Исследование технологических режимов эффективной металлизации оксиджелезосодержащих отходов металлургического производства

При проведении исследований в качестве оксиджелезосодержащих материалов использовали прокатную окалину и шламы газоочистки кислородно-конвертерного цеха № 1 АО «ЕВРАЗ ЗСМК», в качестве углеродистых восстановителей – полукокс из бурых углей Березовского месторождения Канско-Ачинского бассейна (температура полукоксования 750 °С), коксовую мелочь ПАО «Кокс» и пыль установки сухого тушения АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Содержание общего железа, оксидов FeO и Fe2 O 3 составляет в окалине 73,3, 75,5 и 20,9 %, в шламе – 41,2, 4,7 и 53,7 %. Шлам содержит также 4,3 % общего углерода и 20,6 % СаО. Буроугольный полукокс, коксовая мелочь и коксовая пыль содержат углерода и летучих веществ на сухую беззольную массу 94,05 и 9,5, 97,50 и 2,1, 97,47 и 1,6 %. Для металлизации шихт составов окалина, шлам – полукокс, коксовые мелочь, пыль с добавлением 10 % водорастворимого связующего – мелассы – прессовали прочные безобжиговые брикеты. Термодинамические спрогнозированы и технологически определены режимы металлизации исследуемых шихтовых композиций. Определены степень металлизации и содержание металлического железа, составляющие при использовании буроугольного полукокса 97,5 и 90,2 % для окалины, 97,5 и 71,3 % для шлама, коксовой мелочи 70,7 и 61,9 % для окалины, 68,9 и 48,4 % для шлама, коксовой пыли 72,1 и 62,6 % для окалины, 69,2 и 48,2 % для шлама. Установлена возможность достижения при металлизации брикетированной шихты окалина – буроугольный полукокс при температуре 1173 К и длительности 40 мин степени металлизации 97 – 98 % при содержании 92 – 93 % общего железа, 89,8 – 90,6 % металлического железа, 2,8 – 3,2 % FeO, 0,06 – 0,08 % серы, 0,016 – 0,018 % Р, 1,7 – 1,9 % углерода, 1,0 – 1,2 % СаО, 0,25 – 0,35 % MgO.

металлизация, прокатная окалина, шламы газоочистки конвертерного производства, буроугольный полукокс, коксовая мелочь, коксовая пыль, металлизованные продукты для производства электростали

1. Люнген Х.Б., Петерс М., Шмеле П. Производство чугуна // Черные металлы. 2010. № 9. С. 52 – 66.

2. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. Металлургия железа. – М.: Металлургия, 2007. – 320 с.

3. Kirschen M., Badr K., Pfeifer H. Influence of direct reduced iron on the energy balance of the electric arc furnace in steel industry // Energy. 2011. Vol. 36. No. 10. P. 6146 – 6155.

4. Takamatsu N., Nobuhiko T., Hatanaka A., Kaku H., Saitoh G. Development of iron-making technology // Nippon Steel Technical Report. 2012. No. 101. P. 79 – 88.

5. Dinel’t V.M., Strakhov V.M., Livenets V.I., Nikishanin M.S., Anikin A.E., Surovtseva I.V. Production of unroasted briquets based on small lignite semicoke particles from Kansko-Achinsk coal // Coke and Chemistry. 2008. Vol. 51. No. 9. P. 370 – 375.

6. Dinel’t V.M., Anikin A.E., Strakhov V.M. Reduction of iron ore by means of lignite semicoke // Coke and chemistry. 2011. Vol. 54. No. 5. P. 165 – 168.

7. Zhang Yang, Man Rui-lin, Ni Wang-dong, Wang Hui. Selective leaching of base metals from copper smelter slag // Hydrometallurgy. 2010. Vol. 103. No. 1-4. P. 25 – 29.

8. Zhang Y.Y. Development prospect of rotary hearth furnace process in China // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 746. Р. 533 – 538.

9. Nokhrina O.I., Rozhihina I.D., Hodosov I.E. The use of coal in a solid phase reduction of iron oxide // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2015. Vol. 91. No. 1. Article 012045.

10. Golodova M.A., Rozhihina I.D., Nоkhrina O.I., Rybenko I.A. A study on reduction processes of elements in the system V2 O 5 – Si // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 150. No. 1. Article 012006.

11. Wiesinger H. Status, realized improvements and future potentials of the Corex technology // Stahl und Eisen. 2002. Vol. 122. No. 6. P. 23 – 28.

12. Tsymbal V.P., Kozhemyachenko V.I., Rybenko I.A. etc. Background and principles of self-organizing jet-emulsion metallurgical unit // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 150. No. 1. Article 012018.

13. Ровин С.П., Калиниченко А.С., Ровин Л.Е. Возвращение дисперсных металлоотходов в производство // Литье и металлургия. 2019. № 1. С. 45 – 48.

14. Аникин А.Е., Галевский Г.В., Руднева В.В. Исследование физико-химических характеристик оксиджелезосодержащего техногенного сырья // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2018. № 9. С. 107 – 112.

15. Дигонский С.В., Тен В.В. Неизвестный водород. – СПб.: Наука, 2006. – 292 с.

16. Дигонский С.В. Газофазные процессы синтеза и спекания тугоплавких веществ (карбид кремния, пирографит, алмаз, кубический нитрид бора). – М.: ГЕОС, 2013. – 464 с.

17. Вяткин Г.П., Михайлов Г.Г., Кузнецов Ю.С., Качурина О.И. Системный анализ процессов восстановления оксидов железа в атмосфере водяного газа в присутствии углерода // Вестник ЮУрГУ. Металлургия. 2012. № 15. С. 53 – 59.

18. Якушевич Н.Ф., Строкина И.В., Полях О.А. Термодинамические закономерности фазово-химического равновесия в системе Fe– C – О2 – H2 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 4. С. 9 – 17.

19. Якушевич Н.Ф., Строкина И.В., Полях О.А. Определение параметров окислительно-восстановительных процессов в системе Fe– C – О2 – H2 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 8. С. 13 – 18.

20. Вершинин В.И., Перцев Н.В. Планирование и математическая обработка результатов химического эксперимента. – Омск: Изд-во ОмГУ, 2005. – 108 с.