Использование магнезиальных флюсов Халиловского месторождения при производстве агломерата

Рассмотрены металлургические свойства магнезиальных флюсов Халиловского месторождения с различным соотношением в составе магнезита и серпентина. Приведены результаты лабораторных экспериментов по исследованию влияния магнезиальных флюсов Халиловского месторождения с различным содержанием магнезита на показатели производства агломерата из руд Курской магнитной аномалии в условиях АО «Уральская Сталь». Установлено, что применение опытных флюсов способствует упрочнению агломерата, повышению выхода годного и удельной производительности. Так, при использовании опытных флюсов взамен Бакальского сидерита обеспечивается увеличение выхода годного агломерата на 3 – 5 % (отн.) в результате ускорения твердофазных реакций с участием магнезита и серпентина. При этом удельная производительность по годному агломерату увеличивается с 1,04 до 1,08 – 1,15 т/(м2 ·ч), т. е. на 4  –  10  %  (отн.). Использование опытных магнезиальных флюсов способствует повышению барабанной прочности агломерата: прочность на удар повышается в  среднем на 4 – 6 % (абс.), а показатель прочности к истиранию снижается на 0,6 – 0,8 % (абс). Улучшение прочностных характеристик агломерата при использовании магнезиальных флюсов Халиловского месторождения происходит благодаря образованию «армирующей» ферритной связки, а также гомогенизации затвердевающего расплава и кристаллизации его в виде стеклофазы ранкинитового состава, в  совокупности ограничивающих процессы образования β-Сa2 SiO4 . Результаты опытных спеканий подтвердили возможность использования опытных флюсов при производстве магнезиального агломерата в условиях агломерационного цеха АО «Уральская Сталь» без изменения технологии производства. Для условий АО «Уральская Сталь» рациональным вариантом является использование магнезиального флюса Халиловского месторождения с содержанием магнезита 50  %. Замена сидерита Бакальского месторождения при производстве агломерата с 2  % MgO на магнезиальный флюс Халиловского месторождения с содержанием 50  % магнезита обеспечивает повышение выхода годного на 4 – 5 %, увеличение барабанной прочности на 5 – 6 % и рост удельной производительности на 8 – 10 % при сохранении содержания железа на уровне «базового» периода.

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

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

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

4. Yadav U.S., RanjanA., Das B.K. etс. Evolution of sinter quality at “Tata Steel” // 5th Europ. Coke and Ironmaking Conf., Proceedings: Stockholm, SE, June 12 – 15, 2005. Vol. 2. P. 1 – 15.

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

6. Higuchi K., Takamoto Y., Orimoto T. etс. Quality improvement of sintered ores in relation to blast furnace operation // Shinnittetsu Giho. 2006. Vol. 94. No. 06. P. 036 – 041.

7. Shiau J.S., Liu S.H., Ho C.K. Effect of magnesium and aluminum oxides on fluidity of final blast furnace slag and its application // Materials Transactions. 2012. Vol. 53. No. 8. P. 1449 – 1455.

8. Yao L., Ren S., Wang X. etc. Effect of Al2O3 , MgO, and CaO/SiO2 on viscosity of high alumina blast furnace slag // Steel Research Int. 2016. Vol. 87. No. 2. P. 241 – 249.

9. Zhang X., Jiang T., Xue X., Hu B. Influence of MgO/Al2O3 ratio on viscosity of blast furnace slag with high Al2O3 content // Steel Research Int. 2016. Vol. 87. No. 1. P. 87 – 94.

10. Zhang K., Wu S., HuangW. etc. Effect of MgO on emergence of blast furnace primary slag with comprehensive furnace burden // 6th Int. Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing. Jiang T. etс. (eds). Springer, Cham. 2015. P. 155 – 161.

11. Kim J., Lee Y., Min D. etc. Influence of MgO and Al2O3 contents on viscosity of blast furnace type slags containing FeO // ISIJ International. 2004. Vol. 44. No. 8. P. 1291 – 1297.

12. Nakamoto M., Tanaka T., Lee J., Usui T. Evaluation of viscosity of molten SiO2–CaO–MgO–Al2O3 slags in blast furnace operation // ISIJ International. Vol. 44. No.12. P. 2115 – 2119.

13. Panigrahy S.C., Rigaud M.A.J., Dilewijns J. The effect of dolomite addition on the properties of sinters produced from a high aluminous iron ore // Steel Researchint. 1985. Vol. 56. No. 1. P. 35 – 41.

14. Umadevi T., Roy A.K., Mahapatra P.C. etc. Influence of magnesia on iron ore sinter properties and productivity – use of dolomite and dunite // Steel Research Int. 2009. Vol. 80. No. 11. P. 800 – 807.

15. Шаповалов А.Н., Заводяный А.В., Братковский Е.В. Применение серпентинитомагнезитов Халиловского месторождения в агломерационном производстве // Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 3. С. 25 – 29.

16. 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.

17. 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. Т. XXVIII. № 5. С. 122 – 125.

18. Минералы: Справочник. 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 с.

19. Raygan Sh., Abdizadeh H., Dabbagh A., Pourabdoli M. Influence of talc additive on cold strength and reducibility of iron ore sinters compared to bentonite // Ironmaking & Steelmaking. 2013. Vol. 36. No. 4. Р. 273 – 278.

20. Umadevi T., Nelson K., Mahapatra P.C. etc. Influence of magnesia on iron ore sinter properties and productivity // Ironmaking & Steelmaking. 2013. Vol. 36. No. 7. P. 515 – 520.

21. Yadav U.S., Pandey B.D., Das B.K., Jena D.N. Influence of magnesia on sintering characteristics of iron ore // Ironmaking & Steel-making. 2013. Vol. 29. No. 2. P. 91 – 95.

22. Li T., Sun C., Liu X. etc. The effects of MgO and Al2O3 behaviours on softening–melting properties of high basicity sinter // Ironmaking & Steelmaking. 2018. Vol. 45. Issue 8. P. 755 – 763.

23. Овчинникова Е.В., Горбунов В.Б., Шаповалов А.Н. и др. Сравнительный анализ поведения магнийсодержащих материалов Южного Урала при температурах агломерационного процесса // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 11. С. 814 – 820.

24. Коротич В.И., Фролов Ю.А., Бездежский Г.Н. Агломерация рудных материалов. Научное издание. – Екатеринбург: УГТУУПИ, 2003. – 400 с.

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

26. Малышева Т.Я., Юсфин Ю.С., Гибадуллин М.Ф. и др. Влияние оксида магния на фазовые превращения и металлургические свойства высокоосновного агломерата // Сталь. 2006. № 10. С. 4 – 6.

27. Малышева Т.Я., Павлов Р.М. Влияние минералогического состава связок на прочностные свойства агломератов различной основности // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 11. С. 6 – 10.

28. Овчинникова Е.В., Шаповалов А.Н., Горбунов В.Б. Особенности поведения MgO в процессе спекания агломератов с использованием бакальских сидеритов // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2016. Вып. 11 (1403). С. 30 – 33.