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

А. С. Харченко, заведующий кафедрой металлургии и химических технологий (МиХТ), докт. техн. наук, доцент, эл. почта: as.mgtu@mail.ru
С. В. Юдина, аспирант кафедры МиХТ, эл. почта: yudinasv1478@mail.ru
С. К. Сибагатуллин, профессор кафедры МиХТ, докт. техн. наук, эл. почта: 10tks@mail.ru

ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Магнитогорск, Россия

А. В. Павлов, начальник доменного цеха, канд. техн. наук

Исследована работа доменной печи ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», оснащенной конусным загрузочным устройством, при изменении эквивалентной по поверхности крупности кокса. Повышение крупности кокса обеспечили за счет увеличения содержания классов 60–80 и +80 мм. В базовых периодах эквивалентная по поверхности крупность кокса составляла в среднем 53,0 мм, в опытных — 54,7 мм. Повышение эквивалентной крупности кокса обеспечивали в условиях постоянства режимов загрузки. Анализ результатов исследования показал, что увеличение эквивалентной по поверхности крупности кокса, кроме роста его показателей холодной и горячей прочности, сопровождалось: улучшением дренажной способности кокса в горне печи по показателю DMI (увеличился в среднем от 163 до 165,5) и растворимости углерода в чугуне (уменьшилась в среднем от 97,5 до 97,4 %); самопроизвольным перераспределением кокса по радиусу колошника — отношение содержаний CO2 в центральной части печи к зоне рудного гребня уменьшилось на 21,9 % при увеличении отношения содержаний CO₂ в периферийной зоне печи к осевой на 7,0 %. В результате каждый 1 % (отн.) роста эквивалентной по поверхности крупности кокса в интервале от 53,0 до 54,7 мм сопровождался уменьшением удельного расхода кокса в среднем на 0,13 % и снижением производительности печи на 0,59 %. Для повышения положительного влияния крупности кокса на результаты доменной плавки целесообразно одновременно использовать сопутствующие мероприятия, направленные на реализацию преимуществ роста его газопроницаемости, в качестве одного из которых может быть увеличение загруженности периферийной зоны железорудным сырьем.

Статья подготовлена при поддержке гранта Президента Российской Федерации № МД-1064.2022.4.

1. Мучник Д. А., Трикило А. И., Лялюк В. П., Кассим Д. А. Оценка качества кокса как компонента технологии доменной плавки // Кокс и химия. 2018. № 1. С. 15–21.
2. Gu K., Wu Sh., Kou M., Zhou H. et al. Influence of coke quality on main technical indexes of blast furnace // TMS 2018: 9^th International Symposium on High-Temperature Metallurgical Processing. The Minerals, Metals & Materials Series. 2018. P. 745–752.
3. Шмеле П., Петерс М. Качество кокса и производительность доменной печи // Черные металлы. 2013. № 11 (983). С. 48–57.
4. Kurunov I. F., Emel'yanov V. L., Titov V. N., Kakunin V. V. Effect of coke quality on blast-furnace performance indices // Metallurgist. 2007. Vol. 51, Iss. 11-12. P. 644–648.
5. Bahgat M., Abdel Halim K. S., El-Kelesh H. A., Nasr M. I. Blast furnace operating conditions manipulation for reducing coke consumptionand CO₂ emission // Steel Research International  2012. Vol. 83, Iss. 7. P. 686–694.
6. Huatao Z., Minghua Z., Ping D. et al. Uneven distribution of burden materials at blast furnace top in bell-less top with parallel bunkers // ISIJ International. 2012. Vol. 52, Iss. 12. P. 2177–2185.
7. Мучник Д. А., Трикило А. И., Лялюк В. П. и др. Влияние качества кокса на эффективность доменной плавки в печах разного объема // Кокс и химия. 2018. № 7. С. 23–29.
8. Беркутов Н. К., Степанов Ю. В., Попова Н. К. и др. О взаимосвязи качества кокса с основными технологическими показателями доменной плавки // Сталь. 2007. № 5. С. 10–13.
9. Дмитриев А. Н. Формирование качества кокса за счет изменения состава угольной шихты для коксования, влияние качества кокса на его расход в доменной плавке и производительность // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 4 (1420). С. 40–45.

10. Филатов С. В., Курунов И. Ф., Титов В. Н., Логинов А. М. Анализ влияния горячей прочности кокса (CSR) на показатели работы доменных печей // Сталь. 2014. № 10. С. 10–14.
11. Сибагатуллин С. К., Харченко А. С. Использование коксового орешка на доменных печах. — Магнитогорск : Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, 2014. — 162 с.
12. Кузин А. В., Хлапонин Н. С. Опыт подготовки кокса к доменной плавке. Часть 1 // Металлург. 2019. № 1. С. 10–16.
13. Кузин А. В., Хлапонин Н. С. Опыт подготовки кокса к доменной плавке. Часть 2 // Металлург. 2019. № 2. С. 12–18.
14. Кузин А. В. Использование коксового орешка в доменной печи // Металлург. 2023. № 1. С. 21–25.
15. Sibagatullin S. K., Kharchenko A. S., Logachev G. N. The rational mode of nut coke charging into the blast furnace by compact trough-type charging device // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. Vol. 86, Iss. 1–4. P. 531–537.
16. Минин С. И., Миронов К. В., Кошкаров Д. А. и др. Учет влияния грануло-метрического состава кокса на его металлургическую ценность // Кокс и химия. 2022. № 9. С. 10–14.
17. Сибагатуллин С. К., Харченко А. С., Чевычелов А. В. и др. Влияние коксового орешка на фильтрацию жидких продуктов плавки в горне доменной печи // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2010. № 4 (32). С. 28–30.
18. Виноградов Е. Н., Калько А. А., Карунова Е. В. и др. Характеристики кокса, загружаемого в доменные печи ПАО «Северсталь», и особенности его поведения в процессе выплавки чугуна // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2015. № 7 (1387). С. 40–45.
19. Park T. Ju., Ko K. H., Lee J. H. et al. Coke size degradation and its reactivity across the tuyere regions in a large-scale blast furnace of hyundai steel // Metallurgical and Materials Transactions B: Process Metallurgy and Materials Processing Science. 2020. Vol. 51, Iss. 3. P. 1282–1288.
20. Сибагатуллин С. К., Харченко А. С., Полинов А. А. и др. Результаты совместного использования в доменной печи коксового орешка с одновременным улучшением качества скипового кокса // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2010. № 2 (30). С. 24–27.
21. Сибагатуллин С. К., Харченко А. С. Металлургические свойства железорудного сырья : учебное пособие. — Магнитогорск : Изд-во МГТУ им. Г. И. Носова, 2018. — 150 с.
22. Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н., Юсфин Ю. С. и др. Металлургия чугуна. — М. : Академия, 2004. — 774 c.