Новотроицкий филиал Университета науки и технологий МИСИС, Новотроицк, Россия

Е. В. Женин, доцент кафедры металлургических технологий и оборудования, канд. техн. наук, эл. почта: zhenin.ev@misis.ru
А. Н. Шаповалов, доцент кафедры металлургических технологий и оборудования, канд. техн. наук, эл. почта: alshapo@misis.ru

Представлены результаты исследования влияния температуры подаваемой при окомковании воды (в диапазоне от 20 до 80 °C) на качество подготовки агломерационной шихты, показатели процесса и прочность получаемого агломерата. Установлено, что повышение температуры воды улучшает качество ее окомкования, что в первую очередь проявляется в упрочнении гранул. Полученные результаты объясняются изменением физических свойств воды по мере ее нагрева, а именно: снижением поверхностного натяжения и вязкости. Показано, что подогрев воды, используемой при окомковании, является источником дополнительного нагрева агломерационной шихты, обеспечивая повышение ее температуры на 1,3–1,4 °C на каждые 10 °C увеличения температуры воды. Установлено, что показатели агломерационного процесса и качество агломерата повышаются по мере увеличения температуры воды (в исследуемом диапазоне), используемой при окомковании, что во многом обусловлено улучшением качества подготовки агломерационной шихты к спеканию, и проявляется через улучшение газопроницаемости слоя спекаемой шихты и температурно-временных условий спекания.

1. Коротич В. И., Фролов Ю. А., Бездежский Г. Н. Агломерация рудных материалов. Научное издание. — Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2003. — 400 с.
2. Пузанов В. П., Кобелев В. А. Введение в технологии металлургического структурообразования. — Екатеринбург : УрО РАН, 2005. — 501 с.
3. Пузанов В. П., Кобелев В. А. Структурообразование из мелких материалов с участием жидких фаз. — Екатеринбург : УрО РАН и ГНЦ РФ ОАО «Уральский институт металлов», 2001. — 634 с.
4. Ellis B. G., Loo C. E., Witchard D. Effect of ore properties on sinter bed permeability and strength // Ironmaking & Steelmaking. 2007. Vol. 34, Iss. 2. P. 99–108. DOI: 10.1179/174328107X165726
5. Xuewei Lv, Xiaobo Huang, Jaqing Yin, Chenguang Bai. Indication of the measurement of surface area on iron ore granulation // ISIJ International. 2011. Vol. 51. No. 9. P. 1432–1438. DOI: 10.2355/isijinternational.51.1432
6. Милохин Е. А., Батищева А. С., Шаповалов А. Н. Влияние крупности железорудного концентрата на показатели окомкования и спекания // Черные металлы. 2023. № 12. С. 25–31.
7. Сибагатуллин С. К., Иванов А. В., Решетова И. В. Применение органических связующих компонентов в процессе агломерации железорудного сырья // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2010. № 4 (32). С. 30–32.
8. Шаповалов А. Н., Овчинникова Е. В., Майстренко Н. А. Повышение качества подготовки агломерационной шихты к спеканию в условиях ОАО «Уральская Сталь» // Металлург. 2015. № 3. С. 30–36.
9. Майстренко Н. А., Овчинникова Е. В., Шаповалов А. Н., Берсенев И. С. Повышение эффективности процесса агломерации при окомковании шихты с использованием ПАВ // Сталь. 2016. № 1. С. 12–15.
10. Фролов Ю. А. Агломерация: технология, теплотехника, управление, экология. — М. : Металлургиздат, 2016. — 672 с.
11. Куркин В. М., Табаков М. С., Кашкаров Е. А., Гуркин М. А. и др. Влияние извести на спекание аглошихты // Металлург. 2007. № 8. С. 49–52.
12. Hao Zhou, Mingxi Zhou, Damien Paul O’Dea et al. Influence of binder do sage on granule structure and packed bed properties in iron ore sintering process // ISIJ International. 2016. Vol. 56. No. 11. P. 1920–1928. DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2016-298

13. Шаповалов А. Н., Зубов С. П., Майстренко Н. А., Берсенев И. С. Исследование эффективности использования извести при производстве агломерата АО «Уральская Сталь» // Сталь. 2017. № 6. С. 2–6.
14. Bao G. The influence analysis of quicklime quality on output and quality of sinter in bao steel // Metallurgical Engineering. 2018. Vol. 5, Iss. 3. P. 131–136. DOI: 10.12677/MEng.2018.53018
15. Oyama N., Sato H., Takeda K. et al. Development of coating granulation process at commercial sintering plant for improving productivity and reducibility // ISIJ International. 2005. Vol. 48. No. 6. P. 817–826. DOI: 10.2355/isijinternational.45.817
16. Mo Y. P., Pan J., Zhu D. Q. et al. Improving the granulating and sintering performance by pretreating concentrates using extrusion machine // Applied Mechanics and Materials. 2011. Vol. 148-149. P. 1351–1355. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.148-149.1351
17. Yang C., Zhu D., Pan J., Lu L. Granulation effectiveness of iron ore sinter feeds: effect of ore properties // ISIJ International. 2018. Vol. 58. No. 8. P. 1427–1436. DOI: 10.2355/isijinternational.isijint-2018-141
18. Han F., Yang Y., Wang L. et al. Strengthening granulating and sintering performance of refractory iron concentrate by pre-pelletizing // Metals. 2023. Vol. 13, Iss. 4. 679. DOI: 10.3390/met13040679
19. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. — М. : Наука, 1972. — 720 с.
20. Панычев А. А., Никонова А. П. Оптимизация технологических параметров на основе математических моделей при агломерации михайловских и лебединских концентратов // Металлург. 2008. № 10. С. 46–51.
21. ГОСТ 25471–82. Руды железные, агломераты и окатыши. Метод определения прочности на сбрасывание. — Введ. 01.07.1983.
22. ГОСТ 15137–77. Руды железные и марганцевые, агломераты и окатыши. Метод определения прочности во вращающемся барабане. — Введ. 01.01.1978.
23. Shapovalov A., Dema R., Kalugina O. et al. Agglomeration process productivity increasing by a sinter mix preheating // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2019. Vol. 54, Iss. 6. P. 1344–1351.
24. Loo C. E., Wan K. T., Howes V. R. Mechanical properties of natural and synthetic mineral phases in sinters having varying reduction degradation indices // Ironmaking & Steelmaking. 1988. Vol. 15, Iss. 6. P. 279–285.
25. Малышева Т. Я., Долицкая О. А. Петрография и минералогия железорудного сырья : учебное пособие для вузов. — М. : МИСИС, 2004. — 424 с.
26. Ширяева Е. В., Подгородецкий Г. С., Малышева Т. Я. и др. Влияние низкощелочного красного шлама на свойства и микроструктуру агломерата из шихтовых материалов ОАО «Уральская Сталь» // Известия вузов. Черная металлургия. 2014. Т. 57. № 1. С. 14–19.
27. Taira K., Matsumura M. Temperature measurement of sinter beds at high spatial and time resolution // ISIJ International. 2018. Vol. 58. No. 5. P. 808–814.
28. Шаповалов А. Н., Фукс А. Ю. Исследование аглопроцесса с подачей газообразного топлива в слой спекаемой шихты // Металлург. 2024. № 1. С. 24-30.