РАЗРАБОТКА ОСНОВ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ МЕТАЛЛИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Приведены результаты исследования твердофазного восстановления железа с использованием программного комплекса «Терра». Исследования проводили в два этапа: на модельной элементарной системе; восстановление железа из руды углями различных марок. В результате термодинамического моделирования на первом этапе исследования окислтельно-восстановительных условий в системе Fe – C – O выявлены границы восстановительной, переходной и окислительных областей и соответствующие им значения отношения количества кислорода к количеству углерода в системе. Исследования восстановительных свойств углей путем расчетов равновесных составов в диапазоне температур 373 – 1873 К с использованием программного комплекса «Терра» показали, что состав газовой фазы в заданном диапазоне температур практически одинаков для всех типов углей и отличается по количеству выделившихся летучих. Резкое увеличение объема газа начинается при 673 К и заканчивается при 1073 К. Результаты термодинамического моделирования на втором этапе исследований позволили определить оптимальные расходы углей марок СС (слабоспекающийся), Д (длиннопламенный), 2Б (бурый), необходимые для полного восстановления железа из руды заданного состава.

1. Гасик М.И. Теория и технология производства ферросплавов. – М.: Металлургия, 1988. – 784 с.

2. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. Металлургия железа. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. – 464 с.

3. Якушевич Н.Ф., Строкина И.В., Полях О.А. Определение параметров окислительно-восстановительных процессов в системе Fe–C–O2–H2 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 8. С. 13 – 18.

4. Платонова О.В., Леонович Б.И., Лыкасов А.А. Термодинамика процессов восстановления оксидов железа углеродсодержащими газовыми смесями // Изв. вуз. Черная металлургия. 2003. № 7. С. 3 – 6.

5. Асанов В.Р., Рощин В.Е., Сенин А.В., Рощин А.В. Термодинамический анализ химических превращений при твердофазной металлизации титаномагнетитовых концентратов // Изв. вуз. Черная металлургия. 2010. № 4. С. 12 – 15.

6. Бигеев В.А., Пантелеев А.В., Черняев А.А. Математическое моделирование твердофазного восстановления пылей и шламов. – В кн.: Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. Материалы 69-й научно-практической конференции. – Магнитогорск: изд. МГТУ, 2011. Т. 1. С. 132 – 135.

7. Nobuhiko T., Hatanaka A., Kaku H., Kurihara K., Saitoh G. Development of iron-making Technology // Nippon Steel Technical Report.2012. no. 101. P. 79–88.

8. Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. – М.: Наука, 1982. – 32 с.

9. Рыбенко И.А. Разработка методики и системы расчета вариантов технологий непрерывного получения металла в агрегатах струйно-эмульсионного типа: Автореф. дис. канд. техн. наук. – Новокузнецк, 2000. 16 с.

10. Дмитриенко В.И., Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Рыбенко И.А. Термодинамическая оценка возможности легирования стали при обработке ее ванадийсодержащим шлаком // Изв. вуз. Черная металлургия. 2010. № 10. С. 17 – 20.

11. Байков А.А. Сборник трудов. – М.: Изд. АН СССР, 1948. Т. 2. С. 531 – 546.

12. Ходосов И.Е., Нохрина О.И. Исследование твердофазного восстановления железа углями Кузбасса. – В кн.: Металлургия: технологии, управление, инновации, качество. Труды XVIII Всероссийской научно-практической конференции. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2014. С. 203 – 207.

13. Динельт В.М., Аникин А.Е., Страхов В.М. Металлизация железорудного сырья с использованием буроугольного полукокса // Кокс и химия. 2011. № 5. С. 30 – 33.

14. Амдур А.М., Потапов А.М., Разницина А.Л., Лхамсурен М. Кинетика восстановления железорудного концентрата углем // Изв. вуз. Черная металлургия. 2012. № 8. С. 17 – 20.

15. Ying Yi Zhang, Yuan Hong Qi, Zong Shu Zou, Yun Gang Li. Development Prospect of Rotary Hearth Furnace Process in China // Advanced Materials Research. 2013. Vol. 746, P. 533–553.

16. Нохрина О.И., Ходосов И.Е. Использование каменных углей при восстановлении железа в твердой фазе. – В кн.: Инновации в материаловедении и металлургии. Материалы IV Международной интерактивной научно-практической конференции. – Екатеринбург: изд. УрФУ, 2015. С. 32 – 37.