автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка и совершенствование технологии производства окатышей и их металлизации в шахтной печи

На правах рукописи

КОПОТЬ Николай Николаевич

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОКАТЫШЕЙ И ИХ МЕТАЛЛИЗАЦИИ В ШАХТНОЙ ПЕЧИ (НА ПРИМЕРЕ УСТАНОВКИ ХИЛ-Ш ОАО «ЛЕБЕДИНСКИЙ ГОК»)

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание^темной степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в ГУ Институт металлургии Уральского Отделения Российской Академии наук

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Шаврин Сергей Викторинович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, ст.н.с. Боковиков Борис Александрович

кандидат технических наук, доцент Матюхин Владимир Ильич

Ведущая организация:

Оскольский электрометаллургический комбинат

Защита состоится 27 мая 2005 года в 13°° на заседании диссертационного совета Д 004.001.01 при ГУ Институт металлургии Уральского Отделения Российской Академии наук по адресу: 620016 г.Екатеринбург, ул.Амундсена, 101 (актовый зал). E-mail: dmi_imet@r.66.ra

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке УрО РАН

Автореферат разослан ле апреля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук \0ИУ Дмитриев А.Н.

43352-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

и? ^ о б~е ^

Актуальность работы. Мировой опыт эксплуатации установок прямого получения железа с горячей выгрузкой металлизованного продукта убедительно свидетельствует о наличии специфических требований к качеству железорудных окатышей. Опыт освоения установки металлизации ХИЛ-Ш на ОАО «Лебединский ГОК» показал, что ни один из качественных показателей окисленных окатышей, определенных фирмой - разработчиком технологии, не обеспечивает ее стабильной и эффективной работы. Поскольку систематических комплексных исследований в этом направлении не предпринималось, то в данной ситуации пришлось практически заново разрабатывать технологию подготовки шихты окисленных окатышей, а также некоторые элементы их последующего передела, обеспечивая и требуемую производительность обжиговых машин, и проектную производительность установки ХИЛ-Ш. Целью настоящей работы является:

- на базе результатов исследований пластических свойств металлизованных окатышей сформулировать количественные критерии, определяющие стабильный сход материалов в нижнем конусе реактора ХИЛ-П1;

- на основе анализа роли связки обожженных окатышей в формировании их металлургических свойств определить принципы оптимизации состава и структуры окатыша;

- разработать состав и температурно-временные условия получения связки, обеспечивающие повышение прочности и уменьшения пластических свойств окатышей в процессе восстановления;

- разработать и реализовать мероприятия, направленные на дальнейшее развитие и совершенствование технологий металлизации окатышей и получения горячебрикетированного железа.

Научная новизна:

- впервые использованы и адаптированы к навеске металлизованных окатышей положения теории горячего прессования ансамбля частиц;

- впервые разработано и предложено понятие «эффективной вязкости» металлизованных окатышей, величина которой определяет условия их нормального схода в нижней части реактора;

Г

РСС ^•'ИОНАЛЬНАЯ 3 ПОТЕКА ¡сгербург

- установлены закономерности формирования поровой структуры окатыша в зависимости от минералогического состава связки; показано, что при введении боксита и известняка в соотношении 1:1 происходит увеличение доли открытой пористости;

- установлены закономерности изменения металлургических свойств окатышей в зависимости от состава и дозировки флюсоупрочняющих добавок - боксита, известняка, доломита и мела.

Практическая ценность.

Проведенные в диссертационной работе исследования позволили разработать принципы формирования шихтового модуля и режимов термообработки окатышей из концентратов ОАО «Лебединский ГОК», обеспечивающие повышение их качества при последующей металлизации. Полученные результаты носят общий характер и могут быть использованы для улучшения металлургических свойств окатышей различного назначения, как для доменной плавки, так и для процессов прямого получения железа. Реализация результатов работы.

Проведенные комплексные исследования и промышленные испытания производства и металлизации окисленных окатышей позволили впервые обеспечить стабильную работу и проектные показатели установки прямого получения железа ХИЛ-1П ОАО «Лебединский ГОК». За эти достижения автор в составе творческого коллектива был удостоен звания Лауреата Премии Правительства РФ в области науки и техники 2002 года. Публикации.

Основные материалы диссертации опубликованы в 12 статьях центральных изданий. Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 120 наименований, приложения, 29. рисунков, 16 таблиц, изложена на 148 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрен мировой опыт производства металлизованного продукта с учетом современных тенденций развития рынка металлопродукции. Отмечено, что устойчивый и возрастающий спрос на металлизованное сырьё в мире в последние годы объясняется тенденциями развития сталеплавильного производства: увеличение доли выплавки стали в электропечах связано с меньшими капитальными затратами по сравнению с выплавкой стали в кислородных конверторах, а также лучшими экологическими условиями производства, уменьшение доли оборотного лома вследствие широкого внедрения непрерывной разливки стали, возрастание спроса на лом, из-за увеличения выплавки качественных сталей. Таким образом, мировой спрос на металлизованный продукт (МП) относительно стабилен и мало подвержен изменению конъюнктуры рынка металлопродукции.

Глава содержит обзор основных технологий производства МП, на основе которого констатируется, что среди множества (более сотни) способов прямого получения железа приоритетными являются Мидрекс и ХИЛ-Ш, на долю которых приходится около 85% получаемого МП. На основе анализа существующих требований к качеству окисленных окатышей в работе показано, что они определяются особенностями восстановления для каждой технологии.

В последнее время для оценки свойств окатышей и их пригодности для процессов прямого получения железа используется международная методика, состоящая из семи различных тестов, включающих в себя: химический состав, грансостав и прочнос1ь окатышей на сжатие, их барабанные показатели, восстановимость, прочность при восстановлении и показатель спекаемости. Последние пять показателей качества окатышей в значительной степени определяются их структурой. Эти взаимосвязи убедительно подтверждаются в трудах отечественных и зарубежных исследователей. Среди них следует отметить основополагающие работы Л.И. Леонтьева, C.B. Шаврина, Ю.С. Юсфина, З.И. Некрасова, B.C. Кудрявцева, Ф.М. Журавлёва, К. Мейера, В. Вентцеля, Г. Гуденау, В. Бурхарда, А. Брагарда и др.

В первом разделе работы приведён анализ освоения производства горячебрикетированного железа на ОАО «Лебединский ГОК» в период с мая 1999 года по май 2001 года.

На основе проведённого аналитического обзора сформулированы следующие выводы:

1 Анализ экономической ситуации на рынке металлизованного продукта в период повышения цен на энергоносители показывает необходимость разработки мероприятий, направленных на снижение себестоимости продукта. Одним из основных направлений является увеличение производительности установок прямого получения железа.

2 Обзор основных способов прямого получения железа показывает, что технология ХИЛ-Ш является одной из наиболее эффективных и быстроразвивающихся. Однако, несмотря на менее жесткие требования ее к восстановимости окатышей, опыт освоения печей с горячей выгрузкой металлизованного продукта показывает, что должны разрабатываться специфические требования к качеству окисленных окатышей. Это связано с особенностями конструкции и режима работы установки ХИЛ-Ш.

3 На основе анализа современных требований к качеству окатышей для их последующей металлизации показано, что результаты многочисленных исследований позволяют вскрыть механизм формирования ряда качественных показателей. Однако, анализ имеющихся литературных данных не позволяет выявить комплекс параметров качества окатышей, обеспечивающих стабильную и эффективную переработку при металлизации и последующую выгрузку. При этом существующие методы испытаний металлургических свойств окатышей при металлизации не всегда отражают реальные условия процесса. В частности, методы определения степени усадки слоя металлизованного продукта и деформации горячих гранул не соответствуют реальным нагрузкам на окатыши в нижнем конусе реактора с горячей выгрузкой.

4 Опыт пуска установки ХИЛ-Ш на ОАО «Лебединский ГОК» показал, что: - в период освоения установки ГБЖ отсутствовали не только научно обоснованные технологии переработки окисленных окатышей ЛГОКа, но и достоверный опыт их использования на базовых модулях производительностью 750 тыс.тонн в год;

- форма реактора проектной производительностью 1 млн.тонн в год была полностью аналогична существующим модулям меньшей производительности;

- ни одно из существующих требований к качеству окатышей не обеспечивало сколь-нибудь стабильной работы установки металлизации;

- для освоения проектной производительности установки ХИЛ-Ш на ЛГОКе требуется разработка и реализация новых подходов к качеству окисленных окатышей.

I

I На основании изложенного сформулированы задачи настоящего

исследования.

Во второй главе приведены результаты исследований роли внешнего давления в формировании свойств металлизованных окатышей. Требования к свойствам металлизованных окатышей, обеспечивающих стабильный сход шихты и определяющих высокое качество брикетов при последующем прессовании, находятся в альтернативной взаимосвязи. Действительно, практически все технологические приёмы и факторы, направленные на стабилизацию схода шихты: нанесение защитных покрытий, низкое содержание мелких и разрушенных фракций, наличие свободного или связанного углерода на поверхности окатышей и их низкие пластические свойства, как правило, ведут к затруднениям в технологии последующего прессования и снижению качества брикетов. Важным критерием, определяющим оптимальную технологию производства, являются пластические свойства металлизованного продукта. Для разработки модельных представлений о поведении слоя окатышей в условиях приложения внешней нагрузки использованы известные положения из теории горячего прессования, где на основе представлений прессовки как ансамбля сферических частиц и пор, определены количественные взаимосвязи текущей П и начальной пористости По, величины внешнего давления Ро, времени и эффективной вязкости прессовки (т^):

П = По-Р01/л/2т1 (1)

Соотношение (1) определяет зависимость усадки слоя металлизованных окатышей П/По от времени, где основными параметрами является время и эффективная вязкость. Для адаптации этих модельных положений к поведению слоя металлизованных окатышей была разработана и создана

пилотная установка, позволяющая определять пластические и прочностные свойства «горячих» (850°С) металлизованных окатышей (рис.1).

Пробы помещались в экспериментальную установку (рис.1), где происходило восстановление окатышей при температуре 850°С в течение 120 минут. Значения давления прессующей поверхности, имитирующей давление в реакторе, варьировалось следующим образом: 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,5 кг/см2. Восстановленные окатыши подвергались воздействию давления 5 минут. После чего охлаждались азотом.

Н=1

ж

®

®

©

и

3x1-

®

ЧХЮ Р

6Я

го О.

н®

Реформированный

4X1-

п

N2

1 - реактор;

2 - печь;

3 - термопара;

4 - выход газа;

5 - вход газа;

в - газовая станция;

7 - анало! о-цифровой преобразователь температуры;

8 - проба,

9 - пневмопоршень

Рис. 1 Пилотная установка для восстановления окатышей и исследования свойств металлизованного продукта

Зависимости степени усадки слоя и индекса слекаемости от величины внешнего давления представлены на рис.2 и рис.3. Видно, что степень усадки слоя монотонно возрастает с увеличением давления до 2*105 Н/м2, после которого, практически не меняется (15 - 16%). Очевидно, на эту же величину изменяется и пористость пробы. Такой характер зависимости связан, на наш взгляд, с возрастанием степени разрушения окатышей, увеличением количества контактов, и, как следствие, резким затруднением перемещения фрагментов друг относительно друга.

0,28 /\ МПа

Рис.2 Изменение степени усадки в зависимости от давления

I

0 0,04 0,12 0,20 0,28 Л МПа

Рис.3 Изменение индекса спекаемости в зависимости от давления

Другой, не менее важной причиной такой зависимости, является уменьшение истинного давления при той же действующей нагрузке, происходящего за счет разрушения и резкого возрастания площади контакта пневмопоршня с поверхностью металлизованного продукта. Эти положения подтверждаются измерениями грансостава окатышей; выход класса -5мм увеличивается на 5 - 7%, абс. при давлении 2*105 Н/м2 по сравнению с исходной металлизованной пробой.

Таким образом, по сравнению с изложенными ранее модельными представлениями об изменении пористости образца при горячем прессовании, ситуация с металлизованными окатышами усложняется: во-первых, происходит изменение грансостава, что определяет изменение величины истинных давлений, и, во-вторых, связанное с этим увеличение индекса спекаемости окатышей (рис.3).

Экспериментальное построение этих зависимостей позволяет не только апробировать модель спекания под давлением к навеске металяизованных окатышей, но главное - определить параметр эффективной вязкости т|, отражающий совокупность свойств продукта, определяющих его поведение, как в нижнем конусе реактора, так и при последующем брикетировании. Так начальный участок зависимости на рис.4 (до давлений 2*105 Н/м3) позволяет определить эффективную вязкость| неразрушенного материала, а второй участок - т| с учетом процессов разрушения, что иллюстрируется данными рис.5.

0,40

0,36

0,32

0.28 0 о,1 0,2 0,3 Л МПа

Рис.4 Зависимость эффективной вязкости слоя металлизованных окатышей от давления

0,04 0,12 0,20 0,28 Р, МПа

Рис.5 Изменение степени трещинообразования в зависимости от давления

Проведенные расчеты показывают, что первый этап характеризует постоянное значение величины т| 0,32*109 Па*с), тогда как второй, учитывающий частичное разрушение окатышей, предопределяет ее рост до 0,4*109Па*с.

Опыт освоения и эксплуатации реактора ХИЛ-Ш ОАО "Лебединский ГОК" показывает, что предельная степень усадки слоя окатышей, выявленная на пилотной установке, и обеспечивающая нормальный сход шихты и производительность, составляет не более 20 % при внешнем давлении 3*105 Па. Это соответствует величине эффективной вязкости металлизованного продукта 0,32*109 Па*с на пропорциональном участке зависимости усадки от давления.

В третьей главе изложены результаты исследования роли состава и свойств шлаковой связки в протекании процессов металлизации и формировании металлургических свойств окатышей.

Как показал анализ поведения металлизованных окатышей под действием внешнего давления, отображающего реальные условия работы реактора ХИЛ - III, кроме разработанных критериев (эффективная вязкость), определяющих стабильный сход шихты в разгрузочном конусе установки, приоритетное значение приобретает и характер разрушения окатышей на заключительных стадиях металлизации. Существующий состав пустой породы в окатышах ЛебГОКа соответствует, в основном, трёхкомпонентной системе БегОз - СаО - БЮг, которая обуславливает появление расплава уже при температуре 1050-1100°С, и, как следствие , малую долю открытой пористости и зональный характер восстановления. Образующиеся при обжиге ферриты кальция, являющиеся основой связки, легко восстановимы и теряют свою прочность уже на начальных стадиях процесса восстановления железорудной части окатыша. Эти закономерности определили поиск алюмосодержащих добавок, обеспечивающих переход трёхкомпонентной системы в чегырёхкомпонентную: А1г03 - СаО - БЮг - Ре203. Анализ диаграммы состояний этой системы позволяет установить, что минимальная температура плавления эвтектических смесей составляет 1150-1200°С. Наряду с тугоплавкостью, продукты взаимодействия в этой системе трудновосстановимы, что позволяет ожидать формирования на их основе связки, сохраняющей целостность окатыша вплоть до заключительных

стадий металлизации. Добавки боксита (пН20*А120з) обеспечивают, кроме образования шлаковой системы А12Оз - СаО - ЯЮг - РегОз, формирование мелкой пористости вследствие его дегидратации. С целью оптимизации состава шихты для производства окисленных окатышей готовили пробы, содержащие высококачественный концентрат, болгарский бентонит, боксит, мел, известняк и доломит. Показатели качества концентрата приведены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели качества концентрата

Наименование показателя качества Норма Допуск

1. Массовая доля железа общего, %, не менее 69,8

2, Массовая доля влаги, % 9,8 +0,1/-0,2

3. Массовая доля ЭЮг, % 208 +0,2

4. Массовая доля контрольного класса крупности 0,045 мм, %, не более 97,0

5. Удельная поверхность, см"7г, не более 2100

Другие компоненты шихты готовились с помощью лабораторных истирателей, а затем смешивались с концентратом в заданных пропорциях. Окатыши готовились на лабораторном окомкователе диаметром 0,9 м, после чего рассеивались на грохоте с выделением фракции 12-16 мм. Сырые окатыши загружались в корзины (пробники) высотой 300 мм, которые помещались в слой на обжиговой машине №1 фабрики окомкования Лебединского ГОКа После завершения процесса термообработки корзины извлекались, и обожженные окатыши делились на две: «верхнюю» и «нижнюю» части слоя. Во всех опытах режим работы обжиговой машины был неизменным с максимальной температурой в горне 1260-1270°С и временем пребывания окатышей при температурах >1200°С 5-8 мин. Максимальная температура нижних горизонтов составила 1230°С, время пребывания при температурах >1200°С составило 4-5 мин.

Результаты испытаний прочности (Р) сырых, сухих и обожженных окатышей, усредненные по большому массиву данных в зависимости от состава шихты приведены в таблице 2.

Усредненные прочностные показатели сырых (Рсыр), сухих (Ргу*) и обожженных окатышей (Рос), произведенных из различных шихт с использованием концентрата ОАО

«Лебединский ГОК»

Характеристика Вид окатышей

Неофлюсованкые +0,6% бентонит Неофлюсованные +1,0% бентонит Неофлюсованные +0,3% бентонит +1,0% боксита Офлюсованные -Ю,6% бентонит +1,0% боксита +1,0% флюса

Прочность сырых, Po.jp, кг/ок 1,4 1,2 1,0 0,8

Прочность сухих, Р,уо кг/ок 6,8 4,8 2,3 2,3

Прочность обожженных, Г\,->т кг/ок 270 320 320 450

Доля открытой пористости, % 81 83 88 95

Видно, что свойства сырых и сухих окатышей в основном определяются содержанием бентонита, хотя зависят и от наличия других добавок. Так, например, ввод 1% боксита в шихту без изменения содержания других компонентов приводит к уменьшению прочностных характеристик РСЬ1р и Рсух. Прочность обожженных окатышей зависит главным образом от минерального состава формирующейся связки.

Уровень прочности и открытой пористости обожженных окатышей прямо связан с содержанием флюсующих добавок: мела, известняка или доломита, и составляет 350-400 кг/окатыш по сравнению с неофлюсованными (220-270 кг/окатыш). При этом сама по себе величина основности в исследуемых пределах мало влияет на качество обожженного продукта, прочность которого определяется степенью развития жидкофазного спекания. Кислые добавки - боксит и бентонит лишь незначительно повышают прочность окатышей. Эти положения подтверждаются проведенным минералогическим исследованием, показавшим в офлюсованных окатышах существенное увеличение доли силикатного расплава (с 4-5 до 7-10%об.) и образование ферритных фаз, интенсифицирующих спекание. Содержание бентонита принципиально влияет на прочность сырых и сухих окатышей, а также, хоть и в

меньшей степени, посредством наследственных взаимосвязей, на прочность обожженных. Флюсующие добавки не только повышают прочность обожженных окатышей, но и частично стабилизируют распределение этого показателя по высоте слоя. Это в равной степени относится и к известняку, и к мелу, и к доломиту. Наибольшая прочность достигнута при одновременном вводе и боксита и флюса.

Металлургические свойства окатышей определялись с помощью пилотной установки, описанной в предыдущем разделе. Состав газа при этом составлял: 74% Н2,17% СО, 6% С02,2,5% СН4,0,5% И2. Температуры восстановления составили 750, 800 и 850°С. Время восстановления составляло 20, 40 и 120 мин. в зависимости от определяемого в ходе испытаний показателя металлургических свойств окатышей.

Для оценки влияния трещинообразования и деформации к слою восстановленных окатышей прилагалось давление 3,7 бар. Сложность точного воспроизводства условий проведения экспериментов, связанных с температурно-временными параметрами и с деформацией слоя или столба материалов при различных силах трения о стенки лабораторной установки, а также с некоторой субъективностью оценки степени разрушения окатышей, привела к необходимости проведения большого числа (более трехсот) экспериментов. Это позволило после статистических усреднений представить некоторые закономерности поведения окатышей с различными добавками при восстановлении.

Усредненные результаты испытаний степени деформации, усадки, металлизации и разупрочнения при различных значениях основности обожжешшх окатышей представлены на рис.6 (а, б, в, г).

Рис б, а Зависимость степени металлизации проб окатышей от основности. Время восстановления 120 мин

1 Г

Рис 6 в Зависимость степени деформации окатышей при восстановлении от основности Температура 800®С и 850°С (цифры \ кривых) Время восстановления 40 мин.

о Офлюсованные с бокситом

Рис. 6,6 Зависимость степени трешинообразования а окатышей от основности Время восстановления. 120 мин Температура 850°С

О 0 1 0.2 03 04 0.5 0.6 от

Осмовносп» (Ва$4) %

Рис 6 г Зависимость усадки проб металлиюванных окатышей от основности

Видно, что увеличение основности окатышей приводит к уменьшению их восстановимости (степени металлизации) (рис.6,а), степени трещинообразования (рис.6,б). При этом деформация и усадка слоя металлизованных окатышей меняются экстремально: в первом случае -минимум, а во втором - максимум при величине основности 0,2+0,4 (рис.6,в-г). Добавка боксита, наряду с офлюсованием, приводит к улучшению показателей металлургических свойств.

Так добавка бокситов в шихту для окомкования наряду с известняком приводит к уменьшению степени разупрочнения (трещинообразования) в 1,6-1,8 раз, степени деформации на 5-7% абс, и увеличивает степень металлизации по используемой методике на 2-3% абс. (по сравнению с офлюсованными).

Приведенные данные позволили рекомендовать проведение промышленных испытаний окатышей с содержанием боксита и флюса в процессе металлизации на установке ХИЛ-Ш ЛебГОКа.

Четвёртая глава посвящена анализу результатов различных периодов промышленных испытаний и выводу установки ХИЛ-Ш на проектные показатели. В начале проведения испытаний был разработан и реализован оптимальный режим термообработки окатышей на обжиговой машине №1 ОАО «ЛГОК», обеспечивающей формирование шлаковой связки требуемого состава. Одним из компонентов шихты является боксит с содержанием АЬОз 44%/

Основные этапы освоения установки ХИЛ-1Л Лебединского ГОКа и параметры её работы на 5 основных типах окисленных окатышей приведены в таблице 3.

Основные параметры установки при использовании различного типа окисленных окатышей

Тип сырья i Stf £ 8 8." с Время брикетирования, отнесённое к продолжительно стх этапа, % * X v 2 ц | Содержание }глерода.% Температура восстановительного газа 1 Температура в рабочей зоне | [ реактора | ° УХ 3 ш £ з § d « g и * g ^ и S3" 3 S 1 1 » В 55 af | 5 а 348*

1. Окатыши с добавкой боксита, офлюсованные известняком в соотношении 50/50 127 100 94,34 1,26 930 850 8 48,8

2 Окатыши с добавкой боксита, офлюсованные известняком в соотношении 76/33 122 100 94,7 0,72 930 840 18 67,5

3. Неофлюсокднные окатыши с добавкой боксита U5 100 93,7 1,13 880 825 29 68,5

4 Окатыши с добавкой боксита, офлюсо ванные доломитом в соотношении S0/50 114 100 94,8 0,8 900 835 21 72,5

5 Окатыши, офлюсованные мелом с добавкой боксита 135 100 94,8 1,2 930 850 63

По результатам испытаний, по комплексу показателей в качестве базового был выбран состав, соответствующий этапу 5, который обеспечивает уже более чем четырёхлетнюю эксплуатацию установки ХИЛЕЛ.

В пятой главе изложены результаты работ, направленных на дальнейшее развитие технологии металлизации на установке ХИЛ-Ш. В частности, предпринята попытка систематизации материалов покрытий с учетом механизма формирования показателя спекаемости. С этой целью окатыши девяти различных проб проходили восстанови лельно-тепловую обработку на лабораторной установке при температуре 900°С в течение 120 мин. Степень металлизации во всех пробах составила 85-90%. После завершения восстановления к навеске окатышей прикладывалось внешнее давление 3,7 бар. После выдержки и охлаждения пробу сбрасывали с высоты 1,2 м и определялась массовая доля спекшихся окатышей.

Результаты исследований, представленные в таблице 4, свидетельствуют, что первые шесть покрытий достаточно эффективны, тогда как сланцевое и цементное покрытие обуславливают высокую степень спекаемости (40 и 46% , соответственно).

Результаты определения спскаемости (прочности спеков) металлизованных окатышей с различными материалами покрытий *'

№ п/п Наименование пробы и материала покрытия Спекаемость, % Усадка слоя, % Степень металлизации,^

1 Базовые окатыши без покрытия 93 19,5 87

2 Известково-сланцевая суспензия 5 20,4 84

3 Меловая суспензия 10 19,2 85

4 Известково-бокситовая (1:1) суспензия 19 21,0 89

5 Извсстково-бокситовая (1:0,5) суспензия 22 19,7 88

6 Известковая суспензия 23 20,6 86

7 Бокситовая суспензия 24 20,2 90

8 Сланцевая суспензия 40 19,8 90

9 Цементное покрытие 46 21,0 86

*) при использовании водных суспензий их плотность во всех случаях составляла 1300 г/дм3.

Видно, что наименьшая спекаемость достигается при использовании известково-сланцевых и меловых покрытий. Следующие четыре типа материала покрытия обеспечивают спекаемость на уровне 19-24%. Наибольшее значение этого показателя наблюдается при использовании в качестве покрытия цемента.

Промышленные испытания показали, что наибольшая производительность и ровность схода шихты была достигнута при использовании в качестве материала покрытия окисленных окатышей известково-бокситовой смесью. Такой результат объясняется тем, что кроме низкого индекса спекания, это покрытие резко снижает коэффициент внутреннего трения окатышей.

Следующим разработанным и реализованным техническим решением является вдувание подогретого природного газа в нижний конус реактора с целью уменьшения скорости охлаждения металлизованных окатышей и повышение доли содержащегося свободного и связанного углерода. Реализация этого технического решения позволила изменить распределение температур в нижнем конусе реактора (рис.7). Вследствие этого начало реакции науглероживания и связанные с ней максимальные скорости охлаждения, будут перемещаться вниз, что качественно представлено зависимостью (б) на рис.7.

Рис. 7

Характер распределения температур по высоте конуса при подаче холодного (а) и горячего (б) природного газа. 11 и т2 - соответственно, время пребывания окатыша при температуре выше 800°С в том и другом случаях.

При этом предполагалось, что начальная температура металлизованных окатышей при входе в конус составляет 850°С, а температура на выходе из него - 700°С. Видно, что время пребывания окатышей при высоких (800°С) температурах возрастает, что создает условия для перехода свободного углерода в форму карбида железа, определяя этим улучшение условий схода шихты.

Для апробации этих положений, на ОАО "Лебединский ГОК" было принято решение в период капитального ремонта провести реконструкцию и подать природный газ уже предварительно подогретый до температуры 280 -300°С. После подачи подогретого природного газа в нижнюю часть конуса шахтной печи 5.11.02г. были получены следующие результаты (табл. 5):

- количество принудительных осадок шихты практически прекратилось. Это можно объяснить тем, что скорость входа подогретого природного газа в нижнюю часть конуса печи гораздо выше, чем холодного, что способствует разрыхлению окатышей и улучшению разгрузки печи.

- увеличилась эффективность разложения подогретого природного газа.

Количество метана в колошниковом газе снизилось на один процент, и это привело к уменьшению удельного расхода природного газа при восстановлении окатышей в установке ХИЛ- Ш.

Сравнение показателей работы установки в базовом (июль 2002 г.) и опытном (ноябрь 2002 г.) периодах

№ п/п Наименование показателя Базовый период Опытный период Разница

1 Суточная производительность установки, т/сутки 3150 3250 +3,2

2 Расход холодного природного газа в конус реактора, м3/ч 800 -

3 Расход подогретого природного газа в конус, м3/ч - 1400

4 Количество принудительных осадок шихты, раз/сутки 20 3 в 7 раз меньше

5 Расход природного газа в контур восстановления, м*Уч 2300 1800 -22%

6 Общий расход природного газа, вдуваемого в реактор, м7ч 3100 3200 3%

7 Температура шихты в зоне восстановления, "С 852 850 <2°С

8 Температура восстановительного газа 930 930

9 Содержание углерода в брикетах, % 1.0 1,1 +10%

Видно, что условия схода металлизованного продукта значительно улучшились: вместо обычно применяемых 20 - 25 принудительных осадок шихты (ДР) в сутки, что отрицательно влияло на стойкость клапанов и запорной арматуры, приходилось применять не более 2-3 ДР. Количество природного газа, подаваемого в контур восстановления при этом снизилось на 400 - 500 мэ/час.

Другими реализованными техническими решениями являются:

- укорочена длина загрузочных труб на 500 мм, что позволило увеличить объем зоны восстановления на 11,88 м3 и проектную производительность на 4-5%;

- произведена реконструкция разгрузочных бункеров реактора, в ходе которой установлен дополнительный конический кожух, позволивший повысить температуру окатышей перед брикет-прессами на 15°С;

- проведено обоснование необходимости демонтажа вращающейся загрузочной течки атмосферного бункера, что исключает падение температуры колошникового газа при загрузке реактора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный комплекс расчетно-теоретических, лабораторных, опытно-промышленных и промышленных исследований позволил сформулировать следующие выводы:

1 Разработанная и созданная установка, моделирующая поведение металлизованного продукта при приложении внешнего давления позволила определить важные показатели металлургических свойств -спекемость, деформацию, усадку и разрушаемость окатышей. Определена зависимость этих факторов, как от величины внешнего давления, так и от других технологических параметров процесса металлизации.

2 Адаптация поведения слоя металлизованных окатышей к развитым в теории спекания (горячего прессования) модельным представлениям, позволила ввести понятие «эффективной вязкости» навески (г|), как важного критерия, определяющего условия схода шихты в реакторе ХИЛЕЛ. Условием нормального схода является Г|<0,32-109 Па с.

3 На основе разработки приоритетных требований к металлургическим свойствам окисленных и металлизованных окатышей сформулированы оптимальные параметры структуры, реализация которых посредством анализа свойств четырехкомпонентной системы А1203 - СаО - 5Ю2 -БегОз, оказалась возможной путем добавления в шихту флюсоупрочняющих добавок, содержащих боксит. Вариация их составов позволила установить оптимальный - 1% мела и 1% боксита, который обеспечивает максимальную (400 кг/ок) прочность обожженных окатышей.

4 В результате минералогических и микроструктурных исследований установлено, что указанный состав флюсоупрочняющей добавки приводит при температурах обжига 1220 - 1270 °С к формированию тугоплавкой и трудновосстановимой связки, содержащей в качестве основы браунмиллерит 4Са0А1203Ре20з. При этом формируется более развитая пористость за счет дегидратации боксита по схеме:

А1203 пН20 А1203 + пН20 Исследование металлургических свойств опытных окатышей на пилотной установке показал, что использование указанного состава

флюсоупрочняющей добавки приводит к уменьшению степени разупрочнения (трещинообразования) в 1,6 - 1,8 раза, стеиени деформации на 5 - 7%,абс. и увеличивает степень металлизации на 2 - 3%,абс. (по сравнению с офлюсованными окатышами).

5 Подготовлены, проведены и проанализированы результаты испытаний 12 различных режимов производства 12 типов окисленных окатышей, содержащих, кроме боксита, известняк, мел и доломит в качестве флюса. Определены показатели работы установки ХИЛ-Ш на каждом типе шихты - степень металлизации, количество нарушений схода, температура восстановительного газа, количество горяче-брикетированного железа и производительность установки ХИЛ-Ш. Лучшие технико-экономические показатели процесса металлизации получены при использовании в шихте флюсоупрочняющих добавок в составе 1% мела и 1% боксита. При использовании мела вместо известняка отмечет,! лучшие показатели процесса металлизации и улучшения качества (прочности) горячебрикетированного железа.

6 Разработанная технология производства окисленных окатышей и их последующей металлизации в установке ХИЛ-П1 позволила впервые в мире обеспечить выход установки ХИЛ-Ш производительностью 900 тыс. тонн в год на проектные показатели и достичь 1 млн.тонн в год.

7 Проведено дальнейшее развитие технологии металлизации на установке ХИЛ-Ш. Разработаны и реализованы следующие технические решения:

- на основе промышленных испытаний различных материалов покрытия на окисленные окатыши сформулированы принципы их оптимизации для получения качественного горячебрикетированного железа. Показано, что оптимальным является известково-бокситовос покрытие, которое рекомендовано для реакторов, работающих как с холодной, так и с горячей выгрузкой металлизованного продукта (забивки течек на установке Мидрекс не происходит);

- на основе физико-химического анализа реакций, протекающих в конусе реактора, разработан и впервые реализован способ вдувания подогретого до 260-300°С природного газа. Это позволило существенно (в 7 раз) уменьшить количество принудительных осадок шихты и уменьшить на 22% расход природного газа в контур восстановления;

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Копоть H.H., Розенко Г Г , Шаврин А В Изучение влияния добавок боксита на металлургические свойства лебединских окатышей. Изв.вузов, Черная металлургия, 2002, 9, с.11-12.

2. Копоть H.H., Лихачев Г.С., Шаврин A.B. Особенности физико-химических процессов, протекающих при обжиге окатышей с добавками боксита. Изв.вузов, Черная металлургия, 2003, 1, с.75-76.

3 Горбачев В.А., Копоть H.H., Леонтьев Л.И. и др. Теоретические основы новых энергосберегающих технологий производства железорудных окатышей. Сталь, 2002,4,с.16-19.

4. Горбачев В.А., Бабай В.Я., Копоть H.H., Шаврин A.B. Особенности требований к качеству окатышей для металлизации на установке ХИЛ-Ш. Сталь, 2002, 4, с23-24.

5. Горбачев В.А., Майзель Г.М., Копоть H.H. и др. Освоение производства горячебрикетированного железа на Лебединском ГОКе. Сгапь, 2002,4, с. 19-23.

6. Горбачев В.А., Копоть H.H., Розенко Г.Г. и др. Влияние состава шихты на структуру и фазовый состав обожженных окатышей. Сталь 2002,4, с.24 - 27.

7. Горбачев В А , Копоть H.H., Маттуш М., Леонтьев Л.И. Процесс ХИЛ-Ш: первый опыт в России и перспективы его развития, Сталь, 2003,1, с.8-11.

8. Абзалов В.М., Копоть H.H., Мальцева В.Е, Шаврин СВ. Возможности повышения металлургических свойств бокситсодержащих окатышей Сгапь, 2003, 1,с.25-27.

9. Горбачев В А., Копоть Н.Н, Розенко Г.Г., Шаврин СВ Определение роли внешнего давления в формировании свойств металлизованных окатышей. Сталь, 2003,1,с.27-29.

10. Копоть H.H., Горбачев В.А., Крымов Ю.А., Розенко Г.Г Подача подогретого природного газа в конус реактора ХИЛ-Ш - резерв его стабильной работы. Сталь, 2003, 9 с.26 - 28.

11. Усольцев Д.Ю., Шаврин A.B., Копоть H.H. и др. Влияние состава и расхода комплексного связующего на металлургические свойства окатышей ОАО «Михайловский ГОК». Сталь, 2003, 9, С.35-37.

12. Копоть H.H., Розенко Г.Г., Горбачев В.А. Принципы выбора материала защитного покрытия обожженных окатышей для их последующей металлизации. Сталь, 2003, 9, с.33-35.

Подписано в печать 19.04.2005 г. Формат 60 х 84/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ИПЦ «Издательство УрГУ» г. Екатеринбург, ул. Тургенева, 4.

!

í

i

f

y

»

>

t

оме

РНБ Русский фонд

2005-4 43352

19 m 2005

Введение.

1 Аналитический обзор. Задачи и проблемы мирового производства металлизованного сырья.

1.1 .Экономическая ситуация на рынке мталлизованного продукта

1.2.0новные технологии производства металлизованного продукта.

1.2.1. Тхнология Midrex и ее развитие.

1.2.2. Технология Finmet.

1.2.3. Технология Danarex.

1.2.4. Технология HYL-III.

1.3.Основные требования к окатышам для металлизации.

1.4.0своение производства металлизованного продукта на ОАО

Лебединский ГОК» с мая 1999 г. по май 2001 г.

1.5.Выводы и постановка исследований.

2. Исследование роли внешнего давления в формировании свойств металлизованного продукта.

2.1.Специфика работы установки металлизации с горячей выгрузкой продукта для последующего брикетирования.

2.2.Некоторые положения теории горячего прессования

• композиционных материалов.

2.3.Поведение горячих металлизованных окатышей при переменной внешней нагрузке.

2.4.Эффективная вязкость металлизованного продукта как критерий схода шихты в реакторе при горячей выгрузке.

На современном этапе развития металлургическая промышленность РФ вступила в период глобализации рынка стали, который характеризуется с одной стороны отсутствием географических и политических барьеров для перемещения сырья, топлива и продукции черной металлургии, с другой стороны, неизбежностью действия жестких законов экономики и рынка. Одновременно в этот период совершенствуется технология в черной металлургии, направленная на сокращение: потребления ресурсов, в первую очередь кокса, производственных отходов и загрязняющих окружающую среду выбросов. Эти факторы, а также региональные сырьевые и топливные ресурсные особенности предприятий стимулируют их специалистов и международные инжиниринговые фирмы на разработку новых технологий производства первородного железа, способных выдерживать конкуренцию с классическими технологиями и превосходящих их по использованию энергетических и экологических ресурсов.

Перспективными планами развития металлургии России предусматривается приоритетное увеличение мощностей для выплавки электростали. При этом развитие непрерывной разливки стали снижает количество чистого оборотного лома, а загрязнение лома цветными металлами идет со скоростью 0,005-0,01% в год.

В связи с этим представляются актуальными те направления научных разработок, которые направлены на обеспечение электросталеплавильного производства РФ первородной металлошихтой, обеспечивающие экономическую живучесть горно-рудным предприятиям.

Поэтому перспективным развитием технологий металлизации на своих производствах интенсивно занимаются специалисты Лебединского ГОКа, Михайловского ГОКа, Полтавского ГОКа, Ингулецкого ГОКа и т.д.

Практическая значимость. Проведенные в диссертационной работе исследования позволили разработать принципы формирования шихтового модуля и режимов термообработки окатышей из концентратов ОАО «Лебединский ГОК», обеспечивающие повышение их металлургических свойств при последующей металлизации.

Известно, что природный минералогический состав связки концентратов рудных месторождений региона КМА и других горно-обогатительных комбинатов РФ, а также флотоконцентраты, полученные с помощью различных технологий флотации, имеют слабую поровую структуру. Промышленные и полупромышленные испытания подтвердили, что при введении в шихту оптимального количества флюсоупрочняющей добавки происходит увеличение доли открытой пористости. Заслуживают внимания и изложенные в работе технологические методы интенсификации процессов металлизации на установке ХИЛ-Ш.

Полученные результаты носят общий характер и могут быть использованы для улучшения металлургических свойств окатышей различного назначения, как для доменной плавки, так и для процессов прямого получения железа. Предложенные методики оценки металлургических свойств обожженных окатышей уже применяются при тестировании железорудных концентратов и при определении проектных параметров обжиговых машин.

Проведенные комплексные исследования и промышленные испытания производства и металлизации окисленных окатышей позволили впервые обеспечить стабильную работу и проектные показатели установки прямого получения железа ХИЛ-Ш ОАО «Лебединский ГОК». За эти достижения автор в составе творческого коллектива был удостоен звания Лауреата Премии Правительства РФ в области науки и техники 2002 года.

Научная новизна диссертации определяется тем, что:

• впервые использованы и адаптированы к навеске металлизованных окатышей положения теории горячего прессования ансамбля частиц;

• впервые разработано и предложено понятие «эффективной вязкости» металлизованных окатышей, величина которой определяет условия их нормального схода в нижней части реактора;

• установлены закономерности формирования поровой структуры окатыша в зависимости от минералогического состава связки; показано, что при введении боксита и мела (известняка) в соотношении 1:1 происходит увеличение доли открытой пористости;

• установлены закономерности изменения металлургических свойств окатышей в зависимости от состава и дозировки флюсоупрочняющих добавок - боксита, известняка, доломита и мела.

Научная новизна работы определяется также тем, что впервые на установке ХИЛ-Ш применена внутренняя конверсия подогретого до температуры 250-300°С природного газа в нижней части конуса реактора, что обеспечило стабильный сход столба шихты и увеличение производительности установки металлизации. Ш

Выводы к главе 5

1 Проведена систематизация влияния различных материалов покрытия на спекаемость, усадку и степень металлизации окатышей. Показано, что на пилотной установке наименьшая степень спекаемости (5%) достигается при использовании известково-сланцевых и меловых покрытий. В промышленных условиях кроме спекаемости на ровность схода установки большое влияние оказывает и коэффициент взаимного трения окатышей. Поэтому после нескольких этапов промышленных испытаний на установке ХИЛ-Ш, наиболее стабильная выгрузка горячих металлизованных окатышей зафиксирована при использовании боксито-известковой смеси в качестве материала покрытия обожженных окатышей. Этот материал можно рекомендовать для использования на установках с холодной выгрузкой металлизованного продукта — окатышей.

2 Проведение физико-химического анализа реакций, протекающих в конусной части реактора ХИЛ-Ш, показало, что подача подогретого до 260 -300° С природного газа создаст условия для перехода свободного углерода на поверхности металлизованных окатышей в связанное состояние с образованием карбида железа РезС. Это снижает коэффициент взаимного трения окатышей. Проведение промышленных испытаний данного технического решения позволило существенно (в 7 раз!) сократить количество принудительных осадок шихты, уменьшить (на 22%) расход природного газа в контур восстановления и повысить содержание углерода в горячебрикетированном железе на 10% отн. (с 1,0 до 1,1%).

3 Проведено дальнейшее развитие технологии металлизации на установке ХИЛ-Ш. Разработаны и реализованы следующие технические решения:

- укорочена длина загрузочных труб на 500 мм, что позволило увеличить о объем зоны восстановления на 11,88 м и проектную производительность на 4-5%;

- произведена реконструкция разгрузочных бункеров реактора, в ходе которой установлен дополнительный конический кожух, позволивший повысить температуру окатышей перед брикет-прессами на 15°С;

- проведено обоснование необходимости демонтажа вращающейся загрузочной течки атмосферного бункера, что исключает падение температуры колошникового газа при загрузке реактора.

Заключение

В работе приведены результаты комплексных исследований, направленных на решение актуальной для ОАО «Лебединский ГОК» задачи — вывод установки металлизации ХИЛ-Ш на проектные показатели. В основе исследований лежали расчетные и экспериментальные определения физических и металлургических свойств окисленных окатышей. При этом:

- впервые использованы и адаптированы к навеске металлизованных окатышей положения теории горячего прессования ансамбля частиц;

- впервые разработано и предложено понятие «эффективной вязкости» металлизованных окатышей, величина которой определяет условия их нормального схода в нижней части реактора;

- установлены закономерности формирования поровой структуры окатыша в зависимости от минералогического состава связки; показано, что при введении боксита и известняка (мела) в соотношении 1:1 происходит увеличение доли открытой пористости;

- установлены закономерности изменения металлургических свойств окатышей в зависимости от состава и дозировки флюсоупрочняющих добавок - боксита, известняка, доломита и мела.

Это позволило:

- сформулировать количественные критерии, определяющие стабильный сход материалов в нижнем конусе реактора ХИЛ-Ш;

- на основе анализа роли связки обожженных окатышей в формировании их металлургических свойств определить принципы оптимизации состава и структуры окатыша;

- разработать состав и температурно-временные условия получения связки, обеспечивающие повышение прочности и уменьшения пластических свойств окатышей в процессе восстановления;

- разработать и реализовать мероприятия, направленные на дальнейшее развитие и совершенствование технологий металлизации окатышей и получения горячебрикетированного железа.

На этой основе разработаны принципы формирования шихтового модуля и режимов термообработки окатышей из концентратов ОАО «Лебединский ГОК», обеспечивающие повышение их качества при последующей металлизации.

Проведенные промышленные испытания производства и металлизации окисленных окатышей рекомендованного состава позволили впервые обеспечить стабильную работу и проектные показатели установки прямого получения железа ХИЛ-Ш ОАО «Лебединский ГОК». Полученные результаты носят общий характер и могут быть использованы для улучшения металлургических свойств окатышей различного назначения как для доменной плавки, так и для процессов прямого получения железа.

Дальнейшим развитием разработанных положений является совершенствование технологии подготовки окатышей и их металлизации в технологии «Мидрекс».

1.С., Гиммельфарб А.А., Пашков Н.Ф. Новые процессы получения металла, М., Металлургия, 1994, 319 с.

2. Курунов И.Ф., Савчук Н.А. Состояние и перспектива бездоменной металлургии железа. М., Черметинформация , 2002, 198 с.

3. Fruchan R.J., Astier J.T., Steffen R. Status of direct reduction and smelting in the year 2000. 4th European Coke and Ironing Congress. June 19 22, 2000, Paris La Defance, France, Proceedings, Vol.1, p. 30-41.

4. Meissner D.C. Outlook for Iron Ore in Dire in Direct Reduction Skilling. Mining Review. 2000, 3,4-8.

5. Tennies N.L., Mettius G.E., Korfle J.T. Direct Reduction Technology for the New Millenium. MRT International. 2000, 6, p.60-65.

6. Маслох П., Зиттард И., Вальден К. Производство стали с использованием железа прямого восстановления и горячебрикетированного железа. Metallurgical Plant and Technology. June, 2003.

7. Tanigaki I., Kobayashi I., Ito S. Direct Reduction Iron Production Processing. Kobelco technology Review, 2000, 23, Apr. p.3.

8. Derycke J., Bonte L. Ironmaking perspectives for early 21-centure, 4th European Coke and Ironing Congress. June 19 22, 2000, Paris La Defance, France, Proceedings, Vol.2, p. 693 - 702.

9. Лисин B.C., Юсфин Ю.С. Ресурсо-экологические проблемы XXI века в металлургии. М., Высшая школа, 1998, 447 с.

10. Candy С. Fines tip the balance. MBM, 2001, 4. p.48-53.

11. И Неменов А. Металлизованное сырье. Состояние и перспективы развития, Горнорудная промышленность. Сырье. 2002. С.57 — 65.

12. Люкчек X., Штеффен Р. Сравнение издержек чугуна и губчатого железа. Cokemaking International. 1998, V.10, № 1, p. 28 34/

13. Editor art. DRI Set to provide Genuine Alternative for Scrap-based Produces/ Metal Bulletin. 1996. 9.p.42 56.

14. Direct from Midrex. 2nd quarter. 1997.

15. Steffen R., Lunden H., Stand der Direktreduktion. Stahl und Eisen. 1994, 114, p.85-98.

16. Anderson K., Scheel J. The production of Iron Carbide. Iron and Steelmaker, Jane. 1997, p.25 -30.

17. Hassan A., Whipp R., New Direct Reduction Expansion in Latin America. Metall Bulletin's 10th Iron Ore Symposium. Berlin, April, 1977, 27 29, p.176-184

18. Whipp R. The outlook for direct reduction iron production in North America. The Metal Bulletin, 9th Iron Ore Symposium, Vienna, Austria, April 26-28, 1995.

19. Lemag J. The shipment and the perception of ocean carriage of DRI products. Wold Iron Ore 96, November 13-15, Orland, Florida, p. 145-149.

20. Sammt F., Hunter R. Handling and Shipping of DRI/HBI. Wold Iron Ore 96, November 13-15, Orland, Florida, p.277-284.

21. Direct from Midrex, 2nd Quarter, 2000, p. 3.

22. Direct from Midrex, 1st Quarter, 2000, p. 4.

23. Direct from Midrex, 1st Quarter, 1998, p. 3.

24. Direct from Midrex, 2nd Quarter, 1999, p. 3

25. Direct from Midrex, 1st Quarter, 1999, p. 3/

26. Sundoval I., Kakaley R. The Midrex DR Plant at IMEXSA, Proc. Ironmaking Conf. March 25 28, 2001, Baltimore, USA, p.621-627/

27. Tsvic G., Pielet H. Ispat DRI for continuous steel plant improvement. 4th Ironmaking Congress. Iune 19-22, 2000, Paris La Defanse, France. Vol.1, h.265-270.

28. Information of Voest-Alpine Industrieanlagen. Linz. Austria, 10, 10 1997.

29. Hassan A., Whipp R. Finmet process for direct redaction of fine ore. MRT International, 1999, 3, p.50-54.

30. Hassan A. Finmet high quality virgin iron for the 21 century. 4th European Coke and Ironmaking Congress. Iune, 19-22, 2000, Paris La Defanse, France, V.2, p.445-451.

31. Editor art. Fior to Finmet a small step but a great leap. Steel Times International, 2000, №7, p.20-21.

32. Editor art. Current status of Finmet in Venezuela and Australia. Steel Times, 1996, № ll,p.389-390.

33. Martinis A., Bueno H., Benedetti G. The Danarex high Kinetics direct reduction process. MRT International, 2000, 2, 40-49.

34. Arex SBD, US patent 5.064.467

35. Arex HYBRID, US patent 5.407.460

36. Arex Fe3C "Iron carbide", US patent 5.287.274

37. Arex SAC "Continuous steeling", US patent 5.069.716

38. Arex Fuel oil "Alternate fuel" , US patent 5.078.788

39. Arex Process, German patent DE 3.811.654

40. Quintera R. HYL direct reduction process new approach to modern steelmaking. MRT International. 1999, 5 p. 62-66.

41. Becerra J., Morales R.G. Flexibility in use of iron ores in the HYL process. 4th European Coke and Ironmaking Congress. Iune, 19-22, 2000, Paris La Defanse, France, Vol.1, p.363-370.

42. Quintera R., Becerra J. An overview of the operation and results from the Hylsa-L4M Selfreforming HYL process. 4 European Coke and Ironmaking Congress. Iune, 19-22, 2000, Paris La Defanse, France, Vol.1, p.356-362.

43. Duarter p., Knop K., Masloch P. The HYL-modul concept: The ptimum integration of DR plant in minimills. MRT International, 2002, Vol. 25, p, 74-81.

44. Duarte P., Smegal H. New HYL process for production iron carbide. Asia Steel. 1999, p. 68-72.

45. HYL Reports: 1998, vol.XII, № 4; 1999 vol.XIII № № 1,3,4; 2000, vol. XIV, №№ 1,2; 2003, vol. XVII, № 1.

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

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

48. Некрасов З.И., Дроздов Г.М., Шмелев Ю.С. и др. О природе шлаковой связки железорудных окатышей. Сталь, 1978, № 8, с.688-695.

49. Майер К., Рауш Г., Оттов М. Разрушение богатых железом окатышей в процессе восстановления. Черные металлы, 1967, № 11 с. 12 — 18.

50. Taniguchi Shigeji. Structural changes of hematite grains composing a selffluxing pellet during hydrogen reduction Trans. Iron and Steel Inst. Jap. 1980, v.20, № 11, p753 - 758.

51. Копырин И.А., Борц Ю.М., Траур И.Ф. и др. Производство и плавка неофлюсованных окатышей. Сталь 1973, с.782 — 788.

52. Брагард А., Мэтью Л. Производство окатышей из офлюсованных рудных смесей. Черные металлы, 1972 № 3, с. 15 22.

53. Алексеев Л.Ф., Горбачев В.А., Шаврин С.В. Кинетические особенности восстановления и разрушения железорудных окатышей. В кн. Физическая химия окислов металлов. М., Наука, 1980, с. 47-53.

54. Oba Akira, Simidzy Dziro. Восстановление под давлением окислов железа газовой смесью СО Н2 .1. Iron and Steel Inst. Jap. 1977, v.63, № 11, p. 37 — 45.

55. Gudenau H. W., Burchard W. G., Rupp H. Directe Beobachtung von Reactionsreactionen an Eisenoxiden mittels. Arch. Eisenhuttenw.,1980, v. 51 № 8, p.329 — 334.

56. Ченцов А. В., Абрамов С. Д., Денисенко Ю.А. Математическое описание процесса восстановления сферического куска руды многокомпонентным газом. В кн. Восстановление, теплообмен и газодинамика в доменном процессе. Свердловск, 1970, с. 3 — 31.

57. Ченцов А.В., Чесноков Ю.А., Шаврин С. В. Балансовая логико -статистическая модель доменного процесса. М., Наука 1991, 91 с.

58. Товаровский И.Г., Райх Е.И., Шкодин К.К., Улахович В.А. Применение математических методов для анализа и управления доменным процессом. М., Металлургия, 1978, 263 с.

59. Дмитриев А.Н. Двумерная модель доменной печи. Автореферат диссертации доктора технических наук. Екатеринбург, 1998.

60. Чернышев A.M., Корнилова Н.К. Подготовка синтезированных шихтовых материалов доменной плавки. Черная металлургия. Сер. Окускование руд. Черметинформация, 1978. Вып. 1.

61. Чернышев A.M., Корнилова Н.К. Подготовка синтезированных шихтовых материалов для доменного процесса. В кн. Бардин И.П. и отечественная металлургия. М., Наука, 1983, с.211 — 227.

62. Некрасов З.И., Гладков Н.А., Дроздов Г.М. и др. Требования к металлургическим свойствам окатышей. В кн.: Окускование железных руд и концентратов. Свердловск, 1977, вып. 3. Стр. 50 -56.

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

64. Дрожилов JI.A., Гладков Н.А., Журавлев Ф.М. и др. Требование к качеству железорудных окатышей для доменного производства. Черная металлургия. Бюлл. НТИ, 1977, № 23, с. 40-41.

65. Шумаков Н.С., Леонтьев Л.И., Малыгин А.В., Майзель С.Г. Технологические расчеты процессов пирометаллургической переработки. Екатеринбург. УГТУ-УПИ, 1998, 90с.

66. Корнилова Н.К., Журавлев Ф.М., Чернышев A.M. Восстановимость как характеристика качества железорудного материала и способы ее измерения. Сталь, 1986, № 1,с.9- 12.

67. Ходоровская И.Ю., Коновалов J1.A., Майзель Г.М., Экспертная оценка показателей качества железорудных окатышей. Изв. Вузов. Черная металлургия , 1983, № 4, с. 150 153.

68. Шумаков Н.С., Леонтьев Л.И., Гараева О.Г. Процессы и аппараты подготовки руд к плавке. Екатеринбург, УрО РАН, 2000, 149с.

69. Шумаков Н.С., Леонтьев Л.И. Сырые материалы и топливо для доменной плавки. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 1994.

70. Narita R., Kanenko D., Kimura J. Study on clustering and its preventation in the shaft furnace the direct reduction process. Kobe 1979. ISIJ Meeting. Tokio, p. 97.

71. Hartwig J., at all. Krupp concept of a combined direct reduction processes. Ironmaking and steelmaking, 124— 129.

72. Pellets for direct reduction. LKAB symposium, 1979, Metal Bulletin Monthly, Dec. 1979, p. 11-12.

73. Тулин H.A., Кудрявцев B.C., Пчелкин C.A. Развитие безкоксовой металлургии. М., Металлургия, 1994, 320 с.

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

75. Юсфин Ю.С., Даньшин В.В. и др. Теория металлизации железорудного сырья. М., Металлургия, 1982, 256 с.

76. Кудрявцев B.C., Пчелкин С.А. Металлизованные окатыши. М., Металлургия, 1974, 186 с.

77. Гиммельфарб А.А., Неменов A.M., Тарасов Б.Г. Металлизация и электроплавка железорудного сырья. М., Металлургия, 1981, 152 с.

78. Мардосевич В.А., Пчелкин С.А. Прямое получение железа и порошковая металлургия. Науч. Тр. ЦНИИЧМ. М., Металлургия, 1980, № 5, с. 20 24.

79. Некрасов З.И., Дроздов Г.М, Шмелев Ю.С. и др. О природе шлаковой связки железорудных окатышей. Сталь, 1978, № 8, с. 688 695.

80. Bradshaw A.N., Matyas A.G. Structural changes and kinetics in the gaseous reduction of hematite. Met. Trans., 1976. №713, p.81 - 87.

81. Ватолин H.A., Горбачев B.A., Шаврин C.B. некоторые аспекты развития реакционных поверхностей в системе твердое тело — газ. ДАН, 1980, т. 252, №6, с. 1418- 1420.

82. Костелов О.Я., Ростовцев С.Т. Низкотемпературное восстановление окиси железа газами. Сталь, 1965, № 3, с.209 -214.

83. Pepper М. W., Li К., Philbrook W.O. Solid structural changes during the reduction of iron oxides. Canad met. Quart.,v.l5, № 3, p. 201 - 209.

84. Haas H., Grebe K., Osters F. Consideration on the mechanism of oriented iron growth during the reduction iron ores. Arch. Eisen, 1980, № 5, p. 167 172.

85. Singh R. N., Ghosh A., Rates of reduction of komongunds iron ore in stream of hydrogen. Ind. I. Technol. 1968, v. 6, № 11, p. 334 337.

86. Вентцель В., Гуденау Г. Мероприятия по предотвращению разбухания железорудных окатышей. Черные металлы, 1970, № 13, с. 36 — 45.

87. Горбачев В.А., Шаврин С.В. К вопросу о механизме и кинетике восстановления гематита. Изв. АН СССР. Металлы 1980, № 3, с.27 29.

88. Горбачев В.А., Шаврин С.В. К вопросу о механизме и кинетике восстановления гематита. Изв. Вузов. Черная металлургия, 1979, №10, с. 51 -54.

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

90. Nabi G., Lu W.K. Reduction kinetics of hematite to magnetite in hydrogen-water vapor mixtures. Trans. Met. Soc. AIME. 1968, v.242, № 12, p. 2471 -2477.

91. Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев A.H., Юсфин Ю.С., Клемперт В.М. Металлургия чугуна. М., Металлургия, 1989, 512 с.

92. Жак P.M., Пашков Н.Ф., Юсфин Ю.С. Влияния качества сырья на работу доменных печей. Бюлл. Черметинформации. Сер. Подготовка сырьевых материалов. Вып.4. М. 1985,38 с.

93. Юсфин Ю.С., Даньшин В.В., Базилевич Т.Н. и др. Влияние содержания железа в связке на свойства окатышей. Сталь, 1981, № 3, с. 9 — 11.

94. Meyer К. Pelletizing of iron ores. Annex 1. Munich, 1989, p. 238.

95. Горбачев B.A., Майзель Г.М., Копоть H.H. Освоение производства ГБЖ на ОАО «ЛебГОК». Сталь. 2002, № 4, с. 19-33.

96. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М., Наука, 1984, 311 с.

97. Mackkennsie J., Shuttlewarth R. Proc. Phys.Soc., 1949, v.62, p.839-841.

98. Горбачев B.A., Евстюгин C.H., Копоть H.H., Шаврин С.В. Роль внешнего давления в формировании свойств металлизованных окатышей. Сталь, 2003, №9.

99. Гегузин Я.Е., Маркой Л.О., Пинес Б.Я. Влияние малых давлений на спекание прессовок ДАН СССР, 1952, т.87, с.577-580.

100. Тимошенко С.П., Гудьер Д.Ш., Теория упругости. М., наука, 1979, 560 с.

101. Papacek H.G., Pellet plant survey. Greifenstain, Reports of Klokner Inet. 2000, p.23-25.

102. Горбачев В.А., Копоть H.H., Розенко Г.Г. и др. Влияние состава шихты на структуру и фазовый состав обожженных окатышей. Сталь, 2002, № 4, с.24-27.

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

104. Утков В.А. Высокоосновный агломерат. М.Металлургия, 1977, 156 с.

105. Копоть Н.Н., Розенко Г.Г., Шаврин А.В. Изучение влияния добавок боксита на металлургические свойства лебединских окатышей. Изв.вузов. Черная металлургия, 2002, 9, с.11-12.

106. Копоть Н.Н., Лихачев Г.С., Шаврин А.В. Особенности физико-химических процессов, протекающих при обжиге окатышей с добавками боксита. Изв.вузов. Черная металлургия, 2003, 1, с.75-76.

107. Абзалов В.М., Копоть Н.Н., Мальцева В.Е., Шаврин С.В. Возможности повышения металлургических свойств бокситсодержащих окатышей. Сталь. 2003, № 1, с.25-27.

108. Абзалов В.М., Горбачев В.А., Евстюгин С.Н. и др. Эффективность модернизации обжиговых машин ОК-ЗОб. Сталь, 2003, № 1, с. 6-8.

109. Абзалов В.А., Кононыхин А.В., Лихачев Г.С. и др. Оптимизация режимов термообработки на обжиговых конвейерных машинах. Сталь, 2002, №4, с. 11-13.

110. Копоть Н.Н., Розенко Г.Г., Горбачев В.А. Принципы выбора материала защитного покрытия обожженных окатышей для их последующей металлизации. Сталь, 2003 № 9, с.33-35.

111. Абзалов В.М., Евстюгин С.Н., Макаров Ю.Г. и др. Некоторые аспекты нанесения покрытий на окатыши, предназначенные для процессов прямого получения железа. Сталь, 2003 № 9, с.15-17.

112. Мальцева В.Е. Исследование влияния бентонитов на формирование элементов структуры и свойств сырых и обожженныхокатышей. Атореф. Дисс.канд.техн.наук. Екатеринбург, 2001 г.

113. Ростовцев С.Т. Теория металлургических процессов. М., Металлургия, 1956,513 с.

114. Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. М., Металлургия, 1978, 248 с.

115. Бард Р., Стюарт В., Лайтфут Е. Явления переноса. М., Химия, 1974, 688с.

116. Копоть Н.Н., Горбачев В.А., Крымов Ю.А., Розенко Г.Г. Подача подогретого природного газа в конус реактора ХИЛ-Ш резерв его стабильной работы. Сталь, 2003 № 9, с.26-28.

117. Горбачев В.А., Копоть Н.Н., Маттуш М., Леонтьев Л.И. Процесс ХИЛ-III: первый опыт в России и перспективы его развития. Сталь, 2003, № 1, с.8-11.