Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

А. С. Харченко, заведующий кафедрой металлургии и химических технологий, докт. техн. наук, доцент, эл. почта: as.mgtu@mail.ru
В. И. Сысоев, заведующий лабораторией кафедры металлургии и химических технологий, канд. техн. наук, эл. почта: v.sysoev@magtu.ru
С. К. Сибагатуллин, профессор кафедры металлургии и химических технологий, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: 10tks@mail.ru
А. В. Дзюба, аспирант кафедры металлургии и химических технологий, эл. почта: dzyuba.98@bk.ru

Исследованы фазовые переходы компонентов замасленной окалины с помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии на синхронном термоаналитическом приборе STA (Jupiter 449 F3) компании NETZSCH в условиях непрерывного нагрева образца до температуры 1450 оC со скоростью 10 ^оC/мин в среде аргона. Поглощение тепла на испарение воды в количестве 230,3 кДж/кг протекало в температурном интервале 65–148 ^оС. Результирующий тепловой эффект в интервале температур интенсивного испарения масла от 170 до 480 ^оС являлся слабо экзотермическим и составлял 25,4 кДж/кг из-за процессов кристаллизации аморфной фазы. В точке Кюри магнетита (590,2 ^оС) эндотермический эффект составил 12,8 кДж/кг, в интервале температур от 745 до 857 ^оС — 75,6 кДж/кг из-за восстановления магнетита до вюстита остаточным углеродом, при локальном восстановлении FeO до металлического железа при температуре 1141,7 ^оС — 10,5 кДж/кг, в интервале температур плавления вюстита 1367–1412 ^оС при продолжающемся восстановлении FeO — 189,2 кДж/кг. Рассчитана эквивалентная теплоемкость для различных температурных интервалов. Для условий верхней зоны интенсивного теплообмена эквивалентная теплоемкость изменялась от 25 до 9113 Дж/(кг·^оС) при движении окалины от колошника в направлении горна печи. Расчетное снижение удельного расхода кокса при загрузке замасленной окалины с расходом 5 т/сут (1,3 кг/т чугуна) составило около 0,1 кг/т чугуна, уменьшение температуры колошникового газа — около 0,2 ^оС.

1. Ровин С. Л., Ровин Л. Е. Новая концепция рециклинга дисперсных железосодержащих отходов // Труды 10-й Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии», Москва, 9–13 ноября, 2020. — С. 238–243.
2. Булатов К. В., Газалеева Г. И. Перспективы развития технологий переработки отходов черной металлургии // Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований : труды V Конгресса c международным участием и Конференции молодых ученых «ТЕХНОГЕН-2021», 2021. — С. 21–33.
3. Remus M., Monsonet M. A. A., Roudier S., Sancho L. D. Best available techniques (BAT) reference document for iron and steel production. — Luxemburg : Publications office of the European Union, 2013. — 627 р.
4. Yessengaliev D., Mukhametkhan M., Mukhametkhan Ye., Zhabalova G., Kelamanov B., Kolesnikova O., Shyngysbayev B., Aikozova L., Kaskataeva K., Kuatbay Y. Studies of the possibility of improving the quality of iron ores and processing of technogenic composite iron-containing waste of me tallurgical production // Journal of Composites Science. 2023. Vol. 7, Iss. 12. 501. DOI: 10.3390/jcs7120501
5. Неменов А. М. События в цифрах и фактах // Металлург. 2016. № 9. С. 104–112.
6. Furmanski L. M., Muller T. G., Nuernberg Ju. B. Martins M. A., Arnt Â. B. C., da Rocha M. R., Zaccaron A., Peterson M. Efficient production of ferrous sulfate from steel mill scale waste // Journal of Sustainable Metallurgy. 2024. Vol 10, Iss. 3. P. 1783–1794. DOI: 10.1007/s40831-024-00900-8
7. Hryhoriev S., Petryshchev A., Sinyaeva N., Yurchenko A., Sklyar O., Kvitka S., Borysov V., Vlasiuk V., Tsymbal B., Borysova S. Studying the physicalchemical properties of alloyed metallurgical waste as second-ary resourcesaving raw materials // Eastern-European Journal of Enter-prise Technologies. 2018. Vol. 4, Iss. 12(94). P. 43–48. DOI: 10.15587/1729-4061.2018.140924
8. Shatokha V. I., Gogenko O. O., Kripak S. M. Utilising of the oiled rolling mills scale in iron ore sintering process // Resources, Conservation and Re-cycling. 2011. Vol. 55, Iss. 4. P. 435–440. DOI: 10.1016/j.resconrec.2010.11.006
9. Somova Yu. V., Sviridova T. V., Alekseeva P. A., Nekerov E. A., Schwabecher D. Analysis of methods for processing oily mill scale and oily sludge for iron and steel production // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Krasnoyarsk, Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering. Vol. 839. — Krasnoyarsk : IOP Publishing Ltd, 2021. — 42046. DOI: 10.1088/1755-1315/839/4/042046
10. Пат. 2131929 C1 РФ. Способ получения чугуна с использованием доменного производства на металлургическом предприятии / В. Н. Селиванов, Ю. С. Юсфин, П. И. Черноусов, Р. В. Сейфулов, В. И. Губанов ; заявл. 26.06.1998 ; опубл. 20.06.1999.
11. Дзюба А. В., Савинов А. С., Харченко А. С., Сибагатуллин С. К., Сысоев В. И., Харченко Е. О., Павлов А. В. Прогнозирование температуры замаслен- ной окалины, упакованной в металлический контейнер, при движении в доменной печи от колошника к горну // Теория и технология металлургического производства. 2024. № 4(51). С. 24–29.
12. Шеремет М. А., Сыродой С. В. Анализ свободноконвективных режимов теплопереноса в технологических системах цилиндрической формы // Известия Томского политехнического университета. 2010. Т. 317, № 4. С. 43–48.
13. Котомкин А. В., Русакова Н. П., Туровцев В. В., Орлов Ю. Д. Программный комплекс для расчета термодинамических свойств органических соединений // ИнноЦентр. 2015. № 4(9). С. 80–85.
14. Кузнецов Н. М., Фролов С. М. Теплоемкость и энтальпия насыщенных углеводородов (алканов) в состоянии идеального газа // Горение и взрыв. 2020. Т. 13, № 2. С. 113–117. DOI: 10.30826/CE20130212
15. Аникин А. Е., Галевский Г. В., Руднева В. В. Исследование физико-химических характеристик оксиджелезосодержащего техногенного сырья // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 9(1425). С. 107–113.
16. ГОСТ Р 51947-2002. Нефть и нефтепродукты. Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии. — Введ. 01.07.2003.
17. Дзюба А. В., Савинов А. С., Харченко А. С., Сибагатуллин С. К., Сысоев В. И., Харченко М. В. Прочностные характеристики контейнеров с замасленной окалиной, изготовленных приближенно к крупности кокса // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве : сборник докладов XII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (TИМ’2024) с международным участием. Екатеринбург, 16–17 мая 2024 г. — Екатеринбург : УрФУ, 2024. — С. 37–41.
18. Павлов А. В. Совершенствование технологии доменной плавки с использованием модельных систем поддержки принятия решений: дис. … канд. техн. наук. — Магнитогорск, 2016. — 162 с.
19. Спирин Н. А., Гурин И. А., Лавров В. В., Истомин А. С., Зайнуллин Л. А. Информационно-моделирующая система контроля тепловых потерь в нижней части доменной печи // Металлург. 2024. № 2. С. 71–75.