автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка процесса бескоксового получения чугуна с использованием парокислородного дутья

На правах рукописи

Харченко Олег Алексеевич

РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА БЕСКОКСОВОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАРОКИСЛОРОДНОГО ДУТЬЯ

Специальность 05.16.02 — Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск — 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» на кафедре теплотехнических и энергетических систем.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Иванов Николай Иванович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Федулов Юрий Васильевич,

кандидат технических наук Гостенин Владимир Александрович.

Ведущая организация: ОАО «Нижнетагильский металлургический

комбинат», г. Нижний Тагил.

Защита состоится « 28 » ноября_2006 года в 14-00 на заседании

диссертационного совета Д 212.111.01 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан «2-6 » СР/^и^^Г 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Селиванов В.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Дальнейшие пути развития металлургии во многом зависят от состояния мировых рынков сырья и энергоносителей, развитие которых требует ускоренной разработки бескоксового получения чугуна из бедных и трудновосстановимых руд, создания интегрированного завода, функционирующего на основе новейших технологий с непрерывными и малоинерционными высокопроизводительными процессами и аппаратами. Требуется увеличение гибкости, маневренности, экологической чистоты и экономичности энергометаллургического комплекса, при снижении удельных энергозатрат и себестоимости конечного продукта.

Данная работа посвящена разработке новой технологии, основой которой является использование электроэнергии и парокислородного дутья. Ее реализация создает условия решения перечисленных проблем.

Целью работы является разработка и установление основных параметров жидкофазного бескоксового процесса получения чугуна с использованием парокислородного дутья с применением в качестве топлива и восстановителя малосернистых энергетических углей.

Научная новизна работы заключается в следующем:

— предложен процесс восстановления металла из различных руд, концентратов и отходов металлургического производства с организацией высокотемпературной рециркуляции отходящих газов;

— созданы математическая модель и методика расчета бескоксового процесса получения чугуна при использовании парокислородного дутья и па-роплазменного нагрева;

— определены посредством математического моделирования технологические параметры предлагаемого процесса;

— исследовано экспериментально восстановление титаномагнетитовой шихты с содержанием ТЮг 8-12% при использовании ее в качестве сырья в предлагаемом процессе.

Практическое значение. Разработаны основы реализации процесса по переработке железорудного сырья, в том числе непригодного для доменной плавки, с использованием дешевых энергетических углей и предложена конструкция агрегата для его осуществления. Это существенно расширит сырьевую базу черной металлургии, и будет способствовать снижению себестоимости металлопродукции.

На основе расчетных исследований разработано техническое задание на проектирование рециркуляционной печи для выплавки чугуна из титаномагнети-тового сырья в условиях ОАО «Магнитогорского металлургического комбината».

Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, получен патент на полезную модель. Материалы диссертации докладывались на Международной научно-практической конференции «Автомати-

зированный печной агрегат — основа энергосберегающих технологий XXI века» (Москва, 2000 г.); на 2-ой Международной научно-практической конференции «Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии» (Москва, 2002 г.); на 5-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему и будущему России» (Магнитогорск, 2004 г.).

Объем и структура. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка используемой литературы. Содержание работы содержит 130 страниц машинописного текста, в том числе 38 рисунков, 15 таблиц, библиографический список литературы включает 92 наименования.

1. Сущность разрабатываемой технологии и принципиальные основы конструкции агрегата для ее реализации

Ухудшение качества рудного сырья и, самое главное, неизбежный и непрерывно возрастающий дефицит коксующихся углей и качественного металлолома определяют задачи создания альтернативного процесса получения чугуна. В связи с этим за последние 50 лет появились многочисленные варианты внедоменного получения чугуна.

В публикациях В.В. Кожевникова, В.П. Цимбала, А.М. Бигеева, В.А. Роменца и многих других авторов описываются принципы, теория и результаты лабораторного, полу- и даже промышленного испытания новых процессов.

Попыткой создания еще одного процесса восстановления железорудного сырья является и настоящая работа. Ее сущность заключается в максимальном увеличении скорости восстановления железа из дисперсной шихты с использованием методов интенсификации, широко применяемых в промышленных условиях:

— организация высокотемпературной дисперсной системы взаимодействия

компонентов;

— отказ от воздушного дутья, переход на парокислородное;

— создание внешней рециркуляции потоков;

— вдувание горячих восстановительных газов;

— применение пароплазменного нагрева.

Отличительной особенностью предлагаемой технологии является получение, использование и регенерация пылегазообразной безазотной восстановительной среды из молотого угля непосредственно в системе металлургического агрегата, что достигается созданием системы рециркуляции газов.

Принципиальная схема технологии (рис. 1) включает в себя три последовательные группы операций: первая — подготовка исходного сырья в виде

шлам

Рис.1. Технологическая схема предлагаемого процесса восстановления железорудного сырья

дисперсной среды, вторая — ее термическая обработка в рециркуляционном цикле: струйный, циклонный реакторы, миксер-отстойник, газификатор-шлакогранулятор и третья — переработка шлака в целевые продукты по известным металлургическим технологиям. Все технологические элементы объединены в единую систему энергообеспечения электроэнергией, кислородом, паром, а также сетями рециркуляции окислительно-восстановительного газа, шлама и отходов по всем операциям.

Рабочая среда в технологической цепочке — пылегазошлаковая, рецирку-лирует в системе миксер — реакторы — миксер в результате эжектирующего действия газорудоугольных струй. Средняя скорость среды 50-150 м/с, в зависимости от заданной производительности или содержания железа в исходной руде. Рабочая среда формируется в шлаковых сливных желобах, расположенных в торцевых окнах рабочего пространства миксера. Здесь шлак в противотоке обрабатывается насыщенным паром с начальной температурой 150—200 °С, в результате тепломассообмена шлак охлаждается до 100-150 °С и гранулируется, а пар нагревается до 900-1200 °С.

Одновременно с этим водяной пар реагирует с остаточным углеродом в отходящих газах по известным реакциям, в том числе и по наиболее вероятной, результирующей: с образованием восстановительного газа, обогащенного шлакометаллическими включениями. Поток этого газа смешивается с потоком рециркулирующего газа и под воздействием эжектора попадает в струйный реактор в зону действия высокотемпературного (свыше 2000°С) и высокоскоростного факела, образованного струями рудоугольной шихты и парокисло-родного дутья, вводимых с начальной скоростью (100-700 м/с).

Турбулентный (Re»3000) поток восстановительного газа в условиях избытка углерода создает идеальные условия для восстановления дисперсных оксидов. Восстановление в основном завершается в циклонном реакторе, где частицы восстанавливающих оксидов, капли шлака и металла образуют на рабочей поверхности (гарнисаже) реактора жидкоподвижную пленку, стекающую вниз в шлакометаллическую ванну миксера, барботируемого потоками восстановительного газа из циклонного реактора. Окончательное восстановление оксидов железа достигается в слое пенистого шлака миксера в процессе и ходе отстаивания.

Система имеет небольшие размеры, герметична, исключает вредные выбросы NOx в окружающую среду, обеспечивая экологическую чистоту производства, что делает ее легкоуправляемой, малоинерционной, создает хорошие условия для полной автоматизации.

Разработана конструкция устройства (рис. 2), обеспечивающая реализацию поставленной задачи производства чугуна в агрегате, в котором осуществляется подготовка восстановительного газа, проходят реакции восстановления металлов из оксидов и плавление последних с накоплением их в специальном накопителе.

Конструкция агрегата универсальна и предусматривает возможность применения пароплазменного нагрева, при этом осевая фурма в циклонном реакторе заменяется на полый электрод.

Рис. 2. Принципиальная схема рабочих элементов металлургического агрегата: 1 - струйный реактор; 2 - циклонный реактор; 3 — миксер-отстойник; 4 — газификатор-шлакогранулятор; 5 — рециркуляционный канал; 6 - гарнисажный слой; 7 - фурма-электрод; 8 - подача шихтовых материалов с парокислородным дутьем; 9, 10 — парокислородные горелки; 11 — шиберный затвор металлической летки; 12 - шлаковое окно; 13 - бункер шлака; 14 - решетка с продувочными соплами; 15 - избыточные отходящие газы

Рассмотрены различные варианты использования угольного топлива для разработанного парокислородного способа. Возможно применение бурых, каменных углей и антрацитов, основное требование к их выбору является минимизация содержания серы.

Перспективными для предлагаемой технологии представляются угли Канско-Ачинского бассейна, которые, как правило, малозольные (Ас=6-12%), при влажности \Ур=33-40% имеют теплоту сгорания <2^=13-15 МДж/кг. Особенностью этих углей является повышенное содержание оксида кальция в золе (Са0=30~65%), что усложняет их использование в котельных установках.

Однако это делает их привлекательными в металлургических процессах восстановления, способствуя образованию основных шлаков без дополнительных флюсов. Основные параметры предлагаемого процесса определены посредством математического моделирования.

2. Математическое моделирование процесса восстановления железа с использованием парокислородного дутья

Разработанная математическая модель предлагаемого процесса имеет следующую структуру:

— описание горения угольных частиц в реакторе;

- получение восстановительного газа и определение его параметров при использовании парокислородного дутья;

- моделирование нагрева и взаимодействия железорудных частиц с газовым потоком в струйном реакторе;

— определение теплотехнических параметров стекающей пленки расплава в циклонном реакторе.

Рассмотрим основные моменты предложенной модели. Суммарное время процесса горения частиц угля Т^ можно разделить на четыре стадии:

Т —Т +Т +Т +Т т

* сум в.л. г.л. п.к г.к.» V1/

где Тй л — прогрев частицы до начала воспламенения летучих; Тг л - горение

летучих в газовой фазе; ^п.к ~ разогрев коксового остатка; Тг к — выгорание

коксового остатка.

В разрабатываемом парокислородном процессе предлагается частичная замена стадии горения коксового остатка угля на участие его в процессах прямого восстановления железа в стекающей пленке расплава. Реализация данного процесса обеспечивается конструктивными и технологическими параметрами горения, основные характеристики и временные диапазоны которого, определены путем математического моделирования.

Как показывают численные расчеты (рис. 3) при горении угольных частиц с ое0,5—0,8, создаются восстановительные атмосферы с высоким содержанием СО и Н2. Динамика изменения объемного состава газа по длине струйного реактора (X) при использовании парокислородного дутья с коэффициентом кратности рециркуляции газов у ^-количество

в .

отходящих и возвращаемых в реактор газов соответственно) представлена на рис. 4.

Рис. 3. Характеристики восстановительной способности газовой среды, получаемой при горении частиц Канско-Ачинского угля при различных а с коэффициентом кратности рециркуляции газов: 1 — /Г=1,0; 2 —К— 1,2; 3 —К= 1,3

с. , об. %

— со —

—н2—

<& —н2о—

.снК • -JTa-

0,1 0,2 0,3 0,4 X

Рис. 4. Динамика изменения объемного состава газа С,- при

использовании парокислородного дутья по длине струйного

у _

реактора ( ^ > гДе L ~ Длина реактора, LT — текущая длина)

Для процессов регенерации отходящих газов в газификаторе-шлакогрануляторе выполнены термодинамические расчеты взаимодействия остаточного углерода, содержащегося в отходящих газах, с парами Н20 по программе «ASTRA—4». Проведенные расчеты указывают на эффективность

9

парокислородного дутья, возможность использования дополнительной водной суспензии углеродосодержащих шламов для получения высококалорийного

восстановительного синтез-газа с теплотой сгорания 9—11 МДж/нм3.

Разработана математическая модель для расчета параметров процессов нагрева и восстановления дисперсных железорудных частиц в газовом потоке струйного реактора. Она рассматривает двухфазный химически реагирующий поток (полидисперсные частицы + газ), распространяющийся в канале с внутренним источником тепла (парокислородная или пароплазменная горелка), который смешивается с рециркуляционной восстановительной средой, подаваемой из газификатора.

В модели применена методика ступенчатого расчета, которая предполагает разделение струйного реактора на условные ступени, условные границы которых выбирают исходя из достижения в конце ступеней требуемых технологических параметров.

Уравнение теплового баланса частицы железорудного материала:

¿Т. 3 Г /тл „Л. (1Г$

-Г

где г — время; г3, р„ с, — радиус, плотность, теплоемкость частицы; а« — конвективный коэффициент теплоотдачи от газа к частице; — температуры газа, футеровки и частицы; стх — суммарный коэффициент излучения между газом и частицей; — удельный тепловой эффект химических реакций

и фазовых превращений.

Конвективную составляющую учитывали по критериальному уравне-

нию:

М/ = 2 — + 0,6 И.е 0,5 Рг0,4

К

Г \°>2

РА

(3)

где р^, коэффициент теплопроводности, плотность и динамическая

вязкость газа при температуре набегающего потока; Л3, , ¡лз — те же теп-

лофизические свойства газа при температуре на поверхности частицы; Ке —

п - и» у число Реинольдса учитываемое по уравнению: к.е =-; « — кинематическая вязкость газа; Рг — число Прандтля при температуре потока.

Для расчета скорости движения частицы в струйном реакторе использовали уравнение:

¿К „ г<Уш-Г.)г Ш

где г — время; гх, рл — радиус, плотность, масса частицы; , Уя - скорости движения газа и частицы; С, = /(Ле) — коэффициент лобового сопротивления частицы, g — ускорение свободного падения.

Полученные численные решения по нагреву частиц железорудных материалов в струйном реакторе представлены на рис. 5.

1400 1200 1000 800 600

ОД 0,4 0,6 03 1,0 ^с

Рис. 5. Динамика нагрева в потоке восстановительного газа (при //=1800°С, ^=20 м/с) титаномагнетитовых частиц различного

диаметра: 1 — с1=0,1 мм; 2 — сМ),5 мм; 3 — (1=1,0 мм

Анализ полученных расчетных данных указывает на значительную зависимость времени нагрева железорудных частиц до температуры плавления от их размера и составляет 0,03-0,6 с для диаметров 0,05-0,5 мм.

Особое значение имеет жидкофазный восстановительный модуль циклонного реактора, поскольку является наиболее энергонапряженным элементом агрегата. Для него выполнено математическое описание тепловосприятия и движения спекающей пленки шлакометаллического расплава. Уравнение теплового баланса стекающей пленки расплава:

ксг. -Тр)+сгг(г/ - г;)]№=Рр*рг с^(0> <5>

где а* — конвективный коэффициент теплоотдачи от газа к поверхности пленки расплава; - температуры газов в рабочей камере циклона и на поверхности пленки расплава; сг2- приведенная излучательная способность рабочего пространства на пленку расплава; г - время; рр, 8р — плотность,

площадь поверхности и толщина пленки расплава; ^ - удельный тепловой эффект химических реакций в расплаве; С[пот — тепловые потери через стенки

циклона, — эффективная теплоемкость, зависящая от температуры /

- С М

и выражаемая через теплоемкости материала в твердой ^твк*; и жидкой (О фазе:

Сж(0, при />/л

¿у/

(6)

+ СжЦдик)(\-у)-Ь-?~, при

где Ь - удельная теплота фазового перехода; у/ — относительная доля нерасплавленных частиц поступающих из струйного реактора; 1сол> /лих. — температура солидуса и ликвидуса.

Выполненные численные расчеты позволили определить динамику нагрева титаномагнетитовой шихты по относительной высоте циклона — при

Нн

использовании парокислородного дутья и пароплазменного нагрева (рис. 6). 1500

1400

1300

1200

Рис. 6. Динамика нагрева титаномагнетитовой шихты по относительной высоте циклона при использовании парокислородного дутья (1); пароплазменного нагрева (2), где Тр— средняя температура шихты; г — координата; Нц— высота циклона

Общая скорость восстановления железорудного материала ** в метал-

(7)

лургическом агрегате может быть выражена уравнением: К = 1

1 1 1

— + — + —

К Уг У3

где VI, У2, У3 - соответственно скорости восстановления в струйном реакторе, в пленке расплава циклона, в миксере-отстойнике. Выполненные численные исследования режимов теплового и химического взаимодействия компонентов: железорудный материал — уголь - пар — шлак указывают, что восстановительные процессы начинаются в струйном реакторе при достижении частицами температуры плавления, основное восстановление железа с насыщением расплава углеродом достигаются в стекающей пленке на гарнисажной стенке циклонного реактора, а также в копильнике в ходе отстаивания. Расчетный состав получаемого расплава и его сравнение с полученными экспериментальными данными представлены в табл. 1.

Таблица 1

Сравнение результатов численных расчетов и экспериментальных данных по переработке руды Медведевского месторождения

Вид Химический состав получаемого расплава, %

данных Ге С 5| Мп 5 Р V 71

Расчетные данные 93,80 4,5 0,91 0,07 0,02 0,10 0,20 0,40

Химический анализ 93,93 4,5 0,78 0,06 0,01 0,06 0,26 0,40

Разработанная математическая модель обеспечивает возможность расчета горения угольных частиц с получением восстановительного газа, позволяет определять параметры процессов нагрева и восстановления железорудных частиц в струйном, циклонном реакторах при использовании парокислородно-го дутья или пароплазменного нагрева с высокотемпературной рециркуляцией отходящих газов. Адекватность математической модели проверена путем прямого эксперимента на созданных лабораторных стендах.

3. Лабораторио-экспериментальное исследование фрагментов предлагаемой технологии

В лабораторных условиях проведена проверка практической реализации предлагаемого процесса восстановления с использованием парокислородного дутья и пароплазменного нагрева и изучены основные его технологические параметры. Была создана экспериментальная установка, которая представляет собой комбинированную систему, включающую в себя: набор сменных блоков-реакторов; системы электро-, газо- и водоснабжения; систему сбора и обработки экспериментальных данных.

Конструкции сменных блоков-реакторов представляют возможность моделирования как отдельных узлов предполагаемого агрегата, так и комбинацию его элементов. Дополнительно в состав установки входят источник электроснабжения (питания) 100 кВт, парогенератор, система контроля и управления.

Проведена серия опытных плавок по комплексной переработке Лиса-

ковского, Михайловского, Ковдорского концентратов, Медведевских руд и т.д., в виде порошков, смешанных с углеродосодержащим материалом (молотые малосернистые угли), с применением различных вариантов организации парокислородного дутья.

Установлено, что полученная металлическая часть представляет собой

сплав железа с углеродом (3,0—4,8 %) в химической связи с кремнием (0,3-2 %). Таким образом, по химическому составу полученные образцы приближаются к чугуну. Результаты экспериментов позволяют сделать вывод об интенсивном протекании процессов восстановления и науглероживания железа в предлагаемом процессе.

Экспериментально исследован на лабораторном реакторе способ получения металлического расплава при обработке смеси железорудной шихты с углеродосодержащими материалами электрической дугой, продуваемой водяным паром.

Полученная металлическая часть представляет собой железо (94-98 %) в химической связи с углеродом (1,8-4,5 %). Содержание кремния колеблется от 0,5 до 2%. Все остальные элементы содержатся в малых количествах от 0,001 до 0,4 %.

При переработке титаномагнетитовой руды Медведевского месторождения получен металлический продукт, близкий по химическому составу к чугуну (см. табл. 1). Определение химического состава проводили методом спектрального анализа по ГОСТ 18895-97 на спектрометре ОВ1Л7 <3 8Ы750.

Проведенные эксперименты на лабораторных установках по восстановлению железорудных материалов подтвердили возможность интенсификации процессов восстановления путем использования высокотемпературной дисперсной системы взаимодействия компонентов.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что металлургический процесс восстановления железа из руды (концентрата) с использованием парокислородного дутья и пароплазменного нагрева технически возможен. Разработанная математическая модель хорошо согласуется с экспериментальными данными.

4. Определение основных параметров предлагаемого процесса бескоксового получения чугуна

На основе описанной выше математической модели и полученных экспериментальных данных определены технологические параметры процесса получения чугуна. Выполнены расчеты материального и теплового балансов металлургического агрегата производительностью 100 т/сутки для следующих вариантов проходящих процессов: с парокислородным дутьем и пароплазмен-ным нагревом при рециркуляции отходящих газов.

Расчетная шихта — железорудная часть месторождений Челябинской области — титаномагнетитовый концентрат Медведевского типа.

Топливо: Канско-Ачинский энергетический уголь фракции 0-3 мм с золой 10,2 % и горючей массой, %: С - 62,3 (Ссвоб-44,7; Ссвяз- 17,6); Б - 0,3; Н -4,6; О - 21,5; N2 - 1,1, подаваемое в смеси с железорудной частью. Расчетные данные затрат материальных и энергетических ресурсов на производство тонны чугуна при различных предлагаемых технологических вариантах представлены в табл. 2.

Таблица 2

Затраты материальных и энергетических ресурсов на производство тонны чугуна при различных технологических вариантах

Наименование статей ед. измерения Энергетический эквивалент, кгу.т. Парокислород- ное дутье с рециркуляцией отходящих газов Пароплазмен-ный нагрев с рециркуляцией отходящих газов

количество кгу.т. количество кгу.т.

ШИХТА: титано-магнетитовый концентрат кг 0,05 1521 76,1 1526 76,3

ФЛЮСЫ: известняк кг 0,015 15 0,2 18 0,3

ТОПЛИВО: уголь Канско-Ачинский кг 0,53 1384 733,5 1036 549,0

Электроэнергия 1000 кВт-ч 344,5 0,008 2,8 1,20 413,4

Технологический пар ГДж 35,6 0,498 17,7 0,427 15,2

Кислород 1000 нм3 250 0,652 163,0 0,414 103,5

Компримирование транспортного газа 1000 нм3 30 0,296 8,9 0,258 7,7

ИТОГО 1002,2 1165,4

Побочная продукция: газ ВЭР 1000 нм3 3,017 308 2,285 233

Состав получаемого шлака при использовании парокислородного дутья, в %: СаО -20,7; 8102-16,4; АЩ - 9,8; МеО - 9,2; МпО -0,4; РеО- 1,0; У205 - 0,1 ;ТЮ2-42,4.

Из расчетов видно, что удельный расход энергоносителей на тонну чугуна при коэффициенте рециркуляции отходящих газов /0=1,3 составляет:

— для процесса с парокислородным дутьем при рециркуляции отходящих газов: угля 1384 кг, кислорода 652 м3; электроэнергии 8 кВт-ч;

— для процесса с пароплазменным нагревом и рециркуляцией отходящих газов: угля 1036 кг, кислорода 414 м3; электроэнергии 1200 кВт-ч.

Этот эффект достигается за счет увеличения доли рециркулирующей теплоты, использования теплоты шлака (на 80-90 %) и применения пароки-слородного дутья вместо традиционного воздушного.

В результате этого, а также использования шихтовых материалов и угля в виде пыли, оказывается возможным отказаться от коксохимического и агломерационного подразделений, а также от громоздких и дорогостоящих систем газо- и водоочистки. Кроме того, утилизация содержащегося в шламах и пыли твердого углерода позволит сократить потребность его поступления с углями.

Себестоимость производства чугуна по предлагаемой технологии сопоставимо с доменным процессом и, в зависимости от используемого железо-угольного сырья, дешевле на 100 — 1100 рублей на тонну чугуна. Это объясняется тем, что производство кислорода, пара и электроэнергии в этом случае идет с использованием физического и химического тепла отходящих газов, с возможностью дальнейшего использования получаемых вторичных энергоресурсов потребителем. Кроме того, в предлаг аемой схеме отсутствуют затраты на производство агломерата и кокса, что также делает этот проект привлекательным с точки зрения инвестиций и экологии.

Особый интерес представляет переработка по предложенной технологии титаномагнетитовых руд Медведево-Копанской группы месторождений на Южном Урале и Сибири, концентраты которых содержат ТЮ2 8-12 %. Шлаки, выплавленные из них (после окускования), будут содержать до 30-43 % ТЮ2. Дополнительным резервом повышения эффективности переработки титаномагнетитовых руд в перспективе может стать реализация способов извлечения титана из получаемых шлаков, обеспечивающих производство полупродуктов с 80% ТЮ2.

Предложенный агрегат является универсальным технологическим комплексом, позволяющим выполнять наряду с металлургической функцией (выплавка металла и шлака) функции энергетические (газификация топлива) и санитарно-экологическую. Это особенно актуально для предприятий, накопивших и накапливающих большое количество железосодержащих отходов.

На основе выполненных расчетов разработано техническое задание на проектирование рециркуляционной печи для выплавки чугуна из титаномагне-титовой шихты в условиях ОАО «ММК».

Основные выводы по работе

1. Разработан процесс внедоменного восстановления железорудного сырья с применением парокислородного дутья. Основными особенностями которого являются:

— переработка железорудного сырья, в том числе непригодного для доменной плавки;

— организация безазотной восстановительной высокотемпературной (1600-2000 оС) среды, рециркулирующей в системе реакторов;

— использование в качестве топлива малосернистых энергетических углей.

2. Разработана математическая модель расчета предлагаемого процесса восстановления железорудного сырья при использовании парокислородного дутья или пароплазменного нагрева при высокотемпературной рециркуляции отходящих газов, обеспечивающая возможность обоснованного выбора конструктивных и режимных решений при проектировании металлургических агрегатов. Адекватность математической модели проверена путем прямого эксперимента на разработанных лабораторных стендах.

3. Посредством математического моделирования определены технологические параметры для различных вариантов организации разрабатываемого процесса.

4. Рассчитана энергоемкость предлагаемого процесса получения чугуна из титаномагнетитового сырья при использовании различных углей. Она составила при организации парокислородного дутья 960-1100 кг у.т., при применении пароплазменного нагрева 1000-1250 кг у.т.

5. На основе предложенного способа на экспериментальном стенде опробована возможность переработки титаномагнетитовых руд с содержанием

ТЮ2 8—12 % с получением расплава, близкого по химическому составу к чугуну (содержание, %: С=4,5; Si=0,78; V=0,26; Ti=0,4; S=0,007; P=0,06).

6. При использовании пароплазменного нагрева установлено, что применение в качестве плазмообразующего газа водяного пара интенсифицирует перевод углерода в газовую фазу. Использование углесодержащих материалов только в роли восстановителя позволяет, регулируя соотношение вводимых в печь углерода и электрической энергии, получить широкую гамму сплавов Fe-C. При этом возможно обеспечить высокую производительность восстановительного реактора при небольших относительных размерах печи.

7. Разработана конструкция агрегата восстановления оксидов, конструкция шлакоганулятора-газификатора, на которую получен патент РФ на полезную модель. Разработано техническое задание на проектирование рециркуляционной печи для выплавки чугуна из титаномагнетитовой шихты в условиях ОАО «Магнитогорского металлургического комбината». Промышленная реализация предлагаемого процесса восстановления железорудных материалов будет способствовать расширению использования сырьевой базы Южного Урала и Сибири, снижению себестоимости металлопродукции.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Харченко O.A., Ячиков И.М., Иванов Н.И. Исследование восстановления железорудного сырья с использованием пароплазменного нагрева // Сталь. 2006. № 9. - С. 4-5.

2. Автоматизированная плазменная печь для производства металлов из низкосортных руд / Н.И. Иванов, A.B. Вачаев, Г.А. Павлова, O.A. Харченко // Автоматизированный печной агрегат — основа энергосберегающих технологий в металлургии XXI века: Докл. Междунар. науч.-практ. конф. — М.: МИСиС, 2000. - С. 167-168.

3. Иванов Н.И., Харченко O.A. Гидроэлектрический пирометаллургический процесс восстановления оксидов // Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. - М.: МИСиС, 2002. - С. 162-165.

4. Иванов Н.И., Харченко O.A. Экологически чистый процесс производства чугуна с использованием парокислородного дутья // Энергосбережение, теплоэнергетика и металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. / Под ред. Б.К. Сеничкина. - Магнитогорск: Ml "ГУ, 2003. — С. 126-137.

5. Иванов Н.И., Харченко O.A. Экологически чистый процесс производства чугуна с использованием парокислородного дутья // Докл. 4-й Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / Под ред. Б.К. Сеничкина. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 45—46.

6. Иванов Н.И., Харченко O.A. Парокислородный процесс получения высококалорийного синтез-газа // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. 5-й Всероссийск. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и специалистов / Под ред. Б.К. Сеничкина. — Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 51.

7. Иванов Н.И., Харченко O.A. Рециркуляционный парокислородный процесс производства чугуна // Автоматизация технологических и производственных процессов в металлургии: Межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. Б.Н. Парсункина. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 274-282.

8. Иванов Н.И., Харченко O.A. Технология парокислородного и плазмопаро-вого метода производства чугуна // Теория и технология металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. / Под ред. В.М. Колокольцева. Вып. 5. - Магнитогорск: МГТУ, 2005. - С. 227—231.

9. Жигалов Г.П., Харченко O.A. Утилизация отходов огнеупорного производства в плазменных печах // Огнеупоры. 1994. № 3. — С. 16-17.

10. Пат. РФ. ПМ № 45135 МКИ7 С04В 5/02 Устройство для грануляции расплава шлака / O.A. Харченко, опубл. 27.04.2005.

Подписано в печать 16.10.06. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 720.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

Введение.

1. Состояние вопроса.

1.1. Внедоменные способы восстановления, переработки железорудного сырья и агрегаты для их реализации.

1.2. Приоритетные пути интенсификации процессов восстановления железорудного сырья.

1.3. Технологические особенности применения парокислородного дутья.

1.4. Постановка задачи исследования и цель работы.

2. Обоснование способа восстановления железорудного сырья и принципиальных основ конструкции агрегата.

2.1. Теоретические основы реализуемого процесса восстановления железорудного сырья.

2.2. Технологическая схема предлагаемого способа восстановления железорудного сырья.

2.3. Термодинамическое моделирование и анализ предлагаемого металлургического процесса.

2.4. Принципиальные основы конструкции предлагаемого агрегата.

Выводы.

3. Анализ основных параметров по зонам агрегата.

3.1. Расчет теплофизических процессов в струйном реакторе.

3.1.1. Математическое описание горения угольных частиц в струйном реакторе.

3.1.2. Математическое описание теплофизических процессов взаимодействия железорудного материала с газовым потоком в струйном реакторе.

3.2 Расчет процессов плавления и восстановления в циклонном реакторе.

3.2.1. Описание процессов в циклонном реакторе.

3.2.2. Рассмотрение взаимосвязи конструктивных размеров циклона с пылеосаждением.

3.3. Расчет седиментации шлакометаллического расплава. в миксерной зоне реактора.

Выводы.

4. Экспериментальное определение некоторых параметров предлагаемого процесса восстановления железорудного сырья.

4.1. Объекты исследования и определение параметров подобия моделируемых процессов.

4.2. Экспериментальный стенд для исследования металлургических процессов.

4.3. Методы проведения экспериментов.

4.4. Исследования теплофизических процессов на реакторе восстановления оксидов в потоке газа.

4.5. Исследования теплофизических процессов восстановления с применением пароплазменного нагрева.

Выводы.

5. Расчет показателей процесса восстановления железа в предлагаемой технологии.

5.1. Математическая модель реализуемых процессов.

5.1.1. Предварительное определение выхода восстановленного железа.

5.1.2. Определение расхода восстановителя.

5.1.3. Уточненное определение количества металла.

5.1.4. Определение расхода парокислородного дутья и состава образующегося газа.

5.1.5. Расчет теплового баланса.

Выводы.

6. Разработка технического задания на проектирование металлургического агрегата с парокислородным дутьем (ПКМА).

6.1. Общие положения.

6.2. Структура ПКМА.

6.3. Рабочее пространство (миксер - отстойник).

6.4. Газификатор.

6.5. Струйный реактор.

6.6. Циклонный ректор.

Выводы.

Известны огромные заслуги российской научной школы в становлении и развитии теории и технологии доменного процесса и работы доменных печей [1]. В соответствии с их рекомендациями и опытом работы многочисленной армии профессионалов доменное производство было и еще долго будет основой черной металлургии.

Однако ухудшение качества рудного сырья и неизбежный и непрерывно возрастающий дефицит коксующихся углей вызывают необходимость создания альтернативных процессов организации восстановления.

В связи с этим за последние 50 лет в черной металлургии получили развитие внедоменные способы получения чугуна, позволяющие обойтись без дорогостоящих кокса и агломерата, производимых по экологически вредным технологиям.

Внедоменная металлургия развивается по двум направлениям. По одному из направлений подготовленную железную руду, например окатыши, подвергают металлизации путем твердофазного восстановления оксидов железа твердым или газообразным восстановителем. Примером данного процесса являемся Мидрекс [2, 3]. Металлизованные 80-94% окатыши могут сразу использоваться в сталеплавильных агрегатах. По другому направлению оксиды железа из шихты восстанавливают в жидкой шлаковой фазе твердым или газообразным углеродистым восстановителем, при этом, как правило, получают чугун. Примерами жидкофазного восстановления оксидов железа с получением чугуна могут быть процессы Корекс, Ромелт, Диос, БАС-Домна и др. [4-8], но, так как нет однозначного ответа о выборе приоритетной технологии, то поиски в этом направлении продолжаются.

В данной работе предлагается еще один вариант организации технологического процесса жидкофазного восстановления железорудного сырья с использованием парокислородного дутья. Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» на кафедре теплотехнических и энергетических систем.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан процесс внедоменного восстановления железорудного сырья с применением парокислородного дутья. Основными особенностями которого являются:

- переработка железорудного сырья, в том числе непригодного для доменной плавки без предварительного окускования или агломерации;

- организация безазотной восстановительной высокотемпературной (1600-2000 °С) среды, рециркулирующей в системе реакторов;

- использование в качестве топлива малосернистых энергетических углей.

2. Разработана математическая модель расчета предлагаемого процесса восстановления железорудного сырья при использовании парокислородного дутья или пароплазменного нагрева при высокотемпературной рециркуляции отходящих газов, обеспечивающая возможность обоснованного выбора конструктивных и режимных решений при проектировании металлургических агрегатов. Адекватность математической модели проверена путем прямого эксперимента на разработанных лабораторных стендах.

3. Посредством математического моделирования определены технологические параметры для различной организации разрабатываемого процесса.

4. Выполнены численные расчеты для варианта использования Канско-Ачинского угля. Определены временные диапазоны стадий его горения по зонам агрегата с образованием восстановительных атмосфер. Установлено, что данные частицы угля с d>0,3 мм не успевают полностью сгореть в струйном реакторе и образуют разогретый слой коксового остатка на стенках циклона, который в дальнейшем может участвовать в восстановительных металлургических процессах.

5. Разработана методика определения основных показателей предлагаемого способа восстановления, позволяющая составлять материальные и тепловые балансы реализуемых процессов и выполнять технико-экономическое сравнение основных показателей. Рассчитана энергоемкость предлагаемого процесса получения чугуна из титаномагнетитового сырья при использовании энергетических углей. Она составила при организации парокислородного дутья 960-1100 кг у .т., при применении пароплазменного нагрева 1000-1250 кг у.т.

6. На основе предложенного способа на экспериментальном стенде опробована возможность переработки титаномагнетитовых руд с содержанием ТЮ2 8-12 % с получением расплава, близкого по химическому составу к чугуну (содержание, %: С=4,5; Si=0,78; V=0,26; Ti=0,4; S=0,007; Р=0,06).

7. При использовании пароплазменного нагрева установлено, что применение в качестве плазмообразующего газа водяного пара интенсифицирует перевод углерода в газовую фазу. Использование углесодержащих материалов только в роли восстановителя позволяет, регулируя соотношение вводимых в печь углерода и электрической энергии, получать широкую гамму сплавов Fe-C. При этом возможно обеспечить высокую производительность восстановительного реактора при небольших относительных размерах агрегата.

8. Разработана конструкция агрегата восстановления оксидов, конструкция шлакоганулятора-газификатора, на которую получен патент РФ на полезную модель. Разработано техническое задание на проектирование рециркуляционной печи для выплавки чугуна из титаномагнетитовой шихты в условиях ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Промышленная реализация предлагаемого процесса восстановления железорудных материалов будет способствовать расширению использования сырьевой базы Южного Урала и Сибири, снижению себестоимости металлопродукции.

1. Кожевников И.Ю. Бескоксовая металлургия железа. М.: Металлургия, 1970.-321 с.

2. Линчевский Б.В., Соболевский А.Л. Металлургия черных металлов. М.: Металлургия, 1986. - 360 с.

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

4. Восстановительная плавка железных руд по типу «Корекс» / Л. Богдани, В. Нидер, Г. Шмидт и др. // Черные металлы. 1998. № 10. С. 28-36.

5. Роменец В.А. «РОМЕЛТ» полностью жидкофазный процесс получения металла// Известия вузов. Черная металлургия. 1999. № 11. - С. 13-23

6. Новые процессы производства металла: состояние и перспективы / В.А. Роменец. Металлург. 2001. №11. - С. 30-38.

7. Шевелев Л.Н. Анализ тенденций развития мирового рынка стали // Электрометаллургия. 2006. № 2. С. 2-13.

8. Юсфин Ю.С., Гиммельфарб А.А., Пашков Н.Ф. Новые процессы получения металла. М.: Металлургия, 1994. - 319 с.

9. Федулов Ю.В. Альтернативные направления развития доменного производства в XXI веке // Сталь. 2002. № 10. С. 8-13.

10. Ширяев П.А., Ярхо Б.Н., Борц Ю.М. Металлургическая и экономическая оценка железорудной базы СССР. М.: Металлургия, 1978. - 230 с.

11. Пришел черед комплексных руд / Л. Быховский, Л. Тигунов, М. Масловский. Металлы Евразии. 2005. № 3. - С. 28-32.

12. Проблемы доменной плавки титаномагнетитов и пути их решения / С.К. Носов, В.В. Филиппов, С.В. Шаврин и др. // Сталь. 2003. № 6. С. 6-9.

13. Волков Ю.П., Манаенко И.П., Федулов Ю.В. Доменный цех Магнитки: дела и люди. — Магнитогорск: Дом печати, 2001. — 447 с.

14. Патент по а.с. СССР № 129213. МКИ (С21В 13/14) Устройство для прямого получения железа / В.М. Зудин, И.И. Морев, Ф.Д. Воронов и др. // Приоритет 24.11.1959.

15. Патент по а.с. (СССР) МКИ (С21В 13/14) № 148816. Установка для прямого получения стали / В.М. Зудин, И.П. Манаенко, И.И. Морев и др. // Приоритет 28.02.1961.

16. Миляев В.М. Прямое получение железа в жидком виде // Домез.1932. № Ю.-С. 21-27.

17. Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Введение в плазменно-энергетические технологии использования твердых топлив. Новосибирск: Наука. - Сиб. изд. фирма РАН, 1997. - 119 с.

18. Первые промышленные результаты производства чугуна по способу Ко-рекс // Черные металлы. 1990. № 3. С. 45- 47.

19. А.с. СССР № 1608225. МКИ (С21В 13/14) Способ восстановления железорудного сырья в жидкой шлаковой ванне / В.А. Роменец, А.В. Ванюков. В.П Быстров и др.

20. А.с. СССР № 1608226 МКИ. (С21В 13/14) // Открытия. Изобретения.1990. №43.

21. Роменец В.А. Процесс жидкофазного восстановления железа; разработка и реализация // Сталь. 1990. №8. С. 20-27.

22. Шелудченко В.И., Кравцов В.В., Кучер С.В. К вопросу охлаждения реакционной зоны агрегатов жидкофазного восстановления железа и газификаторов с жидким шлакоудалением: Сб. науч. тр. Т.6. -- Днепропетровск: ДГМИ, 2002. С. 37-39.

23. Кравцов В.В., Шелудченко В.И., Кучер С.В. Исследование процесса жидкофазного восстановления железа в газификаторе ПЖВ - Донецьк: Науков1 пращ ДонДТУ. Металурпя. - 2001. - 172 с.

24. Пат. РФ № 2151197. МКИ7 Способ выплавки чугуна и агрегат для его осуществления / Ю.В. Федулов

25. А.с. СССР № 1197465 МКИ7 С21В 13/02. Способ получения железа из железной руды / A.M. Бигеев, А.Н. Горбатов, Ю.А. Колесников и др. (SU). 3722724/22-04; опубл. 09.04.1984.

26. Необходимость и принципиальные основы создания технологии многостадийного бескоксового жидкофазного восстановления железного сырья / A.M. Бигеев, Р.С. Тахаутдинов, В.А. Бигеев, и др. // Тезисы Междунар. науч.-практ. конф. М.: МИСиС, 2000. - С. 42-49.

27. Цымбал В.П., Мочалов С.П. Модели и механизмы самоорганизации в технике и технологиях. Новокузнецк: СибГИУ, 2003. - 500 с.

28. Доменное производство: Справочник под ред. И.П. Бардина в 2-х т. -М.: Металлургиздат, 1963.

29. Е. van S. Callenfells, К. Meijer. Smelting reduction processes. MILLENNIUM STEEL. The leading review of advenced process technology worldwide. 2001. p. 75-82.

30. Есин O.A., Гельд В.П. Физическая химия пирометаллургических процессов. 4.1. М.: Металлургиздат, 1962. - 654 с.

31. Высокотемпературная дисперсная система как способ интенсификации процесса восстановления окислов железа / В.М. Немкин, И.И. Морев и др., // Термодинамика и кинетика процессов восстановления: сб. науч. тр. -М.: Наука, 1972.-С. 86-88.

32. Филиппов С.И. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1967.-279 с.

33. Троянкин Ю.В. Проектирование и эксплуатация высокотемпературных технологических установок: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: МЭИ, 2002. - 324 с.

34. Моссэ A.JL, Буров И.С. Обработка дисперсных материалов в плазменных реакторах. Мн.: Наука и техника, 1980. - 208 с.

35. Смульский И.И. Аэродинамика и процессы в вихревых камерах. Новосибирск: Наука, 192.-301 с.

36. Высокотемпературные теплотехнические процессы и установки: Учеб. для вузов / И.И. Перелетов, Л.А. Бровкин и др.; под редакцией А.Д. Ключникова. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 336 с.

37. Теория металлургических процессов / Д.И. Рыжонков, П.П. Арсентьев, В.В. Яковлев и др. М.: Металлургия. 1989. - 392 с.

38. Иванов Н.И. Применение кислорода в мартеновских печах. Свердловск: Металлургиздат, I960. - 216 с.

39. Глинков М.А., Глинков Г.М. Общая теория печей. М.: Металлургия, 1978.-264 с.

40. Миткалинный В.И. Струйное движение газов в печах. М.: Металлургиздат. 1961. - 184 с.

41. Головина Е.С. Высокотемпературное горение и газификация углерода. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -173 с.

42. Глинков М.А. Основы общей теории печей. М.: Металлургия, 1962. -576 с.

43. Металлургия чугуна / Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин и др. М.: Металлургия, 1989.- 512 с.

44. Воронин Г.Ф. Основы термодинамики. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. -192 с.

45. Сурис А.Л. Термодинамика высокотемпературных процессов: Справочник. М.: Металлургия, 1985. - 586 с.

46. Пригожин И., Дефей Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука, 1966.- 510 с.

47. Моисеев Г.К., Ватолин Н.А. Некоторые закономерности изменения и методы расчета термохимических свойств неорганических соединений. -Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 2001. 136 с.

48. Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высш. школа, 1976.-479 с.

49. Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. М.: Металлургия, 1994. - 353 с.

50. Трусов Б.Г. Термодинамический метод анализа высокотемпературных состояний и процессов и его практическая реализация. М.: МГМИ, Дисс. . докт. техн. наук, 1984. - 292 с.

51. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов / Г.Б.Синярев, Н.А.Ватолин, Б.Г.Трусов, Г.К.Моисеев. -М.:Наука, 1982.- 263с.

52. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: В 4-х т./ Л.В.Гурвич, И.В. Вейц, В.А. Медведев и др. М.: Наука, 1982.

53. JANAF Thermochemical tables: 2-nd edition. NSRDS-NBS 37.- Washington: US Gov.Print.Office, 1971. 1141p.

54. Основные свойства неорганических фторидов: Справочник / Под ред. Н.П. Галкина. М.: Атомиздат, 1975. - 400 с.

55. Болгар А.С., Турчанин А.Г., Фесенко В.В. Термодинамические свойства карбидов. Киев: Наук, думка, 1973. - 270 с.

56. Barin J., Knacke О. Thermochemical properties of inorganic substances. -Berlin: Springer-Verlag, 1973. 921 p.

57. Могутнов Б.М., Томилин И.А., Шварцман Л.А. Термодинамика сплавов железа. М.: Металлургия, 1984. - 207 с.

58. Казачков Е.А. Расчеты по теории металлургических процессов: Учеб. пособие для вузов. М.: Металлургия, 1988. - 288 с.

59. Вегман Е.Ф. Краткий справочник доменщика. М.: Металлургия, 1981. -240 с.

60. Теплофизические свойства топлив и шихтовых материалов черной металлургии: Справочник / В.М. Бабошин, Е.А. Кричевцов и др. М.: Металлургия, 1982. - 152 с.

61. Бабий В.И., Куваев Ю.Ф. Горение угольной пыли и расчет пылеугольно-го факела. М.: Энергоатомиздат. 1986. - 206 с.

62. Мастрюков Б.С. Расчеты металлургических печей. М.: Металлургия, 1986.- 375 с.

63. Равич М.Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов. М.: Наука, 1966.-416 с.

64. Латс М.К., Фришман Ф.Л. О допущениях, применяемых при расчете двухфазной струи // Изв. АН СССР. 1970. № 2. С. 125—129.

65. Абрамович Г.Н. О влиянии примеси твердых частиц пли капель на структуру турбулентной газовой струи // ДАН СССР. 1970. № 5. С. 118—125.

66. Броунштейн Б.И., Фишбейн Г.А. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах. Л.: Химия, 1977. - 280 с.

67. Плазмохимическая переработка угля / М.Ф.Жуков, Р.А. Калиненко и др., -М.: Наука, 1990.-200 с.

68. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики М.: Наука, 1966.-724 с.

69. Жигалов Г.П., Харченко О.А. Утилизация отходов огнеупорного производства в плазменных печах.// Огнеупоры. 1994. № 3. С. 16-17.

70. Сабуров Э.Н., Аэродинамика и конвективный теплообмен в циклонных нагревательных устройствах. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. - 240 с.

71. Бигеев A.M. Математическое описание и расчеты сталеплавильных процессов: Учеб. пособие для вузов. М.: Металлургия, 1982. - 160 с.

72. Морозов А.П., Агапитов Е.Б. Интенсификация комплексной обработки стали при циркуляционном вакуумировании с плазменным нагревом: Монография. Магнитогорск: МГТУ, 2003. 139 с.

73. Химические вещества из угля. Пер. с нем. / Под ред. И.В.Калечица М.: Химия. 1980.- 616 с.

74. Цымбал В.П. Математическое моделирование металлургических процессов. М.: Металлургия, 1986. - 240 с.

75. Блинов О.М., Беленький A.M., Бердышев В.Ф. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1993. - 288 с.

76. Харченко О.А., Ячиков И.М., Иванов Н.И. Исследования восстановления железорудного сырья с использованием паро-плазменного нагрева // Сталь. 2006. № 9. С. 4-5.

77. Рамм А.Н. Комплексный метод расчета материального и теплового баланса доменной плавки // Труды Гипромеза. Высш. Ш. М.: Металлург-издат, 1941. вып. 3. - 68 с.

78. Бабарыкин Н.Н. Расчет материального и теплового балансов доменной плавки по опытным данным: Метод, пособие. Магнитогорск: МГМИ, 1992.-32 с.

79. Петров JI.B., Котий В.Н., Универсальная методика расчета равновесного состава высокотемпературных технологических газов // Производство чугуна: межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГМИ, 1990. - С. 78-83.

80. Товаровский И.Г. Сопоставление расхода топлива в доменной плавке и процессе жидкофазного восстановления Ромелт // Сталь. 1998. № 12. -С. 7-12.

81. Теплотехнические расчеты металлургических печей / Б.Ф. Зобнин, М.Д. Князяев, Б.И. Китаев и др. М.: Металлургия, 1982. - 360 с.

82. Шаргут Я. Теплоэнергетика в металлургии. М.: Металлургия, 1976. -152 с.

83. Шаргут Я. Эксергия. М.: Наука. 1980. - 220 с.

84. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты / А.П. Воинов, В.А. Зайцев и др. / Под ред. JI.H. Сидельковского. М.: Энергоатомиздат, 1989.-272 с.

85. Пат. РФ. ПМ № 45135 МКИ7 С04В 5/02 Устройство для грануляции расплава шлака / О.А. Харченко, опубл. 27.04.2005.