Оценка технологической пригодности полукокса как углеродистого восстановителя при производстве марганцевых и кремнистых сплавов

Представлены результаты апробации применения полукокса в качестве углеродистого восстановителя при производстве марганцевых и кремнистых сплавов. Установлена принципиальная возможность использования полукокса в составе углеродной части шихты в качестве базового восстановителя для производства ферросиликомарганца. Отмечено, что новый восстановитель в чистом виде работает хуже, чем в смеси с углем. Показано, что наибольший синергетический эффект при производстве ферросиликомарганца достигнут при работе полукокса вместе с углем, при этом достигнуты максимальная производительность печи 43 т/сутки, максимальный коэффициент извлечения 87,9 %, минимальное удельное образование пыли 49 кг/т сплава. Выявлено, что при производстве ферросилиция использование нового восстановителя не дало существенного положительного эффекта, в том числе из-за его низкой структурной прочности. Отмечено, что на производительность печи влияют структура и вид восстановителя: при использовании в шихте восстановителя с более высокой реакционной способностью возможно получение более высоких производственных показателей печи. При производстве ферросилиция изменение удельного пылеобразования тесно связано с уровнем суточного производства и удельным расходом электроэнергии и может служить индикатором работы печи. Производительность печи при прочих равных условиях определяется величиной вводимой полезной мощности. При избытке углерода в шихте увеличение полезной мощности приводит к незначительному увеличению производительности печи, но при этом существенно увеличивается расход электроэнергии и удельное пылеобразование. Влияние технологических факторов на технико-экономические показатели плавки определяется степенью посадки электродов в печи.

1. Галевский Г.В., Аникин А.Е., Руднева В.В., Галевский С.Г. Применение буроугольных полукоксов в металлургии: технологическая и экономическая оценка // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2016. № (2) 243. С. 114 – 123.

2. Рябов В.А., Столбова О.Б. Современный промышленный комплекс Кемеровской области // Вестник Кемеровского государственного университета. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле. 2017. № 3. С. 41 – 46.

3. Страхов В.М. Проблемы с углеродистыми материалами для рудной и химической электротермии и пути их решения // Кокс и химия. 2010. № 8. С. 29 – 33.

4. Luo Y.H., Zhu D.Q., Pan J., Zhou X.L. Utilization of semi-coke as by-product derived from coal-based direct reduction process in iron ore sintering // Ironmaking & Steelmaking. 2016. Vol. 43. No. 8. P. 628 – 634.

5. Pistorius P.C. Reductant selection in ferroalloy production: The case for the importance of dissolution in the metal // Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 2002. Vol. 102. No. 1. Р. 33 – 36.

6. Koursaris A., See J.B. Reactions in the production of high-carbon ferromanganese from Mamatwan ore // Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 1979. Vol. 79. Р. 149 – 158.

7. Cheng A. Сoke quality requirements for blast furnaces. Part I // Iron and Steelmaker. 2001. Vol. 28. No. 1. Р. 30 – 32.

8. Ishii K. Preface to the special issue on «Innovative ironmaking reactions in new BF to aim at halving energy needs and minimizing environmental load» // ISIJ International. 2004. Vol. 44. No. 12. P. 1969 – 2178.

9. Ishii K., Yagi J. Basic research on ironmaking process in blast furnace and development in near future // Tetsu-to-Hagane. 2001. Vol. 87. No. 5. P. 207 – 220.

10. Khanna R., Sahajwalla V., Rodgers B., McCarthy F. Dissolution of carbon from alumina-carbon mixtures into liquid iron: influence of carbonaceous material // Metallurgical and Materials Transactions B. 2006. Vol. 37. No. 4. P. 623 – 632.

11. Gudenau H.W., Meier L., Schemmann V. Сoke quality requirements for modern blast furnace operation. – In book: Ironmaking conference proceedings, 1998. Р. 1067 – 1072.

12. Ким В.А., Ульева Г.А. Сравнительная оценка структуры спецкоксов, используемых в электротермии // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2012. № 2. С. 20 – 23.

13. Страхов В.М., Суровцева И.В., Елкин Д.К., Елкин К.С., Черевко А.Е. Анализ качества и перспективы использования малозольных углеродистых восстановителей для электротермического производства технического кремния // Кокс и химия. 2012. № 5. С. 18 – 21.

14. Страхов В.М. Альтернативные углеродистые восстановители для ферросплавных производств // Кокс и химия. 2009. № 1. С. 20 – 25.

15. Нефедов П.Я. О требованиях к качеству углеродистых восстановителей для процессов рудной электротермии // Кокс и химия. 2000. № 8. С. 24 – 32.

16. Dijs Н.М., Smith D.J. Factors affecting the resistivity and reactivity of carbonaceous reducing agents for the electric-smelting industry //Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 1980. P. 286 – 296.

17. Feng В., Bhatia S.K., Barry J.C. Structural ordering of coal char during heat treatment and its impact on reactivity // Carbon. 2002. Vol. 40. No. 4. Р. 481 – 496.

18. Soundara Rajan M., Somu M., Ganapathik, Malarkkan K.M.V. Thermal analysis-approach to coal reactivity studies // Indian Journal of Power and River Valley Development. 1980. Vol. 30. No. 11-12. P. 148 – 162.

19. Miura S., Silveston P.L. Сhange of pore properties during carbonization of coking coal // Carbon. 1980. Vol. 18. No. 2. P. 93 – 108.

20. Голицын М.В., Вялов В.И., Богомолов А.Х., Пронина Н.В., Макарова Е.Ю., Митронов Д.В., Кузеванова Е.В., Макаров Д.В. Перспективы развития технологического использования углей в России // Георесурсы. 2015. Т. 61. № 2. С. 41 – 53.

21. Угольная база России. Т. II. Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири (Кузнецкий, Горловский, Западно-Сибирский, бассейны; месторождения Алтайского края и Республики Алтай). – М.: ООО «Геоинформцентр», 2003. – 604 с.

22. Минерально-сырьевая база угольной промышленности России: в 2 т. Т. 1. Состояние, динамика, развитие / Н.Н. Балмасов, В.К. Бранчугов, М.В. Быкадоров и др.; под ред. А.Е. Евтушенко, Ю.Н. Малышева. – М.: изд. Московского государственного горного университета, 1999. – 648 с.