автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии производства горячебрикетированного железа из концентратов КМА на промышленной установке металлизации HYL-III

На правах рукописи

Никитченко Татьяна Владимировна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕБРИКЕТИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗА ИЗ КОНЦЕНТРАТОВ КМА НА ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКЕ МЕТАЛЛИЗАЦИИ

НУ1-Ш

Специальность 05.16 02 «Металлургия черных, цветных и редких металлов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003 15Э081

Липецк 2007 г.

003159081

Работа выполнена на кафедре «Металлургия» ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет»

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Коршиков Геннадий Васильевич

доктор технических наук, профессор Курунов Иван Филиппович

кандидат технических наук, доцент Манюгин Александр Патрикеевич

Ведущая организация

ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», г Липецк

Защита состоится «_22_» 10 2007 г в 10 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 108 02 при ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет» по адресу 398600, г Липецк, ул Московская, 30, зал Ученого совета E-mail cius@stu hpetsk ra

mkitchenko_t_v@Iebgok ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет»

Автореферат разослан «/ffi» 0Й 2007]

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 108.02

Зайцев В С

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. Для черной металлургии России производство горячебрикетированного железа (ГБЖ) представляет новое техническое направление подготовки металлизованного сырья для электросталеплавильного производства В отличие от металлизованных окатышей ме-таллизованные брикеты в меньшей степени подвержены окислению металлического железа и поэтому более безопасны для перевозок морским путем, лучше сохраняют металлургические свойства при хранении на открытых складах Основной причиной, обусловливающей интенсивность окисления металлического железа при длительном хранении, является механическое разрушение брикетов, в результате которого образуются новые поверхности контактирования металлического железа с атмосферным кислородом Разрушение брикетов с образованием мелких классов (менее 5 мм) вызывает резкое возрастание скорости окисления металлического железа В связи с этим получение металлизованных брикетов с высокой механической прочностью составляет основное требование к технологии производства ГБЖ по способу НУ1-Ш, как непремейное условие сохранения их высокой металлургической ценности

Практика производства горячебрикетированного железа из концентратов железистых кварцитов Лебединского ГОКа показала, что прочность брикетов зависит от параметров брикетирования, химического и гранулометрического составов металлизованных окатышей Углубленное изучение теории и технологии процесса брикетирования на начальном этапе освоения этой технологии обеспечит статус-кво и развитие ее в промышленном масштабе Научные результаты экспериментальных исследований в области металлизации окисленных окатышей, брикетирования металлизованных окатышей и вторичного окисления металлизованных брикетов дополняют и углубляют теорию и практику нового технического направления развития производства стали - прямого восстановления железа

Целью настоящей работы является разработка научно-обоснованных технологических решений по формированию высокой прочности горячебрикетированного железа из концентратов КМА по методу НУЬ-Ш путем оптимизации химического состава металлизованных окатышей, технологических параметров брикетирования и режима охлаждения

горячих брикетов. Для достижения указанной цели в работе были решены следующие задачи:

- исследованы основные операции технологической цепи произ- -водства ГБЖ с целью выявления возможностей регулирования и управле- , ния металлургическими свойствами брикетов и повышения технико- . экономической эффективности новой технологии производства сырья для, выплавки стали в электропечах,

- исследовано влияние химического состава окисленных окатышей на технологические режимы металлизации и прессования и прочность бри-кетов^с целью определения целенаправленного регулирования этого параметру технологического процесса путем подбора соответствующих флюсо-упрочняющих добавок,

- исследован режим охлаждения брикетов в виброохлаждающем конвейере методом погружения в ванну с водой (проектное решение) с целью выявления характерных параметров теплообмена и их влияния на металлургические свойства ГБЖ

Научная новизна работы.

1 Впервые опытным путем исследована скорость вторичного окисления горячебрикетированного железа В результате экспериментов установлены факторы, влияющие на скорость вторичного окисления ГБЖ, наиболее значимым из которых является разрушение брикетов Скорость вторичного окисления целых брикетов и фрагментов крупностью более 25мм в среднем составляет 0,1%/сек, для фрагментов крупностью +5 -25 мм скорость окисления увеличивается в 3 раза, а для класса менее 5мм - в 10 раз по сравнению с целыми брикетами

2 Исследовано влияние химического состава брикетов на их прочность. В качестве количественного критерия химического состава предложен комплексный показатель

к = М%0 + Л12Р3 Ре „ет СаО + 5гО 2 С Прочность металлизованных брикетов линейно возрастает с увеличением значения данного показателя' Его предельное значение, равное К= 26 — 31, обусловлено соотношением прочности брикетов и пластическими свойствами окисленных окатышей, оказывающих влияние на их поведение в процессе восстановления — стабильность опускания шихты в печи металлизации При этих значениях К достигается оптимальная усадка слоя окатышей в процессе восстановления.

3 Установлено, что механизм образования брикетов из восстановленных окатышей определяется стадиями переходов сыпучей среды в пористую ■на&йльная стадия и в сплошную - на конечной стадии прессования На заключительной стадии уплотнения имеет место пластическое течение всего объема прессуемого материала по закону не пористой, а сплошной среды

,4. Установлено влияние скорости деформации на прочность брикетов Увеличение скорости деформации препятствует удалению межпоровых газов и уменьшает перемещение дислокаций, дальнодействующие поля упругих напряжений не преодолеваются и процесс пластической деформации оказывается не завершенным

5 Выявлены закономерности теплообмена брикетов при двух режимах охлаждения методом погружения в ванну с движущимся потоком воды при вибрационном движении горячих брикетов (проектное решение) и методом орошения диспергированными струями ^предложение автора) Установлены зависимости качества горячебрикетированного железа от скорости охлаждения Расчетно-аналитическим путем определена предельная скорость охлавдения металлизованных брикетов - око/ю 3.0°С/с, при которой сохраняются высокие значения по прочности брикетов и степени металлизации Указанная скорость снижения температуры достигается, .путем применения способа охлаждения диспергированными струями с плотностью орошения 0,65 л/(м2 с) ,, , .

Практическая ценность работы. , ,

1 Рекомендованы режимы производства высококачественных металлизованных брикетов по основным технологическим параметрам

- химическому составу восстановленных окатышей,

- температуре брикетирования,

- скорости деформации,

- усилиям сжатия

2 На основе исследований влияния гранулометрического составу брикетируемого материала впервые осуществлен возврат на брикетирование металлизованной мелочи класса более 5 мм и менее 10мм путем е,е подачи в печь металлизации совместно с окисленными окатышами в количестве 0,2 -0,3% от общей нагрузки. ,

3 На основе исследований влияния формы брикетов на их прочность в качестве оптимального варианта рекомендована овальная форма ячеек на валковых брикет-прессах

4 Рекомендован режим охлаждения горячих брикетов диспергированными струями, обеспечивающий сохранение металлургической ценности брикетов при транспортировке, выбран тип разбрызгивающих форсунок (пневматические форсунки фирмы «ЛЕХЛЕР», с полноконусной формой струи, углом раскрытия 60° и диаметром капель 1-2мм) Применение диспергированных струй для охлаждения брикетов позволит снизить расход воды до 16 — 20м3/час

1 Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Региональной научно-практической конференции СТИ МИСиС (г Ст Оскол 2003 г), VI Международной научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (г Череповец 2003г.), Региональной научно-практической конференции МГОУ (г Губкин 2004г), Третьей международной научно-технической конференции ЛГТУ (г Липецк 2006г), в трудах XXIII Российской школы Российской академии наук (2003г)

Публикации, Материалы диссертации опубликованы в12 печатных работах в научно-технических изданиях.

Структура и объем работ. Работа состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, библиографического списка из 129 наименования и 2 приложений. Работа изложена на 165 страницах, содержит 42 иллюстрации и 23 таблицы.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, определена цель исследований, показана научная новизна и практическая ценность работы. Приведены основные научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлены основные тенденции развития технологии производства стали, где показаны наиболее значимые преимущества горячебрикетированного железа: известный точный и постоянный химический состав; отсутствие примесей цветных металлов, низкое содержание серы и фосфора; возможность разбавления с недорогим ломом; легкость транспортировки и разгрузки/погрузки; возможность автоматической непрерывной загрузки; увеличение производительности печи; уменьшение шума во время переплавки по сравнению с ломом; улучшение экологической обстановки. Дано описание технологического процесса производства горячебрикетированного железа по способу HYL-IÍÍ.

Представлены основные особенности технологии горячего брикетирования восстановленных окатышей на валковых брикет-прессах., рис. 1,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Приемная воронка

i'

-Конвейер готового продукте

Рис. / - Схема установки брикетирования и охлаждения брикетов

Весь процесс прессования можно разделить натри не четко разделенные' стадии на первой стадии 'Происходит перекойпоковка"частиц, на второй резко уменьшается Относительное скольжение между частицами, и начинает приобретать значение упругость, а также пластическая деформация прессования На третьей ступени преобладают пластическая деформация, если это пластичный материал, и хрупкость, если это хрупкий материал

Особенно важным для получения прочных брикетов является правильное соотношение между скоростью загрузки материала и объемом ячеек на валках брикет-пресса При недостаточной скорости загрузки материала в зажиме валков возникает условие «голода», когда между валками и материалом в зоне подачи происходит слишком большое проскальзывание, что приводит к получению непрочного брикета В случае чрезмерной подачи материала между брикетами образуется толстая перемычка, которая препятствует разделению брикетной ленты на отдельные брикеты, кроме того, газ, заключенный в порах окатышей не успевает выйти, что приводит к увеличению пористости брикета. С увеличением скорости прессования значительное количество накопленной упругой энергии не успевает превратиться в пластическую деформацию Это приводит к разломам или образованию трещин (закрытые трещины, раковинные изломы) в брикетах во время снятия напряжения Поэтому Оптимизация динамических параметров брикетирования является важной задачей при получении прочных брикетов Основные требования к качеству металлизованных брикетов Химический состав, % (масс ).

- Ре о6щ более 90,0

- Ре мег не менее 83,0

- М (степень металлизации) не менее 02,0

-С 1,0-1,20

-Б не более 0,012

- 8Ю2 не более 4,5

- пустая порода 5,4 - 6,5 Физические свойства

Насыпной вес 2 4-27 т/м3

Кажущаяся плотность 4 8-5 0 т/м3

Выполнен анализ и обобщение мирового опыта по достижению наилучших показателей в производстве железорудных брикетов, которые позволили выделить в качестве основных технических направлений в решении поставленных задач оптимизацию температурного режима прессования, химического состава восстановленных окатышей, степени металлизации, гранулометрического состава брикетируемого материала и динамических параметров прессования

По каждому из указанных направлений в мировой практике достигнуты далеко неодинаковые результаты Пожалуй, более определенно можно сделать, только одно обобщение, каждый из указанных параметров не только не однозначен, но более того, находится ВО1 взаимосвязи с другими параметрами. , ,

Во второй главе выполнен статистический анализ производства металлизованных брикетов на установке НУЬ-Ш

Пуско-наладочный период освоения новой технологии производства горячебрикетированного железа, изобилующий широким диапазоном варьирования практически всех основных технологических параметров, предоставляет большое поле выборки для статистических исследований с целью определения (выбора) наиболее рационального направления совершенствования технологии производства горячебрикетированного железа

На первом этапе исследовали влияние состава флюсо-упрочняющих добавок на прочность металлизованных брикетов Выборка была сделана из базы данных за 2001 - 2002 гг Опыты включали результаты испытаний более двадцати видов флюсоупрочняющих добавок, различающихся между собой химическим составом и количеством. По результатам анализа было установлено значительное влияние на процессы металлизации и брикетирования, как на конечные свойства брикетов, химического состава пустой породы металлизованных окатышей

Пластическая деформация является результатом необратимых смещений атомов В кристаллах эти смещения атомов в большинстве случаев происходят путем движения дислокаций, что является основным атомным механизмом пластической деформации Движение дислокаций в металлах и сплавах, как правило, происходит путем скольжения Возможность скольжения, а также направление и величина скольжения в любом кристаллическом материале обусловлены, по крайней, мере, четырьмя главными факторами

1) типом связи, образующей кристаллическую структуру,

2) величиной напряжений сдвига в данном материале, вызванных внешней нагрузкой,

3) геометрией кристаллической структуры, т е числом прочных плоскостей и направлений и углами между ними,

4) ориентировкой каждого кристалла относительно действующих на него сил, стремящихся вызвать сдвиг

Таким образом, пластичность твердого тела зависит от типа связи кристаллов и степени симметрии (геометрии) кристаллической решетки Наиболее пластичными являются металлы, наименее - кристаллы с кова-лентной связью - кремний, углерод и др

Металлизованные окатыши представляют собой композиционную систему, в основе которой лежит очень пластичное свежевосста-новленное железо. Однако пластичность окатышей, в значительной мере, определяется и пластическими свойствами кристаллов пустой породы Поэтому тип1 последних существенно влияет на свойства брикетов.

Анализ значимости физико-химических характеристик соединений, образующих пустую породу восстановленных окатышей, показал, что максимальные энергетические связи определяются массовым соотношением кислотных и основных оксидов пустой породы по отношению металлического железа, как основного каркаса, и углерода Аналитическая форма этого соотношения имеет вид

К =

Мф + А12Р3 Ре_, СаО + 8гО , С

(1)

где 8Ю2, А1203, СаО, М§0, Ремет, С - содержание соответствующих химических компонентов в брикетах, %

К — комплексный показатель химического состава брикетов На рис 2 представлен график, отражающий зависимость прочности брикетов от этого показателя График построен по данным, отражающим период активного поиска оптимального состава флюсоупрочняющих добавок Для исключения влияния параметров брикетирования из базы данных были взяты те опыты, которые соответствовали одинаковому режиму брикетирования температура брикетируемого материала — 665-680°С, вращающий момент — 2500-2600 Н м

80,0 £ 75,0 ^ 70,0 -

§ 65,0

0 с

2 60,0

1

I- 55,0 -

е

8 50,0

¡г

о

ё" 45,0 40,0

0

у = 0,5989х + 43,671 Я2 = 0,749

♦ *

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

К

Рис 2 - Зависимость прочности брикетов от комплексного показателя химического состава металлизованных окатышей

Анализ графика показывает, что прочность брикетов возрастает при увеличении содержания оксидов магния и алюминия и снижается при увеличении содержания оксидов кальция и кремния. Увеличение прочности брикетов с увеличением содержания оксидов алюминия и магния объясняется тем, что такие соединения как А12Оз, М§0 препятствуют образованию двухкальциевого силиката, характеризующегося высокой твердостью Оксид магния ограничивает процесс ферритообразования и приводит к образованию магнезиальной шпинели, что обеспечивает горячую прочность окатышей и их пластичность, так как плоскости с максимальной атомной плотностью отличаются наибольшим межплоскостным расстоянием Поэтому движение дислокаций вдоль них идет особенно легко, что позволяет получить большую степень деформации окатышей. Кристаллы СаО, имеющие ионный характер связи, ухудшают пластические свойства материала Таким образом, соотношение компонентов пустой породы - 8Ю2, А1203, СаО, М§0 и температура обжига окатышей определяют структуру связок, обеспечивающих не только определенные металлургические свойства, но и свойства пластичности восстановленных окатышей

Проверка адекватности, полученного математического уравнения-у=0,5989х+43,671, (2)

определяющего зависимость прочности брикетов от комплексного химического Показателя, выполнена по критерию Фишера По результатам расчетов было получено значение критерия Фишера ^сч=3,98, Ртабл при а=0,05 равнб 1,00, те РраСЧ > Рооз, что подтверждает адекватность уравнения (1) экспериментальным значениям, представленным на рис 2

Анализ влияния содержания железа металлического - Ремет и углерода -С показал, что прочность брикетов возрастает при увеличении Ремет и снижается при увеличении С Первое обусловлено повышением сил сцепления между частицами чистого железа, а второе — тем, что карбидные частицы (цементит) обладают высоким модулем упругости и играют роль барьеров, препятствующих движению дислокаций в процессе пластической деформации, для их преодоления нужны большие напряжения

Согласно теории деформации металлов помимо структуры материала на картине пластической деформации сильно сказываются внешние условия её проведения - температура и скорость При использовании валкового брикетирования скорость деформации определяется скоростью валков, а качественным показателем при этом может служить объемная плотность брикетов

На основе анализа статистической базы данных было определено, что зависимость прочности брикетов от температуры нагрева прессуемого материала имеет вид квадратичной зависимости- прочность брикетов возрастает с увеличением температуры прессования, рис 3

650 660 670 680 690 700 710

Температура, "С

Рис 3 — Зависимость прочности брикетов от температуры прессуемого материала

Характер представленной на рис 3 зависимости объясняется закономерностями пластической деформации чем ближе температура материала к уровню 0,5Тпл, тем более заметное развитие получает межзеренная деформация, обеспечивающая переход к «сверхпластичности» материала

Установлено, что повышение плотности брикетов способствует увеличению их прочности, при этом наибольший прирост прочности брикетов 5 -3% достигается при изменении плотности в диапазоне от 4,6 до 5,1кг/дм3

Выведена многофакторная зависимость прочности брикетов от комплексного показателя химического состава, температуры прессования и плотности брикетов, выражающаяся уравнением

4.25 = 1,1807 К + 0,1189 Т + 19,3632 • р -146,3429 , (3) адекватность которого подтверждена высоким значением коэффициента множественной корреляции 11=0,7455

В третьей главе представлены методики выполнения исследований и описание лабораторного оборудования, результаты исследований вторичного окисления металлизованных брикетов, влияния химического и гранулометрического состава восстановленных окатышей на прочность брикетов

По результатам исследований, установлено, что разрушение брикетов является наиболее сильным фактором, ускоряющим процесс окисления Ремгп, рис 4

0,4 , 4

0,35

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

Длительность хранения, сутки

Рис 4 - Изменение скорости окисления РеЛ,ет в металлизованном продукте разной крупности при хранении на открытом воздухе

♦ 1 Брикеты о 2 Класс +25 мм д 3 Класс -25+5 ым а 4, Класс мм

Если целые брикеты могут сохранять первоначальное содержание Ремет в течение почти двух месяцев, то в разрушенных брикетах превращение Ремех в оксиды начинается уже на 10 - 15 сутки пребывания на воздухе При этом, чем мельче размер вновь образовавшихся при разрушении кусков, тем выше скорость окисления в них Ремет. Установленная закономерность обусловливается изменением свободной энергии вещества за счет образования новых поверхностей и выражается соотношением

ДОакг=ЕШпСа/С, (4)

где ДСакт - изменение энергии Гиббса у брикетов, подвергшихся разрушению, кДж/моль, С„- равновесная концентрация Ремет активированного, моль/кг, С - то же, в исходном состоянии, моль/кг

Поэтому повышение прочности брикетов составляет важную технологическую задачу в решении проблемы транспортирования и хранения на складах без ухудшения их металлургической ценности по содержанию

В целях определения оптимального химического состава металлизо-ванных окатышей, позволяющего получить прочные брикеты и при этом не нарушить равномерность движения столба шихты в печи металлизации были выполнены лабораторные исследования по изучению металлургических свойств окисленных окатышей с различным составом флюсоупрочняющих добавок и брикетируемости восстановленных окатышей В результате исследований было установлено, что оптимальное значение комплексного показателя К (1) составляет 26-31 При таких значениях массового соотношения основных и кислотных оксидов пустой породы в окатыцвд и соотношения Ремет/С в брикетах достигается высокая прочность ГБЖ при допустимых пределах усадки слоя окатышей в процессе восстановления {> 22%) , рис 5

к

Рис 5- Зависимость прочности брикетов и усадки слоя окатышей в процессе восстановления от комплексного показателя химического состава

♦ / - Прочность брикетов и о кл +2 5мм

»2- Усадка слоя в процессе восстановления, %

По результатам лабораторных испытаний установлено, что наилучшие показатели по прочности имеют брикеты, полученные из окатышей с флю-соупрочняющей добавкой из смеси известняка с бокситом в соотношении 1 1 Состав и структура связки, формируемой этой смесью, позволяет со-

хранить низкую деформацию окатышей в печи металлизации, обеспечивая требуемую пластичность восстановленных окатышей при прессовании

Г ■ ^ Г" / 1 ' I

, Брикетирование восстановленных > окатышей различного гранулометрического состава показало, что содержание мелочи в брикетируемой шихте способствует созданию более плотной упаковки за счет увеличения числа контактов между отдельными частицами брикетируемого материала Исследования показали, что при наличии в брикетируемом материале ме-таллизованной мелочи от 10 до 30% прочность брикетов по классу +25мм возрастает до 80%, а выход мелочи класса -5мм снижается на 0,4%, индекс истирания снижается более чем в 2 раза, рис. 6

Содержание класса -5мм, % Рис б - Влияние содержания мелочи класса менее 5мм в шихте на прочность брикетов ♦ 1 Выход кя +23мм т 2 Выход кя -5мм

На основе результатов исследований впервые был осуществлен возврат металлизованной мелочи кл -10 +5мм путем ее подачи в печь вместе с окисленными окатышами в количестве 0,2 - 0,3% от нагрузки, что позволило поднять прочность брикетов на 2 - 3% и сократить выход мелочи наЗ%

В четвертой главе представлены результаты исследований влияния динамических параметров процесса брикетирования на прочность брикетов В технологи валкового прессования скорость деформаций определяется скоростью вращения валков Прочность брикетов зависит от скорости вращения валков (пв), полноты заполнения ячеек, зависящей от скорости вращения шнекового питателя (пшн ), при соотношение пшн/пв в пределах 9,9 -10,2, температура прессуемого материала 680 - 695°С, На рис 4 1 представлена зависимость прочности брикетов от скорости вращения валков при соотношение пшн/п„ в пределах 9,9 - 10,2 и температуре прессуемого материала 680 - 695°С

8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5

Скорость валков, об/мин

Рис 7 — Зависимость прочности брикетов от скорости валков брикет-пресса

'Анализ графика показывает, что прочность брикетов уменьшается с увеличением скорости вращения валков Увеличение скорости вращения валков на 0,1 об/мин приводит к снижению прочности брикетов примерно на 0,7%

Это объясняется тем, что при увеличении скорости деформации снижается степень удаления газовой фазы, заключенной между окатышами и в порах самого окатыша, это препятствует процессу схватывания металлических поверхностей Кроме того, при сокращении времени действия приложенных напряжений, уменьшается перемещение дислокаций, дальнодейст-вующие поля упругих напряжений не преодолеваются и процесс пластиче-

ской деформации оказывается незавершенным В результате часть энергии, передаваемой силами сжатия, не успевает превратиться в пластическую деформацию, что приводит к возникновении) упругой деформации после снятия давящей нагрузки Это подтверждается результатами измерения объемной плотности брикетов, рис. 8. . ,«

5,3 1

5,25 -

5,2

у = 0,0108х - 0,2763х + 6,7841 Я2 = 0,5635

5,15

5,1 -

X

8 5,05

4,95

8,5

9,5 10 10,5 11 11,5 12 Скорость валков, об/мин

Рис 8 - Зависимость объемной плотности брикетов от скорости валков брикет-пресса

Для технологии прессования особенно важно правильное соотношение между скоростью деформации и объемом прессуемого материала Регламентируемое соотношение между указанными факторами обеспечивается автоматическим регулированием скорости подачи материала на пресс Контролируемым параметром процесса брикетирования является значение крутящего момента, определяемого по силе тока на электроприводе валков Значительное увеличение подачи материала при несоответствии скорости валков приводит к увеличению зазора между валками, т. е увеличению толщины перемычки между брикетами Это в свою очередь ухудшает процесс разделения брикетной ленты на отдельные брикеты и сказывается на механической прочности брикетов В случае недостаточного количества материала в зажиме валков возникает условие «голода», что приводит к получению непрочного брикета

В результате исследований было установлено, что оптимальное значение соотношения скоростей шнека и валков определяется пластическими • > свойствами брикетируемого материала, рис 9. ,

9 9,3 9,6 9,9 10,2 10,5 10,8 11,1

Пщ/Пв

Рис 9 — Влияние соотношения числа оборотов шнека к числу оборотов валков на прочность брикетов А J - Среднее значение К=31,75

• 2 - Средней значение К=21,25

ШЗ - Среднее значение К= Д 7

Представленные на рис 9 зависимости подтверждают результаты исследований влияния комплексного химического показателя на прочность брикетов чем выше.значение К, тем выше, пластические свойства металлизо-ванных окатышей С увеличением! К возрастает амплитуда оптимума и его месторасполбжейие смещается в .сторону больших значений пш/п0, т е при возрастании комплексного химического показателя, на прессование необходимо подавать большее количество материала

Влияние формы ячеек на качество брикетов выражается в формировании однородности брикета В процессе валкового прессования скорость деформации путем сжатия неодинакова по объему ячейки - окатыши в задней части ячейки проходят последними через плоскость осей валков и не получают окончательного сжатия пока не откроются передние края форм

В результате в разных частях брикета плотность упаковки металлизо-ванных окатышей неодинакова — брикеты неоднородны по плотности

Исследования влияния формы и размеров брикетов показали, что наибольшая прочность достигается при использовании овальных форм при минимально допустимых размеров брикетов, табл 1

Таблица 1 Прочность брикетов при испытании во вращающемся барабане

№ пресс-формы Форма брикета Гранулометрический состав, %

+25 мм -25+10 мм -10+5 мм -5+0,5 мм -0,5 мм

Целые брикеты 3/4 брикета 2/3 брикета 1/2 брикета 1/3 брикета Меньше 1/3 брикета Обломки брикетов и о 3 м; К 8 § Ё Я со £ з ° * 5 & §

1 Прямоугольная с гранями 50,4 21,9% 24,6 2,5 0,6

10,4 21,2 36,3 2,1 7,4 2,6

2 Прямоуголно-овальная 69,4 18,6 8,7 2,1 1,2

18 25 32 25 40 60

3 Квадратная 56,2 22,8 18,9 1,5 0,6

5,2 23,5 25,4 45,9 56,1 43,9

4 Малая овальная 77,4 11,0 10,1 0,9 0,6

54,4 25 20,6 48,6 51,4

По результатам выполненных исследований определено, что работа прессования, затрачиваемая на производство горячебрикетированного железа, регулируется отношением скоростей оборотов шнекового питателя и валков пресса (пш/п„) При химическом составе металчизованных окатышей, выражаемых комплексным показателем К, равным 21 - 33, работа прессования составляет 5,0 - 5,ЗкДж/кг

Пятая глава посвящена исследованию влияния на прочность брикетов режима охлаждения

Процессы трещинообразования и разрушения материалов начинаются при достижении касательными напряжениями некоторого предельного зна-

чения, определяемого уровнем сил сцепления между частицами, т е когда достигает этого предела сумма всех действующих напряжений

- напряжений, возникающих под действием внешних сил,

- напряжений второго рода, возникающих вследствие различных коэффициентов термического расширения фаз, входящих в состав материала,

- напряжений первого рода, уровень которых зависит от скорости охлаждения из зоны пластического состояния

Для определения скорости охлаждения брикетов путем погружения в ванну с водой, сопровождающегося вибрацией, была разработана математическая модель расчета интенсивности теплообмена между высокотемпературным твердым телом и водой

Коэффициенты конвективной теплоотдачи при вибрационном охлаждении рассчитаны по уравнениям, включающими критерии Прандтля, Нус-сельта и Рейнольдса

Среднее значение коэффициента конвективной теплоотдачи при пленочном режиме кипения связан с локальным соотношением.

(5)

Коэффициент теплоотдачи для пузырькового режима охлаждения был рассчитан по формуле

з ( V'7

/у -7.1 ГГ4__ Р>Я рг-0 35

~ ' 1и о д г /-чтоТ 7--(6)

<? ' №{РЖ 'РЖ 1АарРпОх ) где СХпуз -коэффициент теплоотдачи при пузырьковом режиме кипения, Вт/м2 °К, Ьпал-

теплота парообразования, кДж/°К, сг - сила поверхностного натяжения, Н/м; рж - плотность воды, кг/м3, - теплопроводность воды, Вт/м °К, Яд - теплопроводность пара, Вт/м °К,

Проверка адекватности уравнений (5) и (6) выполнена путем измерения параметров режима охлаждения на промышленном вибрахцфнном охладителе, рис 10

Анализ графиков на рис 10 показывает, что зависимость температуры брикетов на выходе из охладителя от удельного расхода воды выражается уравнениями линейного вида

у, = - 254,88х +292,16, Я2 = 0,8857, (7)

уг = - 233,11х + 276,9, Я2 = 0,9708, (8)

где у] и у2 - температуры брикетов на выходе из ванны виброохлаждающего конвейера, х — удельный расход воды, м3/т брикетов , Уравнение (7) отражает результаты экспериментальных данных, ура^цение (8) — результаты расчетов на основании закономерностей теплообмена Вид графиков и их аналитические формулы свидетельствуют о высокой

адекватности математической модели охлаждения брикетов в проточной ванне практическим значениям.

« 250 §

1 " 200 1

У1 = -254,88х +292,16

у2 = -233, Их + 276,9 0,9708

150

з 100

I 50

= -109,82х+ 144,55

Я23 = 0,9756

у4 = -103,88х+ 139,7 Я24= 0,9669

0

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Удельный расход воды, м3/т

Рис 10 - Зависимость конечной температуры брикетов и охлаждающей воды на выходе из виброохлаждающего конвейера от удельного расхода охлаждающей воды

♦1 Экспериментальные значения Т брикетов

■ 2 Расечтные значения ТСрикетпов

А.З Экспериментальные значения охиаждякяцвй воды ♦ 4 Расчетные значения охлаждающей боды

На основе расчетов, выполненных с помощью разработанной математической модели, было установлено, что наибольшие значения скорости охлаждения брикетов 120 - 80°С/с наблюдаются в первые 2-3 секунды движения брикетов по ванне Величина температурных напряжений при скорости охлаждения 120°С/с составляет около 8,2МПа, что в 1,5 раза превышает уровень напряжений, при котором наступает образование трещин или микротрещин Уменьшение термических напряжений в брикете ниже уровня 6МПа достигается при повышении температуры охлаждающей воды до температуры насыщения, но при этом температура брикета на выходе из ванны виброохлаждающего конвейера в два раза превышает максимальное допустимое значение - 100°€ Поэтому для снижения температурных напряжений в процессе охлаждения был предложен иной способ охлаждения брикетов — диспергированными струями

Исследование влияния охлаждения брикетов путем применения диспергированных струй на их конечную температуру производилось в лабораторных условиях. Сравнительный анализ скоростей охлаждения брикетов при использовании двух режимов; погружением в ванну с водой и диспергированными струями, показал, что максимальная скорость охлаждения при использовании первого способа в 2,5 раза выше максимальной скорости второго.

Снижение скорости охлаждения брикетов способствует снижению внутренних термических напряжений; а1 — к • Е ■ а, - А/ . и, как следствие, повышению прочности брикегов.

По результатам испытаний была определена зависимость прочности брикетов от скорости охлаждения. При этом было установлено, что Скорость охлаждения влияет и на степень металлизации. Сопоставление полученных зависимостей показало: для обеспечения степени металлизации брикетов не ниже 93% скорость их охлаждения должна быть не менее ЗСГС/с. Это позволит увеличить прочность брикетов с 45 до 65%, рис. 11.

75 1 у 2 = 9Е-06хЗ - 0,0022x2 + 0,1476х + 90,627 04

70 Гх 93.5

65 Л а

{Л 60 А / А / — А 1 52,5 £

г! 55 1

< 50 92 г А X V

45 2/ У| = -0,2542* + 72.264 91,5 |

40 ■ А К1, = 0,5883 4 9!

А ------1—-1- 90.5

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130

Скорость охлаждения С/с

Рис. II - Зависимость прочности брикетов и их степени металлизации от скорости охлаждения ♦ 1 - Прочность брихвтов А2 - Степень металлизации В результате проведенных исследований был определен наиболее оптимальный режим охлаждения брикетов, обеспечивающий повышение их

прочности и сохранение содержания Ремет на уровне 93% Расчетным путем было определено, что максимальная скорость охлаждения 30°С/с достигается при использовании диспергированных струй с плотностью орошения 0,65 л/(м2 с) Для распыла воды могут быть применены форсунки фирмы «ЛЕХЛЕР», с полноконусной формой струи, и углом раскрытия 60°. Данные форсунки выпускаются в широком диапазоне расходов воды и обеспечивают размер капель струи от 1 до 2мм, что обеспечивает более эффективное их испарение

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

На основании статистического анализа производственной базы данных, лабораторных исследований и теоретических обобщений разработаны технические мероприятия по повышению металлургической ценности горячебрикетированного железа, полученного по методу НУЬ-Ш, путем оптимизации химического состава брикетируемого материала, технологических параметров брикетирования и режима охлаждения горячих брикетов При этом установлено

1 Работа прессования, затрачиваемая на производство горячебрикетированного железа из концентратов железистых кварцитов (Ре0бщ = 67,5068,50 %, БЮг =2,70-3 20 %) с добавками флюсоупрочняющих смесей из известняка, доломита и боксита в соотношении, обеспечивающим численное значение комплексного показателя К =21 - 33, составляет 5,0 — 5,3 кДж/кг

2 Наиболее существенным фактором, определяющим стабильность качества брикетов по содержанию Ремет при длительном пребывании на открытом воздухе, является их механическая прочность, обеспечивающая целостность брикетов при транспортировке Скорость вторичного окисления целых брикетов и фрагментов крупностью более 25мм в среднем составляет 0,1%/сек, для фрагментов крупностью +5 -25 мм скорость окисления увеличивается в 3 раза, а для класса менее 5мм - в 10 раз по сравнению с целыми брикетами

3 Оптимальный химический состав металлизованных брикетов определяется регламентируемыми требованиями трех факторов 1- высокая прочность брикетов, 2 - стабильность режима работы шахтной печи металлизации при высоких температурах восстановления — выше 850°С и 3 -минимальное содержание пустой породы в брикетах При производстве ГБЖ из концентратов с кислой пустой породой оптимизация химического состава достигается путем добавки к ним флюсоупрочняющих добавок в виде известняка, доломита и боксита Критерием, регламентирующим химический состав металлизованных окатышей, служит комплексный показатель

к = Мё° + м ре -СаО + ЛО 2 С

численное значение которого составляет 26 - 31

4 Увеличение железа металлического на 1% способствует увеличению прочности брикетов на 2,5 - 3% по классу +25мм , увеличение содержания углерода на 0,1% приводит к снижению прочности брикетов на 1,5 -2% по классу +25мм ,

5 Установлены и реализованы на практике оптимальные параметры технологического режима брикетирования металлизованных окатышей с комплексным показателем химического состава К=21 - 33

- скорость вращения валков ниже 9,3 об/мин,

- отношение скоростей шнека и валков (пшн/пв) — 9,9 -10,3,

- температура прессуемого материала выше 690°С,

- форма ячеек на брикет - прессах малых размеров форм с закругленными гранями

6 Предложен и реализован на практике возврат в производство ме-таллизованной мелочи класса 5 - 10мм путем её подачи в печь вместе с окисленными окатышами в количестве 0,2 - 0,3% от нагрузки Это обеспечило повышение прочности брикетов по классу +25мм на 2 — 3% и сократить выход мелочи на 3%

7 На основе математической модели рассчитаны характерные параметры режима охлаждения горячих брикетов в виброохлаждающем конвейере (проектное решение) Установлена критическая величина скорости „ охлаждения, отвечающая требованиям сохранения прочности брикетов и степени их металлизации Эта величина составляет 45 — 50°С/с что недостижимо при данном способе охлаждения

8 Разработан оптимальный режим охлаждения брикетов диспергированными струями с плотностью орошения 0,65 л/(м2 с), обеспечивающий увеличение прочности брикетов на 15 -20% по классу +25мм, снижение индекса истирания на 0,05% с сохранением степени металлизации брикетов не ниже 93%

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1 Тимофеева А С, Никитченко Т В , Чмель И С, Гончарова Н С Влияние флюсующих добавок на металлургические свойства обожженных окатышей в условиях цеха горячебрикетированного железа в условиях ЛГОКа Известия ВУЗов Черная металлургия 2003 №6 С 5-7

2 Тимофеева А С, Никитченко Т В , Рекун С Н, Семина Ю В , Руднов И А Исследования прочности брикетов, производимых Лебединским горно-

а

обогатительным комбинатом Известия ВУЗов Черная металлургия 2003 №10 С 7-8

3 Тимофеева А С , Крахт Л Н, Никитченко Т В. Скорость окисления горя-чебрикетированного железа Известия ВУЗов Черная металлургия 2005. №4 С 68-69

4 Меркер Э Э, Никитченко ТВ , Тимофеева АС и др Интенсификация охлаждения клинкера водовоздушными струями Известия ВУЗов Черная металлургия 1994 №2 С 56-58

5 Тимофеева А С , Никитченко Т В Повышение прочности горячебрикети-рованного железа «Наука и технологии» Труды XXIII Российской школы М. Российская академия наук 2003 С 217-223

6 Тимофеева А С , Никитченко Т В , Руднов И А. Цементация и спекообра-зование при получении металлизованных окатышей и прочность горячебри-кетированного железа Сборник научных трудов региональной научно-практической конференции 27-28 ноября 2003. г.Ст Оскол С 143

7 Тимофеева А С , Никитченко Т.В Исследование характеристик дисперсных струй, предназначенных для охлаждения высокотемпературных тел Сборник научных трудов региональной научно-практической конференции 27-28 ноября 2003 г Ст Оскол С 140-142

8 Тимофеева А С, Никитченко Т В Исследование прочностных характеристик горячебрикетированного железа для получения стальной дроби Материалы VI Международной научно-технической конференции Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства г Череповец 2003 С 43-47

9 Тимофеева А С , Руднов И А , Никитченко Т.В Влияние прессуемого материала на прочность брикетов Региональная научно-практическая конференция г Губкин 2004. С. 88-91

10 Тимофеева А С , Никитченко Т В , Крахт Л Н , Велик Н П Исследование схода шихты в печи металлизации Материалы третьей международной научно-технической конференции 31 октября - 3 ноября 2006 г Липецк Часть №5 С 180-184

11 Крахт Л Н, Тимофеева А С , Никитченко Т.В , Уразова Л Ф Исследование микроструктуры окатышей Материалы третьей международной научно-технической конференции 31 октября - 3 ноября 2006 г Липецк Часть №5 С 184-188

12 Евстюгин СН, Кононыхин АВ, Калиненко ЮН, Никитченко ТВ, Крымов Ю А , Каменев А А Пути повышения технико-экономических показателей установки НУЬ-Ш Сталь 2007 №4 С 12-13

Подписано в печать «3» сентября 2007г Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ №161 Типография ООО «Антиква», г Старый Оскол, б-р Дружбы, 1

Введение

Глава I Состояние вопроса и постановка задачи исследований

1.1 Основные тенденции развития технологии производства стали

1.2 Структурная схема технологии производства горячебрикетированного железа по способу НYL-III

1.3 Основные требования к качеству металлизованных брикетов

1.4 Основные особенности технологии горячего брикетирования восстановленных окатышей

1.5 Анализ и обобщение мирового опыта по достижению наилучших показателей в производстве горячее-брикетированного железа

1.6 Основные направления совершенствования технологии производства горячебрикетированного железа

1.7 Выводы и постановка задачи исследования

Глава II Статистический анализ производства металлизованных брикетов на установке HYL-III

2.1 Анализ и обобщение опыта работы промышленной установки HYL-III

2.2 Статистический анализ влияния химического состава металлизованных окатышей на прочность брикетов

2.3 Статистический анализ влияния температуры прессуемого материала и плотности брикетов на их прочность

2.4 Многофакторная зависимость показателя прочности брикетов

2.5 Выводы

Глава III Исследование влияния химического и гранулометрического составов металлизованных окатышей на технологию и качество брикетов

3.1 Методика исследований

3.2 Критерии оценки и методы измерения качественных характеристик брикетированного железа

3.3 Результаты исследований

3.3.1 Влияние различных факторов на скорость окисления металлического железа

3.3.2 Влияние химического состава флюсоупрочняющих добавок на качество металлизованных окатышей и прочность брикетов

3.3.3 Влияние гранулометрического состава металлизованных окатышей на прочностные характеристики брикетов

3.4 Выводы

Глава IV Исследование влияния технологических параметров брикетирования на качество брикетов

4.1 Влияние динамических параметров брикетирования на прочность брикетов

4.2 Экспериментальные исследования зависимости прочности брикетов от формы и размера ячеек на валковых прессах.

4.3 Выводы

Глава V Исследование влияния режима охлаждения брикетной ленты на качественные показатели брикетов

5.1 Технология охлаждения

5.2 Основные закономерности теплообмена в процессе охлаждения брикетной ленты водой

5.2.1 Охлаждение в проточной ванне

5.2.2 Охлаждение диспергированными струями

5.3 Влияние режима охлаждения брикетов на качество брикетированного железа

5.4 Обоснование оптимальных параметров охлаждения

5.5 Выводы

Проведенные аналитические исследования перспектив производства металлопродукции позволяют сделать вывод о том, что к 2010 г. ожидается значительное увеличение количества стали, выплавляемой электросталеплавильным способом. В 2005 г 33,6% мирового объема производства стали, было произведено в электросталеплавильных печах, к 2010 г. значение данного показателя возрастет до 45%. [1-4] Доля электростали в России в 2005г. составила 22%, но по прогнозам ООО «Корпорации Чермет» к 2015г. увеличится до 35% от общего объема выплавки стали. [5]

Основными видами сырья в электрометаллургии является лом (78% в 2004г.), металлизованное сырьё (13%) и чугун (9%). [3]

Таблица 1 - Потребление основных видов металлосодержащего сырья в мировом электросталеплавильном производстве, млн. т

Параметр 2003 год 2004 год 2005 год Прогноз на 2010 год

Производство электростали 315,2 356,5 378 425-435

Металлосодержащее сырьё 346,8 392,1 418 475-480

Потребление лома 270 304 325 353-356

Потребление чугуна 24 28 29 33

Потребление металлизованного сырья 47,8 54,1 57 75-77

Чугун, произведенный по альтернативным технологиям 5 6 7 ' 14

Рост производства стали в электропечах предопределяет существенное увеличение спроса на металлосодержащее сырьё. В 2004г. общий объем мирового потребления лома составил около 450 млн. т, свыше 70% от этого количества (304 млн.т) было использовано в электрометаллургии. Общий спрос на металлосодержащее сырьё в электрометаллургии в 2005 - 2010 гг. вырастет на 80 - 85 млн. т. При этом возможности по увеличению заготовки лома в мире ограничены. Более того, в начале 2010-х г. вполне вероятно снижение объемов заготовки лома вследствие активного расширения использования современных технологий (например, непрерывной разливки стали), что приводит к сокращению образования оборотного лома на металлургических 4 предприятиях [1]. По расчетам специалистов ОАО ММК доля лома, экономически целесообразного для сбора, в общем объеме запасов, начиная с 2011г., будет снижаться, а к 2018г. в России практически не останется запасов экономически целесообразных для сбора лома, рис. 1 [5].

250 1

2000 2005 2010 2015 -2018

Годы Обшие запасы лома □ Экономически целесообразный для сбора лом

Рис. 1 - Количество лома, экономически целесообразного для сбора

Это позволяет прогнозировать рост спроса на другие виды металлосо-держащего сырья, в первую очередь на металлизованные материалы, изготовленные из первородного железорудного сырья, например из железорудных концентратов. Кроме того, уже в настоящее время сталеплавильное производство испытывает ограниченное количество качественного лома.

Дополнительным фактором роста потребления металлизованного сырья является опережающий рост производства высококачественных сталей, в первую очередь специальных сталей, для производства которых металлизо-ванное сырьё с его низким содержанием примесей является наиболее оптимальным.

В России с 2005 по 2009 гг. уже одобрены и реализуются проекты по строительству и реконструкции электросталеплавильных мощностей общим объемом 14,4 млн. т [2, 3], что обусловит резкое увеличение спроса на металлолом. Спрос на лом в российской черной металлургии вырастет с 28 млн. т в 2004г. до 30 - 35 млн. т в 2010г. Однако значительного увеличения заготовки лома с расчетом на экспорт и потребности внутреннего рынка не ожидается. Поэтому в среднесрочной перспективе возникает необходимость расширения использования металлизованного сырья в России. Целесообразность применения металлизованного сырья в шихте электропечей вместо лома обусловлена его высокой чистотой по вредным примесям и примесям цветных металлов, однородностью по химическому составу и стабильностью свойств. Указанные свойства предопределяют расширение сортамента высококачественных сталей. [6, 7, 8 ]

В связи с вышеизложенным, научные разработки, направленные на обеспечение электроплавильного производства первородной высококачественной металлошихтой, представляются весьма актуальными. Одним из таких направлении является производство металлизованных брикетов по технологии HYL-III.

Актуальность работы.

Для черной металлургии России производство горячебрикетированного железа (ГБЖ) представляет новое техническое направление подготовки металлизованного сырья для электросталеплавильного производства. В отличие от металлизованных окатышей металлизованные брикеты в меньшей степени подвержены вторичному окислению металлического железа и поэтому более безопасны для перевозок морским путем, лучше сохраняют металлургические свойства при хранении на открытых складах. Основной причиной, обусловливающей интенсивность окисления металлического железа при длительном хранении, является механическое разрушение брикетов, в результате которого образуются новые поверхности контактирования металлического железа с атмосферным кислородом. Разрушение брикетов с образованием мелких классов (менее 5 мм) вызывает резкое возрастание скорости окисления металлического железа. В связи с этим получение металлизованных брикетов с высокой механической прочностью составляет основное требование к технологии производства ГБЖ по способу HYI-III.

Практика производства горячебрикетированного железа из концентратов железистых кварцитов Лебединского ГОКа показала, что прочность брикетов зависит от параметров брикетирования, химического и гранулометрического составов металлизованных окатышей.

Углубленное изучение теории и технологии процесса брикетирования на начальном этапе освоения этой технологии обеспечит статус-кво и развитие её в промышленном масштабе. Научные результаты экспериментальных исследований в области металлизации окисленных окатышей, брикетирования металлизованных окатышей и вторичного окисления металлизованных брикетов дополняют и углубляют теоретический курс прямого восстановления железа.

Целью работы является разработка научно-обоснованных технологических решений по формированию высокой прочности горячебрикетированного железа из концентратов КМА по методу HYL-III путем оптимизации химического состава металлизованных окатышей, технологических параметров брикетирования и режима охлаждения горячих брикетов.

Научная новизна.

1. Впервые экспериментально исследована скорость вторичного окисления горячебрикетированного ж елеза. В результате экспериментов установлены факторы, влияющие на скорость вторичного окисления ГБЖ, наиболее значимым из которых является разрушение брикетов, вследствие чего происходит образования новых поверхностей контактирования металлического железа с кислородом воздуха. Скорость вторичного окисления целых брикетов и фрагментов крупностью более 25 мм в среднем составляет 0,1%(отн.)/сек, для металлизованной мелочи класса более 5 мм данный параметр увеличивается в 3 раза, а для металлизованной мелочи класса менее 5 мм - в 10 раз по сравнению с брикетами.

2. Установлена зависимость прочности брикетов от их химического состава. В качестве количественного критерия предложен комплексный показатель г, Mg0+Al20з Fe мет химического состава - К =---, при этом прочность ме

СаО + Si02 С F F таллизованных брикетов линейно возрастает с увеличением значения данного показателя. Определено оптимальное значение комплексного показателя химического состава К= 26 - 31, соответствующее допустимому уровню усадки слоя окатышей в процессе восстановления.

3. Разработаны и применены оптимальные значения динамических и температурных параметров прессования горячих металлизованных окатышей, обеспечивающие повышение прочности брикетов (по кл. +25мм) с 55 до 70%.

4. Выявлены закономерности теплообмена брикетов при вибрационном движении в потоке воды. Установлены зависимости качества горячебрикетиро-ванного железа от скорости охлаждения. Расчетно-аналитическим путем определена оптимальная скорость охлаждения металлизованных брикетов -около 30°С/с, позволяющая увеличить прочность брикетов на 10 - 15% при сохранении их степени металлизации. Указанная скорость охлаждения достигается путем применения способа охлаждения диспергированными струями с плотностью орошения 0,65 л/(м -с)

Практическая значимость и реализация работы.

1. Определено, что при хранении горячебрикетированного железа в течение 30 суток его металлургическая ценность сохраняется при условии содержания в нём класса менее 5мм не выше 4%, а содержании класса более 25мм не ниже 75%.

2. На основе исследований влияния гранулометрического состава брикетируемого материала впервые осуществлен возврат на брикетирование ме-таллизованной мелочи класса более 5 мм и менее 10мм путем её подачи в печь металлизации совместно с окисленными окатышами в количестве 0,2 -0,3% от общей нагрузки.

3. Полученные результаты исследований формы брикетов на их прочность позволят производителям осуществить рациональный выбор пресс-форм для производства брикетов на валковых брикет-прессах.

4. Рекомендован режим охлаждения горячих брикетов диспергированными струями, обеспечивающий сохранение металлургической ценности брикетов при транспортировке, выбран тип разбрызгивающих форсунок (пневматические форсунки фирмы «ЛЕХЛЕР», с полноконусной формой струи, углом раскрытия 60° и диаметром капель 1-2мм). Применение диспергированных струй для охлаждения брикетов позволит снизить расход воды л до 16-20м/час. На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных и промышленных исследований зависимости прочности брикетов от химического и гранулометрического состава восстановленных окатышей, полученных из концентрата КМА, позволяющие разработать рекомендации по повышению прочности брикетов.

- закономерности влияния динамических и температурных параметров прессования горячих металлизованных окатышей на прочность брикетов;

- закономерности влияния режима охлаждения металлизованных брикетов на их качество.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на научных конференциях и опубликованы в работах:

1. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В., Чмель И.С., Гончарова Н.С. Влияние флюсующих добавок на металлургические свойства обожженных окатышей в условиях цеха горячебрикетированного железа Лебединского ГОКа. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2003. №6. С. 5-7.

2. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В., Рекун С.Н., Семина Ю.В., Руднов И.А. Исследования прочности брикетов, производимых Лебединским горнообогатительным комбинатом. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2003. №10. С. 7-8.

3. Тимофеева А.С., Крахт Л.Н., Никитченко Т.В. Скорость окисления горячебрикетированного железа. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2005. №4. С. 68-69.

4. Меркер Э.Э., Никитченко Т.В., Тимофеева А.С. и др. Интенсификация охлаждения клинкера водовоздушными струями. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1994. №2. С. 56-58.

5. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В. Повышение прочности горячебрикетированного железа. «Наука и технологии» Труды XXIII Российской школы. М.: Российская академия наук. 2003. С. 217-223.

6. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В., Руднов И. А. Цементация и спекооб-разование при получении металлизованных окатышей и прочность горячебрикетированного железа. Сборник научных трудов региональной научно-практической конференции 27-28 ноября 2003. г.Ст. Оскол. С. 143.

7. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В. Исследование характеристик дисперсных струй, предназначенных для охлаждения высокотемпературных тел. Сборник научных трудов региональной научно-практической конференции 27-28 ноября 2003. г.Ст. Оскол. С. 140-142.

8. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В. Исследование прочностных характеристик горячебрикетированного железа для получения стальной дроби. Материалы VI Международной научно-технической конференции. Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства, г. Череповец. 2003. С. 43-47.

9. Тимофеева А.С., Руднов И.А., Никитченко Т.В. Влияние прессуемого материала на прочность брикетов. Региональная научно-практическая конференция, г. Губкин. 2004. С. 88-91.

10. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В., Крахт J1.H., Велик Н.П. Исследование схода шихты в печи металлизации. Материалы третьей международной научно-технической конференции 31 октября - 3 ноября 2006. г. Липецк. Часть №5 С. 180-184.

11. Крахт JI.H., Тимофеева А.С., Никитченко Т.В., Уразова Л.Ф. Исследование микроструктуры окатышей. Материалы третьей международной научно-технической конференции 31 октября - 3 ноября 2006. г. Липецк. Часть №5 С. 184-188.

12. Евстюгин С.Н., Кононыхин А.В., Калиненко Ю.Н., Никитченко Т.В., Крымов Ю.А., Каменев А.А. Пути повышения технико-экономических показателей установки HYL-III. Сталь. 2007. №4. С. 12-13.

5.5 Выводы

1. Разработана математическая модель расчета характеристических параметров охлаждения горячебрикетированного железа методом погружения в ванну с водой виброохлаждающего конвейера (проектное решение): динамика скорости охлаждения во времени и пространстве охлаждающей ванны, конечные температуры брикетов и воды в зависимости от расхода воды. Установлено, что скорость охлаждения брикетов характеризуется резко выраженной неравномерностью: 100 -120°С/с в первые 3 - 5с охлаждения и 10 - 20°С/с в оставшиеся 35 -4 0 с.

2 Многофазная структура горячебрикетированного железа при резком охлаждении обусловливает возникновение напряжений первого и второго рода. Общая величина напряжений приближается к предельному уровню сил сцепления между частицами цельного брикета. Это является причиной возникновения внутренних термических напряжений, превышающих прочностные характеристики брикетов, вследствие чего их сопротивление разрушающим воздействиям ослабевают и они в большей мере склонны к разрушению при транспортных перегрузках.

3 Разработан и в лабораторных условиях апробирован способ охлаждения горячебрикетированного железа диспергированными струями с помощью пневматических форсунок фирмы JIEXJIEP», с полноконусной формой струи и углом раскрытия 60° при плотности орошения 0,65 л/(м -с). При указанном режиме скорость охлаждения составляет около 30°С/с, общий расход воды снижается до 16 - 20м3/час или в 1,5 раза, что позволит снизить энергетические затраты на её перекачку и последующую очистку.

4 Преимущества разработанного режима охлаждения выражаются в следующем: степень металлизации брикетов сохраняется на уровне 93%, прочность брикетов возрастает на 15% по классу +25мм, индекс истирания снижается на 0,10%, выход мелочи (класс менее 5мм) снижается на 1 - 1,5%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе проведен комплекс исследований, направленных на решение актуальной задачи - разработку научно-обоснованных технологических решений по формированию высокой прочности горячебрикетированного железа из концентратов КМА по методу HYL-III. Путем промышленных и лабораторных исследований:

1 Установлена скорость вторичного окисления металлизованного продукта и факторы её определяющие:

- скорость окисления целых брикетов и фрагментов крупностью более 25мм достаточно низкая - в среднем 0,1%(отн.)/сек, что обеспечивает сохранение металлургической ценности брикетов в течение 60 суток.

- скорость вторичного окисления металлизованной мелочи класса более 5мм увеличивается в 3 раза, а металлизованной мелочи класса менее 5мм - в 10 раз по сравнению с брикетами.

- снижению скорости вторичного окисления металлизованного продукта способствует: использование офлюсованных окатышей; повышение температуры восстановительного газа в шахтной печи, увеличение плотности брикетов. Наиболее существенным фактором является механическая прочность брикетов, обеспечивающая сохранение их целостности в процессе транспортировки.

2 Установлена зависимость прочности горячебрикетированного железа от химического и гранулометрического состава брикетируемых металлизованных окатышей:

- прочность брикетов зависит от количества, химического состава и фазовой структуры связки, формирующейся в процессе обжига окисленных окатышей. Для описания зависимости прочности брикетов от химического состава восстановленного продукта введен комплексный химический

МяО + А1 ,0 , Fe показатель к = —--—5---—— , учитывающий соотношение между

СаО + SiO , С основными и кислотными оксидами. Определено оптимальное значение К=26 - 31, обеспечивающее повышение прочности брикетов при низкой усадке слоя окатышей в процессе восстановления.

- увеличение железа металлического на 1% способствует увеличению прочности брикетов на 2,5 - 3%, а увеличение содержания углерода на 0,1% приводит к снижению прочности брикетов на 1,5- 2%;

- при увеличении плотности брикетов в диапазоне от 4,7 до 5,1 кг/дм3 л прирост прочности брикетов составил на каждые 0,1 кг/дм от 5 до 2%. При дальнейшем увеличении плотности брикетов прирост прочности снижается до I - 0,7%. Поэтому наиболее эффективно повышение плотности брикетов до5,1кг/дм3.

- при наличии в брикетируемом материале металлизованной мелочи кл. -5мм от 10 до 30% прочность брикетов возрастает на 15%, а выход мелочи класса -5мм снижается на 0,4%, индекс истирания снижается более чем в 2 раза.

- впервые был осуществлен возврат металлизованной мелочи кл. -10 +5мм путем её подачи в печь вместе с окисленными окатышами в количестве 0,2 -0,3% от нагрузки, что позволило поднять прочность брикетов на 2 - 3%.

3 Установлены зависимости между динамическими и температурными параметрами технологии брикетирования и качеством горячебрикетированного железа:

- прочность брикетов определяется величиной прессующего усилия, скоростью деформации и полнотой заполнения ячеек брикет-пресса, которая управляется соотношением скоростей шнекового питателя и валков (пшн/пв). Оптимальное значение пшн/пв зависит от пластических свойств брикетируемого материала. Для окатышей, имеющих значение комплексного химического показателя К=21 - 33, оптимальное значение соотношения скоростей шнека и валков находится в диапазоне 9,9 - 10,3. Значения вращающего момента при этом находятся в диапазоне 2500 - 2550Н-М.

- с увеличением скорости вращения валков снижаются прочность и плотность брикетов: наибольшая прочность брикетов достигается при скорости вращения валков ниже 9,Зоб/мин, для обеспечения плотности брикетов выше 5,1 кг/дм3 скорость валков брикет пресса должна быть ниже 10 об/мин.

- с увеличением температуры материала выше 650°С, прочность брикетов возрастает, чем ближе температура материала к уровню 0,5ТПЛ, тем выше прирост прочности брикетов при одинаковом приращении температуры. Впервые была осуществлена подача природного газа, подогретого до температуры 300°С, в конус печи металлизации, что позволило увеличить температуру брикетируемого материала на 15 - 20°С, по сравнению с режимом подачи холодного природного газа.

- самая высокая прочность брикетов характерна для малых размеров форм с закругленными гранями.

4 Впервые установлены закономерности теплообмена брикетов при вибрационном движении в движущемся потоке воды. Разработан и в лабораторных условиях апробирован способ охлаждения горячебрикетированного железа диспергированными струями с помощью пневматических форсунок фирмы «ЛЕХЛЕР», с полноконусной формой струи и углом раскрытия 60° при плотности орошения 0,65 л/(м -с). При указанном режиме скорость охлаждения составляет около 30°С/с, общий расход воды снижается до 16 - 20м3/час или в 1,5 раза, что позволит снизить энергетические затраты на перекачку воды и её последующую очистку. Преимущества разработанного режима охлаждения выражаются в следующем: степень металлизации брикетов сохраняется на уровне 93%, прочность брикетов возрастает на 15% по классу +25мм, индекс истирания снижается на 0,10%, выход мелочи (класс менее 5мм) снижается на 1 - 1,5% -в абсолютных величинах.

1. www.interfintrade.ru

2. Аналитический обзор "Железорудный сектор России", апрель 2006г. www.oIma.ru

3. Аналитический обзор "Российская сталь", январь 2006г. www.olma.ru.

4. Лякишев Н.П. Электрометаллургия динамично развивающаяся отрасль сталеплавильного производства. Черметинформация, Бюллетень «Черная металлургия». 2006. №12 (1284). С. 14-20.

5. Бахчеев Д.Н., Прохоренко В.П., Замалетдинов С.Р., Шкуропат И.Л. Обзор рынка лома черных металлов в Росси и перспективы его развития.Металлург. 2006. №10.С. 13-16.

6. Неменов А. Н. Металлизованное сырье. Состояние и перспективы развития. Горнорудная промышленность. Сырье. 2002. С. 57 65.

7. Курунов И. Ф., Савчук Н. А. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа. М.: Черметинформация. 2002. 198 с.

8. Бродов А.А. Основные направления и факторы развития черной металлурги России к 2015г. Черметинформация, Бюллетень «Черная металлургия». 2007. №3 (1787). С. 3-5.

9. Кудрин В. А. Теория и технология производства стали. М.: Мир. ООО "Издательство ACT". 2003. 528с.

10. Коршиков Г.В. Энциклопедический словарь справочник по металлургии. Липецк. Госкомпечать РФ. 1999. 780 с.

11. Лякишев Н.П., Николаев А.В. Комплексный подход к проблеме развития металлургии стали. Электрометаллургия. 2003. №5. С. 3-11.

12. Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. Металлургические мини-заводы. Донецк: Норд-пресс. 2005.469 с.

13. Дедовской В.М., Мирской Н.И., Гладышев С.А., Крахт В.Б., Карпов Э.А. Неосферное развитие горно-металлургического комплекса КМА. Старый Оскол. ООО "ТНТ". 2003. 436 с.

14. Сталь на рубеже столетий. Колл. авторов. Под научной редакцией Ю.С. Карабасова. М.: МИСиС. 2001. 664 с.

15. Тулин Н.А., Кудрявцев B.C., Пчелкин С.А. и др. Развитие бескоксовой металлургии. М.: Металлург. 1987. 328с.

16. Трахимович В.И., Шалимов А.Г. Использование железа прямого восстановления при выплавке стали. М.: Металлургия. 1982.248 с.

17. Гиммельфарб А.И. , Неменов A.M., Тарасов Б.Е. Металлизация и электроплавка железорудного сырья. М.: Металлургия. 1981. 152 с.

18. James W. Brown. Electric arc furnace steelmaking with sponge iron/ Ilafa direct reduction Congress Latin American iron and steel institute. July 10-14. 1997.

19. Люнген Х.Б., Мюльхаймс К., Штеффен Р. Современное состояние процессов прямого восстановления и восстановительной плавки железных руд. Черные металлы. 2001. №10. С. 20-34

20. Тимофеев Е.С. Совершенствование энерготехнологического режима выплавки стали с использованием горячебрикетированного железа в завалке с целью повышения эффективности работы ДСП-150. Диссертация на соискание к.т.н. Москва МИС и С. 2007. 147с.

21. Dr. Sara Harmby Anderson. Educated use of DRJ/ HBY improves eat energy efficiency and yield and downstream operating results. Midrex Technologies Inc; Charlotte. NC. USA. 2001.P.1-16.

22. Завод по производству горячебрикетированного железа способом прямого восстановления на установке прямого восстановления HYL-III. Техническое описание, основные технические данные. Мексика. 1995. 397с.

23. Юсфин Ю.С., Гиммельфарб А.А., Пашков Н.Ф. Новые процессы получения металла. М. Металлургия. 1994. 320с.

24. Борзенков Д.В., Хохлов О. А., Трахимович В.И. Окисление металлизованных окатышей при повышенных температурах. Тематический отраслевой сборник. Прямое получение железа и порошковая металлургия. М.: Металлургия. 1976. №2. С.48-51

25. Зинягин Г.А., Колесников Б.П., Лазуткин С.Е. и др. Технология производства и морской перевозки пассивированных окатышей ОЭМК. Сталь. 2000. №7. С. 10-12.

26. Бернадо В.Ф., Дворниченко И.Ф. Исследование процесса пассивации металлизованных окатышей. Тематический отраслевой сборник. Прямое получение железа и порошковая металлургия. М.: Металлургия. 1976. №2. С.51-57

27. Крылов А.В., Устименко Г.А., Нефедова Н.В. Новые способы устранения пирофорности железосодержащих систем, в кн. Теория и практика прямого получения железа. М.: Наука. С. 194-196.

28. Wolfgang Pietsch. Roll pressing. // Powder Advisory Centre. 1987. P. 143.

29. Равич Б.М. Брикетирование руд и рудно-топливных шихт. М.: Недра. 1968. С. 120.

30. V.A. Tracey. The roll compaction of metal powders. Powder Mettall. 1969. VI2. P. 598-562.

31. J.H. Tundermann, A.R.E. Singer. The flow of iron powder during roll compaction. Powder Mettall. 1968. V. 11. P. 261-266.

32. Тюренков Н.Г. Брикетирование руд. M.: Металлургиздат. 1948. С. 128.

33. Технология и экономика брикетирования мелкозернистых материалов. Иркутск. Труды Иркутского института народного хозяйства. 1971. Вып. 23. С. 116.

34. Лурье Л. А. Брикетирование в металлургии. М.: Металлургиздат. 1963. С.324.

35. Н. Rieschel. About the Brique Hing of Sponge Iron. Published by . Maschinenfabrik Koppern GmbH & Co. KG. 1996.0 №10.8. P.2-11

36. H-G Bergendahl and W. Pietsch. Hot Briquetting with Rolling Presses. Maschinenfabrik Koppern GmbH & Co. KG. 1995. №10.6. P.2-8.

37. Логинов 10. H. Влияние газовой фазы на процессы брикетирования. // Сталь. 2000. №8. С. 80-82.

38. Щерба В. Н., Самсуев С. В., Овечкин В. В., Зубарева Л. В. и др. Скоростное прессование с активным действием сил трения. // Металлург. 1998. №6. С. 30-35

39. H-G Bergendahl, W. Pretsch. Briquetting of Hot Sponge Iron. Maschinenfabrik Koppern GmbH & Co. KG 1995. №10.9. P.2-11.

40. Thompson R.G. Blast Journal Coke Oven and Raw Materials Committee of Iron and Still Division. 1961. V. 20. P. 316-328.

41. Бурки н С.П., Логинов Ю.Н., Бабайлов H.A. Моделирование валкового брикетирования сыпучих материалов.// Сталь. 1997. №11. С. 17-20.

42. Летман В. Н. Брикетирование железорудных материалов для доменной плавки. // Черные металлы. 1998. №7 С. 25.

43. Григорьев С.М., Рябенко А.Е., Карпунина М.С., Кучеренко Д.В. Разработка технологических параметров получения металлизованных паспортных брикетов для выплавки легированных сталей. Известия ВУЗов Черная металлургия. 1999. №9. С. 15-18.

44. Оборудование для брикетирования отходов в производстве ферросплавов. Тернер В.И., Обрезков В.В., Магидсон И.М. и др. Сталь. 2000. №3. С. 36-39.

45. Гриненко В. И., Чаловский Г. Б., Каванов Б. О. Перспективы развития технологий брикетирования шихтовых материалов. Сталь. 1998. №7. С. 37.

46. В. Наундорф, Д. Троммер, М. Кушель. Отчет об испытаниях "Горячее брикетирование губчатого железа из Лебединского концентрата", Горная академия Фрайберг. 1997.121 с.

47. W.L. Tennies, G.E. Metius, J.Т. Kofle. Breakthrough technologies for new millennium. 4th European Coke and Iron making Congress. June 19-22. 2000. V.l. p. 256-264.

48. Опыт использования железоуглеродсодержащих брикетов в электросталеплавильном производстве. Годинский Н.А, Кушнарев Н.И., Яхшук Д.С. и др. Металлург. 2003. №1. С. 43-45.

49. Кожевников И.Ю., Равич Б.М. Окускование и основы металлургии. М.: Металлургиздат. 1948. С. 128.

50. Wolfgang R/ Schutze, Wolfgang Pietsch. HBI Hot Briquetting for various Direct Reduction Processes. Paper presented at the conference on Pre Reduced Products and Europe, Milan, Italy. September 23-24. 1996.

51. Золоторевский B.C. Механические свойства металлов. M.: Металлургия. 1983. 352с.

52. X. Бесера, Р. Вирамонтес Б., М-Т Туэрра Р. Оценка железорудных окатышей Лебединского ГОКа на демонстрационной установке HYL. Мексика. Монтерей. 1977. С. 56.

53. Григорьев С.М. Результаты брикетирования отходов производства быстрорежущей стали. Сталь. 1997. №12. С. 64-66.

54. Грудев А.П. Теория прокатки. М.: Металлургия. 1988. 240 с.

55. Горбачев В.А., Бабай В.Я., Копоть Н.Н., Розенко Г.Г., Шаврин С.В. Особенности требований к качеству окатышей для металлизации на установке ХИЛ-Ш. .Сталь. 2002. №4. С. 23-24.

56. Горбачев В.А., Майзель Г.М., Копоть Н.Н., Крымов Ю.А., Розенко Г.Г. Освоение производства горячебрикетированного железа на Лебединском ГОКе. Сталь. 2002. №4. С. 19-22.

57. Юсфин Ю.С., Базилевич Т.Н. Обжиг железорудных окатышей. М.: Металлургия. 1973. 283с.

58. Васильев С.С., Васильев Е.Н. Изменение прочности обожженных неофлюсованных окатышей из богатого Лебединского концентрата в процессе восстановления, в кн. Прямое получение железа и порошковая металлургия. Тематический отраслевой сборник. 1976. №2. С. 5.

59. Левченко Т.О. Повышение прочности окатышей в процессе восстановления путем регулирования состава шихты и режима термообработки. Автореферат на соискание уч. степени к.т.н. 1990. Москва.

60. Базелевич С.В., Князев В.Ф., Гиммельфарб А.И. Состояние и перспективы развития процессов прямого получения железа. Тематический отраслевой сборник №2.Прямое получение железа и порошковая металлургия. М. Металлургия. 1976. С.4-9.

61. Юсфин Ю.С., Бакумова Н.Б., Базилевич Т.Н., Даньшин В.В. и др. Влияние состава связки в окатышах на их свойства. Известия ВУЗов ЧМ. 1986. №9 С. 7-10.

62. Майзель Г.М., Абзалов В.М., Клейн В.И. и др. Формирование оптимальной структуры окатышей. Изв. АН СССР. Металлы. 1981. С. 23-28.

63. Мокеева Л.В., Керманов Ю.Д., Смирнов С.В. и др. Зависимость прочности железорудных окатышей от их структуры, формирующейся в процессе восстановления. Металлы. 1988. №2. С.48-51.

64. Коротич В.И. Основы теории и технологии подготовки сырья к доменной плавке. М.: Металлургия. 1978. 208с.

65. Коршиков Г.В. Структура, текстура и механическая прочность агломерата. Известия ВУЗов ЧМ. Сообщения 1 и 2. 1985. №7 и №9. С. 44-48 и С. 32-35.

66. Малыш ева Т.Я., Журавлев Ф.М, Чернышев A.M. и др. Вещественный состав и прочность окатышей при упрочняющем обжиге и восстановлении. Изв. АН СССР, Металлы. 1972. №3. С.27-31.

67. Малышева Т.Я., Долицкая О.А.Петрография и минералогия железорудного сырья. М.: МИСИС. 2004.424 с.

68. Зинягин Г.А., Колесников Б.П., Адмакин Ф.К., Пчелкин С.А., Поначевный А.А. Научно-техническое обеспечение процессов производства окатышей на ОЭМК. Сталь. 1995. №9. С. 13-15.

69. Лазуткин С.Е., Зинягин Г. А., Попов В.Е., Цвик Ж.Б. и др. Совершенствование технологии металлизации железорудного сырья в шахтных печах. Сталь. 1993. №6. С. 7-10.

70. Горбачев В.А., Шаврин С.В. К вопросу о механизме и кинетике восстановления гематита. Изв. ВУЗов ЧМ. 1979. №10. С. 51-54.

71. Pepper M.W., Li К., Phil brook W.O. Solid structural changes during the reduction of iron oxides. Canada met. Quart. 1976. v. 15. №3. p. 201-209

72. Зайченко B.M., Попов Р.Г., Рабинков B.A., Шпильрайн Э.Э. Восстановление рудных материалов продуктами высокотемпературной конверсии природного газа. Сталь. 1989. №1. С. 10-14.

73. Bradshaw A.V., Matyas A.G. Structural changes and kinetics in the gaseous reduction of hematite. Met. Trans. 1976. №712. p. 81-87.

74. Кудрявцев B.C. Пчелкин C.A. Металлизованные окатыши. M.: Металлургия. 1974. 136с.

75. Рыжонков Д.И., Бондарчук В.И., Колчанов В.А. и др. Исследование слипаемости окатышей в условиях шахтной печи. Научные труды МИСиС №149. Физико-химические исследования процессов восстановления окисных систем. М.: Металлургия. 1983. С. 43-47.

76. Гончаров С.С., Серкин А.Г., Зинягин Г.А., Романенко Л.М., Попов В.Е. Совершенствование технологии и производство окисленных и металлизованных окатышей на ОЭМК. Сталь. 1995. №9. С. 6-13.

77. Юсфин Ю.С., Даньшин В.В., Пашков Н.Ф., Питателев В.А. Теория металлизации железорудного сырья. М.: Металлургия. 1982. 256с.

78. Юсфин Ю.С., Даньшин В.В., Гребенников В.Р., Кудрявцев B.C. Металлизация офлюсованных окатышей в шахтных печах. Сталь. 1984. №1. С.9-11.

79. Горбачев В. А., Шаврин С.В. Зародышеобразование в процессе восстановления окислов. М.: Наука. 1985. 134с.

80. Горбачев В.А., Евстюгин С.Н., Копоть Н.Н. и др. Влияние состава шихты на структуру и фазовый состав обожженных окатышей. Сталь. 2002. №4. С. 9-11

81. Алексеев Л.Ф., Горбачев В.А., Кудинов Д.З., Шаврин С.В. Структура и разрушение окатышей при восстановлении. М.: Наука. 1983. 78с.

82. Юсфин Ю.С., Войтковский Ю.Б., Пашков Н.Ф., Бакумова Н.В. и др. Комплексная оценка влияния различных факторов на металлургические свойства окатышей. Сталь. 1993. №11. С. 5-10.

83. Haas Н., Grobe К., Oeters F. Consideration on the mechanism of oriented iron growth during the reduction iron ores. Arch. Eisen. 1980. №5. p/167-172

84. Lu W.K. On the mechanism of abnormal swelling during the reduction iron ore pellets. Scand. I. Met. 1974. v.3. №2. p. 49-55.

85. Острик П.Н. О роли состава восстановительной газовой среды в процессах прямого получения железа, в кн. Теория и практика прямого получения железа. М.: Наука. 1986. С. 80-82

86. Вмтолин Н.А., Горбачев В.А., Шаврин С.В. Некоторые аспекты развития реакционных поверхностей и систем твердое тело газ. ДАН СССР. 1980. т. 252.№6.С.1418- 1420.

87. Мещерякова Н.И., Кулешов М.М. , Ширин В.Н. Металлургические свойства окатышей различной основности. Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований черной металлургии. 1976. 30с.

88. Пыриков А.Н., Зинягин Г.А., Э.А. Сирота. Металлургические свойства металлизованного агломерата. Известия ВУЗов ЧМ. 1986. №3. С. 18-20.

89. Малышева Т.Я., Долицкая О. Генезис руды фактор, определяющий технологию производства и качество железорудных окатышей. Национальная металлургия. 2002. №2. С.9-14.

90. Зюба О.П., Цвик Ж.Б., Кожевников И.Ю. Повышение температурного порога свариваемости окатышей путем их офлюсования и нанесения покрытий, в кн. Теория и практика прямого получения железа. М.: Наука. 1986. С. 50-52

91. Ровнушкин В.А., Боковиков Б.А., Братчиков С.Г. и др. Бескоксовая переработка титано-магнетитовых руд. М.: Металлургия. 1988. 247с.

92. Юсфин Ю.С., Гребенников В.Р., Даньшин В.В., Щеблыкин Г.В. Исследование влияния флюса на процесс слипания металлизованных окатышей. Известия ВУЗов ЧМ. 1982. №1. С. 100.

93. Горбачев В.А., Шаврин С.В. Термические микронапряжения в спеках. М.: Наука. 1982. 80с.

94. Мерлин А.В., Журавлев Ф.М., Зима С.Н., Дрожилов JI.A., Малышева Т.Я. Влияние MgO на свойства полностью офлюсованных окатышей из высококремнистых концентратов. Сталь. 1986. № . С.4-7.

95. Лазуткин С.Е., Зинягин Г.А., Попов В.Е., Цвик Ж.Б. и др. Совершенствование технологии металлизации железорудного сырья в шахтных печах. Сталь. 1993. №6. С. 7-10.

96. K.Meyer. Pelletizingofiron ores. Annex. 1.1989. Munster. 240 p.

97. H.G. Papacek. Pellet plant survey. Greifenstain. 2000. 23 p.

98. Крахт Jl.H., Тимофеева A.C., Никитченко T.B., Уразова Л.Ф. Исследование микроструктуры окатышей. Материалы . третьей международной научно-технической конференции 31 октября 3 ноября 2006. г. Липецк. Часть №5 С. 184-188.

99. Мерлин А.В., Журавлев Ф.М., Зима С.И. , Дворниченко И.Ф. и др. Повышение восстановимости железорудных окатышей путем ввода органических порообразующих добавок. Металлург. 1984. №3. С.33-39

100. Журавлев Ф. М., Малышева Т.Я. Окатыши из концентратов железистых кварцитов. М.: Металлургия. 1991. 126с.

101. J.M.F. Clout, M.I. Pownceby. Recent Advances in Determining the Crystal Structure and High Temperature Phase Relations of SFCA and SFCA-1: KEY BONDING PHASES IN IRON JRE SINTERING. CAMP-ISIJ. 2003. V.16 (41). №1 (43). p. 60-63.

102. Евстюгин C.H., Кононыхин A.B., Калиненко Ю.Н., Никитченко Т.В., Крымов Ю.А., Каменев А.А. Пути повышения технико-экономических показателей установки ITYL-III. Сталь. 2007. №4. С. 12-13

103. Смирнов B.C. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургия. 1973.496 с.

104. Коршиков Г.В. Методы измерений и обработка результатов измерений. Учебное пособие по курсу "Основы научных исследований". Липецк. 1991. 70с

105. ПО Белай Г.Е., Дембовский В.В., Соценко О.В. Организация металлургического эксперимента. М.: Металлургия. 1993. 256с.

106. Баженова С.Г. Практическая статистика. Учебное пособие для вузов. 2-е изд. М.: Издательство МГГУ. 1998. 462 с.

107. Коттрелл А. Дислокация и пластическое течение в кристаллах. М.: ИЛ. 1958. 291 с.

108. Штремель М.А.Прочность сплавов. Часть 2. Деформация. М.: МИСИС. 1997.527с.

109. Грант. Разрушение в условиях высокотемпературной ползучести. М.: Мир. 1976. 528 с.

110. Дислокация и механические свойства кристаллов Сб. статей М.: ИЛ. 1961. 266 с.116 4. Уэрт, Р. Томсон. Физика твердого тела. М.: Мир. 1969. 355 с.

111. Жуховицкий А.А., Швацман Л.А. Физическая химия. Изд. 3-е пераб. и доп. Учебник для вузов. М.: Металлургия. 1976. 544с.

112. Молчанов В.И., Селезнева О.Г., Жирнов Е.Н. Активация минералов при измельчении. М.: Недра. 1988. 208с.

113. Мастрюков Б.С. Теплофизика металлургических процессов. М. МИСиС. 1996. 268с.

114. Исаченко В.П., Кушнырев В.И. Струйное охлаждение. М.: Энергоатомиздат. 1984. 216с.

115. Горин С. В. Исследование теплообмена при охлаждении вертикальной поверхности струей диспергированной жидкости. Автореф. дис.на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М.: МЭИ. 1976. 19 с.

116. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат. 1979. 416с.

117. Янаги К. Охлаждение каплями жидкости высокотемпературной поверхности.— Нэнрё кёкай си. 1976. т. 55. № 595 С. 892—897. Пер. с японск. №А-44053. М: Всесоюзный центр переводов. 1978. 25с.

118. Исаченко В. П., Кушнырев В. И., Горин С. В. Экспериментальное исследование теплообмена при охлаждении вертикальной поверхности распыленной жидкостью. Тр. МЭИ. Свойства рабочих веществ и процессы теплообмена. 1976. вып. 313 С. 90—94.

119. Кутателадзе С.С. Теплоотдача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат. 1990. 367с.

120. Кутепов A.M., Стерман А.С., Стюшин Н.Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании. М.: Высшая школа. 1986. 448с.

121. Тимофеева А.С., Никитченко Т.В. Исследование характеристик дисперсных струй, предназначенных для охлаждения высокотемпературных тел. Сборник научных трудов региональной научно-практической конференции 27-28 ноября 2003. г.Ст. Оскол. С. 140-142.

122. Буткарев А.П., Горбачев В.А., Майзель Г.М. и др. К вопросу о предельных скоростях охлаждения однофазных и двухфазных окатышей. Изв. ВУЗов Черная металлургия. 1978. №10. С. 36-39.

123. Буткарев А.П., Буткарев А.А., Малявин Б.Я. и др Связь режимов охлаждения с напряжениями в окатышах. Сталь.2005. №3. С. 10-12.