ООО «НПВП ТОРЭКС», Екатеринбург, Россия¹ ; Череповецкий государственный университет, Череповец, Россия²

И. С. Берсенев, руководитель научно-аналитического отдела¹, научный сотрудник², канд. техн. наук, эл. почта: i.bersenev@torex-npvp.ru

ООО «НПВП ТОРЭКС», Екатеринбург, Россия

Е. С. Берсенев, руководитель группы, эл. почта: e.bersenev@torex-npvp.ru

ООО «НПВП ТОРЭКС», Екатеринбург, Россия¹ ; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия²

Э. Р. Сабиров, старший инженер¹, аспирант², эл. почта: e.sabirov@torex-npvp.ru

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия

Н. А. Спирин, зав. кафедрой «Теплофизика и информатика в металлургии», докт. техн. наук, профессор, эл. почта: n.a.sprin@urfu.ru

Изучено влияние покрытий с вязкостью более 3 мПаˑс на свойства сырых окатышей. Предложено использование добавок, повышающих вязкость воды или водной суспензии бентонита, в качестве материала покрытия сырых окатышей. Покрытие наносится на окатыши после их выхода из гранулятора (окомкователя) и перед их транспортировкой к обжиговой машине. В качестве материала покрытий могут быть использованы флокулянты, полимерные материалы и другие компоненты, повышающие вязкость воды или водной суспензии бентонита. Вязкость суспензии добавки должна превышать вязкость воды, которая составляет 1–3 мПаˑс, и вещество суспензии должно растворяться в воде. Сочетание этих условий позволяет успешно ассимилировать добавку в материале окатыша и при этом повышать вязкость бентонитовой суспензии на поверхности окатышей. В результате на поверхности окатышей формируется корка (армирующий слой на основе полимеров) с высокой вязкостью в сыром состоянии и высокой прочностью в сухом и обожженном, которая препятствует образованию трещин и, следовательно, способствует повышению прочности окатышей. В ходе исследования выявлено, что нанесение вязких покрытий на сырые окатыши (меласса, жидкое стекло, флокулянты, КМЦ) позволяет повысить устойчивость сырых окатышей к формированию трещин при перегрузках – повысить их прочность на сбрасывание на величину от 20 до 200 % от базовых значений. Прочность обожженных окатышей на сжатие при использовании мелассы остается на базовом уровне при росте устойчивости к разрушению окатышей в сыром виде.

1. Петров С. П. Черная металлургия азиатской России во втором и третьем десятилетиях XXI века. – Новосибирск : Институт экономики и организации промышленного производства Сибирского отделения РАН, 2023. – 240 с.
2. Буданов И. А. Макроэкономические перспективы производства металла // Сталь. 2024. № 6. С. 47–53.
3. Iron Ore Pellets Market Size – By Grade, Balling Technologies, Application, Technology, Product Source Analysis, Share, Growth Forecast, 2025–2034. – URL: https://www.gminsights.com/industry-analysis/iron-ore-pellets-market (дата обращения 19.12.2025)
4. Bersenev I. S., Bragin V. V., Gruzdev A. I., Bardavelidze G. G., Pokolenko A. Yu., Spirin N. A. Features of the iron ore pellets structure depending on the concentrate enrichment degree // Steel in Translation. 2023. Vol. 53, No. 4. P. 328–335. DOI: 10.3103/S0967091223040034
5. Bersenev I. S., Pokolenko S. I., Sabirov E. R., Spirin N. A., Borisenko A. V., Kurochkin A. R. Influence of the iron ore pellets macrostructure on their strength // Steel in Translation. 2023. Vol. 53, No. 11. P. 1018–1022. DOI: 10.3103/S0967091223110062
6. Мальцева В. Е., Селезнев В. С., Чукин Д. М. Термообработка сырых окатышей: технология и схемы обжиговых машин. – Москва : Металлургиздат, 2023. – 719 с.
7. Тимофеева А. С., Никитченко Т. В., Федина В. В., Елисеева К. А. Влияние ударных нагрузок на прочность железорудных окатышей // Известия вузов. Черная Металлургия, 2016. Т. 59, № 12. С. 847–851. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-12-847-851
8. Мальцева В. Е. Исследование влияния бентонитов на формирование элементов структуры и свойств сырых и обожженных окатышей : дис. ... канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2002. – 181 с.
9. Берсенев И. С., Усольцев Д. Ю., Солодухин А. А. Генезис трещин в железорудных окатышах и оценка путей повышения их прочности // Сталь. 2025. № 10. С. 2–7.
10. Ветюгов Д. А., Матвеева Т. Н. Экспериментальное исследование процесса окомкования доизмельченного железорудного концентрата Стойленского ГОКа с применением новых составов бентополимерных связующих // Черные металлы. 2023. № 3. С. 4–10.
11. Ветюгов Д. А., Матвеева Т. Н. Применение ксантановой камеди в составе бентополимерного связующего при окомковании железорудного концентрата // Черные металлы. 2024. № 5. С. 4–9.
12. Wang C., Xu C., Liu Z. Effect of organic binders on the activation and properties of indurated magnetite pellets // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2021. Vol. 28. P. 1145–1152. DOI: 10.1007/s12613-020-2055-7
13. Yonghe M., Qian L., Xuling C., Yan Z., Yongbin Y., Qiang Z. Reducing bentonite usage in iron ore pelletization through a novel polymer-type binder: Impact on pellet induration and metallurgical properties // Journal of Materials Research and Technology. 2024. Vol. 30. P. 8019–8029. DOI: 10.1016/j.jmrt.2024.05.175
14. Пат. 2322520 РФ. Шихта для производства окатышей для металлургического производства / В. П. Бруев, С. И. Кретов, С. Н. Евстюгин, В. А. Горбачев, Л. И. Воеводин, Л. П. Вахрушев, Л. И. Леонтьев, С. В. Шаврин ; заявл. 26.09.2003 ; опубл. 10.02.2005
15. Patent US6384126B1. Binder formulation and use there of in process for forming mineral pellets having both low and high temperature strength / James Pirtle, John C. Nigro ; 09.11.1998, 07.05.2002
16. Усольцев Д. Ю. Исследование влияния бентополимерных композиций на свойства железорудных окатышей и совершенствование на этой основе технологии подготовки шихты для их производства : дис. … канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2007. – 165 с.
17. Павловец В. М. Особенности развития техники и технологии окомкования железорудной шихты в производстве окаты шей // Известия вузов. Черная металлургия. 2023. Т. 66, № 5. С. 529–537. DOI: 10.17073/0368-0797-2023-5-529-537
18. Павловец В. М. Возможности теплосилового напыления влажной шихты в процессе формирования структурных свойств окускованных железорудных материалов // Известия вузов. Черная металлургия. 2024. Т. 67. № 1. С. 19–26. DOI: 10.17073/0368-0797-2024-1-19-26
19. Scherer G. W. Theory of drying // Journal of the American Ceramic Society. 1990. Vol. 73, Iss. 1. P. 3–14. DOI: 10.1111/J.1151-2916.1990.TB05082.X
20. Hsueh C. H. Modeling of elastic deformation of multilayers due to residual stresses and external bending // Journal of Applied Physics. 2002. Vol. 91, Iss. 12. P. 9652–9656. DOI: 10.1063/1.1478137