АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ АГРЕГАТОВ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ШИХТЫ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ БРИКЕТОВ

Проведена оценка функционального назначения порообразующих добавок, обладающих различной удельной поверхностью и пористостью. Показана их роль в формировании структуры железосодержащих брикетов. Обоснована технологическая схема получения металлургических брикетов, содержащих технологические добавки. Схема включает механическую подготовку порообразующих добавок, дозирование и первичное избирательное смешивание компонентов с получением структурных агрегатов, вторичную стадию смешивания остальной брикетируемой массы со структурными агрегатами, их вылеживание. Представлена методики проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных. Приведены результаты исследования динамики прироста массы компонентов брикетируемой шихты в составе структурных агрегатов. Проанализированы зависимости прироста массы компонентов шихты от температуры жидкого восстановителя и технологической схемы смешивания компонентов. Проведена оценка конструкции структурных агрегатов, показана их роль в прогнозировании металлургических свойств железосодержащего сырья. Представлен анализ конструкции структурных шихтовых агрегатов на основе порообразующих добавок с различной удельной поверхностью и пористостью. Проведена оценка макро- и микроструктуры рассматриваемого материала, показана их роль в прогнозировании металлургических свойств железосодержащего сырья. Специфическая структура порообразующих добавок способна повысить функциональные возможности высокопористых материалов и создать структурные агрегаты с особыми свойствами. В процессе завершающего брикетирования эти агрегаты, обладающие первичной структурной прочностью, должны ее сохранить и сформировать прогнозируемую структуру брикета. Проанализированы дополнительные показатели, характеризующие массовые соотношения между компонентами структурных агрегатов. Приведены результаты исследования динамики прироста массы структурных агрегатов, сформированных на базовых шихтовых материалах различного фракционного состава.

1. Павловец В.М. Развитие техники и техно-логии окомкования железорудного сырья в металлургии. Москва: Вологда: Инфра-Инженерия. 2022:336. EDN: EBYWIW.

2. Павловец В.М. Окатыши в технологии экстракции металлов из руд. Москва: Во-логда: Инфра-Инженерия. 2022:284.

3. Павловец В.М., Домнин К.И. Исследование процесса брикетирования железорудных ма-териалов, содержащих в качестве нетради-ционного восстановителя отработанное ми-неральное масло. В кн.: Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения. Сборник трудов Всероссийской научной конференции сту-дентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием. Новокузнецк: ИЦ СибГИУ, 2022:225–231. EDN:PPJNAD.

4. Павловец В.М., Домнин К.И. Использова-ние техногенных отходов производства в технологии брикетирования железосодер-жащих материалов. В кн.: Металлургия: технологии, инновации, качество. Сборник трудов ХХII Международной научно-практической конференции. Новокузнецк: ИЦ СибГИУ, 2021:159–183. EDN:QEFUWP.

5. Пат. 2814587 РФ. Способ получения железо-содержащих брикетов / В.М. Павловец, К.И. Домнин; заявл. 22.03.2023, опубл. 01.03.2024, Бюл. № 7.

6. Ожогин В.В. Основы теории и технологии брикетирования измельченного металлурги-ческого сырья. Мариуполь: ПГТУ, 2010:442. EDN:QNAFUP.

7. Сараатанбазар Б., Ли Г.-Х. Влияние моди-фицированной гуминовой кислоты (MHA) как связующей добавки на обжиг брикети-рованного монгольского железорудного концентрата «Tumurtei». Известия вузов. Черная металлургия. 2020;63(6):419–427. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-6-419-427

8. Курунов И. Ф., Бижанов А. М. Брэксы ‒ но-вый этап в окусковании сырья для домен-ных печей. Металлург. 2014;3:49–53. EDN SAXQUR.

9. Касперович А.В., Шашок Ж.С., Каюшников С.Н. Основные процессы шинного производства. Минск: БГТУ. 2013:115. EDN:VADNUJ.

10. Мырхалыков Ж.У., Туребекова Г.З., Саги-това Г.Ф., Сакибаева С.А. Возможности по-вышения адгезии резины к текстильному корду из искусственных волокон. Известия вузов. Технология текстильной промышлен-ности. 2015;355(1):49–53.

11. Аникин А.Е., Галевский Г.В., Руднева В.В. Исследование технологических режимов эффективной металлизации оксиджелезосо-держащих отходов металлургического про-изводства. Известия вузов. Черная метал-лургия. 2020;63(5):335–343.

12. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-5-335-343

13. Бут Е.А., Павлов А.В. Изучение твердожид-кофазного карботермического восстановле-ния никеля из рудоугольных брикетов. Из-вестия вузов. Черная металлургия. 2018;61(2):120–127. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-2-120-127

14. Mombelli D., Gonçalves D. L., Mapelli C., Barella S., Gruttadauria, A. Processing and Characterization of Self-Reducing Briquettes Made of Jarosite and Blast Furnace Sludges. Journal of Sustainable Metallurgy. 2021;7(4):1603–1626. https://doi.org/10.1007/s40831-021-00419-2

15. Tenório Vinhal J., Húngaro Costa R., Luís Coleti J., Espinosa D. C. Iron recovery from zinc mine tailings by magnetic separation fol-lowed by carbothermal reduction of self‐reducing briquettes. The Canadian Jour-nal of Chemical Engineering. 2021;99(1):166–177. https://doi.org/10.1002/cjce.23845

16. Abdelrahim A., Aula M., Iljana M., Willms T., Echterhof T., Steinlechner S., Mombelli D., Mapelli C., Omran M., Preiss S., Fabritius T. Suitability of Self‐Reducing and Slag‐Forming Briquettes for Electric Arc Fur-nace Use Based on Laboratory Tests. Steel re-search international. 2022;93(2):2100472.

17. https://doi.org/10.1002/srin.202100472

18. Wu S., Chang F., Zhang J., Lu H. Kinetics and Reduction Behavior of Self-reducing Bri-quettes Containing Blast Furnace Dust. In: 8th International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing. Cham: Springer. 2017:591–601.

19. https://doi.org/10.1007/978-3-319-51340-9_58

20. Vitikka O., Iljana, M., Heikkilä A., Tkalenko I., Koriuchev. N., Shehovsov D., Malkki A., Fabritius T. Suitability of auger pressing bri-quettes for blast furnace use based on labora-tory Tests. Minerals. 2022;12(7):868.

21. https://doi.org/10.3390/min12070868

22. Wu S., Chang F., Zhang J., Lu H., Kou M. Cold strength and high temperature behaviors of self-reducing briquette containing electric arc furnace dust and anthracite. ISIJ Interna-tional. 2017;58(8):1364‒1373.

23. https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2017-013

24. Coleti J.L., Manfredi G.V.P., Vinhal J.T., Junca E., Espinosa D.C.R., Tenório J.A.S. Ki-netic investigation of self-reduction basic ox-ygen furnace dust briquettes using charcoals from different biomass. Journal of Materials Research and Technology. 2020;9(6):13282–13293. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.09.061

25. Bagatini M.C., Fernandes T., Silva R., Galvao D.F., Flores I.V. Mill scale and flue dust briquettes as alternative burden to low height blast fur-naces. Journal of Cleaner Production. 2020;276:124332. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124332

26. Bagatini M.C., Zymla V., Osório E., Vilela A.C.F. Scale recycling through self-reducing bri-quettes to use in EAF. ISIJ International. 2017;57(12):2081–2090. http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2017-242

27. Coleti J.L., Manfredi G.V.P., Junca E., Grillo F.F., de Oliveira J.R., Espinosa D.C.R., Tenório J.A.S. Kinetic Investigation of Self-reducing Bri-quettes of Electric Arc Furnace Dust Produced with Charcoals. JOM. 2022;74:1–10. https://doi.org/10.1007/s11837-022-05222-2