от цепочечной к слоистой, слоистые силикаты (каолиновые минералы, серпентины, пирофиллит, тальк, слюды) / под ред. Ф.В. Чухрова. – М.: Наука, 1992. – 599 c.

25. Сравнительный анализ поведения магнийсодержащих материалов Южного Урала при температурах агломерационного процесса / Овчинникова Е.В., Горбунов В.Б., Шаповалов А.Н., Писарев С.А., Дуров Л.Н. // Известия вузов. Черная металлургия. 2016. Том 59. №11. С.814-820.

26. Коротич В.И., Фролов Ю.А., Бездежский Г.Н. Агломерация рудных материалов. Научное издание. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2003. – 400 с.

27. Влияние оксида магния на фазовые превращения и металлургические свойства высокоосновного агломерата / Т.Я.Малышева, Ю.С. Юсфин, М.Ф. Гибадуллин, В.В. Коровушкин, Н.Р. Мансурова, В.А. Гостенин // Сталь. 2006. №10. С.4-6.

28. Утков В.А. Высокоосновный агломерат. – М.: Металлургия, 1977. – 156 с.

29. Базилевич С.В., Вегман Е.Ф. Агломерация. – М.: Металлургия, 1967. – 368 с.

30. Малышева Т.Я., Павлов Р.М. Влияние минералогического состава связок на прочностные свойства агломератов различной основности // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2012. №11. С. 6-10.

31. T. Li, C. Sun, X. Liu, S. Song, Q. Wang (2017) The effects of MgO and Al2O3 behaviours on softening–melting properties of high basicity sinter, Ironmaking & Steelmaking, DOI: 10.1080/03019233.2017.1337263

32. Овчинникова Е.В., Шаповалов А.Н., Горбунов В.Б. Особенности поведения MgO в процессе спекания агломератов с использованием бакальских сидеритов // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия», 2016. Вып. 11 (1403). С.30-33.