Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современные технологии рециклинга дисперсных железосодержащих отходов 10
1.1 Железосодержащие отходы черной металлургии 10
1.2 Рециклинг дисперсных отходов в составе аглошихты и их влияние на показатели са и качество агломерата 15
1.3 Брикетирование - эффективный способ окускования железосодержащих отходов 21
1.4 Постановка задач исследований 31
Глава 2 Методика и аппаратура, используемые в работе 33
2.1 Технология производства брикетов в лабораторных условиях и в условиях промышленного производства 33
2.2 Методы лабораторных исследований металлургических свойств железосодержащих брикетов из техногенного и природного сырья 34
2.2.1 Определение восстановимости железосодержащих брикетов из природного и техногенного сырья (методика мисис) 34
2.2.2 Определение размягчаемости брикетов на цементной связке в восстановительной атмосфере (методика мисис) 36
2.2.3 Методика проведения лабораторных испытаний по восстановлению агломерата и брикетов на цементной связке на аппарате бургхардта 37
2.2.4 Высокотемпературные испытания поведения железорудных материалов в слое
Кокса 38
2.2.5 Метод определения прочности на сжатие брикетов на цементной связке в холодном состоянии по гост 10180-90 «бетоны. Метод определения прочности по контрольным образцам» 40
2.2.6 Определение прочности железорудных материалов во вращающемся барабане после низкотемпературного восстановления по стандарту iso 4696-1:1998 и iso 4696-2:1998 41
2.3 Методы минералогического исследования 43
2.3.1 Оптическая микроскопия 43
2.3.2 Термографический метод sta 44
2.3.3 Мессбауэровская спектроскопия fe57 в изучении фазового состава железорудного сырья 45
Глава 3 Исследование металлургических свойств брикетов на цементной связке 47
3.1 Оценка характеристик брикетов как сырья для доменных печей 47
3.1.1 Исследование прочностных характеристик брикетов на цементной связке в холодном состоянии 47
3.1.2 Поведение брикетов при нагреве в восстановительной атмосфере 51
3.2 Исследование металлургических свойств брикетов из окалины в
Лабораторных условиях 61
3.2.1 Определение восстановимости и размягчаемо emu брикетов из окалины и промывочного агломерата на установке лаборатории мисис 62
3.2.2 Поведение железорудных .материалов при высокотемпературном нагреве под нагрузкой и в слое кокса 66
3.2.3 Сравнение промывочных свойств высокозакисного агломерата и брикетов из окалины на цементной связке 74
3.3 Исследование металлургических свойств железоуглеродсодержащих брикетов в лабораторных условиях 75
Глава 4 Опытно- промышленные испытания применения брикетов на цементной связке 81
4.1 Результаты промышленных испытаний использования брикетов из окалины в качестве промывочного материала 81
4.2 Результаты промышленных плавок с применением углеродсодержащих брикетов из железорудного концентрата 86
Глава 5 Энергетическая оценка рециклинга железосодержащих отходов по различным технологиям 91
5.1 Оценка энергетических затрат утилизации конвертерных шламов 91
5.2 Оценка энергетических затрат рециклинга прокатной окалины 94
Выводы 97
Список литературы
- Рециклинг дисперсных отходов в составе аглошихты и их влияние на показатели са и качество агломерата
- Методы лабораторных исследований металлургических свойств железосодержащих брикетов из техногенного и природного сырья
- Исследование прочностных характеристик брикетов на цементной связке в холодном состоянии
- Результаты промышленных плавок с применением углеродсодержащих брикетов из железорудного концентрата
Введение к работе
Черная металлургия относится к тем отраслям промышленности, влияние которых на окружающую среду значительно, в том числе из-за огромного количества образующихся отходов. В целом на предприятиях отрасли образуются сотни миллионов тонн отходов, которые постоянно аккумулируются в отвалах и шламохранилищах. На сегодняшний день загрязнение окружающей среды на территории предприятий приняло угрожающие масштабы /1-5/. В то же время на металлургических предприятиях в условиях истощения природных ресурсов обострилась проблема снабжения железорудным сырьем и металлоломом. При этом большинство отходов являются ценным сырьем для металлургической промышленности и пригодны для их повторного использования. В связи с этим особо актуальной стала задача утилизации отходов в собственном производстве.
В качестве экономически эффективного и экологически безопасного способа утилизации предлагается использовать брикетирование, которое позволяет окусковывать как железо- , так и углеродсодержащие компоненты и флюсующие добавки с использованием минерального связующего — портландцемента.
В диссертационной работе рассмотрены два типа брикетов, различающихся ' по технологическому предназначению. К первому типу относятся «промывочные» брикеты, состоящие из окалины и портландцемента. Ко второму типу относятся самовосстанавливающиеся брикеты из различных дисперсных железосодержащих техногенных и природных материалов с углеродом.
Брикеты из окалины предлагается использовать в качестве альтернативы промывочному агломерату, обычно используемому для промывки горна доменных печей. Применение брикетов из окалины позволит отказаться от периодического производства высокозакисного агломерата, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях доменного процесса, а также на качестве обычного агломерата и чугуна в переходные периоды. Для оценки возможности эффективной замены промывочного агломерата брикетами из окалины была проведена серия лабораторных опытов по определению металлургических свойств брикетов из окалины в сравнении с промывочным агломератом. Были оценены такие металлургические свойства, как восстановимость, размягчаемость, холодная
и горячая прочность, поведение материалов при высокотемпературном нагреве под нагрузкой и в слое кокса. Для оценки эффективности применения промывочных брикетов из окалины проведены опытные плавки с их использованием на двух доменных печах объемом 2000 mj ОАО «НЛМК».
Подобному исследованию металлургических свойств в лабораторных условиях подвергли углеродсодержащие брикеты. Эффективность применения углеродсодержащих (коксорудных) брикетов в качестве кускового материала оценивали с использованием метода пофакторного анализа по результатам опытных плавок, проведенных ранее на доменной печи объемом 1000 м ОАО «НЛМК».
Также одной из целей диссертационной работы было исследование механизма взаимодействия компонентов шихты брикетов при их восстановлении и изучение причин сохранения высокой прочности брикетов на цементной связке при восстановительном нагреве. Для этого был проведен оптический анализ нескольких систем, позволяющих выявить закономерности течения процессов в брикетах.
На основании комплексного анализа результатов лабораторных опытов, а также опытно-промышленных плавок с применением промывочных брикетов даны рекомендации по расширению компонентного состава брикетов из окалины с целью повышения их промывочных свойств.
На основании анализа результатов лабораторных и промышленных опытов применения углеродсодержащих брикетов даны рекомендации по оптимизации шихтового состава брикетов в отношении количества углеродсодержащего компонента и портландцемента.
Расчетно-аналитическим путем установлено, что рециклинг дисперсных железосодержащих металлургических отходов путем изготовления из них брикетов и последующей проплавки брикетов в доменной печи является наименее энергоемким и наиболее экологичным.
Диссертационная работа изложена на 121 странице, в том числе 28 рисунков, 33 таблицы, 5 приложений, список литературных источников из 104 наименований.
Рециклинг дисперсных отходов в составе аглошихты и их влияние на показатели са и качество агломерата
Как было отмечено, на сегодняшний день большинство образующегося железосодержащего техногенного сырья в виде пыли, шламов и прокатной окалины утилизируется, главным образом, в составе агломерационной шихты. При этом на окускование этих отходов повторно затрачиваются дополнительные энергетические и материальные ресурсы. Ограниченные возможности рециклинга некоторых отходов приводит к постоянному увеличению техногенных месторождений на территории предприятий. В некоторых странах захоронение подобных отходов запрещено, а в других разрешается только после их нейтрализации, требующей значительных затрат /35/.
Прокатная окалина является одним из видов отходов, которые можно вернуть в производство с высокой эффективностью. Однако ее применение требует обязательного предварительного окускования, так как тонкодисперсная фракция окалины (до 20-25%) будет выноситься встречным потоком газа из доменной печи. Введение прокатной окалины в аглошихту является очень выгодной по ряду причин. Во-первых, прокатная окалина отличается высоким содержанием железа в своем составе; во-вторых, уменьшается расход топлива на агломерацию за счет выделения теплоты окисления вюстита и, в-третьих, наблюдается снижение выделений NOx и SOx, образующихся в ходе агломерации /22, 56/.
Весьма интересным является метод утилизации прокатной окалины, предложенной и опробованной на агломерационной фабрике завода Midzusimi фирмы «Kawasaki Steel», который заключался в проведении, так называемой, «бескоксовой агломерации», основанной на полной замене кокса прокатной окалиной. Исходя из состава окалины, коэффициент замены кокса принимали равным 1,3 кг/% прокатной окалины. При постепенном увеличении окалины в составе аглошихты (0-20%) наблюдалось постепенное снижение производительности аглоленты, однако за счет увеличения доли негашеной извести удавалось поддерживать производительность на необходимом уровне. При увеличении количества окалины от 20 до 30 % произошло существенное падение производительности, несмотря на увеличение в шихте содержания негашеной извести. В результате увеличения доли прокатной окалины в аглошихте наблюдалось увеличение содержания FeO в готовом агломерате. Изменения таких показателей качества агломерата, как показатель прочности при испытании на сбрасывание и показатель прочности в восстановительной среде не наблюдалось.
Хорошо известны промывочные свойства окалины, которые позволяют ее использовать для производства промывочного агломерата /57-58/. Влияние окалины на качество промывочного агломерата подробно изучено в работе /58/ и проявляется в основном через его структуру. Увеличение окалины в аглошихте уменьшает количество силикатной связки в агломерате. Для структуры высокозакисного агломерата из окалины характерно образование твердых растворов герценита FeAl204 в магнетите, которые не способствуют упрочнению агломерата, но при этом сильно снижают его восстановимость и, тем самым, усиливают его свойства как промывочного материала. Влияние окалины на выход годного агломерата неодинаково и зависит от расхода топлива. Использование окалины (взамен концентрата) увеличивает выход годного на стадии образования агломерата. Применение окалины для производства агломерата способствует увеличению выхода класса 5 мм, но при увеличении расхода топлива на агломерацию влияние окалины снижается.
Периодические перешихтовки при производстве промывочного агломерата приводят к снижению производительности аглофабрики в целом, вызывают серьезные возмущения в технологическом процессе, которые проявляются в колебаниях содержания железа в обычном агломерате, его окисленности, основности и прочности. Эти колебания неизбежно влияют на работу доменных печей и на стабильность состава и температуры выплавляемого чугуна.
Большие трудности утилизации традиционным способом в составе аглошихты вызывает замасленная прокатная окалина, которая требует предварительного ее обезвоживания и удаления или нейтрализации масел путем смешивания окалины с известью. Применяемые способы обезмасливания окалины являются энергозатратными и экологически небезопасными из-за выброса в атмосферу экотоксикантов. Рециклинг замасленной окалины в агломерационном процессе также сопровождается значительными выбросами сильнейших токсинов -диоксинов и фуранов, и требует применения на аглофабриках дорогостоящих систем газоочистки или специальных технологий, препятствующих образованию диоксинов при агломерации /26, 59/. Кроме того, масло окалины не полностью сгорает в зоне горения, что приводит к уменьшению срока службы эксгаустеров /32/. Однако, при всем прочем, в отечественной металлургии и за рубежом разработаны и применяются различные способы утилизации замасленной окалины: введение в аглошихту непосредственно или после смешивания окалины с негашеной известью, введение в коксовую шихту, очистка с термической или химической регенерацией масел, магнитная флотация, термическая переработка с получением конвертерного железофлюса или железококса для ферросплавного производства, вдувание в фурмы доменной печи и некоторые другие /29,32,60,61/.
Из всех металлургических отходов (кроме замасленной прокатной окалины) наибольшую проблему рециклинга создают Fe-Zn-содержащие дисперсные отходы в виде пыли и шламов. Использование таких отходов при производстве агломерата для обычной доменной плавки не находит широкого применения из-за присутствия в них цинка /62/, поступление которого с шихтой в количествах более 150-200 г/т чугуна при обычной технологии плавки негативно сказывается на работе доменной печи. Поэтому на сегодняшний день проблема рециклинга дисперсного железоцинксодержащего сырья не решена ни в ресурсном, ни в экологическом аспектах. Подобные отходы продолжают накапливаться в шламонакопителях, являясь при этом ценным металлургическим сырьем.
Однако в Германии существует и успешно применяется технология переработки железоцинксодержащих шламов и других отходов в составе аглошихты. На металлургическом заводе фирмы DK Recycling в Дуйсбурге две доменные печи (объемом 580 и 450 м3) работают на агломерате, спекаемом только из железоцинксодержащего техногенного сырья, поступающего с разных заводов. При этом цинковая нагрузка на печах при проплавке такого сырья составляет 30-45 кг/т чугуна /23/.
Методы лабораторных исследований металлургических свойств железосодержащих брикетов из техногенного и природного сырья
Восстановимость - величина, характеризующая способность железорудных материалов отдавать восстановительному газу кислород, соединенный с железом. Восстановимость является важным металлургическим свойством, в значительной мере определяющим удельный расход кокса в доменной плавке, влияя на соотношение степени косвенного и прямого восстановления. Восстановимость железорудного материала зависит от его структуры, удельной поверхности пор, фазового состава. В таблице 1 приведены сравнительные данные по восстановимости основных фаз.
Методика МИСиС /84/ по определению восстановимости заключается в непрерывном контроле изменения массы пробы в процессе восстановления водородом при температуре 800±10С. Отбор и подготовка проб агломерата осуществлялась в соответствии с ГОСТ 26136-84 /85/. Пробы брикетов представляли собой кусочки брикета шарообразной формы диаметром 30-35 мм.
Для количественной оценки интенсивности восстановительного процесса пользуются показателем «степень восстановления», который представляет собой отношение количества отнятого при восстановлении кислорода ко всему кислороду, связанному с оксидами железа. Количество кислорода, связанного с железом в образце, определяется по формуле (1): 0„6w=[0(Fe2+) + 0(Fe3+)] M , (1) где 0(Fe2+) и 0(Fe3+) - количество кислорода, связанного с двух- и трехвалентным железом в исходном образце, % Ообщ- количество кислорода, входящего в оксиды железа в исходном образце, г; М - масса образца, г Степень восстановления вычисляется как отношение убыли массы образца к общей массе кислорода, связанного с железом в исследуемом образце: RT= !.100% (2) О где ДМ - убыль массы образца, г; RI — степень восстановления, %. Для достоверности результатов для каждого образца проводят не менее двух опытов, если разница степени восстановления за 50 минут опыта RI(50) не превышает 5 %, то данные усредняются, если разница RI(50) 5 %, то проводят еще один опыт и усредняют данные. В настоящей работе для всех образцов, подвергаемых восстановлению (агломерат, брикеты) сравниваются средние степени восстановления за 50 минут опыта, далее RI.
Определение размягчаемости брикетов на цементной связке в восстановительной атмосфере (методика МИСиС)
Размягчение - процесс перехода от твердого состояния к пластичному, за которым следует плавление. Окускованный железорудный материал состоит из минералов, каждый из которых имеет свою температуру плавления, поэтому плавление материала происходит в интервале температур.
Температура начала размягчения железорудного материала и характер протекания этого процесса оказывают непосредственное влияние на шлакообразование в доменной печи. Зона шлакообразования характеризуется наибольшим удельным газодинамическим сопротивлением, что сильно ограничивает интенсивность доменной плавки. Поэтому, с точки зрения ровного хода печи, желательно использование железосодержащей шихты с коротким интервалом размягчения и высокой температурой начала размягчения /86, 87/. Размягчаемость железорудных материалов зависит, в первую очередь, от минералогического состава, в том числе от количества FeO в их составе.
Методика МИСиС /84/ для определения температурного интервала размягчения заключается в нагреве предварительно измельченной пробы испытуемого материала и определения температуры начала размягчения по началу погружения стального штока в пробу под действием внешней нагрузки, а также температурного интервала размягчения. Отбор и подготовка проб для исследований осуществляется по ГОСТ 26136-84 /85/. Пробу дробят и выделяют фракции 5...10 мм.
По результатам эксперимента строится кривая размягчения в координатах "степень усадки от начальной высоты - температура " или "высота слоя образца - температура" . Устанавливают температуры Тн и Тк. Определяют температурный интервал размягчения AT, как разность температур конца и начала размягчения: АТ = ТК-ТН (3) 2.2.3 Методика проведения лабораторных испытаний по восстановлению агломерата и брикетов на цементной связке на аппарате Бургхардта
Аппарат Бургхардта предназначен для определения склонности железорудных материалов к спекообразованию, оценки газопроницаемости слоя шихты и кинетики ее восстановления под нагрузкой.
Схематическое изображение аппарата Бургхардта показано на рисунке 3. В реакционной камере (1) размещается шток с грузом (2) с вмонтированной термопарой для измерения температуры. Реакционную камеру устанавливают в печи (4) и подвешивают к взвешивающему устройству (5). Прибор (6) служит для регистрации температуры. Приборы (7-9) управляют температурой по зонам печи. Газ-восстановитель из рампы подают через расходометры (10) в реакционную камеру, а продукты реакции через вентилятор сбрасывают на свечу.
Исследование прочностных характеристик брикетов на цементной связке в холодном состоянии
Не менее важным свойством шихтовых материалов, применяемых в доменной печи, является сохранение их прочности при нагреве. Процессы, протекающие в брикетах при их нагреве в восстановительной атмосфере, недостаточно изучены. Имеющиеся объяснения высокой горячей прочности брикетов из металлоотсевов /79/ не могут быть отнесены к брикетам из оксидных материалов различного генезиса.
С целью определения механизма сохранения прочности брикетов из оксидных железосодержащих материалов при их нагреве в восстановительных условиях и изучения физико-химических превращений, происходящих с компонентами брикета в рабочем пространстве доменной печи были изготовлены лабораторные брикеты (размером 70x70x70 мм) четырех компонентных составов (таблицы 3, 4). В качестве связки использовали портландцемент марки М500 (таблица 2).
Брикет №4 был сделан в качестве реперного образца, позволяющего оценить в сравнении с ним результаты физико-химического взаимодействия компонентов цементного камня с оксидами окалины (брикет №1), железорудного концентрата Стойленского ГОКа (брикет №2) и конвертерного шлама (брикет №3). При изготовлении брикета № 4 предполагали, что во время его нагрева не должно происходить физико-химических реакций между компонентами цементного камня и кварцевым песком.
Все брикеты были подвергнуты нагреву до Т=1150 С со скоростью 500 С/час в трубчатой печи (внутренний диаметр - 100 мм) в токе водорода с расходом 200 л/час и последующему охлаждению до комнатной температуры путем продувки печи азотом.
Для оценки процессов упрочнения и восстановления, происходящих в брикетах различного компонентного состава при их нагреве в восстановительных условиях, был необходим предварительный анализ фазовых превращений, имеющих место в цементном камне при его нагреве.
Процесс дегидратации цементного камня сопровождается перестройкой (разрушением) кристаллических решеток гидратов с образованием акгивных свободных оксидов кальция и кремния. По результатам STA1 (рисунок 8) при нагревании цементного камня вода удаляется в двух температурных интервалах, причем большая ее часть теряется при низких температурах. Удаление гигроскопической влаги (8,95% масс.) из цементного камня происходит в интервале температур до 320 С с термическим максимумом в точке, соответствующей температуре «120 С . Удаление этой воды не приводит к перестройке кристаллической решетки новообразований в цементном камне. Процесс удаления гидратной влаги начинается при более высокой температуре. Эндотермический пик па кривой нагревания при Т=498 С и резкая потеря массы при этой температуре свидетельствуют об активном распаде гидросиликатов. Процесс удаления химически связанной воды из цементного камня, сопровождающийся уменьшением массы исследуемого образца, наблюдается до Т= 700- 750 С. При отсутствии химического механизма упрочнения брикета при его нагреве в восстановительной атмосфере происходит потеря прочности брикета в результате разрушения кристаллических решеток гидросиликатов кальция в процессе дегидратации цементного камня. Это явление имело место, в частности, в брикете №4, который после термообработки практически полностью рассыпался при незначительном механическом воздействии (50-100 г). Оптический анализ образца брикета №4 после его термообработки выявил лишь следы незначительного взаимодействия между зернами песка и компонентами цементного камня, не повлиявшего на прочность брикета. Брикеты из железосодержащих материалов в результате термообработки в восстановительной атмосфере значительно упрочнились за счет формирования плотной микроструктуры из вюстита и железистых оливинов, образовавшейся в результате процессов спекания дисперсных частиц компонентов брикета, реакций восстановления оксидов железа и твердофазных реакций между вюстигом, оксидами пустой породы железосодержащих компонентов и оксидами цементного камня. Кроме того, в поверхностном слое этих брикетов образовался своеобразный металлический каркас, толщина которого (от 3-5 до 10-15 мм) определялась крупностью частиц и восстановимостью железосодержащего материала и исходной (после изготовления) плотностью брикета.
В брикетах из окалины и железорудного концентрата (№№1-2) после восстановления оптически наблюдается зональная микроструктура. Эгот факт обусловлен достаточно высокой плотностью (после изготовления) брикетов, их значительными размерами и отсутствием твердого восстановителя в их составе.
В брикеге №2 из железорудного концентрата четко диагностируется прохождение процесса восстановления магнетита до вюстита во всем объеме брикета. На поверхности образца в слое толщиной 3-5 мм происходит практически полное восстановление вюстита до металлического железа, частицы которого сохраняют форму вюсштных зерен {рисунок 11). Металлическое железо по границам зерен вюстита присутствует в теле брикета на расстоянии 20-25 мм от поверхности {рисунок 12). В центральной части брикета металлическое железо отсутствует и вся железосодержащая фаза представлена вюс гитом и железистыми оливинами {рисунок 13).
В зависимости от температурно-временных условий термообработки в различных участках брикета железосиликатная фаза была либо в пластичном состоянии (в поверхностных слоях), либо в виде расплава, заполняющего пространство между зернами рудных составляющих в виде стеклофазы (в срединной части брикета) {рисунки 11-13).
Результаты промышленных плавок с применением углеродсодержащих брикетов из железорудного концентрата
Изменения степени прямого восстановления во время проплавки промывочных материалов свидетельствуют о наличии стабильного промывочного эффекта во всех случаях применения промывочного агломерата и брикетов, но промывочный агломерат оказывал более сильное влияние на степень прямого восстановления в большинстве случаев.
Также во всех случаях применения промывочных материалов наблюдалось однозначное изменение расчетного показателя DMI, свидетельствующее об улучшении состояния дренажной способности коксовой насадки. По этому критерию эффект от применения брикетов также сопоставим с эффектом от промывочного агломерата, хотя в двух случаях он существенно ниже.
Комплексная оценка по сумме расчетных критериев показывает, что применение обоих видов промывочных материалов приводит к стабильной промывке коксовой насадки. Однако промывочный эффект от применения брикетов из окалины несколько ниже, чем при использовании агломерата. В значительной мере это объясняется тем, что абсолютное количество загруженного промывочного агломерата в рассмотренные периоды более чем в 2 раза превышало количество загруженных брикетов, что не могло не сказаться на качестве промывки коксовой насадки. К тому же по результатам лабораторных опытов выявлена причина несколько сниженной эффективности промывки горна брикетами из окалины на цементной связке и предложено использовать в шихте для производства промывочных брикетов дисперсные добавки кремнеземистых и магнезиальных материалов.
Брикеты на цементной связке можно применять не только для промывки горна доменных печей, но и в качестве полноценного окускованного углеродсодержащего компонента доменной шихты. Опытные плавки с использованием коксорудных брикетов были проведены в ОАО «НЛМК»!на печи объемом 1000 м3 в 2004 году до выполнения комплексного исследования металлургических свойств брикетов. В связи с этим промышленные брикеты из магнетитового концентрата (65%) были изготовлены с завышенным содержанием коксовой мелочи (20 %) и портландцемента М500 (15 %) {таблица 27). Проплавка брикетов осуществлялась в несколько этапов, различавшихся расходом брикетов (122, 198, 303 кг/т чугуна). Всего было проплавлено 2475 т коксорудных брикетов.
Приведенные к условиям базового периода (объединенный период работы печи до и после проведения опытных плавок) с помощью коэффициентов пофакторного анализа (включая содержание железа в шихте) производительность и расход кокса {таблица 28) существенно снизились.
Компонентный состав доменной шихты при проплавке брикетов существенно отличался от состава шихты в базовом периоде, кроме того, он значительно изменялся с увеличением расхода брикетов. В первую очередь это касается окатышей, доля которых в шихте в базовом периоде составляла 23 %, а при проплаве брикетов она уменьшалась до 12,7 %, 11,8% и 4,3 %. Заметно колебалась и доля агломерата в шихте:76,9 %, 80%, 76,3%, 78,4%, соответственно. Отсутствие на печи отсева мелочи загружаемых шихтовых материалов приводило к значительным изменениям прихода мелочи в печь. Однозначно оценить влияние изменения структуры доменной шихты на газодинамику сухой части столба шихты, зоны когезии и зоны капельного .орошения при проплавке коксорудных брикетов затруднительно в связи с отсутствием необходимой для такой оценки информации. В то же время, увеличение доли брикетов в шихте оказывало разрыхляющее действие на структуру столба шихты во всем его объеме вплоть до зоны когезии. Этим, вероятно, можно объяснить незначительное увеличение приведенной производительности печи с ростом доли брикетов в шихте. Что касается общего негативного влияния расхода брикетов на производительность печи, то оно вызвано образованием из пустой породы брикетов тугоплавкого шлака повышенной основности, что приводило к увеличению вязкости всего первичного шлака. Кроме того, избыточная коксовая мелочь брикетов, не израсходованная на восстановление оксидов железа в них, также оказывала негативное влияние на вязкость первичных шлаков.
Эффективность использования коксовой мелочи, содержащейся в брикетах, уменьшалась пропорционально их количеству, что связано, в первую очередь, с завышенным содержанием углерода в брикетах по сравнению со стехиометрически необходимым для восстановления оксидов железа брикета. Коксовая мелочь, не израсходованная на восстановление железа в самом брикете и из первичных шлаков, оставалась в коксовой насадке, снижая ее дренажную способность. Количество этой коксовой мелочи из брикетов по мере увеличения их расхода увеличивалось и накапливалось в печи, оставаясь в коксовой насадке (рисунок 27). Этому способствовало и то, что количество железистых первичных шлаков, образующихся из агломерата и окатышей, при этом уменьшалось, пропорционально чему уменьшалось количество углерода, требуемое на прямое восстановление железа из этих шлаков {рисунок 28).
![Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья [Электронный ресурс]](/i/i/4263/169004.png "Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья [Электронный ресурс] Рябчиков Михаил Юрьевич")
