Старооскольский технологический институт им. А. А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета МИСИС (Старый Оскол, Россия)
А. В. Карамин, аспирант, andrey31.karamin@yandex.ru
В. А. Скляр, доцент, канд. техн. наук, доцент, vitaliiskliar@gmail.com
Е. А. Черменев, доцент, канд. техн. наук, fenix-evg@yandex.ru
Старооскольский технологический институт им. А. А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета МИСИС (Старый Оскол, Россия)1 ; Филиал Национального исследовательского технологического университета МИСИС (Губкин, Россия)2
А. А. Кожухов, заместитель директора по науке и инновациям1,2, докт. техн. наук, доцент, kozhukhov.aa@misis.ru
Представлены результаты комплексного анализа химического и минералогического состава интегрированных шламов, образующихся на разных участках в процессе производства окисленных окатышей, получения железа прямого восстановления и брикетирования металлизованного сырья в валковых прессах. Проанализированы источники образования шламов, показано, что интегрированный шлам с процессов окомкования и металлизации будет представлять собой смесь шламов и пылей различного химического состава, характерных для каждого участка производственной цепочки. Данные химического анализа показывают достаточное количество железа как в шламе окомкования, так и в шламе металлизации, которое обуславливает возможность их возвращения в технологический процесс или переработку в иных металлургических агрегатах. В то же время, исследование гранулометрического состава показывает, что частицы шлама имеют достаточно высокую крупность, что ограничивает возможность их возврата на стадию окомкования. Данные минералогического анализа, в свою очередь, показывают, что железо в шламах находится в основном в виде немагнитного гематита, что делает невозможным их возврат на стадию измельчения, поскольку гематит не будет извлекаться имеющимся оборудованием для магнитной сепарации. Таким образом, выполненная комплексная оценка металлургических свойств шламов окомкования и металлизации позволяет рекомендовать для переработки шламов данной группы процесс холодного брикетирования или вакуумной экструзии с добавлением связующих материалов. В данном случае будет иметься возможность, путем изменения пропорции шламов окомкования и металлизации в смеси, поддерживать стабильный состав брикетов, что облегчает их последующую утилизацию в металлургических агрегатах.
1. Никитченко Т. В., Тимофеева А. С., Федина В. В. Рециклинг побочной продукции в процессах прямого восстановления железа // Металлург. 2023. № 1. С. 86–91.
2. Belevitin V. A., Salamatov A. A., Smyrnov E. N. et al. Application of Micro Blast Furnaces in the Integrated Processing of Metallurgical and Coal Benefication Wastes // Metallurgist. 2021. Vol. 65, No. 1–2. P. 237–243.
3. Савостьянов А. В., Торохов Г. В., Чикалева А. Н. Переработка железоуглеродсодержащих мелкодисперсных материалов с использованием электрометаллургических технологий // Металлург. 2023. № 3. С. 96–100.
4. Бижанов А. М., Оберто К. Синергия агломерации и брикетирования в доменном процессе // Металлург. 2021. № 7. С. 20–28.
5. Тимофеева А. С., Никитченко А. С., Тимофеева Т. В. и др. Переработка металлизованной мелочи и шламов, образующихся при прямом восстановлении железа // Сталь. 2013. № 11. С. 99–100.
6. Lohmeier L., Wollenberg R., Schröder H.-W. Investigation into the Hot Briquetting of Fine–Grained Residual Materials from Iron and Steel Production // Steel research int. 2020. Vol. 91. 2000237. DOI: 10.1002/srin.202000237
7. Wang Y., Liu Z., Zhang J. et al. Advanced converter sludge utilization technologies for the recovery of valuable elements: A review // Journal of Hazardous Materials. 2020. Vol. 381. 120902.
8. Xu H. C., Zhou H. M., Qi Y. H. et al. Engineering and productive practice on rotary hearth furnace for steel dust and sludge // Iron and Steel. 2012. Vol. 47. P. 89–93.
9. Pal J., Ghorai S., Venkatesh P. et al. Development of fluxed micropellets for sintering utilising iron oxide waste fines // Ironmaking & Steelmaking. 2013. Vol. 40. P. 498–504.
10. Shi L., Chen R., Wang R. Study of present utilization state and development trend of iron–containing sludge & dust in iron & steel industry // China Resources Comprehensive Utilization. 2008. Vol. 26 (2). P. 12–15.
11. Lei H., Li K. Application of sludge pellet in converter steelmaking // China Metall. 2015. Vol. 25, P. 8–11.
12. Агеев Е. Е. Оксидоуглеродные брикеты упрощают решение технологических, экологических и экономических проблем при производстве чугуна и стали // VIII Конгресс сталеплавильщиков. Нижний Тагил, 2004. Вып. № 8. 2004. С. 337–339.
13. Скляр В. А., Карамин А. В. Подбор связующих материалов для экструзионных брикетов из отходов металлургического производства // Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство: материалы восемнадцатой Всероссийской научно–практической конференции с международным участием. Старый Оскол, 2021. С. 517–522.
14. Карамин А. В., Скляр В. А., Черменев Е. А. Анализ возможности использования крахмала в качестве связующего материала для брикетов из отходов металлургического производства // Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство: Материалы девятнадцатой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Старый Оскол, 2023. С. 23–28.
15. Lohmeier L., Thaler C., Harris C. et al. Briquetting of Fine–Grained Residues from Iron and Steel Production Using Organic and Inorganic Binders // Steel Research International. 2020. Vol. 91 (12). 2000238.
16. Fleischanderl A., Brunner C., Schwelberger J. Fines briquetting — Improving the economics and closing the material loop at direct reduction plants // Iron and Steel Technology. 2019. Vol. 16 (3). P. 40–44.
17. Чмырков К. Ф., Бойченко Б. М. Режим использования в конвертерном производстве стали оксидосодержащих брикетов // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2011. № 6. С. 36–39.
18. Голов Г. В., Тяжельников А. А. Подготовка и использование мелкодисперсных техногенных отходов на нижнетагильском металлургическом комбинате // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2007. № 10. С. 67–68.
19. Курунов И. М., Щеглов Ф. Э., Емельянов В. Л. и др. Исследование металлургических свойств брикетов из техногенного и природного сырья и оценка эффективности их применения в доменной плавке // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». 2008. № 1. С. 8–16.
20. Курунов И. М., Щеглов Ф. Э., Емельянов В. Л. и др. Опыт промывки горна доменных печей брикетами из окалины // Металлург. 2007. № 6. С. 36–39.
21. Энциклопедия технологий. Эволюция и сравнительный анализ ресурсной эффективности промышленных технологий. – М., СПб. : «Реноме», 2019. – 824 с.
22. Лотош В. Е. Переработка отходов природопользования. – Екатеринбург : Полиграфист, 2007. – 503 с.
23. Кокорин В. Н. Григорьев А. А., Кокорин М. В. и др. Промышленный рециклинг техногенных отходов : учебное пособие. – Ульяновск : УлГТУ, 2005. – 42 с.