Новотроицкий филиал НИТУ «МИСиС», Новотроицк, Россия:
А. Н. Шаповалов, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой МТиО

НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:
Е. В. Овчинникова, аспирант кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий

АО «Уральская Сталь», Новотроицк, Россия:
Н. А. Майстренко, ведущий специалист Центральной лаборатории комбината, эл. почта: alshapo@misis.ru

Приведены результаты лабораторных экспериментов по исследованию влияния магнезиальных компонентов различного химического и минералогического состава на показатели производства агломерата из руд Курской магнитной аномалии в условиях АО «Уральская Сталь». В качестве магнезиальных компонентов использовали сидеритовые руды Бакальского месторождения, а также магнезиальные флюсы на основе магнезитов Халиловского и Саткинского месторождений и талькомагнезитовых руд Шабровского месторождения. Применение опытных флюсов способствует повышению прочности агломерата, повышению выхода годного и удельной производительности. Положительное влияние опытных флюсов на прочность агломерата объясняется физической стабилизацией двухкальциевого силиката в результате образования прочной ферритно-силикатной связки, препятствующей модификационному β-превращению в γ-разновидность ортосиликата кальция. При использовании в качестве магнезиального компонента сидерита Бакальского месторождения процесс минералообразования сдерживается пониженной активностью оксида магния, образующегося при разложении карбоната магния, а также образованием тугоплавких шпинелей типа магномагнетита и магнезиоферрита. Для условий АО «Уральская Сталь» рациональным вариантом магнезиального компонента агломерационной шихты является магнезит Халиловского месторождения с содержанием магнезита 50 %. Замена сидерита Бакальского месторождения при производстве агломерата с содержанием 2 % MgO на магнезит Халиловского месторождения обеспечивает повышение выхода годного на 4–5 %, увеличение барабанной прочности на 6–10 % и рост удельной производительности на 8–10 % при сохранении содержания железа на уровне 53,5 %.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ по проекту № 11.2054.2017/4.6 в рамках государственного задания на 2017-2019 гг.

1. Grigor’ev F. F., Chernyatin A. N., Kopyrin I. A. et al. Optimizing the content of lime, magnesia, and alumina in blast-furnace slags // Metallurgist. 1979. Vol. 23. P. 536–539.
2. Fedchenko V. M., Shparber L. Y. Slag regime of a blast furnace // Metallurgist. 1986. Vol. 30. P. 351–353.
3. Металлургия чугуна : учеб. для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. / под ред. Ю. С. Юсфина. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. — 774 с.
4. Малышева Т. Я., Долицкая О. А. Петрография и минералогия железорудного сырья : учеб. пособие для вузов. — М. : «МИСиС», 2004. — 424 с.
5. Дмитриев А. Н., Шумаков Н. С., Леонтьев Л. И., Онорин О. П. Основы теории и технологии доменной плавки. — Екатеринбург : УрО РАН, 2005. — 545 с.
6. Александров Л. И. Опыт производства высокоосновного агломерата на фирме «Tata Steel» // Новости черной металлургии за рубежом. 2006. № 4. С. 30–32.
7. Крячко Г. Ю., Беляев Ю. В. Влияние состава шлака на работу доменных печей // Черные металлы. 2006. № 3. С. 17–22.
8. Близнюков А. С. Улучшение работы доменных печей путем повышения качества агломерата и задачи на будущее // Новости черной металлургии за рубежом. 2008. № 1. С. 22–27.
9. Shiau J. S., Liu S. H., Ho C. K. Effect of Magnesium and Aluminum Oxides on Fluidity of Final Blast Furnace Slag and Its Application // Materials Transactions. 2012. Vol. 53, No. 8. P. 1449–1455.
10. Yao L., Ren S., Wang X., Liu Q., Dong L., Yang J., Liu J. Effect of Al₂O₃, MgO, and CaO/SiO₂ on Viscosity of High Alumina Blast Furnace Slag // Steel Research International. 2016. Vol. 87. P. 241–249.
11. Zhang X., Jiang T., Xue X., Hu B. Influence of MgO/Al₂O₃ Ratio on Viscosity of Blast Furnace Slag With High Al₂O₃ Content // Steel Research International. 2016. Vol. 87. P. 87–94.
12. Zhang K., Wu S., Huang W., Liu X., Zhu J., Du K. Effect of MgO on Emergence of Blast Furnace Primary Slag with Comprehensive Furnace Burden // TMS Annual Meeting. 2015. P. 155–161.
13. Kim J., Lee Y., Min D., Jung S., Yi S. Influence of MgO and Al₂O₃ contents on viscosity of blast furnace type slags containing FeO // ISIJ International. 2004. Vol. 44, Iss. 8. P. 1291–1297.
14. Nakamoto M., Tanaka T., Lee J., Usui T. Evaluation of viscosity of molten SiO₂–CaO–MgO– Al₂O₃ slags in blast furnace operation // ISIJ International. 2004. Vol. 44, Iss. 12. P. 2115–2119.
15. Logachev G. N., Gostenin V. A., Pishnograev S. N. et al. Mobility of blastfurnace slag // Steel Translation. 2013 Vol. 43. P. 805–807.
16. Panigrahy S. C., Rigaud M. A. J., Dilewijns J. The effect of dolomite addition on the properties of sinters produced from a high aluminous iron ore // Steel Research International. 1985. Vol. 56, Iss. 1. P. 35–41.
17. Umadevi T., Roy A. K., Mahapatra P. C., Prabhu M., Ranjan M. Influence of Magnesia on Iron Ore Sinter Properties and Productivity — Use of Dolomite and Dunite // Steel Research International. 2009. Vol. 80, Iss. 11. P. 800–807.
18. Шаповалов А. Н., Заводяный А. В., Братковский Е. В. Применение серпентинитомагнезитов Халиловского месторождения в агломерационном производстве // Известия вузов. Черная металлургия. 2011. № 3. С. 25–29.
19. Raygan Sh., Abdizadeh H., Dabbagh A., Pourabdoli M. Influence of talc additive on cold strength and reducibility of iron ore sinters compared to bentonite // Ironmaking & Steelmaking. 2013. Vol. 36, Iss. 4. P. 273–278.
20. Umadevi T., Nelson K., Mahapatra P. C., Prabhu M., Ranjan M. Influence of magnesia on iron ore sinter properties and productivity //
Ironmaking & Steelmaking. 2013. Vol. 36, Iss. 7. P. 515–520.
21. Yadav U. S., Pandey B. D., Das B. K., Jena D. N. Influence of magnesia on sintering characteristics of iron ore // Ironmaking & Steelmaking. 2013. Vol. 29, Iss. 2. P. 91–95.
22. 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.
23. ГОСТ 151-77. Руды железные и марганцевые, агломераты и окатыши. Метод определения прочности во вращающемся барабане. Введ. 01.01.1978.
24. Базилевич С. В., Вегман Е. Ф. Агломерация. — М. : Металлургия, 1967. — 368 с.
25. Коротич В. И., Фролов Ю. А., Бездежский Г. Н. Агломерация рудных материалов : научн. изд. — Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2003. — 400 с.
26. Малышева Т. Я., Павлов Р. М. Влияние минералогического состава связок на прочностные свойства агломератов различной основности // Известия вузов. Черная металлургия. 2012. № 11. С. 6–10.
27. Li T., Sun C., Liu X., Song S., Wang Q. The effects of MgO and Al₂O₃ behaviours on softening-melting properties of high basicity sinter // Ironmaking & Steelmaking. 2018. Vol. 45, No. 8. P. 755–763. DOI: 10.1080/03019233.2017.1337263
28. Овчинникова Е. В., Горбунов В. Б., Шаповалов А. Н., Писарев С. А., Дуров Л. Н. Сравнительный анализ поведения магнийсодержащих материалов Южного Урала при температурах агломерационного процесса // Известия вузов. Черная металлургия. 2016. Т. 59, № 11. С. 814–820.
29. Овчинникова Е. В., Шаповалов А. Н., Горбунов В. Б. Особенности поведения MgO в процессе спекания агломератов с использованием бакальских сидеритов // Бюллетень «Черная металлургия». 2016. Вып. 11 (1403). С. 30–33.