17 Dec. 2020 (Thursday 19:25)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2020 № 12

УДК 669.1

ВКЛАД УРАЛЬСКОГО ИНСТИТУТФА МЕТАЛЛОВ В РАЗВИТИЕ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. ИТОГИ90-ЛЕТНЕЙНАУЧНОЙИПРАКТИЧЕСКОЙДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Л. А. СМИРНОВ, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, председатель совета директоров, научный руководитель; А. Ю. ЕРЦЕВ, генеральный директор (АО «Уральский институт металлов», Россия, г. Екатеринбург;)

 

THE CONTRIBUTION OF URAL INSTITUTE OF METALS TO DEVELOPMENT OF FERROUS METALLURGY. RESULTS OF 90 YEARS SCIENTIFIC AND PRACTICAL ACTIVITY

L. A. SMIRNOV, HD (Tech.), Prof., Academician of RAN, Chairman of directors body, Scientific adviser; A. YU. ERСEV, General Director (JSC “Ural Institute of Metals”, Russia, Ekaterinburg )


УДК 622.807:621.928.8

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ЦИКЛОННЫХ АППАРАТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫИПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ ПРИ ЕЕ ПЕРЕРАБОТКЕ

Т.А.ОЛЕЙНИК1, д-р техн. наук, заведующий кафедрой обогащения полезных ископаемых;В. И. МУЛЯВКО1, д-р техн. наук, профессор кафедры физики; В. И. ЛЯШЕНКО2, канд. техн. наук, начальник научно-исследовательского отдела,vilyashenko2017@gmail.com( 1 Криворожский национальный университет, Украина, г. Кривой Рог; 2Украинский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт промышленной технологии, Украина, г.Желтые Воды)

Аннотация. Среднее содержание железа в промышленных рудах год от года снижается. Для их использования в процессах агломерации и окомкования необходимо обогащение, сопровождаемое обильным выделением пыли. Значительное количество железа при существующих технологиях магнитного обогащения теряется в хвостах. Поэтому разработка и внедрение циклонных аппаратов нового поколения для повышения эффективности обогащения железной рудыипылеулавливания при ее переработке является актуальной научной, практической и социальной задачей.Приведенырезультаты внедрения циклонных аппаратов нового поколения для обогащения железной рудыипылеулавливания при ее переработке на горно-обогатительных фабриках Кривбасса, Украина. Установлено, что сухая магнитная сепарация мелкодробленой руды позволяет выделить магнитный продукт с содержанием железа 64-65 %. Выход составляет до 45 %, извлечение в магнитный продукт железа ? 73-75 % при двухступенчатых схемах. Степень улавливания пыли циклонным аппаратом нового поколения (экспоненциально зависящая от скорости очищаемого потока, числа и размеров коаксиальных обечаек, а также диаметра частичек пыли) по сравнению с ранее используемым циклоном того же размера и производительности больше в 1,23 раза. Подвижное магнитное поле в рекомендованных циклонных аппаратах позволяет улавливать магнитную пыль с эффективностью до 95 %, причем одновременно происходит ее сепарация на магнитную составляющую (с содержанием железа до 65 %) и немагнитную (до 12 % Fe) при исходном содержании общего железа до 33 %.

Ключевые слова: технологии,технические средства, обогащение, железныеруды, пылеулавливание,эффективность,экологическая безопасность.

Ссылка для цитирования:Олейник Т.А., Мулявко В.И., Ляшенко В.И. Разработка и внедрение циклонных аппаратов нового поколения для повышения эффективности обогащения железной руды и пылеулавливания при ее переработке // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 12. С. 1209-1218.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1209-1218

 

 

DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF NEW GENERATION CYCLONE FACILITIES TO IMPROVE EFFICIENCY OF IRON ORE BENEFICIATION AND DUST COLLECTION DURING ITS PROCESSING

T. A. OLEINIK1, HD (Tech.), Head of Dpt. “Minerals beneficiation”; V. I. MULYAVKO1, HD (Tech.), Prof., Dpt. of physics; V. I. LYASHENKO2, PhD (Tech.), Head of R&D Dpt., vilyashenko2017@gmail.com ( 1 KrivoyRogNationalUniversity, Ukraine, KrivoyRog; 2UkrainianR&D, DesigningandSurveyInstituteofIndustrial Technology, Ukraine, Zheltye Vody)

Abstract.Average iron content in industrial ores decreases from year to year. To use them in the processes of agglomeration and pelletizing, enrichment is necessary, accompanied by abundant emission of dust. A significant amount of iron is lost in tailings at existing magnetic enrichment technologies. Therefore, the development and implementation of new generation cyclone facilities to increase the efficiency of iron ore beneficiation and dust collection during its processing is an urgent scientific, practical and social task. The results of the of new generation cyclone facilities implementation for enrichment of iron ore and dust collection during its processing at the mining and processing factories of Kryvbas (Ukraine) are presented. It has been established that dry magnetic separation of finely crushed ore makes it possible to isolate a magnetic product with an iron content of 64-65%. The yield is up to 45%, the extraction of iron into the magnetic product is 73-75% in two-stage schemes. The degree of dust collection by the new generation cyclone facility is exponentially dependent on the speed of the cleaned flow, number and size of coaxial shells, as well as the diameter of dust particles) and is 1.23 times higher comparing with the previously used cyclone of the same size and capacity. The mobile magnetic field in the recommended cyclone allows to capture magnetic dust with an efficiency of up to 95%, and at the same time the dust is separated into a magnetic component (with an iron content of up to 65%) and a non-magnetic component (up to 12% of Fe) with an initial total iron content of up to 33%.

Key words:technologies, technical means, beneficiation, iron ores, dust collection, efficiency, environmental safety.

For citation:Oleinik T.A., Mulyavko V.I., Lyashenko V.I. Development and implementation of new generation cyclone facilities to improve efficiency of iron ore beneficiation and dust collection during its processing. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp. 1209-1218. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1209-1218


УДК 669.162.263

ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ВЫСОКОТИТАНИСТЫХ РУД

А. Н. ДМИТРИЕВ, д-р техн. наук, действительный член Российской академии естественных наук, действительный член Академии инженерных наук Российской Федерации, главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов, andrey.dmitriev@mail.ru; Г. Ю. ВИТЬКИНА, канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов; Р. В. АЛЕКТОРОВ, младший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов (Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Перспективы развития минерально-сырьевой базы черной металлургии Урала в значительной мере связаны с освоением месторождений титаномагнетитовых руд, запасы которых составляют около 77 % железных руд Урала. Показано, что решающее значение для выбора технологии переработки титаномагнетитов с извлечением из них железа, ванадия и других полезных компонентов имеет содержание в них диоксида титана, а также вредных примесей. Рассмотрены технологические схемы обогащения титаномагнетитов и промышленные методы переработки титаномагнетитовых концентратов. Приведены примеры переработки титаномагнетитов по коксодоменной и бескоксовой схемам. Отмечены трудности доменной плавки титансодержащих руд, связанные с образованием тугоплавких соединений в виде карбонитридов при восстановлении титана и неплавких масс в горне доменной печи. Показано, что усиление выделения карбидов обусловлено резким увеличением интенсивности восстановления титана при повышении температуры продуктов плавки и требует ведения доменной плавки на минимально допустимом температурном режиме. Приведены технологические решения, которые необходимо реализовать в доменном переделе для переработки железорудного сырья с повышенным содержанием титана, включающие увеличение основности шлаков с 1,2 до 1,25-1,30, повышение давления на колошнике печи с 1,8 до 2,2 ати, снижение содержания кремния в чугунах с 0,1 до 0,05 %, использование марганецсодержащих добавок. Отмечено, что теоретически доменная плавка титаномагнетитов возможна при содержании диоксида титана в шлаке до 40 % при использовании вышеуказанных технологических решений, содержании кремния в чугуне до 0,01 % и очень стабильном тепловом состоянии доменной печи. Отмечена актуальность увеличения производства титана и его пигментного диоксида. Рассмотрены возможности освоения Медведевского и Копанского месторождений высокотитанистых руд Челябинской области с извлечением не только железа и ванадия, но и титана.

Ключевые слова:минерально-сырьевая база Урала, титаномагнетитовые руды, высокотитанистые руды, диоксид титана, пирометаллургическая переработка титаномагнетитов, карбонитриды титана, пигментный диоксид титана.

Ссылка для цитирования:Дмитриев А.Н., Витькина Г.Ю., Алекторов Р.В. Пирометаллургическая переработка высокотитанистых руд // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 12. С. 1219-1229.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1219-1229

 

PYROMETALLURGICAL PROCESSING OF HIGH-TITANIFEROUS ORES

A. N. DMITRIEV, HD (Tech.), actual member of Russian Academy of Natural Sciences, actual member of Academy of Еngineering Sciences of Russian Federation, principal researcher, Lab. of pyrometallurgy of ferrous metals, andrey.dmitriev@mail.ru; G. YU. VIT’KINA, PhD (Tech.), Sen. Researcher, Lab. of pyrometallurgy of ferrous metals; R. V. ALEKTOROV, Jun. Researcher, Lab. of pyrometallurgy of ferrous metals (Institute of Metallurgy, Ural branch of Russian Academy of Sciences, Russia, Ekaterinburg)

Abstract.The future development of Ural mineral and raw materials base of steel industry is considerably stipulated by the development of deposits of titanium-magnetite ores, the reserves of which are accounted for near 77% of iron ores of Urals. It was shown, that the content of titanium dioxide as well as harmful impurities in the titanium-magnetite have the decisive meaning for selection of processing technology of them for extraction out of them vanadium and other useful components. Technological schemes of the titanium-magnetite enrichment and industrial methods of titanium-magnetite concentrates processing considered. Examples of titanium-magnetite processing by coke-BF and coke-less schemes given. The problems of blast furnace melting of titanium-magnetite ores highlighted. Main problems relate to formation of refractory compounds in a form of carbo-nitrides during reduction of titanium and infusible masses in blast furnace hearth. It was shown, that intensification if carbides precipitation is stipulated by increase of intensity of titanium reduction at increased temperatures of a heat products and requires the BF heat to be run at minimal acceptable temperature mode. Technological solutions, necessary to implement in blast furnace for iron ore raw materials with increased content of titanium processing were presented, including increase of basicity of slag from 1.2 to 1.25-1.30, increase of pressure at the blast furnace top from 1.8 to 2.2 atm, decrease of silicon content in hot metal from 0.1 to 0.05%, application of manganese-containing additives. It was noted, that theoretically the blast furnace melting of titanium-magnetite is possible at titanium dioxide content in slag up to 40% when application of the abovementioned technological solutions, silicon content in hot metal to 0.01% and very stable heat conditions of a blast furnace. The actuality of titanium and its pigmental dioxide production increase was noted. Possibilities of development of Medvedevskoje and Kopanskoje deposits of high-titaniferous ores in Chelyabinsk region with extraction not only iron and vanadium but also titanium considered.

Key words:mineral and raw materials base of Ural, titanium-magnetite ores, high-titaniferous ores, titanium dioxide, pyrometallurgical processing of titanium-magnetite, carbo-nitrides of titanium, pigmental titanium dioxide.

For citation:Dmitriev A.N., Vit’kina G.Yu., Alektorov R.V. Pyrometallurgical processing of high-titaniferous ores. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp. 1219-1229. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1219-1229


УДК 669.18.046.518:621.746.5.047

ОБЗОР ОТЕЧЕСТВЕННОГО И МИРОВОГО ОПЫТА ОБРАБОТКИ СТАЛИ В ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОВШАХ МНЛЗ

А. В. ПРОТАСОВ1, канд. техн. наук, начальник отдела аналитики, издательской деятельности и защиты интеллектуальной собственности, avprotasov@yandex.ru;Б. А. СИВАК1, канд. техн. наук, профессор, первый заместитель генерального директора; Л. А. СМИРНОВ2, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, председатель совета директоров, научный руководитель ( 1 АО АХК “ВНИИМЕТМАШ”, Россия, г. Москва; 2 АО «Уральский институт металлов», Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. В современных сталеплавильных агрегатах выплавляют, как правило, полупродукт, который в дальнейшем подвергается различным процессам внепечного рафинирования в сталеплавильном ковше. В последнее время в отечественной и мировой практикеполучила распространение дополнительная обработка металла в промежуточном ковше МНЛЗ. Отмечена тенденция превращения промежуточного ковша в многофункциональный металлургический реактор, поскольку в него переносится все большее количество технологических операций, включая легирование, перемешивание, различные виды нагрева, модифицирование и удаление неметаллических включений.Представлены примеры комплексного использования промежуточного ковша блюмовой МНЛЗ на некоторых японских заводах фирмы KobeSteelв г. Какогава, Япония, в котором для более эффективного удаления неметаллических включений металл фильтруется, проходя через отверстия в двух перегородках. Рассмотрены новые варианты продувки металла в промежуточном ковше инертным газом, разработанные отечественными специалистами, в том числе технология продувки металла инертным газом и устройство для подачи инертного газа в жидкий металл через стопор промежуточного ковша. Подача инертного газа через стопор повышает эффективность дегазации и удаления неметаллических включений и увеличивает срок службы погружных стаканов, что особенно важно при разливке сталей с высоким содержанием алюминия. Приведены примеры решений по обработке металла в промежуточном ковше порошковой и алюминиевой проволокой. Рассмотрены схемы ввода порошковой проволоки в промежуточный ковш и обработки ей жидкой стали в кристаллизаторе МНЛЗ. Значительное внимание уделено проблеме регулирования температуры металла в промежуточном ковше, включая электродуговой, индукционныйи плазменный нагрев. Приведен перечень отечественных и зарубежных предприятий, внедривших установки плазменного подогрева стали в промежуточном ковше МНЛЗ. Отмечено, что при возникновении непредвиденных проблем при разливке может применяться химический нагрев стали в промежуточном ковше.

Ключевые слова:внепечная обработка стали, рафинирование в промежуточных ковшах МНЛЗ, удаление неметаллических включений, продувка инертным газом, порошковая проволока, защита разливаемого металла, электродуговой, индукционныйи плазменный нагрев.

Ссылка для цитирования:Протасов А.В., Сивак Б.А., Смирнов Л.А. Обзор отечественного и мирового опыта обработки стали в промежуточных ковшах МНЛЗ // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 12. С. 1230-1242.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1230-1242

 

A REVIEW OF DOMESTIC AND FOREIGN EXPERIENCE OF STEEL TREATMENT IN CCM TUNDISHES

A. V. PROTASOV1, PhD (Tech.), Head of Dpt. of analytics, publishing and intellectual property protection, avprotasov@yandex.ru; B. A. SIVAK1, PhD (Tech.), Prof., First deputy of General Director; L. A. SMIRNOV2, HD (Tech.), Prof., Academician of RAN, Chairman of directors body, Scientific adviser ( 1 JSC AKhK “VNIIMETMASH”, Russia, Moscow; 2 JSC “Ural Institute of Metals”,  Russia, Ekaterinburg)

Abstract.The modern steelmaking facilities melt as a rule a semi product, which is further subjected to various processes of refining in steel ladle. Recently an additional treatment of the metal in CCM tundish became widespread in the domestic and foreign practice. A tendency of transforming tundish into a multifunctional metallurgical reactor was noted, since more and more technological operations are transferred in it, including alloying, stirring, various methods of heating, modifying and removal of nonmetallic inclusions. Examples of comprehensive utilization of a bloom CCM tundish at some Japanese plants of Kobe Steel in Kakagava presnted, at which the metal is filtered when going through holes in the two partitions thus effectively removing nonmetallic inclusions. New variants of metal blowing off in the tundish by inert gas developed by domestic specialists considered, including a technology for metal blowing off by an inert gas and a facility for the inert gas supply through the stopper of the tundish. Supply of inert gas through the stopper results in efficiency increasing of degassing and nonmetallic inclusions removal as well as submerged nuzzles service time increase, which is particularly important at casting of steels with high content of aluminum. Examples of solutions of metal treatment in tundish by cored and aluminum wire given. Schemes of cored wire introduction into tundish and liquid steel treatment in a CCM mold considered. Considerable attention was given to the problem of metal temperature control in tundish, including by an electric arc, induction and plasma heating. List of domestic and foreign plants presented, implemented facilities of steel plasma heating in the CCM tundish. It was noted, that steel chemical heating in tundish can be applied at unforeseen problems arising at casting.

Key words:steel ladle treatment, steel refining in CCM tundish, nonmetallic inclusions removal, blowing off ny inert gas, cored wire, metal protection at casting, electric arc, induction and plasma heating.

For citation:Protasov A.V., Sivak B.A., Smirnov L.A. A review of domestic and foreign experience of steel treatment in CCM tundishes. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp. 1230-1242. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1230-1242


УДК 669.046.514

ОБЗОР СПОСОБОВ УДАЛЕНИЯ ШЛАКА С ПОВЕРХНОСТИ РАСПЛАВА В ЧУГУНОВОЗНЫХ И СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫХ КОВШАХ

Б. А. СИВАК1, канд. техн. наук, профессор, первый заместитель генерального директора; А. В. ПРОТАСОВ1, канд. техн. наук, начальник отдела аналитики, издательской деятельности и защиты интеллектуальной собственности, avprotasov@yandex.ru; Л. А. СМИРНОВ2, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, председатель совета директоров, научный руководитель ( 1 АО АХК “ВНИИМЕТМАШ”, Россия, г. Москва; 2 АО «Уральский институт металлов», Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Необходимым условием обеспечения глубокой десульфурации и дефосфорации чугуна и стали в процессе их обработки является удаление шлака с поверхности расплава в чугуновозных и сталеразливочных ковшах. Представлен обзорметодов скачивания шлака, большинство из которых основано на механическом сгребании шлака и его удалении из ковшей путем вакуумного всасывания. Показано, что конструкция манипуляторов для перемещения рабочего органа для скачивания шлака определяется масштабами производства, массой обрабатываемых плавок, количеством и свойствами удаляемого шлака, интенсивностью производственного процесса, экологическими требованиями. Приведены особенности конструкции и технические параметры машин для скачивания шлака, разработанных Иркутским заводом тяжелого машиностроения, заводом имени             М.И. Платова, ВНИИМЕТМАШем, Кузнецким и Новолипецким металлургическими комбинатами. Рассмотрены технологические приемы регулирования состава и физических свойств шлака, прежде всего вязкости и жидкотекучести, которые оказывают существенное влияние на выбор способа удаления шлака. Отмечены достоинства и недостатки мер, направленных наболее полное удаление шлака с поверхности металла с помощью скребка, включая продувку ванны инертным газом, слив шлака в жидком виде в промежуточную отстойную емкость с последующим его удалением в шлаковую чашу. При достаточной жидкотекучести шлака возможно удаление его при помощи вакуумного всасывания, которое попутно способствует дегазации расплава. Отмечены работы в данном направлении в зарубежных странах. Описаны способы вакуумного удаления шлака, разработанные в США и Японии.

Ключевые слова:внедоменная обработка чугуна, внепечная обработка стали, чугуновозный ковш, сталеразливочный ковш, механическое удаление шлака, вакуумное скачивание шлака.

Ссылка для цитирования: Сивак Б.А., Протасов А.В., Смирнов Л.А. Обзор способов удаления шлака с поверхности расплава в чугуновозных и сталеразливочных ковшах // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 12. С. 1243-1252.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1243-1252

 

REVIEW OF METHODS OF SLAG REMOVAL FROM MELT SURFACE IN HOT METAL AND STEEL LADLES

В. A. SIVAK1, PhD (Tech.), Prof., First Deputy of General Director; A. V. PROTASOV1, PhD (Tech.), Head of Dpt. of analytics, publishing and intellectual property protection, avprotasov@yandex.ru; L. A. SMIRNOV2, HD (Tech.), Prof., Academician of RAN, Chairman of directors body, Scientific adviser ( 1JSC AKhK “VNIIMETMASH”, Russia, Moscow; 2 JSC “Ural Institute of Metals”, Russia, Ekaterinburg)

Abstract. The removal of slag from melt surface of hot metal and steel ladles is a necessary condition to provide a deep desulphurization and dephosphorization of hot metal and steel in the process of their processing. A review of methods of slag skimming presented, mainly based on slag mechanical shoveling and its removal out of ladles by vacuum sucking. It was shown, that manipulators design for the slag skimming working instrument moving depends on the production scale, mass of the processed heats, amount and properties of the slag to be removed, production process intensity and ecological requirements. Peculiarities of designs and technical parameters of machines for slag skimming presented, designed by Irkutsk plant of heavy machinery, Scientific and Production Enterprise n.a. M.I. Platov, VNIIMETMASH, Kuznetsk and Novolipetsk steel plants. Technological methods of control of slag composition and physical properties considered, first of all of viscosity and fluidity, which have significant effect on selection of a method of slag skimming. Advantages and drawbacks of actions, aimed at more complete slag removal from metal surface by a scraper noted including bath blowing off by an inert gas, liquid slag tapping into am intermediate settling tank following its removal into a slag bowl. In case of satisfactory fluidity it is possible to slag removal by vacuum sucking, which at the same time promoted the melt degassing. Work done in this area abroad noted. Methods of vacuum slag removal developed in the USA and Japan described.

Key words:nonblast furnace hot metal processing, steel ladle treatment, hot metal ladle, steel ladle, slag mechanical removal, slag vacuum skimming.

For citation:Sivak B.A., Protasov A.V., Smirnov L.A. Review of methods of slag removal from melt surface in hot metal and steel ladles. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp.1243-1252. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1243-1252


УДК 669.046.412

СУШКА И ПОДОГРЕВ МЕТАЛЛОЛОМА В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ: ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, ЭКОНОМИКА, ЭКОЛОГИЯ

В. А. СПИРИН1, 2, ведущий научный сотрудник, генеральный директор, sva1965@list.ru; В. Е. НИКОЛЬСКИЙ3, генеральный директор; Д. В. ВОХМИНЦЕВ3, технический директор; А. А. МОИСЕЕВ3, ведущий инженер; П. Г. СМИРНОВ3, ведущий инженер; А. Г. ПЛАТАШОВ3, ведущий инженер ( 1 АО “Уральский институт металлов”, Россия, г. Екатеринбург; 2 ООО “НТФ “Институт прикладной металлургии”, Россия, г. Екатеринбург; 3 ООО “Концерн “Струйные технологии”, Россия, г. Санкт-Петербург)

Аннотация. При производстве стали с применением металлолома важным направлением повышения энергоэффективности и экологичности является подогрев лома перед завалкой в плавильный агрегат. В зимний период, когда попадание металлолома с включениями льда в расплав металла может приводить к значительным разрушениям оборудования и даже несчастным случаям, его предварительная сушка необходима для обеспечения промышленной безопасности. Показано, что в странах с теплым и малоснежным климатом при отсутствии риска обледенения металлолома при его перевозке и хранении под открытым небом основной задачей, решаемой при подогреве лома, является повышение энергоэффективности выплавки стали. В России за счет сушки металлолома в первую очередь обеспечивается безопасность процесса и только во вторую ?экономия энергии. Рассмотрены существующие технологии сушки и подогрева металлолома, достоинства и недостатки технических решений, применяемых на российских металлургических предприятиях. При подогреве лома на конвейере (процесс Consteel) горячие газы плохо проникают в его толщу и в зимнее время тепла не хватает для испарения влаги, содержащейся в металлошихте. При подогреве лома за счет утилизации тепла печных газов остро встает проблема устранения выбросов диоксинов. При применении шахтных подогревателей достигается высокая эффективность подогрева лома. Однако в условиях российской зимы верхние слои лома в подогревателе не всегда нагреваются выше 0 °С. При попадании лома из верхних слоев в ванну печи периодически происходят паровые взрывы. В шахтных подогревателях складываются оптимальные условия для образования диоксинов, которые выбрасываются в атмосферу. Показано, что с учетом российских экономических и природных особенностей оптимальным является сушка и подогрев металлошихты в модифицированных завалочных бадьях за счет тепла сжигаемого природного газа или иного дополнительного топлива. Предложенное техническое решение позволяет экологически безопасно выжечь органические загрязнения, расплавить лед, испарить содержащуюся в скрапе влагу, а также прогреть шихту, насколько это позволяет логистика завалки. Оно реализовано на ряде российских металлургических заводов. Приведены технико-экономические показатели сушки металлолома в бадьях для условий ЭСПЦ в составе двух ДСП-100.

Ключевые слова: сушка и подогрев металлолома,процесс Consteel, шахтные подогреватели металлолома, утилизация тепла печных газов, модифицированные завалочные бадьи, промышленная безопасность.

Ссылка для цитирования:Спирин В.А., Никольский В.Е., Вохминцев Д.В., Моисеев А.А., Смирнов П.Г., Платашов А.Г. Сушка и подогрев металлолома в сталеплавильном производстве: промышленная безопасность, экономика, экология // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 12. С. 1253-1258.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1253-1258

 

DRYING AND HEATING OF SCRAP METAL AT STEELMAKING: INDUSTRIAL SAFETY, ECONOMICS, ECOLOGY

V. A. SPIRIN1, 2, Leading Researcher, General Director, sva1965@list.ru; V. E. NIKOL’SKII3, General Director; D. V. VOKHMINTSEV3, Technical Director; А. А. МОISEEV3, Leading engineer; P. G. SMIRNOV3, Leading engineer; А. G. PLATASHOV3, Leading engineer ( 1 JSC “Ural institute of metals”, Russia, Ekaterinburg;  2 OJSC “NTF “Institute of applied metallurgy”, Russia, Ekaterinburg;  3 OJSC “Concern “Jet technologies”, Russia, Sankt-Peterburg)

Abstract. At steel production based on scrap metal utilization, the scrap heating before charging into a melting facility is an important way of energy efficiency increase and ecological parameters improving. In winter time scrap metal charging with ice inclusions into a metal melt can result in a considerable damage of equipment and even accidents. Therefore, scrap preliminary drying is necessary to provide industrial safety. It was shown, that in countries with warm and low-snow climate with no risk of scrap metal icing up during its transportation and storing in the open air, the basic task being solved at the scrap drying is an increase of energy efficiency of steelmaking. In Russia the scrap metal drying first of all provides the safety of the process and next -energy saving. Existing technologies of scrap metal drying and heating considered, as well as advantages and drawbacks of technical solutions used at Russian steel plants. In winter time during scrap metal heating at conveyers (Consteel process) hot gases penetrate not effectively into its mass, the heat is not enough for evaporation of wetness in the metal charge. At scrap heating by the furnace gases, a problem of dioxines emissions elimination arises. Application of shaft heaters results in high efficiency of scrap heating. However, under conditions of Russian winter the upper scrap layers are not always heated higher 0 °Сand after getting into a furnace bath the upper scrap layers cause periodical vapor explosions. The shaft heaters create optimal conditions for dioxines formation, which emit into atmosphere. It was shown, that accounting Russian economic and nature conditions, the metal charge drying and heating in modified charging buckets by the heat of burnt natural gas or other additional fuel is optimal. The proposed technical solution enables to burnt off organic impurities ecologically safely, to melt down ice, to evaporate the wetness in the scrap as well as to heat the charge as enough as the charging logistics enables it. The method was implemented at several Russian steel plants. Technical and economical indices of scrap metal drying in buckets under conditions of EAF-based shop, containing two furnaces ДСП-100, presented.

Key words:scrap metal drying and heating, Consteel process, shaft scrap heaters, furnace gases heat utilization, modified charging buckets, industrial safety.

For citation:Spirin V.A., Nikol’skii V.E., Vokhmintsev D.V., Moiseev A.A., Smirnov P.G., Platashov A.G. Drying and heating of scrap metal at steelmaking: industrial safety, economics, ecology. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp. 1253-1258. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1253-1258


УДК621.774.353

ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ ОПРАВОК ПРОШИВНОГО СТАНА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БЕСШОВНЫХ ТРУБ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ МАРТЕНСИТНОГО КЛАССА МАРКИ ТИПА 13СRВ ЛИНИИ ТПА 159-426 АО ВТЗ

И.И. ЛУБЕ1, канд. техн. наук, главный прокатчик; Н. В. ТРУТНЕВ2,главный инженер; С. В. ТУМАШЕВ2; А. В. КРАСИКОВ  2, канд. техн. наук,главный прокатчик; А. Г. УЛЬЯНОВ  2, начальник лаборатории прокатки  труб ЦЗЛ; А. А. КОРСАКОВ3, канд. техн. наук,заведующий лабораторией винтовой прокатки;Я. И. КОСМАЦКИЙ  3, канд. техн. наук,заместитель начальника отдела по бесшовным трубам в отделе технологии производства труб, ответственный за ВЭД,Kosmatski@rosniti.ru( 1 ПАО “Трубная металлургическая компания”, Россия, г. Москва; 2 АО “Волжский трубный завод”, Россия, Волгоградская обл., г. Волжский; 3 ОАО “Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности”, Россия, г. Челябинск)

Аннотация.Производство труб из сталей марок типа 13Cr, применяемых приосвоении месторождений нефти и газа в зонах с агрессивными средами,сопровождается интенсивным износом инструмента, в первую очередь оправок прошивного стана. Рассмотрены факторы, влияющие на стойкость прошивных оправок, в том числе химический состав материала, из которого изготовлены оправки и их конструкция. На основе производственного опыта показано, что содержание хрома в материале оправок практически не влияет на повышение их стойкости, поскольку образуемые тонкие защитные окислы с высокой температурой плавления быстро разрушаются и практически не восстанавливаются в процессе прошивки. Для повышения стойкости прошивных оправок при прокатке обсадных труб из сталей марок типа 13Crбыла проведена работа по подбору нового материала для их изготовления. Приведены химический состав стали, традиционно применяемой для изготовления прошивных оправок, и ее марка, предложенная для повышения их стойкости. Увеличение содержания молибдена, который повышает характеристики прочности и вязкости стали при высоких температурах и способствует измельчению зерна, вольфрама, который образует в стали карбиды, резко увеличивающие ее твердость и красностойкость, а также препятствует росту зерен при нагреве, и кобальта, который повышает жаропрочность и увеличивает стойкость к ударным нагрузкам, позволило повысить стойкость оправок в 2 раза. Приведены результаты испытания оправки из стали 20ХН2МВ3КБс рифлением на поверхности рабочего конуса, которое позволило достичь прироста стойкости до 12 проходов без существенного изменения стоимости инструмента. Показана микроструктура оправок из сталей 20Х2Н4МФА и 20ХН2МВ3КБ. Испытано применение бойка зацентровщика специальной конструкции, который обеспечил формирование скругленной кромки на передних торцах заготовок, исключил подрез наружной поверхности оправок в процессе вторичного захвата заготовок и увеличил жизненный цикл оправок прошивного стана. При производстве бесшовных труб из нержавеющих сталей мартенситного класса марок типа 13Crгруппы прочности L80 достигнуто повышение стойкости прошивных оправок более чем в 4 раза, чтов совокупности с другими техническими решениями позволило увеличить часовую производительность участка горячего проката ТПА 159-426Волжского трубного заводаболее чем в 2 раза.

Ключевые слова:Волжский трубный завод,производство бесшовных труб, нержавеющая сталь мартенситного класса, стойкость прошивных оправок, сталь 20ХН2МВ3КБ,рифление на поверхности рабочего конуса оправки.

Ссылка для цитирования:Лубе И.И., Трутнев Н.В., Тумашев С.В., Красиков А.В., Ульянов А.Г., Корсаков А.А., КосмацкийЯ.И. Повышение стойкости оправок прошивного стана при производстве бесшовных труб из нержавеющей стали мартенситного класса марки типа 13Сr в линии ТПА 159?426 АО ВТЗ // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 12. С.1259-1264.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1259-1264

 

INCREASE OF RESISTANCE OF PIERCING MILL MANDRELS AT SEAMLESS PIPES PRODUCTION OF 13CR GRADE MARTENSITE CLASS STAINLESS STEEL AT LINE ТПА159?426 OF JSC VTZ

I. I. LUBE1, PhD (Tech.), Chief rolling manager; N. V. TRUTNEV2,Chief Engineer; S. V. TUMASHEV2; A. V. KRASIKOV2, PhD (Tech.), Chief rolling manager; А. G. UL’YANOV2,Head of Lab. of pipe rolling, TSZL; А. А. КОRSAKOV3, PhD (Tech.), Head of Lab. of screw rolling;YA. I. KOSMATSKII3, PhD (Tech.),Deputy Head of Seamless pipes Dpt. in pipes production technology Dpt., responsible for external economic activity, Kosmatski@rosniti.ru( 1 PJSC “Pipe Metallurgical Company”, Russia, Moscow; 2 JSC “Volzhsky Pipe Plant”, Russia, Volgograd rgn., Volzhsky; 3 OJSC “Russian R&D Institute of Pipe Industry”, Russia, Chelyabinsk)

Abstract. At production of pipes of type 13Cr grade steel used at development of oil and gas deposits in areas with aggressive environment, intensive wear of instrument takes place, first of all, piercing mill mandrels. Factors, influencing the resistivity of the piercing mandrels considered, including chemical composition of the material, the mandrel is made of and its design. Based on industrial experience it was shown, that chrome content in the mandrel material practically does not affect on the increase of its resistivity, since the formed thin protective oxides having high melting temperature, are quickly failed and practically are not restored in the process of piercing. To increase the resistivity of piercing mandrels at production of casing tubes of type 13Cr grade steel, a work was accomplished to select a new material for their manufacturing. The chemical composition of steel presented, which was traditionally used for piercing mandrels manufacturing, as well as a steel grade proposed to increase their resistivity. First, molybdenum content was increased, which increases the characteristics of steel strength and ductility at high temperatures and results in grain refining. Second, tungsten content was also increased, which forms carbides in the steel resulting in an increase of its hardness and “red resistivity”, as well as in preventing grains growth during heating. Third, cobalt content was also increased, which increases heat resistivity and shock loads resistivity. The three elements increase enabled to increase the mandrels resistivity by two times. Results of mandrel test of steel 20ХН2МВ3КБpresented, the mandrel having corrugation on the working cone surface, which enabled to reach the resistivity growth to 12 passes without significant change of instrument cost. Microstructure of mandrels made of steels20Х2Н4МФАand 20ХН2МВ3КБshown. Application of the centering pin of special design was tested, which provided forming of a rounding edge on the front billet ends, eliminated undercut of mandrel external surface in the process of secondary billet grip and increase the service life of the piercing mill mandrels. At production of seamless pipes of martensite class type 13Cr stainless steels having L80 group of strength, an increase of piercing mandrel resistivity was reached by more than four times, which together with other technical solutions enabled to increase the hourly productivity of the hot rolling section of Volzhsky pipe plant ТПА159-426 line by more than two times.

Key words:Volzhsky pipe plant, production of seamless pipes, stainless steel of martensite class, piercing mandrel resistivity, steel 20ХН2МВ3КБ, corrugation on the mandrel working cone surface.

For citation:Lube I.I., Trutnev N.V., Tumashev S.V., Krasikov A.V., Ul’yanov A.G., Korsakov A.A., Kosmatskii Ya.I. Increase of resistance of piercing mill mandrels at seamless pipes production of 13Cr grade martensite class stainless steel at line ТПА159?426 of JSC VTZ. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp. 1259-1264. (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1259-1264


УДК 625.143:006

РАЗРАБОТКА СТАНДАРТОВ И КАЧЕСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ

Л. А. СМИРНОВ1, 2, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, председатель Совета директоров, научный руководитель института, председатель Технического комитета 367 Росстандарта РФ; В. А. РАБОВСКИЙ1, 2, исполнительный директор НИЦ стандартизации, метрологии и сертификации продукции, руководитель испытательного центра “Ставан-тест”; А. Б. ДОБУЖСКАЯ1, 2, канд. техн. наук, заведующий лабораторией металловедения и термической обработки; Г. Н. ЮНИН3, советник по технологии производства рельсового проката; А. И. БОРЦ4, канд. техн. наук, заместитель директора Научного центра “Рельсы, сварка, транспортное материаловедение” ( 1 АО “Уральский институт металлов”, Россия, г. Екатеринбург; 2 Технический комитет 367 Росстандарта РФ, Россия, г. Екатеринбург; 3 ООО “ЕвразХолдинг”, Россия, г. Москва; 4 АО “Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта”,Россия, г. Москва)

Аннотация. Национальные стандарты Российской Федерации устанавливают технические требования, правила приемки и методы контроля качества рельсов, что очень важно для обеспечения их качества и эксплуатационной стойкости. Рассмотрено изменение требований к рельсовой продукции за период с 1960 г. по настоящее время, показаны особенности учета их в стандартах. Показано, что ужесточение требований к рельсам способствовало разработке новых составов стали, созданию и внедрению новых технологических процессов производства стали, прокатки и термической обработки рельсов, новых методов контроля качества продукции. Приведены основные технические требования к рельсам, изготовляемым по национальному стандарту РФ и Евростандарту. Отмечено, что ГОСТ Р 51685-2013, действующий ныне, разработан с учетом требований наиболее современного зарубежного стандарта EN3674-1:2011+A1:2017, но не является эквивалентным ему стандартом, поскольку распространяется на российские типы рельсов и содержит требования, соответствующие климатическим и географическим условиям Российской Федерации и системе ведения путевого хозяйства ОАО РЖД. Показано, что рельсы, удовлетворяющие требованиям действующего стандарта, по эксплуатационной стойкости превышают уровень стойкости лучших зарубежных аналогов. В настоящее время разрабатывается новый стандарт, учитывающий необходимость увеличения срока службы железнодорожных рельсов в условиях высоких нагрузок, низких климатических температур, скоростного совмещенного и высокоскоростного движения, высокой грузонапряженности. Приведен перечень ключевых вопросов, нашедших отражение в проекте нового стандарта с учетом задач по освоению новых категорий рельсов и возросших требований ОАО РЖД к качеству рельсов.

Ключевые слова:рельсовая продукция, технические требования к рельсам, стандарты на рельсы железнодорожные, эксплуатационная стойкость рельсов, требования к качеству рельсов.

Ссылка для цитирования:Смирнов Л.А.,Рабовский В.А., Добужская А.Б., Юнин Г.Н., Борц А.И. Разработка стандартов и качество железнодорожных рельсов // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 12. С. 1265-1276.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1265-1276

 

ELABORATION OF STANDARDS AND QUALITY OF RAILWAY RAILS

L. A. SMIRNOV1, 2, HD (Tech.), Prof., Academician of Russian Academy of Sciences, Chairman of Directors Board, Scientific advisor of the Institute, Chairman of Technical committee 367 of Rosstandart of RF; V. A. RABOVSKII1, 2, Executive director, NITs of standardization, metrology and products certification, Head of Testing Center “Stavan-test”; A. B. DOBUZHSKAYA1, 2, PhD (Tech.), Head of Lab. “Metal science and heat treatment”; G. N. YUNIN3, advisor on technology of rail rolling; A. I. BORTS4, PhD (Tech.), Deputy director, Scientific Center “Rails, welding, transport material science” ( 1 JSC “Ural Institute of Metals”, Russia, Ekaterinburg; 2 Technical committee 367 of Rosstandart of RF, Russia, Ekaterinburg; 3 OJSC “EvrazHolding”, Russia, Moscow; 4 JSC “All-Russian Research Institute of Railway Transport”, Russia, Moscow)

Abstract. Russian national standards for rails establish technical requirements, acceptance rules and quality control methods. These are very important to ensure the quality and service durability of rails. Requirements for rail production variation within a period from 1960 to the present considered, peculiarities of their accounting in the standards shown. It was demonstrated that stricter requirements to rails resulted in the development of new steel compositions, the creation and introduction of new technological processes in steel production, rail rolling and heat treatment, as well as new methods of production quality control. Basic technical requirements for rails produced according to the national standard of the Russian Federation and to the European Norm presented. It was pointed out that the current national standard GOST R 51685?2013 was elaborated accounting the requirements of the latest foreign standard EN 3674-1:2011+A1:2017. However, the former is not equivalent to the latter because it pertains to Russian rail types and contains requirements corresponding to the Russian climatic and geographical conditions, as well as the track facilities system used by OJSC RZD. It was shown that rails, meeting the current standard requirements, in terms of operational resistivity exceed the resistivity level of best foreign analogues. At present, a new standard is being elaborated accounting the need of increasing the service life of railway rails under conditions of high load, low climatic temperatures, higher-speed combined train operation and high-speed running, and high working capacity. The list of key issues presented, that are mirrored in the new standard draft, which accounts for the goal of mastering new rail categories and the increased requirements of OJSC RZD to rails quality.

Keywords:rail products, technical requirements to rails, railway rail standards, rail service durability, rail quality requirements. 

For citation:Smirnov L.A., Rabovskii V.A., Dobuzhskaya A.B., Yunin G.N., Borts A.I. Elaboration of standards and quality of railway rails. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp. 1265-1276.  (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1265-1276


УДК 669.046.412

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ НАГРЕВА ФУТЕРОВКИ СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫХ КОВШЕЙ С ЦЕЛЬЮ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВЫБРОСОВ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО СВЯЗУЮЩЕГО

П. Г. СМИРНОВ1, ведущий инженер; В. А. СПИРИН2, 3, ведущий научный сотрудник, генеральный директор; В. Е. НИКОЛЬСКИЙ1, генеральный директор; Д. В. ВОХМИНЦЕВ1, технический директор; А. А. МОИСЕЕВ1, ведущий инженер; А. Г. ПЛАТАШОВ1, ведущий инженер ( 1 ООО “Концерн “Струйные технологии”, Россия, г. Санкт-Петербург;  2 АО “Уральский институт металлов”, Россия, г. Екатеринбург;  3 ООО “НТФ “Институт прикладной металлургии”, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Технологические операции сушки и разогрева футеровок сталеразливочных ковшей сопровождаются образованием и выделением соединений, относящихся к первой и второй категориям опасности. Это в значительной мере обусловленосодержанием в составе огнеупоров в качестве связующих фенолформальдегидных смол и каменноугольного пека. Приведены результаты моделирования операции разогрева футеровки сталеплавильного ковша. Установлено распределение скорости фильтрации продуктов разложения в материале футеровки. Основная часть вредных веществ из футеровки в процессе ее сушки выделяется во внутреннее рабочее пространство ковша. Через наружные выпарные отверстия на броне ковша выходит менее 10 % общего количества загрязняющих веществ. Показано, что почти 90 % времени сушки и разогрева температура в ковше не превышает уровня 800 °С, который недостаточен для дожигания вредных веществ. Обоснована целесообразность дожигания образующихся вредных выбросов в отдельном технологическом элементе установки сушки ковшей с использованием недорогих материалов, обладающих каталитическими свойствами и имеющих развитую поверхность. Использование катализатора позволит снизить минимально необходимую температуру для окисления продуктов разложения до 600-650 °С. Приведено описание разработанного концерном “Струйные технологии” стенда сушки и нагрева футеровки ковшей с обезвреживанием отходящих технологических газов. Стенд представляет собой герметичное укрытие, куда помещается ковш с новой футеровкой. Укрытие оборудовано подъемной крышкой, в которой установлено газовоздушное горелочное устройство. Горелочное устройство может работать с большим коэффициентом избытка воздуха для обеспечения минимальной температуры сушильного агента на ранних стадиях сушки. Внутри укрытия поддерживается отрицательное давление для организованного удаления технологических газов и предотвращения их попадания в рабочую зону цеха. Управление мощностью горелочного устройства производится по температуре, измеряемой термопреобразователем в крышке. Из укрытия технологические газы поступают в термокаталитический реактор (ТКР). ТКР содержит горелочное устройство для догрева газов, выходящих из ковша, до температуры дожигания. Управление мощностью также производится по измеренной температуре. При окончании выделения продуктов разложения связки происходит отключение ТКР. После обезвреживания в ТКР технологические газы выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу. Управление работой стенда осуществляет локальная система управления, построенная на промышленном логическом контроллере. На электрометаллургическом заводе “НЛМК-Калуга” уже много лет успешно сушат ковши на фенольной связке с обеспечением экологической безопасности выбросов на установке, описанной в статье.

Ключевые слова:футеровка сталеразливочных ковшей, периклазоуглеродистые огнеупоры, фенолформальдегидные смолы и каменноугольный пек, сушка и разогрев футеровок, продукты разложения связующего футеровки, выбросы вредных веществ, дожигание вредных выбросов.

Ссылка для цитирования:Смирнов П.Г., Спирин В.А., Никольский В.Е., Вохминцев Д.В., Моисеев А.А., Платашов А.Г. Cовершенствование оборудования и технологии сушки и нагрева футеровки сталеразливочных ковшей с целью обезвреживания выбросов продуктов разложения органического связующего // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 12. С. 1277-1282.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1277-1282

 

PERFECTION OF EQUIPMENT AND TECHNOLOGY OF STEEL LADLES LINING DRYING  TO NEUTRALIZE EMISSIONS OF ORGANIC BINDERS DECOMPOSITION PRODUCTS

P.G. SMIRNOV1, Leading engineer, V.A. SPIRIN 2, 3, Principal Researcher, General Director; V.E. NIKOL’SKII1, General Director; D.V. VOKHMINTSEV1, Technical Director; А. А. МОISEEV1, Leading engineer; А. G. PLATASHOV1, Leading engineer ( 1 OJSC “Concern “Jet Technologies”, Russia, Sankt-Petersburg; 2 JSC “Ural Institute of Metals”, Russia, Ekaterinburg;  3 OJSC “NTF “Institute of Applied Metallurgy”, Russia, Ekaterinburg)

Abstract. Technological operations of steel ladles lining drying and heating are accompanied by formation and emission of compounds, referred to the first and second category of danger. This is attributed mainly to the presence in the refractory’s composition phenol-formaldehyde tars and coal pitch as binders. Results of simulation of steel ladle lining heating operation presented. The filtration speed distribution of decomposition products in the lining material established. The main part of harmful substances from the lining is emitted in the process of its drying into internal working space of the ladle. Less than 10% of the total amount of pollution substances goes out through the external evaporating openings in the ladle armor. It was shown, that within near 90% of drying and heating time, the temperature in the ladle does not exceed level of 800 °С, which is not enough for harmful substances afterburning. Reasonability of afterburning of the formed harmful emissions justified as a separate technological element of the facility of ladles drying. For the afterburning, not expensive materials should be used, having catalyst properties and developed surface. Application of catalyst enables to decrease the minimum necessary temperature for oxidation of decomposition products down to 600-650 °С. Description of the facility, developed by Concern “Jet Technologies”, for ladles drying and heating with neutralization exhausted technological gases presented. The facility has an airtight shelter, in which a ladle with new lining is placed. The shelter has a lifting cover, in which a gas-air burner is installed. The burner can operate with a high excess of air to provide minimal temperature of drying agent at early stages of drying. Inside the shelter a negative pressure is kept for active removal technological gases and prevention of penetrating them into the working zone of the shop. The power of the burner is controlled by the temperature, measured by a thermo-converter in the cover. Out of the shelter the technological gases are directed to a thermo-catalyst reactor (TCR). The TCR has another burner for additional heating of gases leaving the ladle, to the afterburning temperature. Power control is made also based on the measured temperature. After completion of emitting binder decomposition products, the TCR is switched off. After neutralization in the TCR, the technological gases are emitted into atmosphere through a smoke stack. The facility operation control is made by a local control system, based on an industrial logic controller. At the EAF-based plant “NLMK-Kaluga”, the ladles with phenol-based binder lining are successfully dried for many years already at a facility described in the paper, providing an ecological safety of the emissions.

Key words:steel ladles lining, periclase-carbonaceous refractories, phenol-formaldehyde tars and coal pitch, drying and heating of linings, lining binder decomposition products, emission of harmful substances, afterburning of harmful emissions.

For citation:Smirnov P.G., Spirin V.A., Nikol’skii V.E., Vokhmintsev D.V., Moiseev A.A. Platashov A.G. Perfection of equipment and technology of steel ladles lining drying and heating to neutralize emissions of organic binders decomposition products. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 12, pp. 1277-1282. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-12-1277-1282

   


Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» включен в перечень рецензируемых научных изданий ВАК РФ


Подписка на наши издания
ведется постоянно

Вышел из печати журнал "Бюллетень научно-технической и экономической информации "Черная металлургия" " № 12/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Вышел из печати журнал "Новости черной металлургии за рубежом" № 6/2017

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"