автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Совершенствование шлакового режима доменной плавки за счет использования добавок

На правах рукописи

ТЛЕУГАБУЛОВ Борис Сулейманович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ШЛАКОВОГО РЕЖИМА ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОБАВОК

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2010

003493295

Работа выполнена в ОАО «Уральский институт металлов»

Научный руководитель:

Доктор технических наук Загайнов Сергей Александрович

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук Кашин Виктор Васильевич

Кандидат технических наук Матюхин Владимир Ильич

Ведущая организация:

ОАО «Уралмеханобр»

Защита состоится «26» марта 2010 г. в 15 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.285.05 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный технический университет - УПИ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина» в ауд. I (зал Ученого Совета) главного корпуса по адресу: г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, ученому секретарю совета. Факс (343) 3743884.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина».

г.

Подписано в печать 18.02.2010. Формат 60х£>0 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Ризография Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,32. Тираж 110 экз. Заказ № 1629 Отпечатано в РИО НТИ (ф) УГТУ-УПИ 622031, г. Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 59

диссертационного совета

Ученый секретарь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На эффективность доменной плавки большое влияние оказывают параметры шлакового режима. Уменьшение вязкости конечного шлака позволяет снизить потери чугуна, что является эффективным способом энерго и - ресурсосбережения. Улучшение шлакового режима достигается путем изменения состава пустой породы доменной шихты. Ввод флюсующих добавок на стадии агломерации позволяет обеспечить равномерное распределение свойств доменной шихты по всему сечению печи. Поэтому изучение влияния флюсующих добавок на качество агломерата и разработка технологии, позволяющей получать продукт высокого качества, а так же анализ работы доменных печей при использовании подобных добавок, изменяющих свойства шлака, является актуальной задачей.

Цель работы. Основная цель диссертационного исследования состояла в поиске путей улучшения шлакового режима при выплавке чугуна из руд Уральского региона.

Достижение поставленной цели потребовало:

- анализа особенностей доменной плавки магнетитовых руд Тагило-Кушвинского месторождения и качканарских титаномагнетитов;

- лабораторных исследований влияния магнийсодержащих добавок на качество агломерата;

- разработки рекомендаций по использованию магнезиальных добавок в доменной плавке магнетитовых руд Тагило-Кушвинского месторождения;

- разработки рекомендаций по использованию борсодержащих и марганецсодержащих добавок при выплавке ванадиевого чугуна из качканарских титаномагнетитов;

- проведения промышленных исследований и разработки рекомендаций по технологии выплавки чугунов.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. На основе экспериментальных исследований получены новые данные о влиянии магнийсодержащих и борсодержащих добавок на качество агломератов и изменение свойств доменных шлаков, которые дают

3 \

возможность реализации гибких технологических режимов производства агломерата и выплавки чугуна при многокомпонентных шихтах.

2. Впервые экспериментально установлено и научно объяснено влияние МпО на процессы разрушения карбидов титана при плавке титаномагнетитов. Выведена зависимость требуемого расхода марганецсодержащей добавки от количества титана, находящегося в виде карбидов и карбонитридов.

3. Развиты представления о механизме восстановления кремния применительно к условиям доменного процесса и уточнена взаимосвязь между давлением и содержанием кремния в чугуне при плавке ванадийсодержащих титаномагнетитов.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанная технология производства железорудного агломерата с добавкой в шихту дунита периодически применяется на Высокогорском ГОК. Показано, что ввод в шихту борсодержащих материалов является эффективным мероприятием для совершенствования шлакового режима при плавке сырья с повышенным содержанием титана. Запатентованы и внедрены способы доменной плавки титансодержащего железорудного сырья с добавкой в шихту марганецсодержащих добавок. Разработан способ доменной плавки, по которому минимизация восстановления титана достигается за счет снижения содержания кремния • в чугуне до минимально возможного уровня, определяемого в зависимости от давления газов в горне печи.

Достоверность полученных результатов основывается на использовании современных методик исследования и подтверждена опытно-промышленными испытаниями и работой доменных печей.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Уральская металлургия на рубеже тысячелетий» (г. Челябинск, 1999 г.), на I международной научно-практической конференции «ИНТЕХМЕТ-2008» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.), на международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева» (г. Екатеринбург, 2009), на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы повышения качества металлопродукции по

основным переделам черной металлургии» (г. Днепропетровск, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии» (г. Днепропетровск, 1990 г.), на шестом всесоюзном совещании по химии, технологии и применению ванадиевых соединений (г.Н. Тагил-г.Свердловск, 1990 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Интенсификация металлургических процессов и повышение качества металлов и сплавов» (г. Тула, 1990 г.), на региональной научно-технической конференции «Наука - Образование - Производство»: Опыт и перспективы развития» (г. Нижний Тагил, 2009 г.).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 24 печатных работах, в том числе в 7 патентах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 192 наименований; изложена на 162 стр. машинописного текста, включая 38 рисунков и 26 таблиц.

На защиту выносятся:

результаты исследований влияния магнийсодержащих добавок на качество агломератов и шлаковый режим при выплавке передельных чугунов из магнетитовых руд Тагило-Кушвинского месторождения;

- результаты исследований влияния борсодержащих и марганцевых добавок на показатели выплавки ванадиевого чугуна из качканарских титаномагнетитов, а также технические решения по их использованию;

- практические результаты рекомендованного технологического режима выплавки ванадиевого чугуна на реконструированных доменных печах НТМК.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика современного состояния доменного производства, обоснована актуальность и сформулирована цель диссертационной работы.

В первой главе представлен аналитический обзор исследований по влиянию свойств шлака на ход процессов доменной плавки и особенностей

5

поведения оксидных (шлаковых) расплавов в аглодоменном переделе. Общепризнанно, что на эффективность доменной плавки большое, подчас определяющее, влияние имеет шлаковый режим, который может быть улучшен введением специальных добавок. Влияние добавок на ход процессов доменной плавки особенно эффективно, когда они вносятся в доменную печь с агломератом, что позволяет добиться, равномерного по сечению печи, протекания процессов шлакообразования.

В технологии окускования железорудного сырья и выплавке передельного чугуна широкое распространение получили магнийсодержащие добавки. Но оптимальное содержание М§0 в доменном шлаке зависит от конкретных условий ведения процесса, а природа (генезис) магнийсодержащих добавок различным образом влияет на показатели агломерационного и доменного процессов и это влияние можно установить только экспериментальным путем.

Эффективность доменной плавки титансодержащего сырья определяется развитием процессов образования тугоплавких соединений титана (карбидов и карбонитридов), которые повышают кажущуюся вязкость шлаков. Снижение вязкости шлака в доменной плавке титаномагнетитов можно достичь применением шлакоразжижающих добавок. Оптимальный расход этих добавок определяется конкретными условиями плавки.

Системное исследование влияния добавок на агломерационный и доменный процесс является предпосылкой для совершенствования шлакового режима доменной плавки и разработки технологических режимов ведения процессов.

Во второй главе изложена методика проведения исследований. Концепция исследований схематично отражена на рис. 1.

Методика проведения исследований_заключалась:

- в анализе технологических параметров работы аглофабрик и доменных печей НТМК;

- в определении показателей процесса спекания в лабораторных условиях при обеспечении технологических параметров (разрежение, температура шихты и т.д.), характеризующих работу агломашин;

- в исследовании металлургических свойств агломератов (холодная прочность по ГОСТ 15137 - 77, пористость агломератов по ГОСТ 25732 - 88, восстановимость и размягчаемость агломератов (по методикам МИСиС), прочность агломератов в процессе восстановительно-тепловой обработки по ГОСТ 27446-87);

- в исследовании свойств шлаковых расплавов, а именно определение фильтруемости их через коксовую насадку и вязкости;

- в обработке данных опытно-промышленных испытаний.

Рис. 1. Концепция сквозных исследований В третьей главе приведены результаты исследований по влиянию различных видов магнезиальных добавок на агломерационный и доменный процесс при переработке руд Тагило-Кушвинского месторождения.

Первоначально была изучена вязкость реальных доменных шлаков НТМК и влияние на ее изменение добавок Г^О. Установлено, что наиболее эффективное

снижение вязкости происходит при повышении концентрации магнезии от 4,1 до 6,5 % (рис. 2): вязкость снижается при 1500 °С на 0,08 Па-с, при 1400 °С на 0,16 Па-с и при 1300 °С на 0,49 Па с. С дальнейшим повышением концентрации до 9,9 % вязкость снижается не более чем на 0,04 Па-с при увеличении температуры кристаллизации шлаков на 35 °С. Попутно установлено, что введение в шлак (с 6,1 % М§0) оксида стронция в количестве до 2 % не оказывает существенного влияния на вязкость расплава.

Температура, °С о итак с 6,5% М^ к шпаг с 4,1 % МёР ♦ 1Шщ:с9,9%М§0 Рис. 2. Вязкость доменных шлаков с различным содержанием магнезии

Следует отметить, что промышленные опыты по введению магнезиальных добавок (сырой доломит, сырой и обожженный сидерит, сырой и обожженный дунит) непосредственно в доменную шихту, как минимум, не улучшали показателей плавки, что связано как с дополнительными затратами тепла и времени на разложение карбонатов, гидратов и формирование шлака, так и с ухудшением однородности шихты из-за локального размещения в ней добавок. Поэтому магнезиальные добавки не просто желательно, а необходимо вносить в доменную печь в составе агломерата.

В предварительных исследованиях дана сравнительная оценка эффективности сквозного воздействия на показатели аглодоменного производства необходимого количества добавок доломита, сидерита, стронцийсодержащего доломита, дунита, бишофита и карналлита. Особо следует отметить опыты по использованию магнийхлорсодержащих добавок, а

также впервые проведенные промышленные испытания по введению в аглошихту стронцийсодержащего доломита, доказавшие возможность его использования для улучшения шлакового режима доменной плавки.

Стронцийсодержащий доломит (в виде хвостов обогащения целестиновой руды) 5-ти %-ной влажности имел крупность менее 1,25 мм и содержал, %: СаО - 31,8; МеО - 14,2; 8гО - 5,2; 8Ю2 - 1,6; Б - 2,7; п.п.п. - 38,7. Введение в шихту данной добавки (при среднем расходе 37,9 кг/т агломерата) снизило расход твердого топлива на 4 кг/т агломерата при сохранении прочности агломерата. Проплавка опытного агломерата (на доменной печи объемом 2700 м3 при доле его в железорудной части шихты - 59,4 %) способствовала снижению вязкости шлака (на 0,08 Па-с) и потерь с ним металла (с 2,0 до 1,2 %), уменьшению содержания серы в чугуне с 0,020 до 0,019 % и экономии кокса на 0,9 кг/т чугуна.

В качестве магнийхлорсодержащих добавок были использованы бишофит (КкС12'6Н20) и карналлит (КСМУ^СЬ'бНгО). Данные соединения водорастворимы и при их подаче в поток шихты равномерно распределяются в его объеме. Обработка железной руды или концентрата рассолом таких добавок в зимнее время обеспечивает снижение смерзаемости материала, облегчение условий транспортировки и выгрузки.

Лабораторными спеканиями с бишофитом было установлено, что добавка его в пределах 1 % к обычной шихте лебяжинской аглофабрики повышает механическую прочность агломерата на 3 %. Промышленная апробация использования 0,5 % бишофита в аглошихте была осуществлена в рамках проведения профилактических работ против смерзаемости руды, что улучшило механические свойства агломерата (на 1 % по барабанной прочности) и повысило на 0,2 % содержания магнезии в нем.

Исследованиями влияния на процесс агломерации железорудного сырья добавок карналлита Соликамского месторождения установлено, что, при оптимальном его расходе, прочность агломерата по ГОСТ 15137 по показателю X, повышается на 2,0 %, а показатель истираемости снижается на 0,7 - 1,0 %. В

агломерате на четверть снижается массовая доля цинка, степень удаления серы повышается на 30 %.

Таблица 1

Влияние магнийсодержащих добавок на показатели качества агломерата

Вид добавки, условия Расход добавок, % Выход годного,% Прочность, % Истираемость, % М)1+3,15

Базовая шихта

Лабораторные - 74,0 60,5 7,0 56,8

Производственные - н.опр. 59,5-60,9 6,7 57,8

Шихта с добавкой сырого сидерита

Лабораторные 10 76,1 58,9 6,8 57,4

Производственные 9,6 н.опр. 60,9 6,9 59,3

Шихта с добавкой дунита

0,5 76,8 61,2 6,9 63,0

Лабораторные 0,8 77,5 62,7 6,9 66,5

1 78,6 64,0 6,7 68,0

2 77,9 63,0 6,8 74,0

4 73,2 60,0 7,1 60,9

6 72,0 59,5 7,3 н.опр.

Производственные 1,5 н.опр. 61,1*62,6 6,7 74,1

4,3 н.опр. 58,6-60,0 7,1 59,1

Шихта с добавкой бишофита

1 75,5 62,3 6,9 н.опр.

Лабораторные 2 76,1 62,3 6,9 59,8

4 73,5 60,2 7,1 н.опр.

Производственные 0,5 н.опр. 61,5 6,7 н.опр.

Шихта с добавкой стронцийсодержащего доломита

1 75,7 61,0 7,0 н.опр.

Лабораторные 2 77,4 62,3 7,0 60,5

3 76,5 61,7 7,0 57,9

Производственные 3,5 н.опр. 60,4 6,6 57,7

Шихта с добавкой доломита

Лабораторные 2.4 76,1 1 62,4 | 6.9 1 56,9

Шихта с добавкой карналлита

1 74,8 61,7 6,9 н.опр.

Лабораторные 2 75,1 62,0 6,9 58,7

3 75,5 60,8 7,0 н.опр.

5 73,6 59,8 7,2 н.опр.

Результаты предварительных исследований (табл. 1) и наличие вблизи

Нижнего Тагила Соловьевогорского месторождения предопределило проведение расширенных испытаний по введению в шихту дунита1.

Дуниты состоят из оливина (97 - 99,5 %) и в ряду форстерит - фаялит занимают положение, отвечающее содержанию форстерита 83 - 87 %.

1 Данный этап работы проводился под руководством проф. Е. Ф. Вегмана

10

Химический состав дунитов по данным 130 анализов представлен в табл. 2. Дунит не содержит вредных для черной металлургии примесей (8, Р, Zn), содержание щелочей (КгО+ЫагО) на уровне следовых величин (0,01 - 0,03 %).

Таблица 2

Химический состав нижнетагильских дунитов и аподунитовых серпентинитов

Данные анализов, % 5102 А120з СаО БеО Ре203 п.п.п.

Диапазон изменения 32-42 38-49 0,2 - 0,9 0,2-0,3 0,1-7 3-7 1-18

Средневзвешенные 35,18 42,52 0,71 0,22 1,97 5,93 12,61

Расход дунита в лабораторных спеканиях составлял от 0,5 до 2 %. В результате проведенных исследований установлено, что ввод в шихту дунита в указанных количествах повышает производительность установки и холодную прочность агломерата. Восстановимость агломератов изменилась незначительно. Температурный интервал размягчения и, особенно, «горячая» прочность (рис.3) при реальных расходах топлива (от 40 до 60 кг/т агломерата) резко улучшаются по мере увеличения содержания дунита в аглошихте от 0 до 2 %.

Содержание дунита в шихте, % —4 % топлива нв— 6 % топлива Рис. 3. Влияние расхода дунита в шихту на температурный интервал размягчения и горячую прочность агломерата

Зависимости показателей аглопроцесса от количества добавляемого в шихту дунита носят экстремальный характер. Для подтверждения этих выводов были проведены дополнительные спекания с увеличенным расходом дунита в шихту. По каждой группе спеканий (с различным расходом топлива) были выведены зависимости прочности агломерата от доли дунита в шихте. Дифференцирование этих уравнений с последующим определением точек экстремума позволило выявить зависимость оптимального расхода дунита от расхода топлива для получения максимальной прочности (рис. 4).

3,5

V 3

§ 2,5 3

В 5

м '

к

ё 0.5 Рч

О

2 3 4 5 6 7 8

Содержание коксовой мелочи в шихте, % Рис. 4. Зависимость оптимального расхода дунита от расхода топлива

На основании результатов лабораторных исследований было организовано опытно-промышленное производство агломерата с введением в шихту дунита. Расход дунита в шихту задавался из расчета получения в доменных шлаках 6 % М£0 и составлял 1-1,5 %.

При проплавке опытного агломерата производительность доменной печи увеличилась на 1,7 %, расхода кокса снизился на 14,1 кг/т чугуна, уменьшился вынос колошниковой пыли и потери чугуна со шлаком на 2,5 и 0,9 кг/т чугуна. Коэффициент распределения серы между шлаком и чугуном возрос с 36,3 до 42,0, концентрация серы в чугуне снизилась с 0,019 до 0,015 %.

По среднесуточным анализам шлака был выведен ряд зависимостей, позволивший уточнить оптимальное содержание магнезии в шлаке - 7 ± 0,2 %. Одна из этих характерных зависимостей показана на рис. 5.

45 40 ^ 35

зо

25 20

4,5 5,5 6,5 7,5 8,5

(МёО), %

Рис. 5. Зависимость ¿5 от содержания К^О в шлаке Эффективность использования дунита дополнительно подтверждается лабораторными исследованиями фильтруемости расплава предварительно восстановленных агломератов через коксовую насадку. Результаты исследования показали (табл. 3), что агломерат, полученный из шихты с дунитом, имеет более высокую фильтруемость. Показатели фильтруемости данного агломерата по сравнению с агломератом, полученным из шихты с добавкой сидерита, более высокие, что обеспечивает повышение производительности доменной печи. Эти исследования были подтверждены результатами доменных плавок в 2006 г.

Таблица 3

Оценка фильтрации продуктов плавления агломератов ОАО «ВГОК» через _коксовую насадку_

Наименование показателя Агломераты с добавками

сидерита дунита доломита

Количество продуктов плавки, гр. Общее Профильтровавшееся Зависшее в коксовой насадке 1215 1129 86 1246 1191 55 1247 1185 62

Фильтруемость, % Продуктов всего Шлака 92,92 73,95 95,59 84,24 95,03 82,29

Продолжительность процесса, мин 100 68 60

На основании проведенных исследований разработана технология

производства железорудного агломерата с использованием в шихте дунита для улучшения шлакового режима доменной плавки.

В четвертой главе приведены результаты сквозных исследований направленных на повышение эффективности переработки титаномагнетитов.

Согласно уравнению А. Эйнштейна кажущаяся вязкость гетерогенного шлакового расплава может быть уменьшена либо снижением истинной вязкости жидкости, либо сокращением доли твердых фаз в шлаковой системе:

т]=Ло((1 + 2,5ср) + 7ср2+...)•

Снижение истинной вязкости может быть достигнуто применением шлакоразжижающих добавок. Одной из таких добавок является борный ангидрид - В203.

Разработка технологии использования борсодержащих добавок при проплавке титаномагнетитов началась с применения боратовой руды (флюса) Индерского месторождения (Республика Казахстан)2.

Были проведены лабораторные исследования по определению влияния добавки боратового флюса в агломерационную шихту Качканарского ГОКа на показатели процесса агломерации. Установлено, что при введении боратового флюса повышается прочность агломерата, но снижается на 0,3 - 0,5 % содержание железа в агломерате. В ходе спеканий определено, что от 10 до 15 % оксида бора улетучивается.

Другая возможность снижения вязкости шлаков при плавке качканарского сырья связана с производством борсодержащего агломерата на обычной шихте Лебяжинской аглофабрики с целью последующего использования его в качестве добавки при плавке титаномагнетитов. Принципиальная возможность производства такого агломерата была выявлена лабораторными спеканиями, в результате которых определено, что при добавке 3 - 5 % боратового флюса к обычной плановой шихте Лебяжинской аглофабрики около 25 % бора улетучивается с технологическими газами, в агломерате снижается массовая доля железа на ~ 0,4 %, производительность установки не изменяется, прочностные характеристики агломерата незначительно улучшаются, расход твердого топлива снижается на 3 - 4 кг/т агломерата.

Проведено два промышленных эксперимента (продолжительностью: первый - 20 суток на одной печи, второй - один месяц на трех печах) с использованием в шихте доменных печей, выплавляющих ванадиевый чугун, 5 % агломерата с

2 Работа проводилась по инициативе д.т.н. Акбердина A.A.

14

содержанием В203 - 0,4 - 0,44 %. Это позволило достичь снижения расхода кокса на 3 - 6 кг/т чугуна, повысить коэффициент извлечения ванадия до 5 %, снизить потери металла со шлаком в 2 - 4 раза. Отмечено также улучшение хода печи и качества чугуна по содержанию серы.

Промышленные испытания показали эффективность применения борсодержащих добавок в доменной плавке титаномагнетитов. При этом была определена достаточность содержания оксида бора в доменных шлаках, обеспечивающих отношение В2О3/ТЮ2 на уровне 0,01. Применение данной технологии ограничено из-за высокой цены концентрата и большого количества улетучивающегося бора.

Проведены лабораторные исследования по возможности привлечения отходов от производства борсодержащего стекла в агломерационную шихту Качканарского ГОКа на показатели процесса агломерации. В исследованиях использовались отходы производства ПО «Стекловолокно» (г. Полоцк), следующего химического состава (%): 10,5 В203; 16,5 СаО; 49,2 8Ю2; 4,6 N^0; 13,5 А1203; п.п.п. и Б - следы. Ежегодное образование отходов алюмоборосиликатного волокна по отрасли значительно превышает потребности доменного ванадиевого передела России (НТМК и Чусовской металлургический завод). Исследования проводились в лабораторных условиях при добавках стекла 0,5 и 1,0 %, что обеспечивает в шлаке требуемое соотношение оксида бора к двуокиси титана.

Характеристики полученных агломератов представлены в табл. 4.

Таблица 4

Показатели Расход стекловолокна в шихту, %

0 0,5 1,0

Содержание в агломерате, % В2О3 Сл. 0,06 0,1

РеО 16,8 13,8 11,7

Б 0,03 0,02 0,02

Прочность по ГОСТ 15137, %: X, х2 64,2 7,4 68,9 5.7 66,8 4,6

Пористость, % 33,02 29,2 35,72

Восстановимость, % 72,1 71,0 79,9

Температура начала размягчения, "С 970 1025 990

Данные по результатам спеканий показывают, что добавки борсодержащего стекла в таких небольших количествах увеличивают прочность агломерата по ГОСТ 15137 по показателю X, на 4,7 и 2,6 % при наличии в шихте 0,5 и 1 % стекловолокна, соответственно, а показатель истираемости снижается по мере увеличения расхода добавки на 2,7 %.

В результате данного этапа исследований установлено, что наиболее рационально использовать в качестве борсодержащей добавки к титаномагнетитовой агломерационной шихте отходов алюмоборосиликатного волокна в количестве до 1 %. Это позволяет повысить эффективность сквозной переработки при одновременном улучшении качества продуктов и снизить суммарные энергозатраты на 200 кДж/т чугуна.

Вместе с тем, борсодержащие добавки кардинально не решают проблему подавления карбидообразования в доменной плавке титаномагнетитов.

Основным способом повышения технико-экономических показателей доменной плавки титаномагнетитов является разработка и внедрение мероприятий по подавлению образования карбидов титана и созданию условий для их разрушения в шлаковой системе. Для этого, прежде всего, необходим контроль процесса карбидообразования.

Предложено контролировать процессы карбидообразования по невязке баланса титана. Установлено, что невязка баланса связана с содержанием кремния в чугуне. В условиях плавки качканарского сырья на Серовском метзаводе, где получение низкокремнистых чугунов на доменных печах затруднительно, это проявилось особенно отчетливо.

Разрушение карбидов титана возможно при взаимодействии с закисью марганца. Сопоставление констант равновесия реакций: ТЮ + С = TiC + СО, ТЮ + С = Ti + СО, ТЮ2 + Mn = Ti + Mn, 2MnO + TiCTB = 2Mn + TÍO + СО, 2FeO + TiCTB = 2Fe + TiO + СО; показало, что титан в чугун восстанавливается преимущественно с образованием TiC, а наличие МпО и FeO в шлаке способствует разрушению карбидов. Представленные на рис. 6 зависимости констант равновесия реакции взаимодействия МпО с углеродом и карбидом титана показывают превалирующее взаимодействие МпО с TiC.

Темперапра, °С

.....константа равновесия реакции 2МпО + ТЮ = 2Мп + ТЮ + СО

□ константа равновесия реакции МпО + С = Мп + СО Рис. 6. Зависимость константы равновесия восстановления марганца от температуры

Требуемый, для разрушения карбидов титана, расход марганцевой добавки определяется по уравнению:

Мшл = 1,48-СПштю2-ГП] - Т1(ТЮ) х Ш)/К(0,01(МпС»), где Т1ШТЮ2 - приход титана с шихтой, кг Т1/т чугуна; [Т1] - содержание титана в чугуне, кг Т1/т чугуна; Х1(ТЮ) - содержание титана в шлаке, кг Т1/т чугуна; Ш ~ удельный выход шлака, т/т чугуна; (МпО) - содержание оксида марганца в добавке, %; К - эмпирический коэффициент.

Предложены и запатентованы способы подавления карбидообразования титана путем введения в шихту марганцевых добавок. Эффективность метода подтверждается результатами работы доменной печи (табл. 5 и рис. 7).

Таблица 5

Эффективность использования марганцевых добавок_

Показатель Базовые плавки Опытные плавки

Содержание в чугуне [81], % 0,45 0,45 0,55 0,65

Содержание в чугуне [8], % 0,035 0,028 0,025 0,019

Расход добавки с содержанием МпО 15,5% 0 50 51 65

Удельный расход железа, кг/т чугуна 1057 1008 1015 1024

Потери чугуна, % 11,8 7,23 7,5 8,35

60 55 50

Э 45

Ело

ь 35 30

■ 25 20

02 025 03 0,35 0,4 0,45 05

(МпО), %

Рис. 7. Влияние (МпО) на распределение титана между шлаком и чугуном Эффективность действия МпО на предотвращение карбидообразования титана может быть повышена путем снижения вязкости шлака. Но снизить вязкость шлака путем повышения его температуры в условиях доменной плавки титаномагнетитов можно только до определенного предела, поскольку это усиливает процессы карбидообразования. Таким образом, снизить вязкость шлака и повысить эффективность действия МпО на предотвращение карбидообразования титана возможно путем дополнительного ввода в шихту разжижающих добавок, например, борсодержащих.

В условия НТМК, где плавка титаномагнетитов традиционно велась с низким содержанием кремния в чугуне, после реконструкции появились условия выплавки чугуна с давлением дутья на фурмах до 0,5 МПа, что обеспечивается использованием бесконусного засыпного аппарата. Повышение давления препятствует восстановлению кремния и титана, так как эти реакции протекают с увеличением объема газов. Анализ производственных данных подтвердил одинаковое влияние теплового состояния на условия восстановления кремния и титана. Полученные зависимости позволили разработать способ доменной плавки, согласно которому минимизация восстановления титана достигается за счет снижения содержания кремния в чугуне до минимально возможного уровня, который определяется по обратной зависимости от максимально возможного давления в горне печи (р):

где А, В- эмпирические коэффициенты, зависящие от условий плавки.

18

♦

» ♦

♦ и=я 0,6584

♦

♦ *

Способ проверен на доменных печах ОАО «НТМК», имеющих разные объемы и разное давление в горне (табл. 6).

Таблица 6

Основные технологические параметры ванадиевых плавок

Показатели Объем печи, mj

1513 1242 2200 2200

Давление дутья, ата 3,1-3.2 3,45-3,55 4,0-4.15 4,8-4,85

[Sil, % 0,12-0,13 0,1-0,11 0,08 0.065 - 0,07

Удельный расход железа, кг/т чугуна 1007 1000 998 997

Расход кокса, кг/т чугуна 455-465 445 - 450 410-420 400-415

Производительность удельная, т/м3-сут 1,85-1,9 2,2 - 2,3 2,3 - 2,4 2,45 - 2,5

При освоении технологии доменной плавки на реконструированных доменных печах были отмечены следующие негативные моменты:

□ повышенные колебания основности шлака, как в период выпуска, так и

между выпусками; С повышение содержания серы в чугуне.

Выполненные исследования показали, что многокомпонентность шихты и порядок (система) ее загрузки во многом определяют стабильность химического состава продуктов плавки. Это связано с явлением опережения одних материалов другими по мере опускания столба шихты и локальным размещением на колошнике известняка и добавок. Наличие бесконусных засыпных устройств лоткового типа и конвейерной системы нижней загрузки на печах НТМК, выплавляющих ванадиевый чугун, вносит определенные особенности в возможности получения чугуна и шлака постоянного качества. Разработан и запатентован метод снижения колебаний химического состава продуктов плавки, заключающийся в предварительном смешивании компонентов шихты перед загрузкой их в доменную печь.

Снижение доли некондиционного по сере чугуна достигается и за счет выбора оптимальной основности шлака. Статистический анализ результатов плавки показал (рис. 8), что стабильная работа достигается при содержании кремния 0,05 - 0,12 % и основности шлака 1,20 - 1,25.

0,040

0.035

0.030

0,025

£ 0,020 С?

"0,015 0,010 0,005 0,000

0.000 0,050 0,100 0,150 0,200 0.250 0,300

[Si], %

Рис. 8. Влияние на [S] основности шлака и [Si] На основании выполненных работ разработаны и согласованы изменения в технологической инструкции по выплавке ванадиевого чугуна на доменных печах №№ 5 и 6 (табл. 7).

Таблица 7

Оптимальные параметры технологического режима работы доменных печей _при выплавке ванадиевого чугуна_

Наименование параметра Значения

Существовавшие Разработанные и рекомендованные Согласованные и измененные

Теоретическая температура горения, □С 1950-2100 1900-1950 1850-2000

Основность шлака (СаО/ЗЮг) 1,1-1,2 1,20-1,25 1,15-1,25

Содержание в чугуне, %: 81 0,1-0,3 0,05-0,12 0,05-0,15

Расход марганцевой добавки - + +

Температура чугуна на выпуске, °С 1450 ±20 1430 1430± 20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация содержит результаты теоретических, экспериментальных и прикладных исследований, направленных на совершенствование технологии доменной плавки. Разработанные технологические решения, в основном, запатентованы, прошли промышленное опробование и внедрены в производство. Наиболее значимые результаты и выводы:

1. Определен оптимальный уровень содержания МсО в конечных шлаках применительно к выплавке передельного чугуна в доменном производстве

1- осн 1.19

i 2-бен 1.22 ! 3- офн 1.21

; 4- офн 1.25 .............. L.....J5.-.06H.1.Z4

.............ТО цЧ ....... 6- офн 1.26 .................j----------7-эфн--1-.23....... ^ 8- оЬн 1.24

"ё......... ■^¡¿=4..............

1 - -1-i-

НТМК и разработаны технологически и экономически оправданные режимы производства агломерата и выплавки чугуна из руд Тагило-Кушвинского месторождения.

2. Экспериментально изучено влияние на показатели процесса спекания и качество агломерата различных магнийсодержащих добавок к аглошихге, что позволило рекомендовать дунит для улучшения шлакового режима доменной плавки. Промышленное использование данного мероприятия привело к снижению потерь чугуна со шлаком.

3. Исследовано влияние ввода борсодержащего агломерата в шихту доменной плавки титаномагнетитов. Промышленное опробование данной технологии показало, что в результате снижения вязкости шлака снижаются потери чугуна. Данное мероприятие следует считать перспективным при увеличении концентрации титана в рудном сырье.

4. Разработаны практические мероприятия и технологические приемы по подавлению образования карбидов титана, в т.ч. путем использования в доменной шихте монооксида марганца. Данные способы защищены 3-мя патентами и были опробованы в промышленных масштабах. Добавка в шихту марганецсодержащих материалов используется в технологии выплавки ванадиевого чугуна на НТМК.

5. Получены зависимости, определяющие необходимый расход борсодержащих и марганецсодержащих добавок при плавке титаномагнетитов. Показана перспективность их совместного использования.

6. Установлено, что изменить поведение титана в доменном процессе и улучшить свойства образующихся расплавов при восстановлении и плавке титаномагнетитов можно путем учета взаимосвязи содержания кремния в чугуне с давлением в горне доменной печи и основностью шлака.

7. Разработаны и включены в технологическую инструкцию рекомендации по выплавке ванадиевого чугуна на реконструированных доменных печах НТМК.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях:

1. Тлеугабулов Б.С., Вегман Е.Ф., Марсуверский Б.А. Повышение металлургических свойств агломерата введением в аглощихту магнезиальных добавок. Тезисы докладов всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы повышения качества металлопродукции по основным переделам черной металлургии», Днепропетровск, 1989.

2. Тлеугабулов Б. С., Кобелев В. А., Чернавин А. Ю. Применение стронцийсо держащего доломита в аглодоменном производстве. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Интенсификация металлургических процессов и повышение качества металлов и сплавов» (19-21 марта 1990г.), Тула, 1990 г.

3. Тлеугабулов Б. С. Влияние магнийсодержащих добавок на технико-экономические показатели аглодоменного производства. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Интенсификация металлургических процессов и повышение качества металлов и сплавов» (19-21 марта 1990г.), Тула, 1990 г.

4. Тлеугабулов Б.С., Марсуверский Б.А., Бутивченко В.Н. Экологические аспекты при применении магнезиальных добавок в аглошихте. Тезисы докладов всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии», Днепропетровск, 1990 г.

5. Тлеугабулов Б.С., Марсуверский Б.А., Чернавин А. Ю. Влияние массовой доли железа в шихте на технико-экономические показатели доменной ванадиевой плавки. Тезисы докладов шестого всесоюзного совещания по химии, технологии и применению ванадиевых соединений, Н. Тагил -Свердловск, 1990г. С. 19.

6. Тлеугабулов Б.С., Николаев Ф.П. Оптимизация шлакового режима передельной плавки. Материалы региональной научно-технической конференции «Наука - Образование - Производство»: Опыт и перспективы развития». Нижний Тагил : НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2009. С. 165-166.

7. Тлеугабулов Б.С. К вопросу о загрузочных устройствах агломерационных машин. Сталь. 2007. № 3. С. 4-8.

8. Загайнов С.А., Онорин О.П., Гилева Л.Ю., Волков Д.Н., Тлеугабулов Б.С. Проблемы получения качественного чугуна из руд Северопесчанского месторождения. Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Уральская металлургия на рубеже тысячелетий», Челябинск, Изд. ЮУрГу, 1999 г. С. 25-26.

9. Загайнов С.А., Онорин О.П., Гилева Л.Ю., Волков Д.Н., Тлеугабулов Б.С. Разработка и внедрение математического и программного обеспечения для гибких технологических режимов работы доменных печей. Сталь. 2000. № 9. С. 12-15.

10. Тлеугабулов Б.С. Использование бишофита и карналлита при агломерации железорудного сырья. Известия вузов. Черная металлургия. 2008. № 12.С. 62-63.

11. Тлеугабулов Б.С. Применение борсодержащих добавок в агломерации и доменной плавке титаномагнетитов. Вестник УГТУ-УПИ. 2006. № 4(75) С. 120-124.

12. Кушнарев A.B., Киричков A.A., Филиппов В.В., Михалёв В.А., Загайнов С.А., Тлеугабулов Б.С. Внедрение инновационных решений для совершенствования технологии выплавки ванадиевого чугуна на НТМК. Сборник тезисов докладов I международной научно-практической конференции «ИНТЕХМЕТ-2008» - СПб, 2008. С. 76-77.

13. Пыхтеева К. Б., Загайнов С.А., Тлеугабулов Б.С., Филиппов В. В., Николаев Ф. П., Белов В. В. Стабилизация состава продуктов доменной плавки титаномагнетитов при загрузке шихты БЗУ лоткового типа. Сталь. 2009. № 1. С. 16-19.

14. Загайнов С.А., Ситников В.А., Филатов C.B., Тлеугабулов Б.С., Пыхтеева К.Б. Исследование особенности формирования столба шихтовых материалов при использовании бесконусного загрузочного устройства. Творческое наследие Б.И. Китаева: труды Междунар. науч.-практ. конф. 11-14 февраля 2009 г. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. С. 252- 255.

15. Загайнов С.А., Шаврин C.B., Онорин О.П., Тлеугабулов Б.С., Журавлев Д.Л., Филиппов В.В. Анализ работы доменной печи № 6 НТМК и разработка рекомендаций по совершенствованию технологии выплавки ванадиевого чугуна. Бюллетень Черметинформация «Черная металлургия». 2007. № 2. с. 92.

23

16. Загайнов С.А., Онорин О.П., Тлеугабулов Б.С., Собянина О. Н., -Пыхтеева К.Б. Исследование работы агрегатов и систем доменной печи № 5 и разработка технологии производства ванадиевого чугуна. Бюллетень Черметинформация «Черная металлургия». 2008. № 7. с. 70.

17. Загайнов С.А., Онорин О.П., Тлеугабулов Б.С., Собянина О. Н., Пыхтеева К.Б. Разработка и выдача рекомендаций по стабилизации состава продуктов плавки при выплавке ванадиевого чугуна. Бюллетень Черметинформация «Черная металлургия». 2008. № 7. с. 70.

18. A.c. СССР № 1049546. Способ доменной плавки /Тлеугабулов С.М., Тлеугабулов Б.С. //Бюл. № 39. 1983.

19. Пат. РФ № 2034031. Способ доменной плавки титано-магнетитов /Качула Б.В., Кобелев В.А., Шатлов В.А., Марсуверский Б.А., Чернавин А.Ю., Тлеугабулов Б.С., Матвеев В.В., Филиппов В.В., Филатов C.B., Рудин B.C., Зорин С.Р., Шибаев Г.С., Верховцев Г.П. //Бюл. №12. 1995.

20. Пат. РФ № 2139947. Способ переработки медных концентратов /Баков A.A., Волков Д.Н., Тлеугабулов Б.С. //Бюл. №29. 1999.

21. Пат. РФ №2160317. Шихта для производства агломерата /Абаимов Ю.И., Баков A.A., Волков Д.Н., Кобелев В.А., Сергиенко И.А., Тлеугабулов Б.С. //Бюл. №34. 2000.

22. Пат. РФ № 2159288. Способ доменной плавки титаносодержащего железорудного сырья /Баков A.A., Баков A.B., Волков Д.Н., Гилева Л.Ю., Загайнов С.А., Крамаренко Н.Г., Лобыч A.M., Онорин О.П., Сергиенко И.А., Тлеугабулов Б.С. //Бюл. №32. 2000.

23. Пат. РФ на полезную модель № 69068. Комплекс для выплавки чугуна из титансодержащих агломерата и окатышей разной основности /Журавлев Д.Л., Загайнов С.А., Кушнарев A.B., Леонов В.Ю., Николаев Ф. П., Нуриев Р.И., Онорин О.П., Тлеугабулов Б.С., Филиппов В.В., Юрьев А.Б. //Бюл. №34.2007.

24. Пат. РФ № 2351657. Способ доменной плавки титансодержащего железорудного сырья. /Кушнарев A.B., Юрьев А.Б., Шаврин C.B., Загайнов С.А., Киричков A.A., Тлеугабулов Б.С., Филиппов В.В., Журавлев Д.Л., Николаев Ф. П., Рыбаков Б.П. //Бюл. № 10. 2009.

24

ВВЕДЕНИЕ

1. РОЛЬ ОКСИДНЫХ РАСПЛАВОВ В ПРОЦЕССАХ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОМЕРАТА И ЧУГУНА (аналитический обзор)

1.1. Основные положения теории агломерационного процесса

1.2. Основные положения теории шлакообразования в доменной плавке и влияние шлакового режима на ход процесса

1.3. Влияние магнийсодержащих добавок на агломерационный и доменный процесс

1.4. Особенности доменной плавки титаномагнетитов

1.5. Выводы и задачи исследований

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Агломерация руд и концентратов

2.2. Исследование металлургических свойств агломератов

2.3. Исследование свойств шлаковых расплавов

2.4. Планирование и организация опытно-промышленного производства

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ДОБАВОК ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РУД ТАГИЛО-КУШВИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

3.1. Результаты исследований влияния MgO на вязкость шлаков

3.2. Исследования влияния магнийсодержащих добавок на показатели агломерационного и доменного процессов

3.3. Сравнительная оценка эффективности сквозного воздействия на показатели аглодоменного производства магнийсодержащих добавок

3.4. Разработка технологии использования добавок дунита при переработке железных руд Тагило-Кушвинского месторождения

3.4.1. Характеристика Нижнетагильского дунитового массива

3.4.2. Лабораторные спекания и исследование металлургических свойств агломератов с различной долей дунита в шихте

3.4.3. Промышленные испытания в аглодоменном производстве

3.4.4. Технология производства железорудного агломерата с использованием в шихте дунита

3.5. Выводы по разделу

4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВ

4.1. Исследования влияния борсодержащих добавок на агломерационный и доменный процесс

4.2. Разработка метода контроля процесса карбидообразования

4.3. Исследование влияния марганцевых добавок в шихту доменной плавки титаномагнетитов

4.4. Разработка рекомендаций по выплавке ванадиевого чугуна 123 4. 6. Выводы по разделу 131 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ 133 СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 135 ПРИЛОЖЕНИЯ

Производство черных металлов в общей металлургии занимает особое положение и имеет свою специфику. Доля черных металлов составляет около 95 % от общего объема производства металлов. Структура спроса на сталь и другие сплавы железа претерпевает существенные изменения. Конкурентоспособность черных металлов в XXI в. будет определяться способностью этих материалов обеспечить прогресс в новых областях применения (создание новых источников энергии, освоение космического пространства и дна океана, биотехнологии, наукоемкие отрасли и пр.). Прогнозируется значительное усложнение условий работы металлоизделий, в частности, в экстремальных режимах, когда помимо сочетания разнообразных свойств, требуется также высокая надежность, безопасность использования и выполнение экологических требований. Это приводит к неуклонному росту требований к качеству продукции черной металлургии на всех этапах производства, которое необходимо обеспечить при одновременном решении задач по минимизации затрат и экологической безопасности [1].

Наиболее распространенным способом получения железа из руды является доменный процесс. Доменная печь как достаточно экономичный агрегат высокой производительности в настоящее время не имеет серьезных конкурентов и в обозримом будущем останется основным агрегатом для производства чугуна [2 — 4]. В то же время успешная работа доменной печи во многом определяется качеством используемого в шихте окускованного сырья. Основными процессами окускования в черной металлургии являются производство агломерата и обожженных окатышей. Доля агломерата в современной доменной шихте, в среднем по миру, составляет около 70 % [5].

В настоящее время агломерация переросла своё первоначальное назначение. И сейчас это сложный металлургический процесс получения материала с заданными физико-химическими свойствами. Знаменательно и то, что по мере развития агломерационного производства стало возможным вынести за пределы доменной печи процессы, ухудшающие её технико-экономические показатели: разложение гидратов и карбонатов, реакции в твердых фазах и т.д. По существу, даже такой процесс как шлакообразование зарождается уже на стадии подготовки железорудного сырья [91, 92]. В целом, агломерацию железных руд и доменный процесс необходимо рассматривать в едином неразрывном комплексе, как неделимую технологию.

Требования, выдвигаемые доменным процессом, к качеству агломерата: максимальное содержание основного компонента (железа), стабильность химического состава, минимальное содержание вредных примесей, минимальное содержание мелочи и крупных кусков, хорошая механическая прочность в холодном состоянии, высокая восстановимость, достаточная «горячая» прочность. Агломерат должен обладать ещё и качествами, обеспечивающими благоприятный шлаковый режим доменной плавки: иметь высокую температуру начала размягчения, узкий температурный интервал размягчения и гарантировать хорошую жидкоподвижность конечного шлака [4, 91]. Реализация последних требований во многом достигается оптимизацией химического состава «пустой породы» агломерата.

На эффективность доменной плавки большое, подчас определяющее, значение имеет шлаковый режим. Оптимизация шлакового режима позволяет снизить потери чугуна со шлаком, что является эффективным способом энерго и - ресурсосбережения.

Неуклонное повышение содержания железа в доменной шихте и окускованном продукте обостряет проблемы прочностных характеристик агломерата и, в ещё большей степени, свойства шлаковых расплавов. Это вынуждает изыскивать и вводить в доменную шихту различные шлакоразжижающие, а значит и интенсифицирующие добавки. Однако при этом увеличивается количество компонентов шихты, ухудшается ее однородность. Загрузка в доменную печь сырых неподготовленных добавок нередко вызывает побочные, негативные явления и не дает желаемых результатов.

Введение же в аглошихту флюсующих добавок способствует получению шлака заданных свойств, устраняет неоднородность доменной шихты по всему сечению печи. Вместе с тем, некоторые добавки оказывают положительное воздействие и на процесс агломерации в качестве интенсификатора, и на свойства окускованного продукта.

Поэтому изучение влияния шлакоразжижающих компонентов на качество агломерата и разработка технологии, позволяющей получать продукт высокого качества, а так же анализ работы доменных печей при использовании различных добавок является актуальной задачей. И не случайно, что технология спекания с различными добавками в последнее время представляет большой интерес во многих странах мира, поскольку позволяет за короткое время и без каких бы то ни было капитальных затрат поднять на более высокий качественный уровень развития черную металлургию, а значит, и промышленность в целом.

В технологии окускования железорудного сырья широкое распространение получили, прежде всего, добавки магнийсодержащих материалов. Это связано, во-первых, с тем, что магний в природе широко распространен. Его содержание в земной коре лишь несколько меньше, чем калия, и составляет 1,87 % по массе (8 место среди элементов) [6]. Почти каждый восьмой минерал содержит магний. Во-вторых, ввод магниевых добавок в железорудное сырье способствует появлению ряда новых фаз с минимальной хрупкостью, уменьшает количество стекла в агломерате, обеспечивает получение мелкокристаллической продукта, при доведении до оптимального уровня — значительно улучшает свойства доменного шлака.

В отдельную группу можно выделить легкоплавкие добавки, сильно ускоряющие процесс окускования и снижающие вязкость расплавов, что на последующих переделах позволяет увеличить производительность агрегатов и повысить извлечение металла. К числу таких добавок относятся соединения бора. К сожалению, несмотря на довольно широкое распространение в природе (1,2-10"3 % по массе в составе земной коры), бор и его соединения являются труднодоступными и дефицитными материалами, так как необходимы в новейших отраслях науки и техники. Последнее объясняет относительную дороговизну не только борсодержащего сырья, но даже его отходов.

В настоящей работе исследовано влияние различных добавок на показатели агломерационного и восстановительно-плавильного процессов. Выбор добавок в аглошихту осуществлялся из принципа улучшения шлакового режима шахтной плавки. Большая часть работы, поэтому, посвящена изучению влияния нетрадиционных магнийсодержащих добавок на результаты сквозного аглодоменного передела. Определен оптимальный расход дунита при производстве агломерата для выплавки обычного передельного чугуна. Разработана технология и проведены промышленные эксперименты по спеканию агломерата с дунитом. Показана возможность существенного повышения технико-экономических показателей процесса спекания при обработки рудной мелочи и концентратов рассолами магнийхлорсодержащих соединений. Для плавки титаномагнетитов установлено положительное влияние как на показатели спекания и качество агломерата, так и на ход доменного процесса, борсодержащих и марганецсодержащих добавок. Разработаны и проведены промышленные апробации данных технологий.

Актуальность работы. На эффективность доменной плавки большое влияние оказывают параметры шлакового режима. Уменьшение вязкости конечного шлака позволяет снизить потери чугуна, что является эффективным способом энерго и - ресурсосбережения. Улучшение шлакового режима достигается путем изменения состава пустой породы доменной шихты. Ввод флюсующих добавок на стадии агломерации позволяет обеспечить равномерное распределение свойств доменной шихты по всему сечению печи. Поэтому изучение влияния флюсующих добавок на качество агломерата и разработка технологии, позволяющей получать продукт высокого качества, а так же анализ работы доменных печей при использовании подобных добавок, изменяющих свойства шлака, является актуальной задачей.

Цель работы. Основная цель диссертационного исследования состояла в поиске путей улучшения шлакового режима при выплавке чугуна из руд Уральского региона.

Достижение поставленной цели потребовало:

- анализа особенностей доменной плавки магнетитовых руд Тагило-Кушвинского месторождения и качканарских титаномагнетитов;

- лабораторных исследований влияния магнийсодержащих добавок на качество агломерата;

- разработки рекомендаций по использованию магнезиальных добавок в доменной плавке магнетитовых руд Тагило-Кушвинского месторождения;

- разработки рекомендаций по использованию борсодержащих и марганецсодержащих добавок при выплавке ванадиевого чугуна из качканарских титаномагнетитов;

- проведения промышленных исследований и разработки рекомендаций по технологии выплавки чугунов.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. На основе экспериментальных исследований получены новые данные о влиянии магнийсодержащих и борсодержащих добавок на качество агломератов и изменение свойств доменных шлаков, которые дают возможность реализации гибких технологических режимов производства агломерата и выплавки чугуна при многокомпонентных шихтах.

2. Впервые экспериментально установлено и научно объяснено влияние МпО на процессы разрушения карбидов титана при плавке титаномагнетитов. Выведена зависимость требуемого расхода марганецсодержащей добавки от количества титана, находящегося в виде карбидов и карбонитридов.

3. Развиты представления о механизме восстановления кремния применительно к условиям доменного процесса и уточнена взаимосвязь между давлением и содержанием кремния в чугуне при плавке ванадийсодержащих титаномагнетитов.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанная технология производства железорудного агломерата с использованием в шихте дунита периодически применяется на Высокогорском горно-обогатительном комбинате. Показано, что ввод в шихту борсодержащих материалов является эффективным мероприятием для совершенствования шлакового режима при плавке сырья с повышенным содержанием титана. Запатентованы и внедрены способы доменной плавки титансодержащего железорудного сырья с добавкой в шихту марганецсодержащих добавок. Разработан способ доменной плавки, согласно которому минимизация восстановления титана достигается за счет снижения содержания кремния в чугуне до минимально возможного уровня, который определяется по зависимости от максимально возможного давления в горне печи.

Достоверность полученных результатов основывается на использовании современных методик исследования и подтверждена опытно-промышленными испытаниями и работой доменных печей.

Апробация работы. Материалы диссертационнойработы доложены и обсуждены на международной научно-технической конференции «Уральская металлургия на рубеже тысячелетий» (г. Челябинск, 1999 г.), на I международной научно-практической конференции «ИНТЕХМЕТ-2008» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.), на международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева» (г. Екатеринбург, 2009), на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы повышения качества металлопродукции по основным переделам черной металлургии» (г. Днепропетровск, 1989 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы теории и технологии подготовки железорудного сырья для доменного процесса и бескоксовой металлургии» (г. Днепропетровск, 1990 г.), на шестом всесоюзном совещании по химии, технологии и применению ванадиевых соединений (г.Н. Тагил-г.Свердловск, 1990 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Интенсификация металлургических процессов и повышение качества металлов и сплавов» (г. Тула, 1990 г.), на региональной научно-технической конференции «Наука — Образование — Производство»: Опыт и перспективы развития» (г. Нижний Тагил, 2009 г.).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 24 печатных трудах, в том числе в 7 патентах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 192 наименований, приложений; изложена на 162 стр. машинописного текста, включая 38 рисунков и 26 таблиц.

4.5. Выводы по разделу

1. Определено влияние на показатели процесса спекания и качество агломерата борсодержащих добавок. Показано, что подобные добавки, вследствие своей легкоплавкости, снижают вязкость как агломерационных, так и доменных расплавов; улучшают качество агломерата и показатели доменной плавки. Наиболее рационально использование в качестве борсодержащей добавки к титаномагнетитовой агломерационной шихте отходов алюмоборосиликатного волокна в количестве до 1 %.

2. Исследовано влияние ввода в шихту доменной плавки титаномагнетитов борсодержащего агломерата. Промышленное опробование данной технологии показало, что в результате снижения вязкости шлака снижаются потери чугуна. Данное мероприятие следует считать перспективным при возможном увеличении концентрации титана в рудном сырье.

3. Разработан метод контроля процессов карбидообразования по невязке баланса титана.

4. Обоснована рациональность использования в доменной плавке титаномагнетитов марганецсодержащих добавок и выведена зависимость (4.5), определяющая потребный их расход.

5. Разработаны, запатентованы [170, 171] и внедрены в производство (см. приложения) два способа доменной плавки с использованием в качестве марганецсодержащих добавок первичного мартеновского шлака и шлака от выплавки ферромарганца.

6. Показано, что повысить эффективность действия МпО на предотвращение карбидообразования титана возможно путем дополнительного ввода в шихту разжижающих добавок, например, борсодержащих.

7. Установлено, что изменить поведение титана в доменном процессе и улучшить свойства образующихся расплавов при восстановлении и плавке титаномагнетитов можно, увязав содержание кремния в чугуне с давлением в доменной печи. Разработан способ доменной плавки титансодержащего железорудного сырья [175], определяющий зависимость содержания кремния в чугуне от давления газовой смеси в горне печи.

8. Разработан метод повышения стабильности химического состава продуктов плавки [179], заключающийся в предварительном смешивании компонентов шихты перед загрузкой их в доменную печь.

9. Обоснованы основные оптимальные параметры технологического режима выплавки ванадиевого чугуна на реконструированных доменных печах НТМК в современных условиях:

- содержание кремния в чугуне - 0,05 - 0,12 %

- основность шлака (CaO/SiOi) — 1,20 — 1,25;

- температура чугуна на выпуске - 1430 °С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация содержит результаты теоретических, экспериментальных и прикладных исследований, позволившие усовершенствовать технологию доменной плавки. Разработанные технологические решения, в основном, запатентованы, прошли промышленное опробование и внедрены в производство. К числу наиболее значимых результатов и выводов относятся следующие.

1. Определен оптимальный уровень содержания MgO в конечных шлаках применительно к выплавке передельного чугуна в доменном производстве НТМК и разработаны технологически и экономически оправданные режимы производства агломерата и выплавки чугуна из руд Тагило-Кушвинекого месторождения.

2. Экспериментально изучено влияние на показатели процесса спекания и качество агломерата различных магнийсодержащих добавок к аглошихте, что позволило рекомендовать дунит для улучшения шлакового режима доменной плавки. Промышленное использование данного мероприятия привело к снижению потерь чугуна со шлаком.

3. Исследовано влияние ввода борсодержащего агломерата в шихту доменной плавки титаномагнетитов. Промышленное опробование данной технологии показало, что в результате снижения вязкости шлака снижаются потери чугуна. Данное мероприятие следует считать перспективным при увеличении концентрации титана в рудном сырье.

4. Разработаны практические мероприятия и технологические приемы по подавлению образования карбидов титана, в т.ч. путем использования в доменной шихте монооксида марганца. Данные способы защищены 3-мя патентами и были опробованы в промышленных масштабах. Добавка в шихту марганецсодержащих материалов используется в технологии выплавки ванадиевого чугуна на НТМК.

5. Выведены зависимости, определяющие необходимый расход борсодержащих и марганецсодержащих добавок при плавке титаномагнетитов. Показана перспективность их совместного использования.

6. Установлено, что изменить поведение титана в доменном процессе и улучшить свойства образующихся расплавов при восстановлении и плавке титаномагнетитов можно, увязав содержание кремния в чугуне с давлением в доменной печи и основностью шлака.

7. Разработаны и включены в технологическую инструкцию рекомендации по выплавке ванадиевого чугуна на реконструированных доменных печах НТМК.

1. Вышегородский, Д. Перспективы развития черной металлургии России. Текст. / Д. Вышегородский // Уральский рынок металлов. — 2004. -№ 10.-С. 18-21.

2. Шпарбер, JI. Я. Металлургия железа и чугуна. Справ, изд. В 2-х книгах. Книга 2-я. Состояние. Перспективы. Текст. / Л. Я. Шпарбер. -Тула : АССОД, 1996. 368 с.

3. Александров, JI. И. Современное состояние агломерационного производства Текст. / Л. И. Александров // Приложение № 3 к журналу «Новости черной металлургии за рубежом». 2001.

4. Bowen N. L., Schairer J.F. Reports of the International Geological Congress, 16, 1933, p. 392-394.

5. Вюст, Ф. О восстановляемости агломерата, полученного из керченских руд. Текст. / Ф. Вюст. М : Гипромез, 1931. - № 1 - 2. С. 33-34.

6. Hedvall, J. A. Uber die physikalisch Chemischen Processe biem Zusammenbacken von ungeschmolzenen Pulvern. Текст. / J. A. Hedvall II Zeitschriftfurphysikalische Chemie. — 1926. — 123. — S33-85.

7. Ростовцев, С. Т. Физико-химические основы процесса агломерации криворожских руд. Текст. / С. Т. Ростовцев // Теория и практика металлургии. 1938. - № 6. - С. 3-9.

8. Бааке, Р. Агломерация мелкой руды минет и колошниковой пыли. Текст. / Р. Бааке // Домез. 1931. - № 12. - С. 87-99.

9. Френкель, Я. И. Вязкое течение в кристаллических телах. Текст. / Я. И. Френкель // ЭТФ. 1946. - 16. - Вып. 1. - С. 29-39.

10. Френкель, Я. И. Введение в теорию металлов. Текст. / Я. И. Френкель. -Л: Наука, 1972.-424 с.

11. Кингери, У. Д. Введение в керамику. / пер. с англ. А. И. Рабухина и В. К. Яновского ; под ред. П. П. Будникова и Д. Н. Полубояринова. М. : Стройиздат, 1967. — 495 с.

12. Линес, Б. Я. О спекании в твердой фазе. Текст. / Б. Я. Линес // ЖТФ.- 1946. 16. - № 6. - С. 737-743.

13. Линес, Б. Я. О спекании неоднофазных тел. Текст. / Б. Я. Линес // ЖТФ. 1956. - 26. - № 9. - С. 2086.

14. Куколев, Г. В. Физико-химические основы спекания в технологии огнеупоров и керамических материалов. Текст. / Г. В. Куколев // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева. -1960. 5. -№ 2. - С. 134-140.

15. Коротич, В. И. Исследование твердофазного спекания железорудных материалов. Текст. / В. И. Коротич, В. Т. Баранов // Известия АН СССР. Металлы. 1968. -№ 4. - С. 10-15.

16. Grethe, К. Die Redusierbarkeit von Dwight Llayd. Sinter und deren Anpassung an den Erzmuller. Текст. / К. Grethe, A. Stoecker II Stahl und Eisen. 1935. - 55.-5. 641-648.

17. Вегман, E. Ф. Процесс агломерации. Текст. / E. Ф. Вегман. М : Металлургиздат, 1963. - 152 с.

18. Базилевич, С. В. Агломерация. Текст. / С. В. Базилевич, Е. Ф. Вегман- М : Металлургия, 1967. 368 с.

19. Вегман, Е. Ф. Изучение условий возникновения некоторых фаз в самоплавких агломератах. Текст. / Е. Ф. Вегман // Бюллетень ЦНИИЧМ. 1966. - № 3. - С. 6-9.

20. Пикулин, С. А. Прочностные свойства минеральных фаз агломерата. Текст. / С. А. Пикулин, Е. Ф. Вегман // Бюллетень ЦНИИЧМ. 1969. -№ 20. - С. 27-29.

21. Вегман, Е. Ф. Окускование руд и концентратов. Текст. / Е. Ф. Вегман- М : Металлургия, 1976. 224 с.

22. Вегман, Е. Ф. Исследование структуры агломератов. Текст. / Е. Ф. Вегман // Бюллетень ЦНИИЧМ. 1966. - № 23. - С. 38-39.

23. Вегман, Е. Ф. Исследование технологии спекания и структуры железорудного агломерата : автореф. дис. . докт. техн. наук. Текст. / Е. Ф. Вегман. -М : МИСиС, 1967. 43 с.

24. Похвиснев, А. Н. Исследование текстуры железорудного агломерата. Текст. / А. Н. Похвиснев, С. И. Шаров, Е. Ф. Вегман [и др.] // Сталь. -1969. -№ 10.-С. 873-877.

25. Вегман, Е. Ф. Теория и технология агломерации. Текст. / Е. Ф. Вегман. М : Металлургия, 1974. - 286 с.

26. Вегман, Е. Ф. Окускование руд и концентратов. Текст. / Е. Ф. Вегман- М : Металлургия, 1984. 256 с.

27. Ростовцев, С. Т. Агломерация криворожских железных руд. Текст. / С. Т. Ростовцев, С. М. Мееров // ДОМЕЗ. 1934. - № 11-12. С. 7-39.

28. Люйкен, В. Новейшие исследования агломерации железных руд. Текст. / В. Люйкен, Г. Кребер // ДОМЕЗ. 1932. - № 7. - С. 59.

29. Байков, А. А. Избранные труды. / ред.-сост. А. С. Тумарев, JI. И. Шушпанов. М. : Металлургиздат, 1961. - 328 с.

30. Френкель, Я. И. Кинетическая теория жидкостей. Текст. / под ред. Н. Н. Семенова и А. Е. Глаубермана. JI: Наука, 1975. — 592 с.

31. Найдич, Ю. В. Изучение роли капиллярных явлений в процессе уплотнения при спекании в присутствии жидкой фазы. Текст. / Ю. В.

32. Найдич, И. А. Лавриненко, В. Н. Еременко // Порошковая металлургия. 1964. -№ 1.-С. 5-11.

33. Оствальд, В. Принципы химии. Введение во все учебники химии. Текст. / пер. с нем. А. Генерозова и К. Ряховскаго. М. : Типолитография В. Рихтер, 1910. 312 с.

34. Тлеугабулов, С. М. Теория металлургических процессов. Текст. / С. М. Тлеугабулов. — Алмааты : Гылым, 2007. — 351 с.

35. Найдич, Ю. В. Закономерности адгезии и смачиваемости металлических тел жидкими металлами. Текст. / Ю. В. Найдич // Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах. Нальчик, 1965. - С. 31-39.

36. Еременко, В. Н. Смачивание редкими металлами твердых поверхностей тугоплавких сплавов. Текст. / В. Н. Еременко, Ю. В. Найдич Киев : Изд-во АН УССР, 1958. - 60 с.

37. Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания. Текст. / Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов М : Химия, 1976. - 231 с.

38. Ефименко, Г. Г. Процессы смачивания при спекании железных руд и концентратов. Текст. / Г. Г. Ефименко, Д. А. Ковалев // Известия АН СССР. Металлы, 1965.-№ 1.-С. 11-17.

39. Ефименко, Г. Г. Интенсификация агломерационного процесса и повышение качества агломерата. Текст. / Г. Г. Ефименко, С. Т. Войтаник [и др.] // Обогащение руд. 1965. - № 5. - С. 29-31.

40. Ковалев, Д. А. Управление процессом формирования структуры агломерата : автореф. дис. . канд. техн. наук. Текст. / Д. А. Ковалев -Днепропетровск : ДМетИ, 1967. 24 с.

41. Еременко, В. Н. Изучение процесса уплотнения при спекании в присутствии жидкой фазы. Текст. / В. Н. Еременко, Ю. В. Найдич, И. А. Лавриненко // Порошковая металлургия. 1962. - № 4. - С. 72-83.

42. Попель, С. И. Исследование явлений на границах раздела фаз в сталеплавильном процессе : дис. . докт. техн. наук. Текст. / С. И. Попель — Свердловск : УПИ, 1959. 437 с.

43. Павлов, В. В. Расчет поверхностного натяжения и поверхностных концентраций компонентов в оксидных расплавах. Текст. / В. В. Павлов, С. И. Попель // Известия вузов. Цветная металлургия. 1964. -№ 6. - С 30-37.

44. Ребиндер, П. А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия : избранные труды. Текст. / П. А. Ребиндер М. : Наука, 1978.-368 с.

45. Попель, С. И. Поверхностные явления в расплавах. Текст. / С. И. Попель М.: Металлургия, 1994. - 440 с.

46. Руднева, А. В. Изменение вещественного состава производственного агломерата по высоте пирога. Текст. / А. В. Руднева, Т. Я. Малышева, Соколов Г. А. [и др.] // Сталь. 1962. - № 1. С. 5-9.

47. Хэсс, К. П. Образование ферритов кальция при спекании железных руд. Текст. / К. П. Хэсс, Д. Битсайнес, Т. JI. Джозеф // Проблемы современной металлургии. 1961. - № 3. - С. 12-31.

48. Лившиц, Б. А. Исследование механических свойств основных компонентов железорудных агломератов. Текст. / Б. А. Лившиц, Г. С. Васильев // Известия вузов. Черная металлургия. — 1964. — № 6. — С. 23-26.

49. Хохлов, Д. Г. Теория и практика производства офлюсованного агломерата. Текст. / Д. Г. Хохлов, В. Я. Миллер // Сталь. 1955. - № 6. -С. 488-497.

50. Коротич, В. И. Теоретические основы технологий окускования металлургического сырья. Агломерация: учеб. пособие. Текст. / В. И. Коротич, Ю. А. Фролов, JI. И. Каплун. — Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. 417 с.

51. Молева, Н. Г. О минералогическом составе офлюсованных агломератов. Текст. / Н. Г. Молева, П. С. Кусакин // Сталь. 1957. -№ 12.-С. 1068-1073.

52. Литвинова, Т. И. Минералогический состав железо-кальциевого агломерата : Доменное производство : сборник статей. Текст. / Т. И. Литвинова. М. : Металлургиздат, 1957. — С. 20-37.

53. Киссин, Д. А. Механизм минералообразования при спекании офлюсованного агломерата. Текст. / Д. А. Киссин, Т. И. Литвинова // Сталь. 1960. -№ 5. - С. 397-403.

54. Сигов, А. А. Восстановительные процессы при агломерации железных руд. Текст. / А. А. Сигов, В. А. Шурхал // Известия вузов. Черная металлургия. 1962. - № 6. — С. 26-31.

55. Сигов, А. А. Агломерационный процесс. Текст. / А. А. Сигов, В. А. Шурхал. Киев : Техника, 1969. - 232 с.

56. Сигов, А. А. Развитие окислительно-восстановительных процессов при спекании магнетитовых концентратов. Текст. / А. А. Сигов, В. А. Шурхал // Известия вузов. Черная металлургия. — 1965. № 6. - С. 38-42.

57. Schluter, R. The Combustion Zone in the Jron ore Sintering Process : Agglomeration : First international Symposium an Agglomeration in Philadelphia Текст. / R. Schluter, G. Bitsianes. — New York—London, 1962.

58. Некрасов, 3. И. Изучение минералогического состава офлюсованного агломерата современными методами исследования. Текст. / 3. И. Некрасов, А. Г. Ульянов [и др.] // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1967. - № 6. — С. 15-18.

59. Каплун, JI. И. Физико-химические процессы при агломерации железных руд. Текст. / Л. И. Каплун, Ю. А. Фролов. Екатеринбург : УПИ, 1991.-63 с.

60. Худорошков, И. П. Теоретические основы и исследование зависимости прочности агломерата от его структуры : дис. . докт. техн. наук. Текст. / И. П. Худорошков. Свердловск : УПИ, 1974. - 471 с.

61. Миллер, В. Я. Исследование прочности агломерата. Текст. / В. Я. Миллер, С. В. Базилевич [и др.] // Сталь. 1961. -№ 9. - С. 769-777.

62. Малыгин, А. В. Научные основы и практика совершенствования процесса получения железорудного агломерата с высокими потребительскими свойствами : дис. . докт. техн. наук. Текст. / А. В. Малыгин. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 1999.

63. Гребе, К. Исследование факторов, влияющих на гранулометрический состав и прочность агломерата. Текст. / К. Гребе, X. Кеддайнис, К. П. Штрикер // Черные металлы. 1980. - № 22. - С. 3-8.

64. Пыриков, А. Н. Освоение производства высокоосновного и доменного агломерата на Череповецком металлургическом заводе. Текст. / А. Н. Пыриков // Сталь. 1989. - № 8. - С. 4-7.

65. Грабеклис, А. А. Разработка и освоение технологии стабилизации распадающихся шлаков рафинированного феррохрома. Текст. / А. А. Грабеклис, Б. Л. Демин, А. Б. Есенжулов // Сталь. — 2005. № 6. - С. 81-84.

66. Карноухов, В. Н. Технология низкоуглеродистого феррохрома. Текст. / В. Н. Карноухов, Ю. И. Воронов [и др.]. Екатеринбург : УрО РАН, 2001.-482 с.

67. Горшков, В. С. Комплексная переработка и использование металлургических шлаков в промышленности. Текст. / В. С. Горшков, С. Е. Александров [и др.]. М. : Стройиздат, 1985. — 273 с.

68. Нэрс, Р. Фаза двухкальциевого силиката : Труды 3-го Международного конгресса по химии цемента. М. : Госстройиздат, 1958. - 380 с.

69. Хохлов, Д. Г. Производство офлюсованного агломерата. Текст. / Д. Г. Хохлов, А. П. Якобсон — М. : Металлургиздат, 1959. — 142 с.

70. Пузанов, В. П. Структурообразование из мелких материалов с участием жидких фаз. Текст. / В. П. Пузанов, В. А. Кобелев. -Екатеринбург : УрО РАН, 2001. 634 с.

71. Ярхо, Н. А. Получение агломерата с высоким содержанием оснований. Текст. / Н. А. Ярхо, Н. М. Якубцинер, В. Е. Иоффе // Сталь. 1954. -№6.-С. 501-507.

72. Ковалев, Д. А. Роль возврата при образовании жидкой фазы в процессе агломерации. Текст. / Д. А. Ковалев, Г. Г. Ефименко, А. И. Каракаш // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1969. - № 6. - С. 54-57.

73. Хартманн, Ф. Физические и химические процессы при агломерации железных руд. Текст. / Ф. Хартманн // Сталь. 1964. — № 3. — С. 219-221.

74. Остроухое, М. Я. Процесс шлакообразования в доменной печи. Текст. / М. Я. Остроухов М. : Металлургия, 1963. — 232 с.

75. Куценко, В. Ф. Железистые расплавы и их роль в процессах агломерации : автореф. дис. . канд. техн. наук. Текст. / В. Ф. Куценко. Губкин, 1968. 23 с.

76. Базилевич, С. В. Пути повышения производительности агломерационных машин и улучшения гранулометрического состава агломерата : дис. . докт. техн. наук. Текст. / С. В. Базилевич. М : МИСиС, 1969.

77. Шерстобитов, М. А. Влияние удельного веса расплава на скорость его проникновения в пористые тела. Текст. / М. А. Шерстобитов, С. И. Попель, В. И. Соколов // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1966. — № 8. - С. 5-8.

78. Шерстобитов, М. А. Влияние материала пористого тела на скорость пропитки шлаком. Текст. / М. А. Шерстобитов, С. И. Попель // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1969. - № 5. - С. 26-29.

79. Братчиков, С. Г. Теплотехника окускования железорудного сырья. Текст. / С. Г. Братчиков. М. : Металлургия, 1970. — 344 с.

80. Шурыгин, П. М. Кинетика растворения окислов в расплавленных силикатах. Текст. / П. М. Шурыгин, JI. Н. Бармин, О. А. Есин // Известия ВУЗов. Черная металлургия. — 1962. — № 12. С. 5-11.

81. Шурыгин, П. М. Растворение металлов в железоуглеродистых расплавах. Текст. / П. М. Шурыгин, В. Д. Шантарин // Известия ВУЗов. Черная металлургия. — 1963. — № 10. — С. 5-11.

82. Денисов, В. М. Строение и свойства расплавленных оксидов. Текст. /

83. B. М. Денисов, Н. В. Белоусова, С. А. Истомин Екатеринбург : УрО РАН, 1999.-498 с.

84. Базилевич, С. В. Прочность агломерата из руд КМА. Текст. / С. В. Базилевич, В. Ф. Куценко, Т. Н. Базилевич // Сталь. 1965. — № 5. —1. C. 385-392.

85. Каплун, JL И. Выделение неокисленных агломерационных расплавов. Текст. / Л. И. Каплун, Т. JI. Шкворец // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1988. -№ 6. - С. 10-13.

86. Малышева, Т. Я. Железорудное сырье: упрочнение при термообработке. Текст. / Т. Я. Малышева. М. : Наука, 1988. - 198 с.

87. Щербина, В. В. Основы геохимии. Текст. / В. В. Щербина. — М. : Недра, 1972.-269 с.

88. Коротич, В. И. Исследование основных физических процессов при агломерации железорудных материалов методом просасывания : дис. . докт. техн. наук. Текст. /В. И. Коротич. — Свердловск : УПИ, 1966.

89. Коротич, В. И. Микронеоднородность структуры железорудных агломератов. Текст. / В. И. Коротич, В. Т. Баранов [и др.] // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1968. - № 8. - С. 39-44.

90. Металлургия чугуна : учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина. -Изд. 3-е, перераб. и доп. М. : ИКЦ Академкнига, 2004. - 774 с.

91. Дмитриев, А. Н. Основы теории и технологии доменной плавки. Текст. / А. Н. Дмитриев, Н. С. Шумаков, JI. И. Леонтьев, О. П. Онорин. Екатеринбург : УрО РАН, 2005. - 545 с.

92. Атлас шлаков : справ, изд. / пер. с нем. Жмойдина Г. И. / под ред. И. С. Куликова-М. : Металлургия, 1985. 208 с.

93. Есин, О. А. Физическая химия пирометаллургических процессов. Текст. / О. А. Есин, П. В. Гельд. ч. I. — М. : Металлургиздат, 1962. -671 с. - ч. II. М. : Металлургия, 1966. - 703 с.

94. Жило, Н. JI. Шлаковый режим доменных печей Текст. / Н. Л. Жило, М. Я. Остроухое. — М. : Металлургия, 1967. — 319 с.

95. Панфилов, М. И. Металлургический завод без шлаковых отвалов. Текст. / М. И. Панфилов. М. : Металлургия, 1978. - 248 с.

96. Wysocki, Н. Hollervorbereitung und Hochofenbetriebsweise bei der Erzengung von Roheisen mit niedrigem Schwefelgehalt. Текст. / H. Wysocki, H. Kister, U. Puckoff II Stahl undEisen. 1980. - 100. - № 3 .-S. 97-104.

97. Улахович, В. А. Изучение шлакового режима в условиях работы доменных печей Череповецкого металлургического завода. Текст. / В. А. Улахович [и др.] // Сталь. 1980. - № 8. - С. 654-658.

98. Гиммельфарб, А. А. Вспенивание первичных шлаков доменной плавки. Текст. / А. А. Гиммельфарб, Н. М. Медведев // Металлургия и коксохимия. 1970. - Вып. 10. С. 30-36.

99. Галатонов, A. JI. Выплавка маломарганцовистого передельного чугуна. Текст. / А. Л. Галатонов, В. И. Голчин // Сталь. 1953. - № 12. - С. 784-789.

100. Зудин, В. М. Влияние магнезии на обессеривающую способность доменных шлаков. Текст. / В. М. Зудин, Н. Н. Бабарыкин, A. JI. Галатонов, И. С. Куликов // Сталь. 1961. - № 5. - С. 385-391.

101. А.с. СССР № 1049546. Способ доменной плавки. / С. М. Тлеугабулов, Б. С. Тлеугабулов // Бюл. №39. 1983.

102. Тарасов, В. П. Газодинамика доменного процесса. Текст. / В. П. Тарасов. -М. : Металлургия, 1990. 216 с.

103. Тарасов, В. П. О газопроницаемости зоны размягчения в условиях доменной плавки. Текст. / В. П. Тарасов, О. Т. Хайретдинова, А. А. Томаш // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 2002. - № 4. - С. 64-66.

104. Юб.Гуденау, Г. В. Влияние пластичной зоны на распределение газового потока в доменной печи. Текст. / Г. В. Гуденау, К. Крайбих, Е. Номия // Черные металлы. 1979. -№ 22. С. 8-13.

105. Гиммельфарб, А. А. Процессы восстановления и шлакообразования в доменных печах. Текст. / А. А. Гиммельфарб, К. И. Котов. М. : Металлургия, 1982. - 328 с.

106. Баллон, И. Д. Вязкость первичных доменных шлаков. Текст. / И. Д.

107. Баллон // Сталь. 1946. - № 6. - С. 344-355.

108. Тихомиров, Е.Н. О формировании жидкой фазы в доменной печи.

109. Текст. / Е. Н. Тихомиров // Сталь. 1966. - № 11. С. 9 - 14.

110. Ш.Потебня, Ю. М. Изучение свойств первичных магнезиальных шлаков. Текст. / Ю. М. Потебня, Р. Г. Рихтер, В. Г. Аносов // Металлургия и коксохимия. 1970. - Вып. 19. С. 25-30.

111. Гиммельфарб, А. А. Влияние некоторых параметров на скорость восстановления окислов железа из расплава. Текст. / А. А.

112. Гиммельфарб, Н. М. Медведев, В. И. Егоренко // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1974. - № 8. - С. 23-26.

113. Попель, С. И. Межфазное натяжение железа и его сплавов на границе с оксидными системами. Текст. / С. И. Попель // Физическая химия металлургических расплавов. Тр. УПИ. — № 126. — С. 5-17. М. : Металлургиздат, 1963.

114. Шатоха, В. И. Процессы плавления и шлакообразования и их роль в доменной плавке. Текст. / В. И. Шатоха // Познание процессов доменной плавки. Днепропетровск : Пороги, 2006. — С. 227-247.

115. Остроухов, М. Я. О роли шлака в современных условиях доменной плавки. Текст. / М. Я. Остроухов, J1. 3. Ходак // Доменный процесс по новейшим исследованиям. — М. : Гостехиздат, 1963. — С. 218-234.

116. Пат. РФ № 2139947. Способ переработки медных концентратов. / А.А. Баков, Д. Н. Волков, Б. С. Тлеугабулов // Бюл. №29. 1999.

117. Якубцинер, Н. М. Изготовление из магнитогорской руды самоплавкого агломерата и выплавка из него чугуна. Текст. / Н. М. Якубцинер, Н. А. Горелик // Сталь. 1940. - № 5-6. С. 1 - 13.

118. Шитов, И. С. Труды НТО черной металлургии, т. 17. М. : Металлургиздат, 1958. С. 243.

119. Якубцинер, Н. М. Труды НТО черной металлургии, т. 8. М.: Металлургиздат, 1956. Текст. / Н. М. Якубцинер // С. 99 110.

120. Тлеугабулов, Б. С. К вопросу о загрузочных устройствах агломерационных машин. Текст. / Б. С. Тлеугабулов // Сталь. 2007. №3. С. 4-8.

121. Пат. РФ № 2160317. Шихта для производства агломерата. / Ю. И. Абаимов, А. А. Баков, Д. Н. Волков, В. А. Кобелев, И. А. Сергиенко, Б. С. Тлеугабулов //Бюл. №34. 2000.

122. Шашкина, А. В. Текст. / А. В. Шашкина, Я. И. Герасимов // ЖФХ. -1953.-№27.-С. 399.

123. Williams, P. Interactions between Dolomitic Lime and Iron Silicate Melts. Текст. / P. Williams, M. Sunderland, G. Briggs II Ironmaking & Steelmaking. 1982. - Vol. 9. - № 4. - P. 150-162.

124. Ahsan, S. A. Strukture of Fluxed Sinter. Текст. / S. A. Ahsan II Ironmaking & Steelmaking. 1983. - Vol. 10. - № 2. - P. 54-64.

125. Фетисов, В. Б. Учет сложных дефектов в магнезиовюстите в квазихимическом методе кластерных компонентов. Текст. / В. Б. Фетисов, Ю. П. Воробьев [и др.] // ЖФХ. 1979. - № 4. - С. 911-913.

126. Малышева, Т. Я. Петрография железорудного агломерата. Текст. / Т. Я. Малышева. М.: Наука, 1969. - 168 с.

127. Гамаюров, А. И. Офлюсованный агломерат с повышенным содержанием магнезии. Текст. / А. И. Гамаюров, А. Г. Неясов // Сталь. 1957.-№ 1. С. 20-24.

128. Утков, В. А. О повышении прочности высокоосновных агломератов и устойчивости их против самопроизвольного распада. Текст. / В. А. Утков, В. Я. Миллер, Б. 3. Кудинов, В. С. Иванова // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1963. - № 5. - С. 34-37.

129. Крижевский, А. 3. Влияние магнезии на свойства агломерата из криворожских руд. Текст. / А. 3. Крижевский, А. А. Гринвальд, А. К. Иванов, В. С. Якушев // Сборник статей «Вопросы производства чугуна в доменных печах». М. : Металлургия, 1984. — С. 12-16.

130. Утков, В. А. Свойства и фазовый состав магнезиальных высокоосновных агломератов. Текст. / В. А. Утков, В. В. Кашин, Т. В. Сапожникова // Известия АН СССР. Металлы. 1968. - № 1. - С. 30-33.

131. Хохлов, Д. Г. Офлюсованный агломерат с повышенным содержанием магнезии. Текст. / Д. Г. Хохлов // Металлург. 1961. - № 1. - С. 4-5.

132. Ульянов, А. Г. Роль магнезии при спекании офлюсованного агломерата из концентрата керченской табачной руды обжиг-магнитного обогащения. Текст. / А. Г. Ульянов, Н. И. Ефанова // Труды института черной металлургии АН УССР. 1960. - № 12 - С. 135-143.

133. Старшинов, Б. Н. Спекание офлюсованного агломерата с добавкой доломитизированного известняка в аглощихту. Текст. / Б. Н. Старшинов, В. П. Оноприенко [и др.] // Металлург. 1960. - № 2. - С. 6-7.

134. Тлеугабулов, Б. С. Использование бишофита и карналлита при агломерации железорудного сырья. Текст. / Б. С. Тлеугабулов // Известия ВУЗов. Черная металлургия. — 2008. — № 12. — С. 62-63.

135. Потебня, Ю. М. Влияние добавки доломитизированного известняка на качество агломерата. Текст. / Ю. М. Потебня, Р. Г. Рихтер, А. Г. Кармазин // Металлургия и коксохимия. 1968. — Вып. 9. С. 19-30.

136. Кочин, М. Ф. Особенности спекания шпатовых железняков. Текст. / М. Ф. Кочин // Сталь. 1953. - № 1. С. 25-31.

137. Якубцинер, Н. М. Влияние содержания магнезии в агломерате на его восстановимость. Текст. / Н. М. Якубцинер // Труды Ленинградского политехнического института. — 1960. — № 212. С. 158-161.

138. Ravat, Y. F. Laboratory studies on the effect of some operational variables on sinter production. Текст. / Y. F. Ravat, A. Chatterjce II TISCO. — 1979. -v. 26.-№2.-p. 51-62.

139. Добронравов, Е. П. Пути повышения качества агломерата на фабриках Кривбасса. Текст. / Е. П. Добронравов // Металлургическая и горнорудная промышленность. — 1964. — № 4 (28). с. 9.

140. Жунев, А. Г. Влияние бакальских сидеритов на показатели процесса спекания и качество агломерата. Текст. / А. Г. Жунев, Н. С. Шумаков, Е. П. Лысков, А. Г. Русакова // Сталь. 1967. - № 2. С. 100-102.

141. Коршиков, Г. В. Влияние магнезии на показатели спекания шихты на базе железорудных материалов бассейна КМА. Текст. / Г. В. Коршиков, М. А. Хайков [и др.] // сб. «Повышение качества окускованных материалов». Свердловск, 1984. с. 19-26.

142. Gutkowska Е., Zielinski S, Krukiwicz R. «Рг. Inst. met. zelaza», 1977, 29, №2, 87 97.

143. Del Mastro C., Paola A. «Boll tech. Zinsider», 1977, №366 367, 553 - 560.

144. Итоги науки и техники. Производство чугуна и стали. Т. 17, М, ВИНИТИ, 1987.

145. Griffitchs Joyce «Erd miner» (Gr. Brit.). 1986, № 204, 65 79.

146. Schackman H. «Erzmetall», 1967, bxx, 499 — 546.156. Патент США № 4518428.

147. Wisocki Helmut, RickoffTJlf и др. «Stal und E is en», 1983, №14, 51-56.

148. Резниченко, В. А. Титаномагнетиты. Месторождения, металлургия, химическая технология. Текст. / В. А. Резниченко, Я. И. Шабалин. -М. : Наука, 1986.-294 с.

149. Акбердин, А. А. Физические свойства борсодержащих доменных шлаков. Текст. / А. А. Акбердин, Г. М. Киреева, А. С. Ким // Комплексное использование минерального сырья. 1996. - № 3. - С. 27-31.

150. Смирнов, JI. А. Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетитов. Текст. / JI. А. Смирнов, Ю. А. Дерябин, С. В. Шаврин. Челябинск : Металлургия, 1990. — 256 с.

151. Леонтьев, JI. И. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. Текст. / Л. И. Леонтьев, Н. А. Ватолин, С. В. Шаврин, Н. С. Шумаков // М. : Металлургия, 1997. 432 с.

152. Новиков, В. С. Выплавка ванадиевого чугуна в доменных печах большого объема. Текст. / В. С. Новиков, С. В. Шаврин, А. А. Фофанов // Производство легированных чугунов и сталей : Научные труды УралНИИЧМ. Свердловск, 1982. - С. 5 - 17.

153. Захаров, И. Н. Межфазные напряжения продуктов доменной плавки титаномагнетитов и потери металла в шлаке. Текст. / И. Н. Захаров, С. В. Шаврин, Б. В. Ипатов // Известия АН СССР. Металлы. 1967. -№1.-С. 24-30.

154. Волков, В. В. Опыт переработки титаномагнетитов в доменных печах. Текст. / В. В. Волков, В. В. Филиппов, Г. Г. Гаврилюк // Сталь. -2000.-№11.-С. 24-28.

155. Гаврилюк, Г. Г. Доменная плавка титаномагнетитов. Текст. / Г. Г. Гаврилюк, Ю. А. Леконцев, С. Д. Абрамов // Тула : АССОД, 1997. 216 с.

156. Тлеугабулов, Б. С. Применение борсодержащих добавок в агломерации и доменной плавке титаномагнетитов. Текст. / Б. С. Тлеугабулов // Вестник УГТУ УПИ, 2006, №4(75). С. 120-124.

157. Гамаль, М. Влияние некоторых микродобавок на качество агломерата. Текст. / Мохамед Гамаль Эль Дин Абдель Рахман Халифа // Известия вузов. Черная металлургия. 1981. - №9. — С. 166 — 167.

158. Авдонина, М. П. Влияние химического и минерального состава качканарского концентрата на состав и свойства агломератов. Текст. / М. П. Авдонина, Г. И. Коморников, Н. С. Климова // Труды института Уралмеханобр. 1970. -Вып. 17.-С. 236-245.

159. Пат. РФ № 2159288. Способ доменной плавки титаносодержащего железорудного сырья. / А. А. Баков, А. В. Баков, Д. Н. Волков, Л. Ю. Гилева, С. А. Загайнов, Н. Г. Крамаренко, А. М. Лобыч, О. П. Онорин, И. А. Сергиенко, Б. С. Тлеугабулов // Бюл. №32. 2000.

160. Пат. РФ № 2034031. Способ доменной плавки титано-магнетитов. / Б. В. Качула, В. А. Кобелев, В. А. Шатлов, Б. А. Марсуверский, А. Ю. Чернавин, Б. С. Тлеугабулов и др. // Бюл. №12. 1995.

161. Технологическая инструкция «Производство чугуна», ТИ 102 Д - 78 — 2000, ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат», г. Н-Тагил, 2000 г.

162. Балла, Г. Ф. Способ выплавки ванадиевого чугуна. Текст. / Г. Ф. Балла // Сталь. 1946. - № 2. - С. 72-75.

163. Пат. РФ № 2351657. Способ доменной плавки титансодержащего железорудного сырья. / А. В. Кушнарев, А. Б. Юрьев, С. В. Шаврин, С. А. Загайнов, Б. С. Тлеугабулов и др. // Бюл. № 10. 2009.

164. Технологическая инструкция «Производство чугуна на доменных печах с бесконусным засыпным устройством», ТИ 102 — Д — 132 2007, ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат», г. Н-Тагил, 2007

165. Иванов, О. К. Концентрически-зональные пироксенит-дунитовые массивы Урала. Текст. / О. К. Иванов // Екатеринбург : Изд-во Уральского университета. 1997. 488 с.

166. Малахов, И. А. Нижне-Тагильский пироксенит-дунитовый массив и вмещающие его породы. Текст. / И. А. Малахов, Л. В. Малахова // Труды Института геологии и геохимии УФ АН. Свердловск. 1970. Вып.З. 166 с.

167. Брицке, Э. В. Доменная плавка титаномагнетитов с применением в шихте нефелиновых сиенитов. Текст. / Э. В. Брицке, Т. X. Тагиров [и др.]//Изв. АН СССР. 1961. № 1. С. 13-30.

168. Загайнов, С. А. Анализ работы доменной печи № 6 НТМК и разработка рекомендаций по совершенствованию технологии выплавки ванадиевого чугуна. Текст. / С. А. Загайнов, С. В. Шаврин, О. П.в

169. Онорин, Б. С. Тлеугабулов, Д. JI. Журавлев, В. В. Филиппов // Бюллетень Черметинформация «Черная металлургия». 2007. № 2. с. 92.

170. Цылев, JI. М. Восстановление и шлакообразование в доменном процессе. Текст. / Цылев JT.M. М.: Наука, 1970. - 158 с.

171. Жило, H.JI. Формирование и свойства доменных шлаков. Текст. / Жило Н. Л. М.: Металлургия, 1974. - 120 с

172. Баллон, И. Д. Фазовые превращения материалов при доменной плавке. Текст. / И. Д. Балон, И. 3. Буклан, В. Н. Муравьев и др. М.: Металлургия, 1984. - 152 с.

173. Доменное производство: Справочное издание. В 2-х т. Т. 1. Подготовка руд и доменный процесс / Под редакцией Вегмана Е.Ф. -М.: Металлургия, 1989.-486 с.

174. Товаровский, И.Г. Анализ показателей и процессов доменной плавки. Текст. / Товаровский И.Г., Севернюк В.В., Лялюк В.П. -Днепропетровск : Пороги, 2000. 420 с.