автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование металлургических свойств железосодержащих брикетов из техногенного и природного сырья с целью повышения эффективности их проплавки в доменной печи

На правах рукописи

ООЗ165354

БОЛЬШАКОВА ОЛЬГА ГЕННАДЬЕВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ БРИКЕТОВ ИЗ.ТЕХНОГЕННОГО И ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИХ ПРОПЛАВКИ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

^ Специальность 05.16.02

Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

13м*Р2008

Москва - 2008

003165354

Работа выполнена на кафедре экстракции и рециклинга черных металлов Государственного технологического университета «Московский институт стали и

сплавов»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Курунов Иван Филиппович

Официальные оппоненты*

доктор технических наук кандидат технических наук

Валавин Валерий Сергеевич Плешков Виктор Иванович

Ведущее предприятие:

ОАО «Тулачермет»

Защита диссертации состоится « 40 » апреля 2008 года в часов на заседании диссертационного совета Д 212 132 02 при Государственном технологическом университете «Московский институт стали и сплавов» по адресу 119049, Москва, Ленинский проспект, д 6, ауд

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного технологического университета «Московский институт стали и сплавов»

Автореферат разослан "_" марта 2008 г

Контактная информация Тел +79162152355 Факс +7(495)2304526 e-mail kanaeva_olga@mail ru

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор, Семин А Е

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Накопление дисперсных отходов, содержащих железо, углерод и другие полезные элементы, в шламохранилищах и отвалах на территории металлургических предприятий при ощущающемся дефиците доступных природных ресурсов требует комплексного подхода в решении этой проблемы В настоящее время рециклинг большинства видов таких отходов осуществляется путем их использования в составе агломерационной шихты Однако применение отходов в качестве компонентов аглошихты ограничено, а некоторых из них вовсе невозможно по технологическим и экологическим аспектам Кроме того, применение техногенного сырья различного генезиса без возможности дозирования на аглофабриках, не имеющих усреднительного склада, негативно отражается на стабильности состава агломерата

В части рециклинга железосодержащих дисперсных отходов альтернативой агломерации может быть процесс брикетирования, являющийся более универсальным и менее энергозатратным способом окускования Благодаря совершенствованию и диверсификации техники и технологии брикетирования, в настоящее время она находит все более широкое применение для утилизации отходов и подготовки сырья для доменной плавки на металлургических заводах как не имеющих аглофабрики, так и имеющих В связи с этим такое решение проблемы обращения с железосодержащими отходами требует углубления знаний о металлургических свойствах брикетов В первую очередь это касается получаемых методом вибропрессования брикетов на цементной связке, применение которых в шихте доменных печей ранее широко не практиковалось и их поведение в высокотемпературных восстановительных условиях доменной плавки не изучалось Назрела настоятельная необходимость изучения превращений, происходящих в брикетах в этих условиях и определяющих их металлургические свойства, как компонентов доменной шихты обычного или специального назначения

Цель работы. Диссертационная работа посвящена изучению металлургических свойств брикетов на цементной связке из дисперсных железосодержащих техногенных и природных материалов с целью повышения эффективности их проплавки в доменной печи за счет оптимизации их состава

Для этого необходимо было изучить факторы, определяющие прочность брикетов при восстановлении, проанализировать влияние брикетов на показатели доменной плавки, а также оценить энергетические затраты на рециклинг дисперсных железосодержащих отходов по альтернативным технологиям

Научная новизна.

1. Установлено, что необходимая холодная прочность брикетов из техногенных и природных дисперсных железо- и железоуглеродсодержащих материалов на цементной связке достигается при использовании 8-10 % минерального связующего в шихте и сохраняется вплоть до полного разложения гидросиликатов цементного камня

2. Показано, что при нагреве брикетов в восстановительной атмосфере их

3

прочность сохраняется вплоть до их размягчения Объяснен механизм сохранения прочности брикетов, включающий твердофазное спекание частиц компонентов брикета, последующее формирование оливиново-вюститной матрицы в теле брикета и образование, в результате восстановления железа газом, поверхностного металлического каркаса

3 Выявлена и объяснена необходимость обеспечения оптимального содержания углерода в брикетах, при котором достигается максимальный коэффициент замены кокса углеродом брикетов при их проплавке в доменной печи Теоретически показано и опытными плавками на доменной печи 2000 м3 подтверждено, что превышение оптимального содержания углерода в брикетах за счет коксовой мелочи при высоком удельном расходе брикетов ухудшает показатели доменной плавки

Практическая значимость.

1 Результаты исследования использованы при разработке технологического задания на проектирование в ОАО «HJIMK» участка по производству брикетов из металлургических железоуглеродсодержащих дисперсных отходов

2 Изготовлением и проплавкой в доменных печах брикетов из окалины показана эффективность их применения и возможность замены ими промывочного агломерата с прекращением периодического его производства, ухудшающего показатели работы аглофабрики и стабильность состава агломерата Предложено оптимизировать состав промывочных брикетов за счет применения кремнеземистых и магнезиальных добавок

3 Показано энергетическое и экологическое преимущество брикетирования перед альтернативными технологиями утилизации железосодержащих отходов

Апробация работы

По материалам диссертации опубликовано 8 статей Результаты доложены и обсуждены на следующих конференциях и симпозиумах

• Симпозиум «Познание процессов доменной плавки» (Днепропетровск, Украина, июль, 2006)

• Materials Science & Technology (MS&T) 2006 Conference and exhibition (USA, Cincinnati, Ohio, October, 2006)

• International conference «Advances m metallurgical processes and materials» (Dnipropetrovsk, Ukraine, may, 2007)

• V молодежный научно-практический форум "Интерпайп-2007" (г Днепропетровск, Украина, июнь, 2007г)

• Научно-практическая конференция «Современные вопросы доменного производства» (Днепропетровск, Украина, январь 2008 г )

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных литературных источников из 104 наименований и 5 приложений Общий объем работы составляет 121 страница, в том числе 33 таблицы и 28 рисунков

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Современные технологии рециклинга дисперсных железосодержащих

отходов

Выполненный анализ применяемых технологий утилизации мелкодисперсных отходов металлургических производств показывает, что рециклинг большинства из них осуществляется с использованием агломерационного процесса При этом их применение в аглошихте ограничено Расход «непроблемных» железосодержащих отходов в аглошихту может достигать до 100-150 кг/т агломерата Часть железосодержащих отходов (шламы, замасленная окалина) вообще не может быть использована в составе аглошихты без предварительной обработки Ограниченная возможность рециклинга отходов в аглопроцессе накладывает определенные трудности в сфере обращения с отходами В то же время, отказ от утилизации ряда техногенных материалов в составе аглошихты позволяет улучшить показатели аглодоменного производства и повысить качество агломерата

Помимо агломерации рассмотрен опыт утилизации подобных отходов с использованием альтернативных способов рециклинга В качестве такой технологии все шире применяется метод холодного брикетирования вибропрессованием с использованием минерального связующего -портландцемента В зависимости от технологического предназначения в составе таких брикетов можно использовать материалы, содержащие только железо, железо и углерод, углерод, металлоотходы, и флюсующие добавки

2. Образцы материалов, методики и аппаратура, используемые в работе

В исследованиях использовали образцы лабораторных и промышленных брикетов различного компонентного состава и промышленного агломерата (табл 1,2) Лабораторные брикеты изготавливались на лабораторной вибрационной площадке (частота 50 Гц, амплитуда колебаний 0,35 мм) в форме куба размером 70x70x70 мм, 100x100x100 мм Промышленные брикеты изготавливались на вибропрессе для производства бетонных изделии в ОАО «НЛМК» (давление 10 кПа, частота 50 Гц) в форме цилиндра размером 120x90 мм

Оценку восстановимости и размягчаемости материалов выполняли по методикам и на установках МИСиС и на аппарате Бургхардта в лаборатории ОАО «ОЭМК» Исследование поведения предварительно частично восстановленных (по ГОСТ 21707-76) железорудных материалов при высокотемпературном нагреве в слое кокса проводили на установке и по методике Института черной металлургии HAH Украины

Для исследования минералогического состава брикетов применялись оптическая микроскопия, термографический метод STA и мессбауэровская спектроскопия

Прочность на сжатие брикетов определяли в соответствии с ГОСТ 10180-90 в лаборатории ОАО «НЛМК»

Для оценки эффективности применения промывочных брикетов из окалины проведены опытные плавки с их использованием на двух доменных печах объемом 2000 м3 ОАО «НЛМК» Эффективность применения коксорудных

5

Таблица 1 Компонентный состав образцов, исследуемых в работе

№№ образца «Г и ы О Пыль ГсЙ!, % Магнезиальный порошок, % [ Гематито-^ вая руда, % Магнети-товый конц-т, % Колошниковая пыль, % Доменный шлам, % Конвертерный шлам, % Коксовая мелочь, % Портландцемент, %

1 92 - - - - - - - - 8

2-5* 90 - - - - - - - - 10

6-7 промышленный промывочный агломерат двух составов

8 офлюсованный апоме! эат

9 88 4 - - - - - - - 1 8

10 80 7,9 2,1 - - - - - - 10

И 80 8,5 3,5 - - - - - - 8

12 80 6,8 3,2 - - - - - - 10

13 80 7,4 4,6 - - - - - - 8

14 80 5,9 4,1 - - - - - - 10

15 80 6,5 5,5 - - - - - - 8

16 - - - 73 - - - - 17** 10

17 - - - - 71,7 - - - 16,6 11,7

18 - - - - 65 - - - 20 15

19 70 - - - - 8 - - 12 10

20 68 - - - - 8 - - 14 10

21 27 - - - - - 50 - 13 10

22 - - - - - - 90 - - 10

23 - - - - - - 92 - - 8

24 - - - - - - 65 25 - 10

25 - - - - - - 66 26 - 8

26 - - - - - - 55 35 - 10

27 - - - - - - 56 36 - 8

28 - - - - - - 45 45 - 10

29 - - - - - - 46 46 - 8

30 - - - - - - - 90 - 10

31 - - - - - - - 92 - 8

*образец №2- лабораторный брикет образец №3-5 -промышленные брикеты **древесный уголь

брикетов оценивали с использованием метода пофакторного анализа по результатам опытных плавок, проведенных ранее на доменной печи объемом 1000 м3 ОАО «НЛМК»

3. Исследование металлургических свойств брикетов на цементной связке Исследование прочности брикетов в холодном состоянии

Проведенные по стандартной методике испытания лабораторных брикетов на раздавливание показали, что при содержании 8-10 % цемента брикеты из различных техногенных и природных дисперсных компонентов показали высокие значения прочности на сжатие (табл 3) Наиболее прочными оказались брикеты, содержащие окалину Введение в шихту брикетов колошниковой пыли несколько снижает их прочность вследствие ее дисперсности и плохой комкуемости (№19,20) При неизменном содержании цемента в шихте (8%) добавка к брикетам

Таблица 2 Химический состав исследуемых в работе образцов

№№ образца Ре0бщ, % РеО, % Рс2Оз, % СаО,% БЮг, % МёО,% С,% Основность СаО/ ЭЮг

1 66,93 49,16 | 40,99 5,48 2,47 0,40 0 2,22

2 65,51 48,10 40,14 6,75 2,86 0,47 0 2,36

3 58,4 58,8 18,14 9,8 8,1 0,44 0 1,21

4 53,2 49,8 20,7 13,2 10,8 0,58 0 1,22

5 59,7 58,4 20,3 9,15 6,35 0,68 0 1,44

6 60,23 44,31 36,81 7,05 8,57 1,07 0 0,82

7 59,95 41,48 39,56 7,27 8,85 1,02 0 0,82

8 58,5 13,5 68,6 8,15 7,33 1,55 0 1,11

9 64,03 47,03 39,22 5,47 6,43 0,39 0 0,85

10 58,24 42,75 35,70 6,77 10,73 2,31 0 0,63

И 58,22 42,75 35,66 5,54 10,97 3,47 0 0,6

12 58,24 42,75 35,70 6,80 9,67 3,28 0 0,7

13 58,22 42,75 35,66 5,54 9,87 3,55 0 0,56

14 58,24 42,75 35,70 6,83 8,79 4,07 0 0,78

15 58,22 42,75 35,66 5,60 10,51 5,23 0 0,53

16 46,12 0,00 65,88 8,84 7,79 0,52 12,62 1,14

17 47,99 17,96 48,61 7,67 5,63 0,72 14,28 1,36

18 43,39 16,05 44,15 9,56 6,00 0,82 17,20 1,59

19 52,81 36,70 34,67 7,02 3,21 0,45 10,96 2,19

20 51,32 35,57 33,78 7,01 3,19 0,53 12,68 2,2

21 39,88 16,30 38,87 11,55 6,11 1,13 20,48 1,89

22 40,35 6,76 50,13 13,05 8,30 1,46 15,75 1,57

23 41,22 6,91 51,20 11,92 8,02 1,41 16,10 1,49

24 44,05 21,61 38,92 14,44 7,29 1,48 11,93 1,98

25 45,07 22,35 39,55 13,37 6,98 1,43 12,12 1,92

26 45,53 27,55 34,44 15,00 6,89 1,49 10,40 2,18

27 46,55 28,29 35,06 13,93 6,57 1,4 10,60 2,12

28 47,01 33,48 29,96 15,56 6,48 1,50 8,87 2,40

29 48,03 34,23 30,58 14,49 6,17 1,45 9,07 2,35

30 53,68 60,21 9,78 18,07 4,67 1,54 1,99 3,87

31 54,84 61,55 9,96 17,06 4,32 1,49 2,03 3,95

Таблица 3 Результаты испытаний брикетов на сжатие

№№ образца 1 2 9 10 11 12 13 14 15 19

Прочность, кг/см'' 93,3 118 112 48 81 68 49 34,2 33 87,5

№№ образца 20 21 24 25 26 27 28 29 30 31

Прочность, кг/шг 84,3 148,4 10 7,3 9 6 10,8 9,7 2 2

из окалины микрокремнезема (пыль газоочистки печи для производства Ре81) в количестве до 5% увеличивала прочность брикетов (№№1,9) Увеличение добавки пылевидной ЗЮг свыше 5% и добавка магнезии (в виде порошка с содержанием 85% М§0) снижала прочностные характеристики брикетов (№№10-15) вследствие образования медленно гидратирующих низкоосновных силикатов кальция и снижения гидратационной активности трехкальциевого силиката

Минимальную прочность на сжатие имели брикеты из конвертерного шлама (№№30-31) Низкая прочность данных брикетов обусловлена повышенным содержанием СаО в составе шлама в виде трехкальциевого силиката ЗСа0*И\02

(алита), имеющего зернистую микроструктуру, а также сохранением в структуре брикета шламовых гранул, образующихся при сушке шлама Частичная замена конвертерного шлама доменным приводила к некоторому увеличению значений прочности брикетов на сжатие (№№24-29) При использовании конвертерного шлама в составе шихты для брикетирования необходимо увеличивать расход цемента на их изготовление При промышленном производстве брикетов из конвертерного шлама с содержанием цемента 15 % достигалась их достаточная прочность (25-40 кг/см2), обеспечивающая целостность брикетов при транспортировке и перегрузках с образованием мелочи (-10 мм) не более 5-7 %

Поведение брикетов при нагреве в восстановительной атмосфере

С целью оценки поведения брикетов из оксидных железосодержащих материалов при их нагреве в восстановительной атмосфере лабораторные брикеты (размером 70x70x70 мм) из прокатной окалины, железорудного концентрата Стойленского ГОКа, конвертерного шлама и кварцевого песка (содержание цемента М500 6,6%, 8,8%, 9,0 % и 10,7 %, соответственно) были подвергнуты нагреву до Т=1150 "С со скоростью 500 "С/час в трубчатой печи (внутренний диаметр - 100 мм) в токе водорода с последующим охлаждением до комнатной температуры путем продувки печи азотом

После термообработки все брикеты полностью сохранили свою форму Брикет из кварцевого песка в результате термообработки потерял прочность по причине дегидратации гидросиликатов цементного камня, которая, по результатам термографического анализа, завершается при температуре 700-750 °С Оптический анализ образцов этого брикета после термообработки выявил лишь следы незначительного взаимодействия между зернами песка и компонентами цементного камня, не повлиявшего на прочность брикета

Брикеты из железосодержащих материалов в результате термообработки в восстановительной атмосфере значительно упрочнились за счет формирования плотной микроструктуры из вюстита и железистых оливинов, образовавшейся в результате спекания дисперсных частиц компонентов брикета, реакций восстановления оксидов железа и твердофазных реакций между вюститом, оксидами пустой породы железосодержащих компонентов и оксидами цементного камня Кроме того, в поверхностном слое этих брикетов образовался своеобразный металлический каркас, толщина которого (от 3-5 до 10-15 мм) определялась крупностью частиц и восстановимостью железосодержащего материала, а также исходной (после изготовления) плотностью брикета

Во всем объеме брикета из железорудного концентрата оксиды железа восстановились до вюстита, а в поверхностном слое толщиной 3-5 мм - до металлического железа (рис 1) Металлическое железо по границам зерен вюстита присутствует в теле брикета на расстоянии 20-25 мм от поверхности Плотная структура железосиликатной фазы между зернами вюстита в центральной части брикета (рис 2) свидетельствует о том, что она прошла через жидкое, либо вязко-пластичное состояние Образование оливинов обусловлено содержанием БЮг в концентрате (6,3%), СаО в цементе и развитой поверхностью контакта дисперсных частиц концентрата (70-120 мкм) и цемента Брикеты из железорудного концентрата могут служить эффективным промывочным

материалом для доменных печей, так как восстановление большей части железа в доменной печи будет происходить только твердым углеродом после расплавления брикета.

Рисунок 1. Микроструктура поверхности брикета из магнетитового концентрата: металл (1), вюстит(2), оливиновая фаза (3) (отраженный свет, увеличение х500)

Рисунок 2. Микроструктура центральной части брикета из магнетитового концентрата: вюстит (1), оливиновая фаза (2) (отраженный свет, увеличение х500)

В брикете из окалины оксиды железа в поверхностном слое (10-15 мм) практически полностью восстановились до металла (рис.3), а в остальной части тела брикета, занимающей 50-60 % объема - до вюстита, местами оконтуренными металлическим железом (рис.4).

Незначительное содержание оксидов пустой породы в окалине, особенно БЮг, а также не столь развитая (по сравнению с концентратом) поверхность контакта между частицами окалины размером 0-5 мм и продуктами дегидратации цементного камня (СаО, 8Юг) обусловили образование в структуре брикета лишь небольшого количества силикатов оливинового состава и увеличение поверхностного слоя металлизованного железа.

В брикете из конвертерного шлама, содержащем до 2-3 % углерода, металлическое железо, кроме поверхностного слоя толщиной 6-8 мм, в небольшом количестве образовалось во всем объеме брикета. Между зернами

9

Рисунок 4. Микроструктура центральной части брикета из окалины:

вюстит (1), металл (2) (отраженный свет, увеличение х200)

вюстита присутствует небольшое количество оливиновой фазы и трехкальциевого силиката (алита).

Рисунок 3. Микроструктура поверхностного слоя брикета из окалины:

металлическое железо (1), оливиновая фаза (2) (отраженный свет, увеличение хЮОО)

Таким образом, полученные результаты позволяют заключить, что цементная связка способствует сохранению формы и прочности брикетов из железосодержащих материалов при их нагреве в восстановительной атмосфере до полной дегидратации гидросиликатов цементного камня. Процессы спекания дисперсных железосодержащих частиц, последующее образование плотной структуры из железистых оливинов и вюстита во всем объеме брикетов и упрочняющего металлического каркаса в поверхностном слое, который при нагреве до 1150 °С может занимать в зависимости от вида железосодержащего компонента брикета до 10-45 % его объема, способствует сохранению формы брикетов вплоть до их размягчения в зоне когезии. Ни прочность брикетов в холодном состоянии, ни их поведение при нагреве в восстановительной атмосфере не ограничивают применение брикетов на цементной связке в качестве окускованного сырья для доменных печей.

Исследование металлургических свойств брикетов из окалины

Брикеты из окалины исследовали как возможный альтернативный промывочному агломерату материал, производство которого позволит исключить периодическое спекание промывочного агломерата, сопровождающееся снижением технико-экономических показателей агломашин и стабильности состава обычного агломерата в переходные периоды

Объектами исследования были (табл 1,2) лабораторные брикеты №№1,2, промышленные брикеты №№ 3,4, промышленный промывочный агломерат №№ 6,7

Пробы лабораторных и промышленных брикетов из окалины (размер кусочков 30-35 мм) показали более высокую восстановимость по сравнению с промывочным агломератом (размер кусочков 10-25 мм) (табл 4) При Т=800°С брикеты с равномерной скоростью достаточно интенсивно восстанавливаются и по истечении опыта (50 минут) достигают относительно высоких значений степени восстановления Промывочный агломерат восстанавливается также с равномерной скоростью, но достаточно медленно и к моменту окончания опыта развитие процессов восстановления в агломерате ограничено.

Характеристики размягчаемости проб промышленного агломерата и лабораторных брикетов сопоставимы (табл 5), а исследованные пробы промышленных брикетов имели значительно более широкий интервал и более низкую температуру начала размягчения по сравнению с промывочным агломератом, что обусловлено большим различием химического состава этих брикетов из-за несовершенной технологии их изготовления

Таблица 4 Степень восстановления испытанных образцов

№№ 1 2 3 4 б'1 7"

Ю,% 72,8 70,7 73,0 68,9 15.8 55,6 18.6 51,1

Примечание степень восстановления образцов при нагреве

* -в числителе - кусочки 20-25 мм с оплавленной структурой , -в знаменатече - кусочки 10-15 мм с пористой структурой

Таблица 5 Результаты испытаний образцов промывочных материалов на размягчаемость в восстановительной атмосфере____

№№ образца 1 2 3 4 6 7

Т °Г 1 нач , 1150 1160 920 990 1180 1180

т °г А кон , 1315 1300 1150 1200 1335 1320

д т,°с 165 140 230 210 155 140

Испытания исследуемых материалов в аппарате Бургхардта (восстановление водородом при температуре 900°С под нагрузкой 1,5 кг/см2 пробы массой 800-1000 г, крупность кусочков 8-20 мм , 2 опыта с каждым материалом) выявили различный характер восстановления проб промышленных брикетов из окалины и промывочного агломерата (рис 5) Восстановление пробы брикетов первые 30 минут шло более интенсивно, чем восстановление агломерата, затем оно замедлилось и через 45 минут практически прекратилось Потеря массы агломерата примерно с одинаковой скоростью продолжалась в

течение всех трех часов и, в результате, итоговая степень металлизации агломерата (93,9 %) несколько превысила степень металлизации кусочков брикета (89,7 %).Усадка пробы брикетов (6,7 %) при восстановлении в аппарате Бургхардта превышала усадку пробы агломерата (2,1 %), а количество спекшегося материала составило 78,5 %, тогда как доля спекшихся кусочков агломерата составила только 6,6 %.

Время опыта,мин

—А—Брикеты из окалины ■—ш—Промывочный агломерат

Рисунок 5. Характер процесса восстановления проб брикетов из окалины и промывочного агломерата в аппарате Бургхардта при Т=900°С

Исследования поведения предварительно восстановленных промышленных брикетов из окалины (№5) и двух видов агломерата (№№6,8) при высокотемпературном нагреве от 1000 до 1600 "С в слое кокса под нагрузкой 1 кг/см2 проводили на установке ИЧМ {табл.6). Предварительную подготовку железорудных материалов проводили в соответствии с ГОСТ 21707-76, которая состояла в восстановлении (атмосфера 33% СО, 65% N2) проб материалов под давлением 100 кПа при нагреве до Т=1050 °С в течение 200 минут.

Таблица 6 Результаты высокотемпературных испытаний агломерата и брикетов из окалины на установке ИЧМ___

Показатели Офлюсованный агломерат (№8) Промывочный агломерат (№6) Брикеты из окалины (№5)

Степень восстановления, % (по ГОСТ 21707-76) 75,4 69,94 71,22

Т]- температура потери газопроницаемости, °С 1320 1300 1210

Т2- температура начала фильтрации, °С 1370 1335 1270

Т3 - температура максимальной фильтрации, °С 1450 1420 1380

Содержание БеО в шлаке, % 24,87 38,52 48,62

Доля тугоплавкого остатка, % 13,8 10,8 10,2

Температуры размягчения и фильтрации расплава через слой кокса, а также доля тугоплавкого остатка в слое кокса у исследованных материалов зависят от содержания в них оксидов магния и железа (рис.6, 7). Повышенное содержание РеО в брикетах и минимальное содержание в них М§0 обусловили снижение температур размягчения и фильтрации по сравнению с промывочным и офлюсованным агломератом.

0,8 1 1,2 Содержание МдО, %

-Т1, С -Ж-Т2, С -А-ТЗ, С

■ Масса остатка

32 37 42

Содержание РеО, % -Т1, С -*-Т2, С ТЗ, С -*-Масса остатка

Рисунок 6.

Зависимость температур фильтрации шлака и доли тугоплавкого остатка от содержания М^О в испытуемых материалах

Рисунок 7. Зависимость температур фильтрации шлака и доли тугоплавкого остатка от содержания РеО в испытуемых материалах

Оптически установлено, что в брикетах из окалины образуется лишь небольшое количество силикатов оливинового состава, столь необходимых для промывочного материала. В связи с этим и на основании результатов лабораторных опытов с брикетами из окалины в их состав решено было ввести дисперсные добавки кремнеземистых и магнезиальных материалов (образцы №№9-15, табл. 1,2). Термостойкость и восстановимость этих лабораторных брикетов (размеры 70x70x70 мм, 100x70x70 мм) оценили путем их нагрева в восстановительной атмосфере (95% Аг, 5% Н2) со скоростью 500 "С/час до температуры 1200 °С. Степень металлизации брикетов после термообработки по указанному режиму составляла от 1 до 3 %. Увеличение содержания ¿Юг и М§0

в шихте брикетов обеспечивает условия для формирования твердых растворов в системе СаО-Р^О-РеО-БЮг , более тугоплавких и трудновосстановимых по сравнению с оливином состава СаРеБЮ^ который является основой расплава в брикетах из магнетитового концентрата или в брикетах из окалины при добавлении только микрокремнезема (до 4 %)

Таким образом, с учетом проведенных исследований с полноразмерными брикетами можно заключить, что они при сохранении формы и размеров вплоть до зоны когезии смогут осуществлять достаточно эффективную промывку коксовой насадки При этом промывочные свойства брикетов из окалины можно повысить за счет введения в их состав дисперсных добавок кремнеземистых и магнезиальных материалов В случае, если в шахте доменной печи произойдет частичное разрушение брикетов, то высокозакисный расплав из брикетов образуется при более низких температурах, а значит «промывка» коксовой насадки железистым шлаком начнется на более высоком горизонте коксовой насадки

Исследование металлургических свойств железоуглеродсодержащих

брикетов

Оценка восстановимости по потере веса при Т=800°С образцов (размер кусочков 30-35 мм) брикетов (№№16-21, табл 1,2), изготовленных из различных материалов, выявила зависимость достигнутой степени восстановления (табл 7) от восстановимости (окисленности) компонентов брикетов (рис 8) и содержания углерода в них (рис 9) При нагреве испытуемых проб, как в нейтральной, так и в восстановительной атмосфере, максимальную восстановимость имели брикеты из гематитовой руды (№16) и брикеты с максимальным содержанием углерода (№18, 21) По результатам оптического и мессбауэровского анализа образцов брикетов №№ 16-18, 21 выявлено, что при их нагреве до Т=1200 °С в нейтральной атмосфере происходит частичное восстановление оксидов железа до металла (без его науглероживания) и образование силикатов Оптически в восстановленных образцах наблюдались области остаточного углерода

Таблица 7 Степень восстановления углеродсодержащих брикетов и содержание в них углерода_______

№№ образца 16 17 18 19 20 21

Содержание С, % 12,6 14,3 17,2 11,0 12,7 20,5

М, в азоте 35,4 14,8 18 10,2 13,1 36,7

% в водороде 88,5 75,2 81 57,3 66,8 93,5

Для изучения поведения полноразмерных образцов углеродсодержащих брикетов в условиях восстановительного нагрева (до 1200°С со скоростью 500 "С в час в смеси аргона (95 %) и водорода (5%)) были испытаны лабораторные брикеты из 10 различных композиций конвертерного и доменного шламов (№№22-31, табл 1,2)

Брикеты из конвертерного шлама, содержащие до 2 % углерода, имели степень металлизации 10-12%, а в брикетах из смеси конвертерного шлама с доменным, содержащих до 12-13 % углерода, степень металлизации железа

достигала 90-95 %. Это содержание углерода практически соответствовало стехиометрически необходимому количеству углерода для полного восстановления оксидов железа в брикете. Дальнейшее увеличение содержания углерода в брикетах за счет увеличения доли доменного шлама в смеси не привело к увеличению степени металлизации (рис. 10, 11).

Таким образом, для достижения максимального коэффициента замены кокса углеродом железоуглеродсодержащих брикетов, его содержание в них не должно существенно превышать стехиометрически необходимого и может быть вычислено по формуле (1).

Fr =-

0,176-FeC + 0,225-Fe203

(1)

где [с\ - содержание углерода в углеродсодержащем компоненте (коксовая мелочь, древесный уголь, антрацит, кокс и т.д.), %

F. - количество углеродсодержащего компонента в брикете, %

124 1,29 1.34 1,39 1,44 1,41

Окисленностъ железосодержащих компонентов, O/Fe

Рисунок 8. Зависимость степени восстановления от окисленности железосодержащих компонентов брикетов

100

5? 90

ЯП

7S

X 70

q

60

X

fi 60 -

о 40

ш

л И» -

X

т

<5 10

10,00

у=3,5967х+20,381 R2= 0,9726

у=2,5836х- 20,503 F^ = 0,8589

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

Содержание углерода, %

* а атмосфере азота д в атмосфере водорода

Рисунок 9. Зависимость степени восстановления брикетов от содержания углерода в них

22,00

/

?

у* /

/—► •

/

^ А /

3

9 12

Содержание углерода в брикете,1

4,8

3,2

2,4

1,6

0,8

* к

О. О)

о»

=г * о О. и Ю

41 44 47 50 53

Содержание Ре в брикетах, %

Рисунок 10 Зависимость степени металлизации от содержания углерода в брикетах

Рисунок 11. Содержание углерода в брикетах фактическое и

необходимое по

стехиометрии для

восстановления Ре

4. Опытно-промышленные испытания применения брикетов на цементной

связке

Результаты промышленных испытаний применения брикетов из окалины в качестве промывочного материала

С целью практической оценки эффективности применения брикетов из окалины для промывки горна доменных печей была произведена опытная партия брикетов из окалины (90%) на цементной связке (10%) цилиндрической формы (120x90 мм). Брикеты использовали в качестве штатного промывочного материала на двух доменных печах объемом 2000 м3. Оценку эффективности применения брикетов из окалины проводили путем сравнения результатов работы печей в сопоставимых условиях при использовании брикетов и при использовании промывочного агломерата. Приведение результатов к одинаковым условиям выполнили с помощью коэффициентов пофакторного анализа.

Брикеты из окалины на цементной связке использовали для промывки горна на доменных печах №3 (табл.8) в количестве 450 т и №4 в количестве

200 т Промывки горна проводили путем загрузки промывочного материала в количестве от 6 до 40 кг/т в течение 0,5-1,5 суток

Таблица 8 Показатели работы доменной печи №3 при использовании промывочного

агломерата (Вариант А) и промывочных брикетов (Вариант Б)

Показатели работы печи Вариант А Вариант Б

4-12 05 06 6-14 06 06 29 05-06 06 06

Производюельность, т/сут 4422 4335 4248

Расход кокса, кг/т 414 423 423

Агломерат, кг/т 1494 1417 1452

Промывочный агломерат, кг/т 5 32 0

Брикеты промывочные, кг/т 0 0 10

Окатыши Лебединские, кг/т 97 192 196

Конвертерный шлак, кг/т 2 15 21

Содержание Бе в ж/р части шихты, % 59,16 58,92 58,92

Природный газ, м"Ут 104 99 102

Расход дутья, м3/мин 3337 3311 3316

Содержание 02 в дутье, % 28,4 28,7 28,7

Т °г 1 .'П чья, ^ 1103 1104 1109

Давление под колошником, кПа 138 138 137

Состав чугуна, % [81] 0,56 0,63 0,63

[Мп] 0,08 0,10 0,10

ГБ1 0,017 0,013 0,015

[Р] 0,06 0,06 0,06

Выход шлака, кг/т 318 330 330

Основность шлака (СаО/ЗЮг) 1,01 1,00 0,98

ДР„ кПа 16 17 17

ДР„, кПа 119 117 117

Индекс газопроницаемости (Гн * 10^) 21092,5 21188,4 21367,5

Производительность приведенная, т/сут 4422 4565 4507

Расход кокса приведенный, кг/т 414 388 393

Как использование промывочного агломерата, так и использование брикетов способствовало стабильной и производительной работе доменных печей без нарушения газодинамического режима плавки На доменной печи №3 максимальная приведенная производительность и минимальный приведенный расход кокса получены в период повышенного расхода промывочного агломерата Повышенная производительность доменной печи №4 и минимальный расход кокса имели место во время и после использования промывочных брикетов из окалины

Для проведения более глубокого анализа и сопоставления промывочных свойств испытуемых материалов использовали такие расчетные критерии как изменение степени прямого восстановления (гй) и изменение показателя «ЮМЬ)1, который косвенно оценивает дренажную способность горна путем

1 Sergeant R, Bonté L , Huysse K and other Heart management at Sidmar for an optimal hot metal and slag evacuation// The 5th European coke and ironmaking congress Proceeding Second volume Wei 3 Stockholm, 2005

сопоставления фактического содержания углерода в чугуне на выпусках, зависящего от поверхности и времени контакта чугуна с коксом в горне, и содержания углерода в насыщенном состоянии (табл 9,10)) Индекс «БМ1» рассчитывается по формуле (2)

ЮМГ= 2 Г -120,62 [57]-128,40 [Р]-155,64 [5]+

+10,89 [Мп]-389,11 [С]-190 690,46 (2)

где Тч - температура чугуна, °С

[БО, [Р], [Б], [Мп], [С] - массовая доля указанных элементов в чугуне, % Вщд - основность шлака (СаО/вЮг)

Таблица 9 Результаты расчета критериев эффективности промывки для ДП№3

ДП№3 Промывки агломератом Промывки брикетами

04 05 06 | 06 06 06 31 05 06 | 02 06 06

Изменение степени прямого восстановления

до промывки Га (1) 39,0 45,4 46,5 50,5

во время промывки г^ (2) 50,1 48,5 49,6 53,8

Д = г„(2)-г„(1) 11,1 3,1 3,1 3,3

Изменение показателя «ОМ!»

до промывки ОМ1(1) 170 201 242 201

во время промывки БМ1(2) 227 227 265 233

Д = ОМ1(2)-ОМ1(1) 57 26 23 32

Таблица 10 Результаты расчета критериев эффективности промывки для ДП№4

ДП№4 Промывки агломератом Промывки брикетами

17 12 05 | 19 12 05 16 06 06 | 17 06 06

Изменение степени прямого восстановления

до промывки ^ (1) 39,8 40,5 37,7 41,8

во время промывки гй (2) 45,3 46,5 40,0 47,2

Д = г„(2)-га(1) 5,5 6,0 2,3 5,4

Изменение показателя «БМ1»

до промывки БМ1(1) 178 152 162 181

во время промывки ОМ1(2) 224 178 181 193

Д = ВМ1(2)-БМ1(1) 46 26 19 12

Комплексная оценка по сумме расчетных критериев эффективности промывки показывает, что применение обоих видов промывочных материалов приводит к повышению дренажной способности коксовой насадки Однако промывочный эффект от применения брикетов из окалины несколько ниже, чем при использовании агломерата В значительной мере это объясняется тем, что абсолютное количество загруженного промывочного агломерата в рассмотренные периоды более чем в 2 раза превышало количество загруженных брикетов

Результаты промышленных плавок с применением углеродсодержащих брикетов из железорудного концентрата

Брикеты на цементной связке можно применять не только для промывки горна доменных печей, но и в качестве полноценного окускованного углеродсодержащего компонента доменной шихты Опытные плавки (табл 11) с использованием коксорудных брикетов были проведены в ОАО «НЛМК» на печи объемом 1000 м3 в 2004 году до выполнения комплексного исследования металлургических свойств брикетов В связи с этим промышленные брикеты (№18) были изготовлены с завышенным содержанием коксовой мелочи (20 %) и портландцемента М500 (15 %) Проплавка брикетов осуществлялась в несколько этапов, различавшихся расходом брикетов (122, 198, 303 кг/т чугуна) Всего было проплавлено 2475 т коксорудных брикетов

Таблица 11 Показатели работы печи при проплавке брикетов из железорудного

концентрата и коксовой мелочи

Показатели плавки \ периоды 21-25.08 26- 31 08- 02- 26.08-

работы печи 6-10.09 30 08 02 09 04 09 04.09

База 1 2 3 Опыт

Производительность, т/сутки 1908 1732 1781 1725 1743

Расход

агломерата, кг/т 1194 1325 1283 1348 1319

окатышей, кг/т 371 210 199 67 168

брикетов, кг/т - 122 198 303 192

конвертерного шлака, кг/т 75 - - - -

Содержание Бе в ж/р шихте, % 58,83 58,02 57,3 55,98 57,26

Расход кокса, кг/т 505 489 473 497 487

Расход природного газа, м3/т 74 70 76 79 74

Расход дутья, м"7мин 1554 1481 1442 1469 1467

Содержание Ог в дутье, % 27,3 26,9 27,4 27,5 27,2

Температура дутья, иС 961 960 962 961 961

Давление газа на колошнике, ати 1,00 0,98 0,96 1,00 0,98

Температура периферии, °С 516 484 483 527 495

Нижний перепад давления, ати 0,869 0,860 0,880 0,866 0 867

Верхний перепад давления , ати 0,131 0,140 0,120 0,124 0,13

Состав чугуна [Б1], % 0,74 0,85 0,64 0,86 0.79

[Мп], % 0,12 0,07 0,06 0,07 0.07

[Р], % 0,08 0,06 0,06 0,06 0.06

И, % 0,014 0,016 0,022 0,022 0.019

Приведенная производительность, 1908 1780 1812 1828 1815

т/сут

Приведенный расход кокса, кг/т 505 480 474 484 480

Коэффициент замены кокса - 1,02 0,78 0,35 0,66

коксовой мелочью брикета, кг/кг

Масса коксовой мелочи брикетов, - 20,0 33,5 49.3 31,7

остающейся в печи* 100 200,6 348,8 348,8

*Примечание. расчетное количество избыточной коксовой мелочи брикетов (остающейся в брикетах после полного восстановления оксидов железа в них) в числителе - тонн в сутки, в знаменателе - суммарное количество избыточной коксовой мелочи брикетов в конце периода

Компонентный состав доменной шихты при проплавке брикетов существенно отличался от состава шихты в базовом периоде, кроме того, он значительно изменялся с увеличением расхода брикетов В первую очередь это касается окатышей, доля которых в шихте в базовом периоде составляла 23 %, а при проплаве брикетов она уменьшалась до 12,7 %, 11,8% и 4,3 % Заметно колебалась и доля агломерата в шихте 76,9 %, 80%, 76,3%, 78,4%, соответственно Отсутствие на печи отсева мелочи загружаемых шихтовых материалов приводило к значительным изменениям прихода мелочи в печь Однозначно оценить влияние изменения структуры доменной шихты на газодинамику сухой части столба шихты, зоны когезии и зоны капельного орошения при проплавке коксорудных брикетов затруднительно в связи с отсутствием необходимой для такой оценки информации В то же время, увеличение доли брикетов в шихте оказывало разрыхляющее действие на структуру столба шихты во всем его объеме вплоть до зоны когезии Этим, вероятно, можно объяснить незначительное увеличение приведенной производительности печи с ростом доли брикетов в шихте Что касается общего негативного влияния расхода брикетов на производительность печи, то оно вызвано образованием из пустой породы брикетов тугоплавкого шлака повышенной основности, что приводило к увеличению вязкости всего первичного шлака Кроме того, избыточная коксовая мелочь брикетов, не израсходованная на восстановление оксидов железа в них, также оказывала негативное влияние на вязкость первичных шлаков

Эффективность использования коксовой мелочи, содержащейся в брикетах, уменьшалась пропорционально их количеству, что связано, в первую очередь, с завышенным содержанием углерода в брикетах по сравнению со стехиометрически необходимым для восстановления оксидов железа брикета Коксовая мелочь, не израсходованная на восстановление оксидов железа в самом брикете и из первичных шлаков, оставалась в коксовой насадке, снижая ее дренажную способность Количество этой коксовой мелочи из брикетов по мере увеличения их расхода увеличивалось и накапливалось в печи, оставаясь в коксовой насадке (рис 12) Этому способствовало и то, что количество железистых первичных шлаков, образующихся из агломерата и окатышей, при этом уменьшалось, пропорционально чему уменьшалось количество углерода, требуемое на прямое восстановление железа из этих шлаков (рис 13)

С увеличением расхода брикетов, содержащих углерода коксовой мелочи в 1,5 раза больше, чем необходимо по стехиометрии для восстановления оксидов железа, усиливалось негативное влияние брикетов на дренажную способность коксовой насадки в печи Это подтверждается уменьшением в 1,34 раза показателя 'ЧОМГ' в периоде работы печи после проплавки брикетов (127) по сравнению с периодом ее работы до проплавки (170) Коэффициент замены кокса коксовой мелочью брикетов по указанной причине снижался по мере увеличения их расхода (рис 12) Таким образом, результаты проплавки в доменной печи значительной партии коксорудных брикетов полностью подтвердили полученный по результатам лабораторных испытаний вывод об оптимальном содержании углерода в железоуглеродсодержащих брикетах для доменной плавки

1,2

1 0,8

5 § 2 о.б

-в- о

■е-а

150 200 250

Расход брикетов, кг/т

400

350 300

1К»

С " 5

~ га 2

300

Рисунок 12. Накопление в печи коксовой мелочи брикетов и соответствующее снижение коэффициента замены кокса с увеличением расхода брикетов на плавку

о и

110 160 210 260 310

Расход брикетов, кг/т

Рисунок 13. Зависимость количества углерода, остающегося в брикете и необходимого на восстановление Ре из железистых шлаков агломерата и окатышей, от расхода брикетов на плавку

Изучение поведения брикетов из железорудного концентрата и коксовой мелочи при нагреве в восстановительной атмосфере и промышленный опыт их применения в доменной плавке позволяет заключить, что такие брикеты при оптимальном содержании в них коксовой мелочи и минимально необходимом содержании цемента являются полноценным подготовленным самоплавким компонентом доменной шихты. Доля такого компонента в доменной шихте может лишь незначительно ограничиваться требуемой производительностью печи и может достигать 50% и более.

5. Энергетическая оценка рециклинга железосодержащих отходов по различным технологиям

Оценка энергетических затрат на рециклинг конвертерных шламов

Переработка Ре-2п-содержащих пылей и шламов практически во всех реализованных в промышленном масштабе процессах завершается получением чугуна. В связи с этим выбор одной из возможных схем рециклинга Ре-2п-содержащих дисперсных отходов в условиях конкретного металлургического предприятия требует оценки ее энергетической эффективности с учетом

имеющихся на заводе мощностей по выплавке чугуна

Оценили две применяемые в промышленности технологические схемы рециклинга конвертерных шламов

вариант А получение шламококсовых окатышей—» металлизация окатышей во вращающейся печи —♦ проплавка металлизованных окатышей в доменной печи вариант Б получение шламококсовых брикетов на цементной связке —► проплавка брикетов в доменной печи

Расход кокса на выплавку чугуна оценили путем компьютерного моделирования доменной плавки с помощью математической модели доменного процесса для одних и тех же условий (параметры дутья, расход и состав вдуваемого топлива, состав шихты, состав чугуна, масса железа конвертерных шламов, вносимого в печь с металлизованными окатышами или со шламококсовыми брикетами)

Суммарные энергозатраты на выплавку чугуна из конвертерных шламов при их рециклинге по рассматриваемым технологическим схемам оценили в виде расхода условного топлива (табл 12)

Таблица 12 Расход энергоносителей на производство чугуна по вариантам А,Б

Расход материалов, топлива и энергии на 1 т чугуна Базовый вариант Вариант А Вариант Б

Кокс, кг 454,5/458,3 443,6/447,4 429,8/433,5

Коксовая мелочь, кг - 24,9/25,0 20,0/20,2

Природный газ, м3 98/113,6 98/113,6 98/113,6

Смешанный газ, м3 - 31/8,2

Кислород, м3 69/6,8 68,6/6,75 58,2/5,72

Электроэнергия, кВт час 23,5/2,9 36,0/4,4 29,0/3,6

Топливо на нагрев дутья, кг у т 62,0 61 62,2

Суммарный расход энергоресурсов, кг у т 643,6 666,7 638,8

Выход колошникового газа, кг у т 245,8 250 249

Суммарный расход условного топлива, кг у т 397,8 416,7 389,8

Выход шлака, кг/т 318 314 327

Примечание в знаменателе расход в кг условного топлива

Энергозатраты на рециклинг конвертерных шламов по первой технологической схеме существенно выше Разница в суммарном расходе топлива на 1 т железа конвертерных шламов, используемых для выплавки чугуна по рассмотренным технологическим схемам составляет (416,7 - 389,8) 0,08= 336,25 кг у т /т В расчете на годовой выход конвертерных шламов 200000т разница в расходе топлива на их переработку рассмотренными технологиями составит по коксу - 0,1022x200000=20440 т/год по коксовой мелочи - 0,0348x200000 = 6906 т/год по смешанному газу - 229,6x200000 = 45920000 м3/год Кроме того, дополнительные выбросы С02 в атмосферу по первой технологии составят

(20440x0,87 + 6906x0,86)х44 12 + 45920х (0,216 +0,115)х44 22,4=116836 т/год По второй технологии увеличения выбросов С02 в атмосферу не происходит

Оценка энергетических затрат рециклинга прокатной окалины

Аналогично сопоставили суммарные затраты топлива на выплавку чугуна из промывочного агломерата, спеченного из окалины, и на выплавку чугуна из брикетов на цементной связке, полученных также из окалины и пыли ферросплавных печей (табл 13)

Таблица 13 Расход энергоносителей на производство чугуна при использовании в доменной плавке промывочного агломерата (Вариант А) и брикетов из окалины (Вариант Б)____

Показатели процесса ( на 1 т чугуна) Вариант А Вариант Б

Кокс, кг/т 427,9/431,5 429,5/433,1

Природный газ, м^/т 92/105,4 92/105,4

Кислород, м3/т 88/8,7 87/8,6

Коксовая мелочь, кг/т 14,8/14,8 0

Смешанный газ, м"7т 3,2/0,8 0

Электроэнергия, кВт*ч/т 32/3,9 29/3,6

Суммарное энергопотребление, кг у т /т 565,1 550,7

Выход вторичных энергоресурсов, кг у т /т 211,7 210

Суммарный расход условного топлива, кг/т 353,4 340,7

Примечание в знаменателе расход в кг условного топлива

При расходе окалины в доменной плавке в количестве 150 кг/т чугуна различие в суммарном расходе условного топлива в расчете на 1 т окалины , используемой для выплавки чугуна по вариантам технологии А и Б составляет (353,4-340,7) 0,15=84,67 кг/т окалины Рециклинг окалины путем ее агломерации реализуется с более высоким расходом топлива по сравнению с брикетированием Затраты топлива на агломерацию окалины значительно превышают дополнительный расход кокса при проплавке брикетов из окалины, связанный с у величением выхода шлака и наличием химически связанной воды в брикетах Это превышение для указанного количества утилизируемой окалины по видам топлива составляет -условного топлива - 12700 т/год, -коксовой мелочи - 13200 т/год, -смешанного газа - 3195000 м3/год

Дополнительные выбросы С02 в атмосферу при рециклинге окалины через агломерацию составляют для данного количества окалины 48762 т/год

ВЫВОДЫ

• Холодная прочность брикетов не является лимитирующим фактором при использовании брикетов в доменной печи Требуемая прочность брикетов в холодном состоянии обеспечивается прочностью цементного камня уже при содержании 8-10 % связующего

• Прочность брикетов после дегидратации цементного камня (при Т=700-

750 °С) обеспечивается за счет процессов спекания дисперсных железосодержащих компонентов брикета, последующего формирования плотной микроструктуры из вюстита и железистых оливинов, а также за счет образующегося при восстановлении газом поверхностного слоя металлического железа Толщина поверхностного металлического каркаса зависит от восстановимости и крупности частиц железосодержащих компонентов брикетов В железоуглеродсодержащих брикетах металлический каркас образуется во всем объеме брикета

• Комплексная оценка результатов промышленных плавок с использованием в шихте промывочных материалов показала, что брикеты из окалины могут эффективно осуществлять промывку горна доменной печи и применяться вместо промывочного агломерата Использование при производстве промывочных брикетов из окалины дисперсных добавок кремнеземистых и магнезиальных материалов понижает восстановимость брикетов и повышает их промывочные свойства за счет образования из них в доменной печи трудновосстановимых шлаков на основе железо-кальций-магниевых силикатов

• Железоуглеродсодержащие брикеты являются самоплавким и самовосстанавливающимся компонентом доменной шихты, применение которого обеспечивает снижение расхода кокса на выплавку чугуна пропорциональное количеству используемых брикетов Доля такого компонента в железосодержащей части доменной шихты лишь незначительно ограничивается требуемой производительностью печи и может достигать, в зависимости от последней, 50% и более

• Оптимальное содержание углерода в составе железоуглеродсодержащих брикетов должно соответствовать стехиометрически необходимому для полного восстановления оксидов железа в брикетах Превышение содержания коксовой мелочи в составе брикета выше стехиометрически необходимого приводит к уменьшению эффективности ее использования, к снижению коэффициента замены кокса коксовой мелочью, а при повышенном расходе брикетов - к замусориванию коксовой насадки в горне и снижению ее дренажной способности

• Компьютерное моделирование доменной плавки с применением металлизованного сырья и брикетов из техногенных материалов обычного и специального назначения, а также балансы энергозатрат на рециклинг техногенных материалов по альтернативным технологиям показали очевидные энергетические и экологические преимущества схемы рециклинга с использованием технологии брикетирования

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Брикетирование - новый этап развития технологии окускования сырья для доменных печей / Куру нов ИФ., Канаева О Г / Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» №5, 2005, с 27-32

2 Анализ эффективности альтернативных путей рециклинга железосодержащих металлургических отходов / Курунов И Ф , Титов В H , Большакова О Г / Металлург №11, 2006, с 39-42

3 Брикеты для промывки горна доменных печей / Курунов И Ф, Большакова О Г / Металлург №5 , 2007, с 46-50

4 Analyses of effective ways to recycle the dispersed iron-bearmg metallurgical wastes / Kurunov IF , Titov V N , Bolshakova О G / International conférence «Advances in metallurgical processes and matenals», Vol 2, Dmpropetrovsk, Ukraine, May 27-30, 2007 p 372-377

5 Опыт промывки горна доменных печей брикетами из окалины /Курунов И Ф, Большакова О Г, Щеглов Э M и др / Металлург № 6, 2007, с 3639

6 Исследование фазового состава железорудных брикетов с целью оценки их поведения в доменной печи / Курунов И Ф, Малышева Т Я, Большакова О Г / Металлург №10, 2007, с 41-46

7 Исследование металлургических свойств брикетов из техногенного и природного сырья и оценка эффективности их применения в доменной плавке Часть 1 /Курунов И Ф , Щеглов Э M , Кононов А И, Большакова О Г и др // Бюллетень научно- технической и экономической информации «Черная металлургия» №12, 2007, с 39-48

8 Исследование металлургических свойств брикетов из техногенного и природного сырья и оценка эффективности их применения в доменной плавке Часть 2 /Курунов И Ф , Щеглов Э M , Емельянов В JI, Большакова О Г и др // Бюллетень научно- технической и экономической информации «Черная металлургия» №1, 2008, с 8-16

Благодарности

Автор выражает благодарность за поддержку и ценные советы по теме диссертации своему научному руководителю д т н, проф Курунову И Ф и заведующему кафедрой д т н , проф Юсфину Ю С

Автор благодарит к г -м н , проф Малышеву Т Я , д г -м н , проф Коровушкина В В , младшего научного сотрудника ИЧМ HAH Украины , ктн Нестерова АС за помощь в выполнении работы и благожелательное

Подписано в печать 28 02 2008 г Печать трафаретная

Заказ № 127 Тираж 120 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш , 36 (495) 975-78-56, (499) 788-78-56 www autoreferat ru

ВВЕДЕНИЕ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

АПРОБАЦИЯ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕЦИКЛИНГА ДИСПЕРСНЫХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ.

1.1 Железосодержащие отходы черной металлургии.

1.2 Рециклинг дисперсных отходов в составе аглошихты и их влияние на показатели аглопроцесса и качество агломерата.

1.3 Брикетирование - эффективный способ окускования железосодержащих отходов.

1.4 Постановка задач исследований.

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА И АППАРАТУРА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ.

2.1 Технология производства брикетов в лабораторных условиях и в условиях промышленного производства.

2.2 Методы лабораторных исследований металлургических свойств железосодержащих брикетов из техногенного и природного сырья.

2.2.1 Определение восстановимости железосодержащих брикетов из природного и техногенного сырья (методика МИСиС).

2.2.2 Определение размягчаемости брикетов на цементной связке в восстановительной атмосфере (методика МИСиС).

2.2.3 Методика проведения лабораторных испытаний по восстановлению агломерата и брикетов на цементной связке на аппарате Бургхардта.

2.2.4 Высокотемпературные испытания поведения железорудных материалов в слое кокса.

2.2.5 Метод определения прочности на сжатие брикетов на цементной связке в холодном состоянии по ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Метод определения прочности по контрольным образцам».

2.2.6 Определение прочности железорудных материалов во вращающемся барабане после низкотемпературного восстановления по стандарту ISO 4696-1:1998 и ISO 4696-2:1998.

2.3 Методы минералогического исследования.

2.3.1 Оптическая микроскопия.

2.3.2 Термографический метод STA.

2.3.3 Мессбаузровская спектроскопия Fe57 в изучении фазового состава железорудного сырья.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БРИКЕТОВ НА ЦЕМЕНТНОЙ СВЯЗКЕ.

3.1 Оценка характеристик брикетов как сырья для доменных печей.

3.1.1 Исследование прочностных характеристик брикетов на цементной связке в холодном состоянии.

3.1.2 Поведение брикетов при нагреве в восстановительной атмосфере.

3.2 Исследование металлургических свойств брикетов из окалины в лабораторных условиях.

3.2.1 Определение восстановгшости и размягчаемости брикетов из окалины и промывочного агломерата на установке лаборатории МИСиС.

3.2.2 Поведение железорудных материалов при высокотемпературном нагреве под нагрузкой и в слое кокса.

3.2.3 Сравнение промывочных свойств высокозакисного агломерата и брикетов из окалины на цементной связке.

3.3 Исследование металлургических свойств железоуглеродсодержащих брикетов в лабораторных условиях.

ГЛАВА 4 ОПЫТНО- ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ БРИКЕТОВ НА ЦЕМЕНТНОЙ СВЯЗКЕ.

4.1 Результаты промышленных испытаний использования брикетов из окалины в качестве промывочного материала.

4.2 Результаты промышленных плавок с применением углеродсодержащих брикетов из железорудного концентрата.

ГЛАВА 5 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЦИКЛИНГА ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПО РАЗЛИЧНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ.

5.1 Оценка энергетических затрат утилизации конвертерных шламов.

5.2 Оценка энергетических затрат рециклинга прокатной окалины.

ВЫВОДЫ.

Черная металлургия относится к тем отраслям промышленности, влияние которых на окружающую среду значительно, в том числе из-за огромного количества образующихся отходов. В целом на предприятиях отрасли образуются сотни миллионов тонн отходов, которые постоянно аккумулируются в отвалах и шламохранилищах. На сегодняшний день загрязнение окружающей среды на территории предприятий приняло угрожающие масштабы /1-5/. В то же время на металлургических предприятиях в условиях истощения природных ресурсов обострилась проблема снабжения железорудным сырьем и металлоломом. При этом большинство отходов являются ценным сырьем для металлургической промышленности и пригодны для их повторного использования. В связи с этим особо актуальной стала задача утилизации отходов в собственном производстве.

В качестве экономически эффективного и экологически безопасного способа утилизации предлагается использовать брикетирование, которое позволяет окусковывать как железо- , так и углеродсодержащие компоненты и флюсующие добавки с использованием минерального связующего — портландцемента.

В диссертационной работе рассмотрены два типа брикетов, различающихся ' по технологическому предназначению. К первому типу относятся «промывочные» брикеты, состоящие из окалины и портландцемента. Ко второму типу относятся самовосстанавливающиеся брикеты из различных дисперсных железосодержащих техногенных и природных материалов с углеродом.

Брикеты из окалины предлагается использовать в качестве альтернативы промывочному агломерату, обычно используемому для промывки горна доменных печей. Применение брикетов из окалины позволит отказаться от периодического производства высокозакисного агломерата, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях доменного процесса, а также на качестве обычного агломерата и чугуна в переходные периоды. Для оценки возможности эффективной замены промывочного агломерата брикетами из окалины была проведена серия лабораторных опытов по определению металлургических свойств брикетов из окалины в сравнении с промывочным агломератом. Были оценены такие металлургические свойства, как восстановимость, размягчаемость, холодная и горячая прочность, поведение материалов при высокотемпературном нагреве под нагрузкой и в слое кокса. Для оценки эффективности применения промывочных брикетов из окалины проведены опытные плавки с их использованием на двух л доменных печах объемом 2000 м ОАО «НЛМК».

Подобному исследованию металлургических свойств в лабораторных условиях подвергли углеродсодержащие брикеты. Эффективность применения углеродсодержащих (коксорудных) брикетов в качестве кускового материала оценивали с использованием метода пофакторного анализа по результатам опытных плавок, проведенных ранее на доменной печи объемом 1000 м ОАО «НЛМК».

Также одной из целей диссертационной работы было исследование механизма взаимодействия компонентов шихты брикетов при их восстановлении и изучение причин сохранения высокой прочности брикетов на цементной связке при восстановительном нагреве. Для этого был проведен оптический анализ нескольких систем, позволяющих выявить закономерности течения процессов в брикетах.

На основании комплексного анализа результатов лабораторных опытов, а также опытно-промышленных плавок с применением промывочных брикетов даны рекомендации по расширению компонентного состава брикетов из окалины с целью повышения их промывочных свойств.

На основании анализа результатов лабораторных и промышленных опытов применения углеродсодержащих брикетов даны рекомендации по оптимизации шихтового состава брикетов в отношении количества углеродсодержащего компонента и портландцемента.

Расчетно-аналитическим путем установлено, что рециклинг дисперсных железосодержащих металлургических отходов путем изготовления из них брикетов и последующей проплавки брикетов в доменной печи является наименее энергоемким и наиболее экологичным.

Диссертационная работа изложена на 121 странице, в том числе 28 рисунков, 33 таблицы, 5 приложений, список литературных источников из 104 наименований.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Установлено, что необходимая холодная прочность брикетов из техногенных и природных дисперсных железо- и железоуглеродсодержащих материалов на цементной связке достигается при использовании 8-10 % минерального связующего в шихте и сохраняется вплоть до полного разложения гидросиликатов цементного камня.

2. Показано, что при нагреве брикетов в восстановительной атмосфере их прочность сохраняется вплоть до их размягчения. Объяснен механизм сохранения прочности брикетов, включающий твердофазное спекание частиц компонентов брикета, последующее формирование оливиново-вюститной матрицы в теле брикета и образование, в результате восстановления железа газом, поверхностного металлического каркаса.

3. Выявлена и объяснена необходимость обеспечения оптимального содержания углерода в брикетах, при котором достигается максимальный коэффициент замены кокса углеродом брикетов при их проплавке в доменной печи. Теоретически показано и опытными плавками на доменной печи 2000 м3 подтверждено, что превышение оптимального содержания углерода в брикетах за счет коксовой мелочи при высоком удельном расходе брикетов ухудшает показатели доменной плавки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

1. Результаты исследования использованы при разработке технологического задания на проектирование в ОАО «НЛМК» участка по производству брикетов из металлургических железоуглеродсодержащих дисперсных отходов.

2. Изготовлением и проплавкой в доменных печах брикетов из окалины показана эффективность их применения и возможность замены ими промывочного агломерата с прекращением периодического его производства, ухудшающего показатели работы аглофабрики и стабильность состава агломерата. Предложено оптимизировать состав промывочных брикетов за счет применения кремнеземистых и магнезиальных добавок.

3. Показано энергетическое и экологическое преимущество брикетирования перед альтернативными технологиями утилизации железосодержащих отходов.

АПРОБАЦИЯ

По материалам диссертации опубликовано 8 статей. Результаты работы доложены и обсуждены на следующих конференциях и симпозиумах:

• Симпозиум «Познание процессов доменной плавки» (Днепропетровск, Украина, июль, 2006)

• Materials Science & Technology (MS&T) 2006. Conference and exhibition (USA, Cincinnati, Ohio, October, 2006)

• International conference «Advances in metallurgical processes and materials» (Dnipropetrovsk, Ukraine , may, 2007)

• V молодежный научно-практический форум "Интерпайп-2007" (г. Днепропетровск, Украина, июнь, 2007г).

• Научно-практическая конференция «Современные вопросы доменного производства» (Днепропетровск, Украина, январь 2008 г.)

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Брикетирование - новый этап развития технологии окускования сырья для доменных печей / Курунов И.Ф., Канаева О.Г. / Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» №5, 2005, с. 27-32

2. Анализ эффективности альтернативных путей рециклинга железосодержащих металлургических отходов / Курунов И.Ф. , Титов В.Н. , Большакова О.Г./ Металлург №11, 2006, с. 39-42

3. Брикеты для промывки горна доменных печей / Курунов И.Ф., Большакова О.Г./ Металлург №5 , 2007, с.46-50

4. Analysis of effective ways to recycle the dispersed iron-bearing metallurgical wastes / Kurunov I.F. , Titov V.N., Bolshakova O.G. / International conference «Advances in metallurgical processes and materials», Vol.2, Dnipropetrovsk, Ukraine, May 27-30, 2007. p.372-377

5. Опыт промывки горна доменных печей брикетами из окалины /Курунов И.Ф., Большакова О.Г., Щеглов Э.М. и др./ Металлург № 6, 2007, с.36-39

6. Исследование фазового состава железорудных брикетов с целью оценки их поведения в доменной печи / Курунов И.Ф., Малышева Т.Я., Большакова О.Г./ Металлург №10, 2007, с.41-46

7. Исследование металлургических свойств брикетов из техногенного и природного сырья и оценка эффективности их применения в доменной плавке. Часть 1. /Курунов И.Ф., Щеглов Э.М., Кононов А.И., Большакова О.Г. и др.// Бюллетень научно- технической и экономической информации «Черная металлургия» №12, 2007, с.39-48

8. Исследование металлургических свойств брикетов из техногенного и природного сырья и оценка эффективности их применения в доменной плавке. Часть 2. /Курунов И.Ф., Щеглов Э.М., Емельянов B.JL, Большакова О.Г. и др.// Бюллетень научно- технической и экономической информации «Черная металлургия» №1, 2008, с.8-16

выводы

• Холодная прочность брикетов не является лимитирующим фактором при использовании брикетов в доменной печи. Требуемая прочность брикетов в холодном состоянии обеспечивается прочностью цементного камня уже при содержании 8-10 % связующего.

• Прочность брикетов после дегидратации цементного камня (при Т=700-750 °С) обеспечивается за счет процессов спекания дисперсных железосодержащих компонентов брикета, последующего формирования плотной микроструктуры из вюстита и железистых оливинов, а также за счет образующегося при восстановлении газом поверхностного слоя металлического железа. Толщина поверхностного металлического каркаса зависит от восстановимости и крупности частиц железосодержащих компонентов брикетов. В железоуглеродсодержащих брикетах металлический каркас образуется во всем объеме брикета.

• Комплексная оценка- результатов промышленных плавок с использованием в шихте промывочных материалов показала, что брикеты из окалины могут эффективно осуществлять промывку горна доменной печи и применяться вместо промывочного агломерата. Использование при производстве промывочных брикетов из окалины дисперсных добавок кремнеземистых и магнезиальных материалов понижает восстановимость брикетов и повышает их промывочные свойства за счет образования из них в доменной печи трудновосстановимых шлаков на основе железо-кальций-магниевых силикатов.

• Железоуглеродсодержащие брикеты являются самоплавким и самовосстанавливающимся компонентом доменной шихты, применение которого обеспечивает снижение расхода кокса на выплавку чугуна пропорциональное количеству используемых брикетов. Доля такого компонента в железосодержащей части доменной шихты лишь незначительно ограничивается требуемой производительностью печи и может достигать, в зависимости от последней, 50% и более.

• Оптимальное содержание углерода в составе железоуглеродсодержащих брикетов должно соответствовать стехиометрически необходимому для полного восстановления оксидов железа в брикетах. Превышение содержания коксовой мелочи в составе брикета выше стехиометрически необходимого приводит к уменьшению эффективности ее использования, к снижению коэффициента замены кокса коксовой мелочью, а при повышенном расходе брикетов - к замусориванию коксовой насадки в горне и снижению ее дренажной способности.

• Компьютерное моделирование доменной плавки с применением металлизованного сырья и брикетов из техногенных материалов обычного и специального назначения, а также балансы энергозатрат на рециклинг техногенных материалов по альтернативным технологиям показали очевидные энергетические и экологические преимущества схемы рециклинга с использованием технологии брикетирования.

1. Алехин А.А., Тарабрина Л. А., Сукинова Н.В. Опыт утилизации металлургических шламов//Сталь.-2000.-№12.-С.84-85

2. Рашпиков В.Ф., Тахаутдинов Р.С., Бодяев Ю.А. Утилизация железосодержащих отходов в ОАО «ММК»// Металлург.-2004.-№7.-С.19

3. Брикеты из мелкодисперсных отходов металлургического и коксохимического производств экономически выгодная замена традиционной шихты металлургических переделов. Презентация Компании//Металлург,- 2002.-№10.-С. 19-22

4. Карабасов Ю.С., Юсфин Ю.С., Курунов И.Ф. и др. Проблемы экологии и утилизации техногенного сырья в металлургическом производстве//Металлург.-2004.-№8.-С.27-33

5. Ярославцева Н. Отчет НТМК. Решение экологических проблем//Национальпая металлургия.-2003.-январь-февраль

6. Побочные продукты металлургической промышленности ценный источник сырья. Из практики зарубежной металлургии//Сталь.-1998.-№2.-С.72-73

7. Козлов В.Ф. Техногенные ресурсы сырья для черной металлургии//Сталь.-1998.-№12.-С.61-64

8. Утилизация вторичных материальных ресурсов в металлургии: Учебное пособие для вузов/ Черепанов К.А., Черныш Г.И., Динельт В.М. и др,-М.Металлургия, 1994.-224 с

9. Ресурсо-экологические проблемы XXI века и металлургия/ Лисин B.C., Юсфин Ю.С. -М.: Высш.шк., 1998.-447 с

10. Лисин B.C., Скороходов В.Н., Курунов И.Ф. и др. Современное состояние и перспективы рециклинга цинксодержащих отходов металлургического производства//Бюллетень научно-технической и экономической информации. Черная металлургия. Приложение 6 2001

11. Анашкин Н.С., Усов М.А., Якубайлик Э.К. Доизвлечение железа из техногенного металлургического сырья//Известия высших учебных заведений. Черная металлургия.-2006.-№10.-С.61-64

12. Данилов Е.В. Современная технология утилизации сталеплавильных шлаков//Металлург.-2003 .-№6.-С.З 8-3 9

13. Долинский В.А., Глушаков Ю.М., Федотов В.М. Ресурсосберегающие технологии переработки доменных шлаков//Известия ВУЗов. Черная металлургия.-1996.-№6.-С.7-10

14. Шевелев JI.H., Югов П.И., Баева J1.A. Экологически чистые технологии утилизации и переработки техногенных отходов в металлургии//Металлург.-2001,-№1.-С.31-32

15. Тациенко П.А. Промышленная технология вовлечения в производство цинксодержащих доменных и сталеплавильных шламов //Обогащение руд.-2005.-№1.-С.42-44

16. Танутров И.Н., Свиридова М.Н., Кашин В.В. Комплексное использование цинковистых доменных шламов // ОАО Черметинформация. Бюллетень. Черпая металлургия .- 2006.- № 11

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

18. Fontana P., Degel R. Zero-waste steel production // Steel Millenium.-2004.-P.67-75

19. Sohn I., Fruehan R.J. The reduction of iron oxides by volitiles in RHF process // AISTech 2006.- Proceedings.-Vol.l.-P.359-368

20. Лисин B.C., Скороходов B.H., Курунов И.Ф. и др. Ресурсо-экологические решения по утилизации отходов металлургического производства//Бюллетень института «Черметинформация». Черная металлургия.-2003.-№10.-С.64-71

21. Takihira К., Konisi Y et all. The results of non-breeze sintering operation by use of millscale// Дзайре то пуросэсу.- 1995.-Vol/ 8.-№4.- P.913-918

22. Moore C.M., Deike R., Hillman C. The recycling of complex containing waste thoxides// 4 European Coke and Ironmaking Congress. France. Paris. June 19-22. 2000. -Vol.1.-P. 408-412

23. Воропаев Е.М., Борисов В.М. Использование пыли и шламов металлургических заводов в агломерационном производстве // Черная металлургия. Бюллетень института "Черметинформация". -1980.-№1. С. 3-14

24. Курунов И.Ф. Экологические проблемы аглодоменного производства ( по материалам 4-го Европейского конгресса по коксохимическому и аглодоменному произвол ству)/Сталь.-2001 .-№11 .-С. 13-14

25. Прохоров В.Н., Устьянцев ILM., Сивец A.C. и др. использование отходов металлургического производства в аглодоменном переделе//Сталь.-1983.-№11.-С. 4-7

26. Дорошев И.А. Внутренний и глобальный рециклинг отходов производства путь к малоотходным технологиям//Сталь.-2002.-№7.-С.85-87

27. Асылгареев Р.Т., Кобелев В.А., Павлов В.В. и др. Разработка и освоение технологии утилизации замасленных шламов прокатных цехов// Сталь.-1998.-№6.-С. 73-75

28. Method of agglomerating oil-containing steel mill waste. Patent USA №5885328

29. Jang-Gon Jeon, Soo-Jong Jin. POSCO's achievement for the recycling of sludge// SEAISI Quarterly.-2002.-№4.-P.53-59

30. Шеремет B.A., Донсков Е.Г., Кубанов О.Г. Опыт использования применения техногенных отходов в аглопроизводстве «Криворожстали»//Металлургическая и горнорудная промышленность.-2006.-№3.-С.113-116

31. Michael Peters, Peter Schmöle, Klaus Kesseler, Ludger Stahl. Oxygen Cupola for recycling waste oxides from an integrated steel plant. 3rd International Conference on Science and technology of ironmaking. Düsseldorf, 16-20 June, 2003. p. 349-352

32. Тарасов A.B., Бессер А.Д. , Мальцев В.И. Металлургическая переработка вторичного цинкового сырья.- М.:Гинцветмет.-2004.-219 с

33. Ожогин В.В. Рециклинг пылевидных отходов сталеплавильного производства //Бюллетень научно-технической и экономической информации. Черная металлургия.-2006.-№7

34. Курунов И.Ф. Кукарцев В.М., Яриков И.С. и др. Опыт использования в шихте доменной печи брикетов из железоцинкосодержащих шламов // Металлург . -2003.-№10. -С.36-38

35. Dannberg О., Lindmark Т. Grinding fines briquettes from waste // Nordic steel& miningreview.- 2002. Vol. .-P.28

36. Bansidhar Nayak, Vibhuki N.Mishra. Process for cold briquetting and pelletization of ferrous or non-ferrous ores or mineral fines by iron bearing hydraulic mineral binder// Patent No. US 6.921.427 В2,- Date of patent: Jul.26, 2005

37. Бабанин В.И., Еремин А .Я. Брикетирование отходов ферросплавного производства // ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Черная металлургия».-2006.-№3.-С. 57-61

38. Носков В.А., Маймур Б.Н., Куцин B.C. и др. Опытно-промышленное опробование брикетов из отсева силикомарганца при выплавке среднеуглеродистого ферромарганца // Металлургическая и горнорудная промышленность .- 2003.-№1. С. 144-146

39. Носков В.А., Большаков В.И., Маймур Б.Н. и др. Опытно-промышленное производство брикетов из отсевов ферросплавов на ОАО «НЗФ» //Металлургическая и горнорудная промышленность.- 2004.- №3. С. 124-126

40. Носков В.А., Маймур Б.Н., Коваленко И.М. Технологические основы производства брикетов из отсевов ферросплавов на КГГМК «Криворожсталь» // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2003. - №2. - С. 122- 125

41. Волынкина Е.П., Страхов В.М., Литвин Е.М. Брикеты для сталеплавильного производства на основе антрацита // Кокс и химия.-1998.-№9.-С.36-39

42. Булгаков В.Г., Булгаков Г.В. Исследование минералогического состава окалино углеродных брикетов в процессе восстановления // Известия вузов. Черная металлургия. - 1998.-№7.- С.16-19

43. Котенев В.И., Китаев A.A., Барсукова Е.Ю. РУП «Белорусский металлургический завод». Опыт использования железо-углеродсодержащих брикетов в электросталеплавильном производстве // Металлург . 2003.-№1

44. Cupola furnace for the recycling of steel mill waste materials to liquid hot metal. Kuttner // Presentation on occasion of the Russo-Ukrainian blast furnace conference. Kosice .- June 18-24.- 2001

45. Хорошавин Л.Б., Овчинников И.И. Металлургические брикеты -возможная новая продукция огнеупорной промышленности // Огнеупоры и техническая керамика. -2002.- №3. С. 49-50

46. Равич Б.М. Брикетирование в цветной и черной металлургии .-М.Металлургия, 1975.- 232 с

47. Ожогин В.В., Томаш A.A., Белоног В.А. и др. Оптимизация составов смесей для получения высокопрочных шламовых брикетов // Металлургическая и горнорудная промышленность .- 2003.- №4.- С. 139-141

48. Носков В.А. Исследование технологических параметров и режимов получения брикетов из металлургических отходов // Металлургическая и горнорудная промышленность .- 2002. №5.- С. 115-117

49. Смирнов JI.A., Кобелев В.А., Потанин В.Н. и др. Разработка комплексной схемы утилизации железосодержащих отходов // Сталь.- 2001.- №1. С.89-90

50. Носков В.А., Баюл K.B. Исследование влияние конфигурации прессующего инструмента на показатели уплотнения мелкофракционных шихт в брикеты // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2003. - №4. - С. 137-138

51. Юсфин Ю.С., Черноусов П.И., Неделин C.B. Ресурсо-экологическая оценка аглодомеииого производства //Сталь.-2001 .-№4.-С. 1-5

52. Никитин Л.Д., Бугаев С.Ф., Портнов J1.B. и др. Улучшение работы горна доменной печи //Черная металлургия: Бюл.НТИ.-2004.-Вып.6

53. Коршиков Г.В., Иноземцев Н.С., Греков В.В. и др. Спекание и проплавление в доменных . печах высокозакисиого низкоофлюсовапного агломерата// Сталь.-2001 .-№5.-С.7-10

54. Moore С.М., Deike R., Hillmann С. Minimization of dioxin emission during sintering of iron residues // 3rd International Conference on Science and Technology of Ironmaking. Germany. Düsseldorf. June 6-20. 2003. - P. 578-581

55. Курунов И.Ф., Петелин A.JL, Тихонов Д.Н. и др. Вдувание комбинированного жидкого топлива из маслоотходов и замасленной окалины в доменную печь//Металлург.-2004.-№7.-С.ЗЗ-36

56. Делягин Г.Н., Ерохин С.Ф., Петраков А.П. ЭКОВУТ новое экологически чистое топливо XXI века // Сб. трудов международной научной конференции и школы семинара ЮНЕСКО «Химия на рубеже тысячелетий». Клязьма. - М.: Изд-во МГУ, 2000. - 4.1.-С. 101-105

57. Лисин B.C., Скороходов В.Н., Мизин В.Г. и др. Исследование процесса образования и состава конвертерных шламов//Сталь.- 2003.-№11.- С.106-110

58. Дячок Н.Г., Захарцев Г.С., Девяткин C.B. и др. Утилизация шламов па Западно-Сибирском металлургическом комбинате//ОАО «Черметинформация». Бюллетень «Черная металлургия».-2004.-№2.-С.66-70

59. Курунов И.Ф., Кукарцев В.М., Яриков И.С. и др. Производственный рециклинг железосодержащих шламов путем их окускования и проплавки в доменной печи (опыт ОАО «НЛМК»)//Сталь.-2003.-№10.-С.15-19

60. Коршиков Г.В., Зевин С.Л., Греков В.В. и др.Поведение цинка при спекании доменного и конвертерного шламов с концентратами КМА//Сталь.-2003,-№5.-С.2-6

61. Полушкин М.Е., Юсупов Р.Б., Лекин В.П. Опыт использования бедных окисленных руд и отходов производства на аглофабриках ОАО «ММК»//Сталь.-1999.-№11.-С.9-10

62. Щукин Ю.П., Сединкин В.И., Полушкин М.Е. и др. Выведение из оборота доменных шламов с высоким содержанием цинка // Сталь.-1999.-№11.- С. 13-17

63. Опыт использования побочных продуктов аглодоменного производства ОАО «Тулачермет». Доклад //Межрегиональный информационный семинар «Экстракция металлов. Рециклинг отходов металлургического производства. 13-17 марта 2006

64. Ожогин В.В. Утилизация пылевидных отходов важное звено в создании экологически чистых металлургических технологий // ОАО Черметинформация. Бюллетень. Черная металлургия .- 2006.- №7,- С.67-70

65. Лотош B.E. , Окунев А.И. Безобжиговое окуекование руд и концентратов. М.: Наука, 1980

66. Кудинов Д.З., Козлов А.В., Лазарев Б.Л., Шаврин С.В. Изучение поведения окатышей различных типов в верхней части шахты доменной печи// Металлург.- 1975.-№1.- с.9-12

67. Hideo Kanoshima, Seita Uekawa, Koji Morimoto and others. Carbon containing nonfired agglomerated ore for blast furnace and production method thereof // Patent No. US 6.918.944 B2.- Date of patent Jul. 19, 2005

68. Mark P. Landow, Mark I. Crawford, Marcelino Martinez. Benefits of recycling blast furnace waste materials at National Steel Great Lakes Division by cold bonded briquetting// Ironmaking conference proceedings.-2000. -P. 225-231

69. Maneesh Singh, Bo Bjorkman. Swelling behavior of cement bonded briquettes //3rd International Conference on Science and technology of ironmaking. Dusseldorf, 16-20 June.- 2003. - P. 359-364

70. Maneesh Singh, Bo Bjorkman. Effect of reduction on the swelling behavior of cement- bonded briquettes // ISIJ International, Vol.44 (2004), No.2, p. 294-303

71. Maneesh Singh, Bo Bjorkman. Effect of processing parameters on the swelling behavior of cement-bonded briquettes// ISIJ International, Vol.44 (2004), No. 1.-P.59-68

72. C.Bartels-von Varnbuler et all . Recycling technologies for filter dust and other residues// Millennium steel 2004. p.62-68

73. Белкин A.C., Юсфин ГО.С.Ю Курунов И.Ф. и др. Использование железококсовых брикетов на цементной связке в доменной плавке // Металлург.-2003.-№4.-С. 39-41

74. Котенев В.И., Барсукова Е.Ю., Мурат С.Г. Производство и использование металлургических брикетов в ОАО «Тулачермет» // Металлург.Спецвыпуск.-2005,-№6.-с.33-36

75. Осипов В.А., Миронова JI.B., Гостенин В.А. Новая технология брикетирования металлургических отходов // Сталь. 2006.- №3.- с.88-89

76. Бычков С.В., Ванюкова Н.Д., Носоченко О.В. Опыт использования брикетов на основе прокатной окалины в доменной печи // Металлургическая и горнорудная промышленность.- 2006.-№1.-с.14-16

77. Базилевич Е.Ф., Вегман Е.Ф. Агломерация .- М.Металлургия, 1967.-368 с

78. Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиспев А.Н. и др. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд. перераб. и доп./под редакцией Юсфина Ю.С.-М.:ИКЦ «Академкнига», 2004,- 774 с

79. ГОСТ 26136-84 «Руды железные, концентраты, агломераты и окатыши. Методы отбора и подготовки проб для физических испытаний»

80. Познание процессов доменной плавки. Коллективный труд под ред.Большакова В.И. Днепропетровск.:Пороги, 2006.-440 с

81. Малышева Т.Я. Железорудное сырье : упрочнение при термообработке. М.: Наука, 1988.-199 с

82. ГОСТ 21707-76 «Руды железные, агломераты и окатыши. Метод определения газопроницаемости и усадки слоя при восстановлении»

83. Товаровский И.Г., Гладков Н.А., Нестеров А.С. Особенности формирования расплава в условиях малококсовой доменной плавки //Сталь,-1994.-№2.-с.7-12

84. ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Метод определения прочности по контрольным образцам»

85. ISO 4696-1:1998 Железная руда — статистическое испытание на восстановление распад при низких температурах. Часть 1. Реакция с СО, С02, Н2

86. ISO 4696-2:1998 Железные руды статистические испытания разрушения после низкотемпературного восстановления. Часть 2. Реакция с СО

87. Вашуль X. Практическая металлография . Методы изготовления образцов. Перевод с нем:- М.:Металлургия, 1988.- 320 с

88. Иванова В.П., Касатов Б.К., Красавина Т.Н. Термический анализ минералов и горных пород.- Д.: Недра, 1974, 399 с

89. Вашуль X. Практическая металлография. Методы изготовления образцов . Перевод с нем.- М.:Недра, 1985.-480 с

90. Коровушкин В.В. ЯГР-спектроскопия в практике геолого-минералогических работ.- М.: АО «Геоинформмарк», 1993.-39 с

91. Тейлор X. Химия цемента. М.:Мир. 1996 . - 560 с

92. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. Химическая технология вяжущих материалов: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1980. - 472 с

93. Бутт Ю.М. , Тимашев В.В. Портландцемент (минералогический и гранулометрический составы, процессы модифицирования и гидратации). М., Стройиздат, 1974, 328 с

94. Zhao Pei, Guo Peimin, Zhang Dianwei. Study on promoting low — temperature fast reaction by mechanical force// Iron Steel Vanadium Titanium, Vol.28, No. 2, May 2007

95. Товаровский И.Г. , Гладков H.A., Нестеров С.А. Изучение фильтрации расплавов через коксовую насадку при использовании различных шихтовых материалов. //Сталь. 1996 . №3. с.6- 11

96. Schairer J.F., Osborn E.F. System CaO ■ Si02 CaO ■ MgO ■ Si02 (monticellite) - FeO II Journal America Ceramic Society , 1950.-33 5.-164

97. Sergeant R, Bonte L., Huysse K. and other. Heart management at Sidmar for an optimal hot metal and slag evacuation// The 5th European coke and ironmaking congress. Proceeding. Second volume.Wel:3. Stockholm, 2005

98. Торопов Н.А., Барзаковский В.П., Лапин В.В. Справочник. Диаграммы состояния силикатных систем. Выпуск третий. Изд-во Наука. Ленинградский отдел, 1972, 1-448